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文檔簡介
1、目 錄摘要1abstract21高頻小信號調(diào)諧放大器的電路設計與仿真11.1主要技術指標11.2給定條件11.3設計過程11.3.1選定電路形式11.3.2 設置靜態(tài)工作點21.3.3諧振回路參數(shù)計算31.4單調(diào)諧高頻小信號放大器電路仿真實驗41.4.1仿真電路和波形41.4.2性能測試51.5實物與調(diào)試72 lc三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器設計與制作72.1電容三點式振蕩器原理工作原理分析82.1.1串聯(lián)型改進電容三端式振蕩器(克拉潑電路)102.1.2 并聯(lián)型改進電容三端式振蕩器(西勒電路)102.2主要設計技術性能指標122.3基本設計條件122.4電路結構122.5靜態(tài)工作電流的確定1
2、32.6確定主振回路元器件132.7仿真與性能測試142.7.1仿真電路和波形142.7.2性能測試152.8實物與調(diào)試163.高頻諧振功率放大器電路設計與制作173.1設計要求173.1.1確定功放的工作狀態(tài)173.1.2基極偏置電路計算183.1.3計算諧振回路與耦合線圈的參數(shù)183.1.4電源去耦濾波元件選擇193.2高頻功放外部特性203.3仿真與性能測試203.3.1仿真電路和波形203.3.2性能測試213.4實物與調(diào)試224.小結體會235.參考文獻24摘 要本文對高頻調(diào)諧小信號放大器、lc振蕩器、高頻功率放大器電路設計原理作了簡要分析,同時,研究了各個電路的參數(shù)設置方法,并利用
3、其它相關電路為輔助工具來調(diào)試放大電路,解決了放大電路中出現(xiàn)的問題。高頻小信號諧振放大電路是將高頻小信號或接收機中經(jīng)變頻后的中頻信號進行放大,已達到夏季所需的激勵電壓幅度。lc振蕩器的作用是產(chǎn)生標準的信號源。高頻功放的作用是以搞的效率輸出最大的高頻功率。三部分都是通信系統(tǒng)中無線電收發(fā)機所用到的技術,所以在現(xiàn)實生活中具有相當廣泛的應用。高頻小信號放大器一般用于放大微弱的高頻信號,此類放大器應具備如下基本特性:只允許所需的信號通過,即應具有較高的選擇性;放大器的增益要足夠大;放大器工作狀態(tài)應穩(wěn)定且產(chǎn)生的噪聲要小;放大器應具有一定的通頻帶寬度。高頻諧振功率放大電路,是無線電發(fā)射機的重要組成部分,它的主
4、要功用是實現(xiàn)對高頻已調(diào)波信號的功率放大, 然后經(jīng)天線將其轉(zhuǎn)化為電磁波輻射到空間,以實現(xiàn)用無線信道的方式完成信息的遠距離傳送。對高頻功率放大器的基本要求是,盡可能輸出大功率、高效率,為兼顧兩者,通常選丙類且要求在臨界工作狀態(tài),其電流流通角在600900范圍。關鍵詞:高頻小信號放大器、lc振蕩器、高頻諧振功率放大器abstractin this paper, high frequency tuning small signal amplifiers, lc oscillators, rf power amplifier circuit design principle is briefly ana
5、lyzed in this paper, at the same time, the research on each of the circuit parameters setting method, and uses other related circuit as the auxiliary tool to debug amplifier circuit, solve the problems arising from the amplifier circuit. small signal resonant frequency amplifier circuit is small sig
6、nal or receiver oxpatiation high frequency inverter frequency signal after amplification, has reached the incentive voltage amplitude summer required. lc oscillators role is to produce standard source. the role of high frequency amplifier is make the efficiency of the biggest rf power output. three
7、parts are communication system transceiver used technology, so in real life has quite widely.high-frequency small signal amplifier generally used to amplify glimmer of high frequency signal, such amplifier should have basic characteristics as follows: only allow required by the signal, namely must h
8、ave high selectivity, the amplifiers gain enough big, amplifier working condition should be stable and of the noise to small; amplifier should have certain passband width.high-frequency harmonic power amplifier circuit, is an important part of the transmitter, its main function is to realize the hig
9、h frequency wave signal already adjustable power amplifier and then by antenna is transformed into electromagnetic radiation to the space, in order to realize the way to finish with a radio channel information of teleportation. the high frequency amplifier are basic requirements, as far as possible
10、output power, high efficiency, both for consideration, usually choose c class and require the critical working condition, its current flow angle in 600-900 range.keywords: high-frequency small signal amplifiers, lc oscillators, high-frequency harmonic amplifiers1高頻小信號調(diào)諧放大器的電路設計與仿真1.1主要技術指標諧振頻率:10.7m
11、hz,諧振電壓放大倍數(shù):,通頻帶:,矩形系數(shù):。要求:放大器電路工作穩(wěn)定,采用自耦變壓器諧振輸出回路。1.2給定條件回路電感l(wèi)=4h, ,晶體管用9018,=50。查手冊可知,9018在、時,,,。負載電阻。電源供電。1.3設計過程高頻小信號放大器一般用于放大微弱的高頻信號,此類放大器應具備如下基本特性:只允許所需的信號通過,即應具有較高的選擇性。放大器的增益要足夠大。放大器工作狀態(tài)應穩(wěn)定且產(chǎn)生的噪聲要小。放大器應具有一定的通頻帶寬度。除此之外,雖然還有許多其它必須考慮的特性,但在初級設計時,大致以此特性作考慮即可. 1.3.1選定電路形式依設計技術指標要求,考慮高頻放大器應具有的基本特性,可
12、采用共射晶體管單調(diào)諧回路諧振放大器,設計參考電路見圖1-1所示。圖1-1 單調(diào)諧高頻小信號放大器電原理圖圖中放大管選用9018,該電路靜態(tài)工作點q主要由rb1和rw1、rb2、re與vcc確定。利用和、的分壓固定基極偏置電位,如滿足條件:當溫度變化,抑制了變化,從而獲得穩(wěn)定的工作點。由此可知,只有當時,才能獲得恒定,故硅管應用時, 。只有當負反饋越強時,電路穩(wěn)定性越好,故要求,一般硅管取:。1.3.2 設置靜態(tài)工作點由于放大器是工作在小信號放大狀態(tài),放大器工作電流一般在0.82ma之間選取為宜,設計電路中取 ,設。因為: 而 所以:因為:(硅管的發(fā)射結電壓為0.7v) 所以: 因為: 所以:因
13、為: 而 取則: 取標稱電阻8.2k因為: 則:,考慮調(diào)整靜態(tài)電流的方便,用22k電位器與15k電阻串聯(lián)。1.3.3諧振回路參數(shù)計算1)回路中的總電容c因為: 則:2)回路電容c因有 所以取c為標稱值30pf,與5-20pf微調(diào)電容并聯(lián)。3)求電感線圈n2與n1的匝數(shù): 根據(jù)理論推導,當線圈的尺寸及所選用的磁心確定后,則其相應的參數(shù)就可以認為是一個確定值,可以把它看成是一個常數(shù)。此時線圈的電感量僅和線圈匝數(shù)的平方成正比,即: 式中:k-系數(shù),它與線圈的尺寸及磁性材料有關; n-線圈的匝數(shù)。一般k值的大小是由試驗確定的。當要繞制的線圈電感量為某一值時,可先在骨架上(也可以直接在磁心上)纏繞10匝
14、,然后用電感測量儀測出其電感量,再用下面的公式求出系數(shù)k值: 式中: -為實驗所繞匝數(shù),由此根據(jù)和k值便可求出線圈應繞的圈數(shù),即:實驗中,l采用帶螺紋磁芯、金屬屏蔽罩的10s型高頻電感繞制。在原線圈骨架上用0.08mm漆包線纏繞10匝后得到的電感為2uh。由此可確定要得到4 uh的電感,所需匝數(shù)為 匝 最后再按照接入系數(shù)要求的比例,來繞變壓器的初級抽頭與次級線圈的匝數(shù)。因有,而匝。則: 匝調(diào)諧放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數(shù)來表示,如圖1-3所示的諧振曲線,矩形系數(shù)通常規(guī)定為放大器的電壓放大倍數(shù)下降到0.1時所對應的頻率偏移范圍與電壓放大倍數(shù)下降到0.707時所對應的頻率偏移范圍之比,即:
15、 上式表明,矩形系數(shù) 愈接近1,則實際曲線愈接近理想矩形,鄰近波道選擇性愈好,濾除鄰近波道干擾信號的能力愈強。但單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠大于1,這是單調(diào)諧回路放大器的缺點。故實際工程應用中,通常采用多級諧振放大器。1.3.4確定耦合電容與高頻濾波電容耦合電容c1、c2的值,可在1000 pf0.01uf之間選擇 ,一般用瓷片電容。旁路電容ce 、c3、c4的取值一般為0.01-1f,濾波電感的取值一般為220-330uh。1.4單調(diào)諧高頻小信號放大器電路仿真實驗1.4.1仿真電路和波形構建圖1-1所示設計實驗電路,仿真電路如圖1-2所示:圖1-2 單調(diào)諧高頻小信號放大器仿真電路圖仿真電路如
16、圖1-3所示:圖1-3 單調(diào)諧高頻小信號放大器仿真波形1.4.2性能測試仿真時可完成下列內(nèi)容:(1)測量并調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點仿真條件:晶體管用理想庫(defauit)中的(ideal)器件。電感線圈用固定電感l(wèi)1=2.8uh、l2=1.2uh,中間抽頭。其余元件參數(shù)參見圖1-1。ic=1.5ma??刹捎弥苯踊蜷g接方法。自建表格記錄實驗數(shù)據(jù)。(2)諧振頻率的調(diào)測與電壓放大倍數(shù)的測量仿真條件:輸入高頻信號頻率fo=10.7mhz,幅度(峰-峰值)50mv。阻尼電阻r=、反饋電阻re=1k、負載電阻rl=10k(3)研究阻尼電阻變化對放大器增益、帶寬、品質(zhì)因數(shù)的影響放大器諧振回路諧振時,所對應的
17、電壓放大倍數(shù)稱為諧振放大器的電壓放大倍數(shù),記為,表征放大器放大微弱信號的能力,數(shù)學表達式為: 或用分貝表示: 根據(jù)實驗測量所得結果,計算出不同re時,單調(diào)諧放大器的電壓增益,并比較放大器的變化,分析變化原因。用頻率特性測試儀測試放大器的幅頻特性,并計算出增益、帶寬及品質(zhì)因數(shù)。測試條件:輸入高頻信號頻率=fo=10.7mhz,幅度(峰-峰值)50mv。反饋電阻re=1k、負載電阻rl=10k,阻尼電阻r=(開路),阻尼電阻r=10k,阻尼電阻r=3k,阻尼電阻r=470。由于諧振回路的選頻作用,當工作頻率偏離諧振頻率時,放大器的電壓放大倍數(shù)將下降,習慣上稱電壓放大倍數(shù)下降到諧振電壓放大倍數(shù)的0.
18、707倍時所對應的頻率偏移范圍,稱為放大器的通頻帶,簡記為,其數(shù)學表達式為: 式中,為諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)。分析表明,放大器的諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶的關系為: 上式說明,當晶體管選定即確定,且回路總電容c為定值時,諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積為一常數(shù)。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數(shù)的概念是相同的。一般說來,放大器通頻帶有兩種方法進行測量:點測法和掃頻法(4)研究反饋電阻變化對放大器的影響測試條件:輸入高頻信號頻率=fo=10.7mhz,幅度(峰-峰值)50mv。阻尼電阻r=10k、負載電阻rl=10k。反饋電阻r=1k,負載電阻r=2k,反饋電阻r=510表一如下,測量結果為:re
19、vbvevcvceic根據(jù)vce判斷 bg1是否工作在放大區(qū)1k2.381.6512.1310.481.65是否原因:vbe約為0.7v且0.5vvcevcc5102.311.5612.1210.563.12是否2k2.411.7012.1310.420.85是否注:vb: 基極對地電壓。ve :發(fā)射極對地電壓。vc:集電極對地電壓。vce:集電極與發(fā)射極之間電壓。 ic = ve/re 結論可知:當re越大時,回路中的反饋越大,電壓增益越?。划攔越大時,品質(zhì)因數(shù)q越大,通頻帶越窄;中心頻率只與電路中的l和c有關。1.5實物與調(diào)試圖1-4 單調(diào)諧高頻小信號放大器電路板實驗結果滿足設計要求。2
20、lc三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器設計與制作在電子線路中,除了要有對各種電信號進行放大的電子線路外,還需要有能在沒有激勵信號的情況下產(chǎn)生周期信號的電子電路,這種在無需外加激勵信號的情況下,能將直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定波形、一定頻率和一定幅度的交變能量的電子電路稱為振蕩器。振蕩器的種類很多,根據(jù)工作原理可以分為反饋型振蕩器和負阻型振蕩器。根據(jù)選頻網(wǎng)絡采用的器件可分為lc振蕩器、晶體振蕩器、變壓器耦合振蕩器等。振蕩器的功能是產(chǎn)生標準的信號源,廣泛應用于各類電子設備中。為此,振蕩器是電子技術領域中最基本的電子線路,也是從事電子技術工作人員必須要熟練掌握的基本電路。2.1電容三點式振蕩器原理工作原理分析反
21、饋式正弦波振蕩器有rc、lc和晶體振蕩器三種形式,電路主要由放大網(wǎng)絡、選頻回路和反饋網(wǎng)絡三個部分構成。本實驗中,我們研究的主要是lc三點式振蕩器。所謂三點式振蕩器,是晶體管的三個電極(b、e、c),分別與三個電抗性元件相連接,形成三個接點,故稱為三點式振蕩器,其基本電路如圖2-1所示:圖2-1 三點式振蕩器的基本電路根據(jù)相位平衡條件,圖2-1 (a)中構成振蕩電路的三個電抗元件,x1、x2必須為同性質(zhì)的電抗,x3必須為異性質(zhì)的電抗,若x1和x2均為容抗,x3為感抗,則為電容三點式振蕩電路(如圖2-1 (b));若x2和x1均為感抗,x3為容抗,則為電感三點式振蕩器(如圖2-1 (c))。由此可
22、見,為射同余異。共基電容三點式振蕩器的基本電路如圖2-2所示圖2-2共基電容三點式振蕩器由圖可見:與發(fā)射極連接的兩個電抗元件為同性質(zhì)的容抗元件c1和c2;與基極和集電極連接的為異性質(zhì)的電抗元件l,根據(jù)前面所述的判別準則,該電路滿足相位條件。 其工作過程是:振蕩器接通電源后,由于電路中的電流從無到有變化,將產(chǎn)生脈動信號,因任一脈沖信號包含有許多不同頻率的諧波,因振蕩器電路中有一個lc諧振回路,具有選頻作用,當lc諧振回路的固有頻率與某一諧波頻率相等時,電路產(chǎn)生諧振。雖然脈動的信號很微小,通過電路放大及正反饋使振蕩幅度不斷增大。當增大到一定程度時,導致晶體管進入非線性區(qū)域,產(chǎn)生自給偏壓,使放大器的
23、放大倍數(shù)減小,最后達到平衡,即af=1,振蕩幅度就不再增大了。于是使振蕩器只有在某一頻率時才能滿足振蕩條件, 于是得到單一頻率的振蕩信號輸出。該振蕩器的振蕩頻率為:反饋系數(shù)f為: 若要它產(chǎn)生正弦波,必須滿足f= 1/2-1/8,太小不容易起振,太大也不容易起振。一個實際的振蕩電路,在f確定之后,其振幅的增加主要是靠提高振蕩管的靜態(tài)電流值。但是如靜態(tài)電流取得太大,振蕩管工作范圍容易進入飽和區(qū),輸出阻抗降低使振蕩波形失真,嚴重時,甚至使振蕩器停振。所以在實用中,靜態(tài)電流值一般ico=0.5ma-4ma。共基電容三點式振蕩器的優(yōu)點是:1)振蕩波形好。2)電路的頻率穩(wěn)定度較高。工作頻率可以做得較高,可
24、達到幾十mhz到幾百mhz的甚高頻波段范圍。 電路的缺點:振蕩回路工作頻率的改變,若用調(diào)c1或c2實現(xiàn)時,反饋系數(shù)也將改變。使振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。為克服共基電容三點式振蕩器的缺點,可對其進行改進,改進電路有兩種2.1.1串聯(lián)型改進電容三端式振蕩器(克拉潑電路)電路組成如圖2-3示:圖2-3克拉潑振蕩電路電路特點是在共基電容三點式振蕩器的基礎上,用一電容c3,串聯(lián)于電感l(wèi)支路。 功用主要是以增加回路總電容和減小管子與回路間的耦合來提高振蕩回路的標準性。使振蕩頻率的穩(wěn)定度得以提高。 因為c3遠遠小于c1或c2,所以電容串聯(lián)后的等效電容約為c3。電路的振蕩頻率為:與共基電容三點式振蕩器電路相比,
25、在電感l(wèi)支路上串聯(lián)一個電容。但它有以下特點:1、振蕩頻率改變可不影響反饋系數(shù)。2、振蕩幅度比較穩(wěn)定;但c3不能太小,否則導致停振,所以克拉潑振蕩器頻率覆蓋率較小,僅達1.2-1.4; 為此,克拉潑振蕩器適合與作固定頻率的振蕩器 。2.1.2 并聯(lián)型改進電容三端式振蕩器(西勒電路)電路組成如圖2-4示:圖2-4西勒振蕩電路電路特點是在克拉潑振蕩器的基礎上,用一電容c4,并聯(lián)于電感l(wèi)兩端。功用是保持了晶體管與振蕩回路弱藕合,振蕩頻率的穩(wěn)定度高,調(diào)整范圍大。電路的振蕩頻率為: 特點:1.振蕩幅度比較穩(wěn)定; 2.振蕩頻率可以比較高,如可達千兆赫;頻率覆蓋率比較大,可達1.6-1.8;所以在一些短波、超
26、短波通信機,電視接收機中用的比較多。 頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項十分重要技術指標,它表示在一定的時間范圍內(nèi)或一定的溫度、濕度、電壓、電源等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對變化程度,振蕩頻率的相對變化量越小,則表明振蕩器的頻率穩(wěn)定度越高。改善振蕩頻率穩(wěn)定度,從根本上來說就是力求減小振蕩頻率受溫度、負載、電源等外界因素影響的程度,振蕩回路是決定振蕩頻率的主要部件。因此改善振蕩頻率穩(wěn)定度的最重要措施是提高振蕩回路在外界因素變化時保持頻率不變的能力,這就是所謂的提高振蕩回路的標準性。提高振蕩回路標準性除了采用穩(wěn)定性好和高q的回路電容和電感外,還可以采用與正溫度系數(shù)電感作相反變化的具有負溫度系數(shù)的電容,以實現(xiàn)溫度
27、補償作用。石英晶體具有十分穩(wěn)定的物理和化學特性,在諧振頻率附近,晶體的等效參量lq很大,cq很小,rq也不大,因此晶體q值可達到百萬數(shù)量級,所以晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度比lc振蕩器高很多。2.2主要設計技術性能指標振蕩頻率: 頻率穩(wěn)定度:輸出幅度: 采用西勒振蕩電路,為了盡可能地減小負載對振蕩電路的影響,采用了射隨器作為隔離級。2.3基本設計條件電源供電為12v,振蕩管bg1為9018(其主要參數(shù),取=100,ft1100mhz)。隔離級射隨器晶體管bg2也為9018,lc振蕩器工作頻率為6mhz,晶體為6 mhz。2.4電路結構根據(jù)設計要求和條件可采用如圖2-5所示的電路結構。圖2-5 lc與
28、晶體振蕩器電原理圖2.5靜態(tài)工作電流的確定合理地選擇振蕩器的靜態(tài)工作點,對振蕩器的起振,工作的穩(wěn)定性,波形質(zhì)量的好壞有著密切的關系。般小功率振蕩器的靜態(tài)工作點應選在遠離飽和區(qū)而靠近截止區(qū)的地方。根據(jù)上述原則,一般小功率振蕩器集電極電流icq大約在0.8-4ma之間選取,故本實驗電路中: 選icq=2ma vceq=6v =100 則有為提高電路的穩(wěn)定性re值適當增大,取re=1k則rc2k 因:ueq=icqre 則: ueq =2ma1k=2v 因: ibq=icq/ 則: ibq =2ma/100=0.02ma 一般取流過rb2的電流為5-10ibq , 若取10ibq 因: 則: 取標稱
29、電阻12k。因: : 為調(diào)整振蕩管靜態(tài)集電極電流的方便,rb1由27k電阻與27k電位器串聯(lián)構成。2.6確定主振回路元器件回路中的各種電抗元件都可歸結為總電容c和總電感l(wèi)兩部分。確定這些元件參量的方法,是根據(jù)經(jīng)驗先選定一種,而后按振蕩器工作頻率再計算出另一種電抗元件量。從原理來講,先選定哪種元件都一樣,但從提高回路標準性的觀點出發(fā),以保證回路電容cp遠大于總的不穩(wěn)定電容cd原則,先選定cp為宜。若從頻率穩(wěn)定性角度出發(fā),回路電容應取大一些,這有利于減小并聯(lián)在回路上的晶體管的極間電容等變化的影響。但c不能過大,c過大,l就小,q值就會降低,使振蕩幅度減小,為了解決頻穩(wěn)與幅度的矛盾,通常采用部分接入
30、。反饋系數(shù)f=c1/c2,不能過大或過小,適宜1/81/2。因振蕩器的工作頻率為: 當lc振蕩時,f0=6mhz l10h 本電路中,則回路的諧振頻率fo主要由c3、c4決定,即有 。取c3 =120pf,c4=51pf(用33pf與5-20pf的可調(diào)電容并聯(lián)),因要遵循c1,c2c3,c4,c1/c2=1/81/2的條件,故取c1=200pf,則c2=510pf。對于晶體振蕩,只需和晶體并聯(lián)一可調(diào)電容進行微調(diào)即可。為了盡可能地減小負載對振蕩電路的影響,振蕩信號應盡可能從電路的低阻抗端輸出。例如發(fā)射極接地的振蕩電路,輸出宜取自基極;如為基級接地,則應從發(fā)射極輸出。2.7仿真與性能測試2.7.1
31、仿真電路和波形仿真電路如圖2-6所示。圖2-6 lc與晶體振蕩器仿真電路圖仿真波形如圖2-7所示。圖2-7 lc與晶體振蕩器仿真波形2.7.2性能測試測量時采用間接測量法:即用直流電壓表測量晶體管發(fā)射極對地電壓,調(diào)整使為2v即可。當靜態(tài)電流調(diào)整完畢后,用萬用表測量晶體管bg1的各電極的靜態(tài)工作電壓。將結果記錄于下圖。調(diào)整rw1,使。 fovop-pvceic測量值ic計算值6.04mhz0.4v6.09v2.01ma2.00ma 2.8實物與調(diào)試圖2-8 lc與晶體振蕩器電路板連接好電路后,當接入lc或晶體振蕩器時,均能用示波器觀測到電路的負載輸出端口和經(jīng)過射極跟隨器的輸出為6mhz的正弦振蕩
32、波形,說明了實驗成功。3.高頻諧振功率放大器電路設計與制作3.1設計要求電路的主要技術指標:輸出功率po125mw,工作中心頻率fo=6mhz,65%, 已知:電源供電為12v,負載電阻,rl=51,晶體管用3da1,其主要參數(shù):pcm=1w,icm=750ma,vces=1.5v,ft=70mhz,hfe10,功率增益ap13db(20倍)。3.1.1確定功放的工作狀態(tài) 諧振功率放大器的原理同一般放大器的原理是類似的,即利用輸入到基極的信號,來控制集電極的直流電源所供給的直流功率,使之轉(zhuǎn)化為交流信號功率輸出。為提高效率,增加輸出功率,高頻功放一般采用丙類放大。在丙類狀態(tài)下,放大器集電極電流i
33、c是脈沖狀,因而包含很多諧波成分,有很大失真。但諧振功放的集電極電路內(nèi)采用了并聯(lián)諧振回路,當該回路諧振于基頻,則它對基頻呈現(xiàn)很大的純電阻性阻抗,而對諧波的阻抗很小,可以看作短路。因此,并聯(lián)諧振電路由于通過ic所從產(chǎn)生的壓降vc也幾乎只有基頻。由于諧振回路的濾波作用,盡管ic的失真很大,仍然能夠得到正弦波輸出。對高頻功率放大器的基本要求是,盡可能輸出大功率、高效率,為兼顧兩者,通常選丙類且要求在臨界工作狀態(tài),其電流流通角在600900范圍?,F(xiàn)設=700。查表3-1得:集電極電流余弦脈沖直流ico分解系數(shù),集電極電流余弦脈沖基波icm1分解系數(shù),。設功放的輸出功率為0.5w。功率放大器集電極的等效
34、電阻為:集電極基波電流振幅為:集電極電流脈沖的最大振幅為: 集電極電流脈沖的直流分量為:電源提供的直流功率為:集電極的耗散功率為:集電極的效率為: (滿足設計要求)已知: 即則:輸入功率:基極余弦脈沖電流的最大值(設3da1的=10) 基極基波電流的振幅為:得基極輸入的電壓振幅為:3.1.2基極偏置電路計算因 則有 :因 則有 :取高頻旁路電容3.1.3計算諧振回路與耦合線圈的參數(shù) 輸出采用l型匹配網(wǎng)路, 則匹配網(wǎng)路的電感l(wèi)為,電容c為。3.1.4電源去耦濾波元件選擇高頻電路的電源去耦濾波網(wǎng)絡通常采用型lc低通濾波器,濾波電感0可按經(jīng)驗取50100h,濾波電感一般取0.01f。綜合上述設計,得
35、參考電路如圖3-1所示。圖3-1總電路圖圖中,其丙類高頻功率放大器bg3部分與圖 2-1 相同。bg1、bg2 是兩級甲類前置放大器,c2、c6 用以調(diào)諧,a、b端點用作為這兩級的輸出測試點。bg3 為末級丙類功率放大器,當 k4 斷開時可在 c、d 間串入萬用表(直流電流檔),以監(jiān)測 ic0 值。同時,e點可近似作為集電極電流 ic 波形的測試點(r10=10,c9=100pf,因而 c9 并未對 r10 構成充分的旁路)。k1k3 用以改變集電極負載電阻。 3.2高頻功放外部特性(1)高頻功率放大器的負載特性 諧振功放的直流電源vbb、vcc及激勵電壓vbm不變時,放大器的輸出電流ico、icm1,輸出電壓vcm及功率、效率隨負載變化的特性,稱為放大器負載特性。(2)高頻功率放大器的振幅特性 諧振功放的直流電源vbb、vcc及負載rl不變時,激勵電壓vbm變化時,放大器的輸出電流ico、icm1,輸出電壓vcm及功率、效率隨vbm變化的特性,稱為放大器的振幅特性。(3)高頻功率放大器的調(diào)諧特性 諧振功放的外部電流ico、ieo和輸出電壓vcm及功率、效率隨回路
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