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高频宽带功率放大器的设计与制作

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　日期：２００６－０１－１１　１５作者：来源：ｍｉｃｒｏｅａｒｏｎｌｉｎｅ．ｃｏｍ

《高频电路设计与制作》第二章高频放大器设计与制作2-4

高频宽带功率放大器的设计与制作（第二部分）

输入回路阻抗变换电路的设计　输出1W功率高频晶体管放大电路的设计　输出回路阻抗变换电路的设计

《高频电路设计与制作》章节目录

第一章高频电路基本常识

第二章高频放大器设计与制作

第三章高频振荡电路的设计与制作

第四章PLL数字锁相环电路设计与制作

第五章变频器电路设计与制作

第六章FM频率调制/解调电路的设计制作

第七章AM幅度调制/解调电路设计与制作

第八章实用高频电测仪表制作

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第二章高频放大器设计与制作查看本章节详细目录

2-1 高频信号放大器所应具备的特征

2-2 使用FET（场效应管）高频放大期的设计-制作

2-3 使用IC的宽频带放大器的设计-制作

2-4 宽频带功率放大器的设计-制作

小信号放大器与功率放大器的差异　功率放大器工作点选取方法　阻抗匹配-提高效率　本AB类功率放大器的设

计要点

输入回路阻抗变换电路的设计　输出

高频功率放大器的制作与调试　所制作的宽频带功率放大器的特性　备注栏：电路负反馈与频带宽度的关系输入回路阻抗变换电路的设计

增益值

晶体管的基极与射极间是一PN结，当温度变化时，顺向压降V BE将以－2．0~2．5mv／℃变化。也即是，随着温度上升，基极---射极间的电位差会减小，基极电流会增加。

为了解决此一问题，可以如图40所示，在基极－－－射极间再并联一个二极管，贴紧晶体管安装，如此可以构成热结合。

也即是，基极电流随温度上升而增加时，会使集极电流成比例增加，如此，集极功耗也会增加，导致温度进一步上升，继而使基极电流再增加最终晶体管烧毁。

如此，温度上升—电流增加)温度上升—)……的循环不断增加，最後会破坏晶体管，称之为热崩溃现象(Thermal Runaway)。

在晶体管的基极一射极间密着连接二极管，做为热结合。当温度上升时，晶体管的V BE虽然会减小，但是二极体的顺向电压也会减小，以使偏压电流稳定，防止发生热崩溃现象。

图40 使用二极管做为功率晶体管的温度补偿

(温度变化可以由二极管的特性检出，使晶体管的偏压电流不会变化)

▲基极电阻Rs的功用

输出为1W的晶体管的输入阻抗为10Ω左右，又输入阻抗值并非为一定，且会随着频率与输入信号的振幅而变化。

因此，如图41所示，在基极串接电阻Rs，使从输入的信号源所望进去的阻抗变化减小。

而且，如此也可以提高功率放大器的线性，防止在高频时可能发生的异常振荡。

可是，加入此一电阻RB，也会产生功率损耗，使放大器的增益下降。但是，由於使用VHF频带用的晶体管，可以得到此10dB大很多的功率增益，因此，仍然可以达到所要求的设计规格。

图41 晶体管的基极电阻R B的功用(由於晶体管的输入阻抗会随着基

极电流而变化，加入RB做为定电流电阻而，因此，可以使变动减小)

▲集极功耗与周围温度

接着，从输出功率P O=1W时的集极功耗求温度上升的情形。

图42所示的为频率为175MHz时的2SCl970的功耗特性数据。此一数据在1M~50MHz时，可以直接适用。一般而言，频率愈低效率愈高。因此，实际情形此计算值要好。

图42 2SC1970的集电极功耗与周围温度

(功率放大器的问题在于集电极功耗会产生热，加装散热片是防止温度上升最常用的方法)

▲求负载阻抗与最大集极电流

晶体管的负载阻抗值可以由输出功率与电源电压求得。首先假设为B类，由图43可以求出负载阻抗值。

输出功率Po＝1W，电源电压Vcc＝12V，可以求得负载阻抗RL值。

输出回路阻抗变换电路的设计

，因此，不需要做阻

品名材料#63#61#43#77#75

FT-237.924.8188.0396.0990.0

FT-3717.755.3420.0884.02210.0

FT-5022.068.0523.01100.02750.0

FT-8222.479.3557.01268.02930.0

FT-11425.4101.0603.01610.03170.0

FB-801--1565.0--

FB-101--609.0--

图45 输出变压器了T2的圈数求法

Ｆｏｌｌｏｗ　ｍｅ　Ｒａｄｉｏ跟我学无线电快速通道高频电路设计与制作常用业余无线电技术图表

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高频功率放大器的设计及仿真

东北大学秦皇岛分校电子信息系综合课程设计高频功率放大器的设计及仿真专业名称电子信息工程班级学号5081112 学生姓名姜昊昃指导教师邱新芸设计时间2011.06.20~2011.07.01

课程设计任务书专业：电子信息工程学号：5081112学生姓名（签名）：设计题目：高频功率放大器的设计及仿真一、设计实验条件 Multisim软件二、设计任务及要求 1.设计一高频功率放大器，要求的技术指标为：输出功率Po≥125mW，工作中心频率fo=6MHz，η>65%； 2.已知：电源供电为12V，负载电阻,RL=51Ω，晶体管用2N2219，其主要参数：Pcm=1W,Icm=750mA,V CES=1.5V, f T=70MHz,hfe≥10，功率增益Ap≥13dB（20倍）。三、设计报告的内容 1.设计题目与设计任务（设计任务书） 2.前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3.设计主体（各部分设计内容、分析、结论等） 4.结束语（设计的收获、体会等） 5.参考资料四、设计时间与安排 1、设计时间：2周 2、设计时间安排：熟悉实验设备、收集资料：2 天设计图纸、实验、计算、程序编写调试：4 天编写课程设计报告：3 天答辩：1 天

1.设计题目与设计任务（设计任务书） 1.1 设计题目高频功率放大器的设计及仿真 1.2 设计任务要求设计一个技术指标为输出功率Po≥125mW，工作中心频率fo=6MHz η>65%的高频功率放大器。 2. 前言（绪论）我们通过“模电”课程知道，当输入信号为正弦波时放大器可以按照电流的导通角的不同，将其分为甲类、乙类、甲乙、丙类等工作状态。甲类放大器电流的导通角为360度，适用于小信号低功率放大；乙类放大器电流的导通角约等于180度；甲乙类放大器电流的导通角介于180度与360度之间；丙类放大器电流的导通角则小于180度。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是上述几种工作状态中最高的。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。可是若仅仅是用一个功率放大器，不管是甲类或者丙类，都无法做到如此大的功率放大。综上，确定此高频电路由两个模块组成：第一模块是两级甲类放大器；第二模块是一工作在丙类状态的谐振放大器，它作为功放输出级，最好能工作在临界状态。此时，输出交流功率达到最大，效率也较高，一般认为此工作状态为最佳工作状态。 3. 系统原理 3.1 高频功率放大器知识简介在通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗要求发射机具有较大的功率输出，通信距离越远，要求输出功率越大。为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。高频功率放大器是无线电发射设备的重要组成部分。在无线电信号发射过程中，发射机的振荡器产生的高频振荡信号功率很小，

丙类高频功率放大器课程设计

高频电子线路课程设计报告题目：丙类功率放大器院系：专业：电子信息科学与技术班级：姓名：学号：指导教师：报告成绩： 2013年12月20日

目录一、设计目的 (1) 二、设计思路 (1) 三、设计过程 (2) 3.1、系统方案论证 3.1.1 丙类谐振功率放大器电路 3.2、模块电路设计 3.2.1丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路 3.2.2丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路 3.2.3匹配网络 3.2.4 VBB 、Vcm、Vbm、VCC对丙类谐振功率放大器性能影响分析四、整体电路与系统调试及仿真结果 (11) 4.1 电路设计与分析 4.2.仿真与模拟 4.2.1 Multisim 简介 4.2.2 基于Multisim电路仿真用例五、主要元器件与设备 (14) 5.1 晶体管的选择 5.1.2 判别三极管类型和三个电极的方法 5.2电容的选择六、课程设计体会与建议 (17) 6.1、设计体会 6.2、设计建议七、结论 (18) 八、参考文献 (19)

一、设计目的电子技术迅猛发展。由分立元件发展到集成电路，中小规模集成电路，大规模集成电路和超大规模集成电路。基本放大器是组成各种复杂放大电路的基本单元。弱电控制强电在许多电子设备中需要用到。放大器在当今和未来社会中的作用日益增加。高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗，要求发射机具有较大的输出功率，而且，通信距离越远，要求输出功率越大。所以，为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。高频功率放大器是无线电发射设备的重要组成部分。丙类谐振功率放大器在人类生活中得到了广泛的应用，而且能高效率的将电源供给的直流能量转换为高频交流输出，研究它具有很高的社会价值。设计简单丙类谐振功率放大器电路并进行仿真，以及对丙类谐振功率放大器发展的展望。二、设计思路丙类谐振功率放大器工作原理图2-2-1为丙类谐振功率放大器原理图,为实现丙类工作,基极偏置电压V BB 应设置在功率的截止区。输入回路由于功率管处于截止状态，基极偏置电压V BB 作为结外电场，无法克服结内电场，没有达到晶体管门坎电压，从而，导致输入电流脉冲严重失真，脉冲宽度小于90o。由i C ≈βi B 知，i C 也严重失真，且脉宽小于90o。输出回路若忽略晶体管的基区宽度调制效应以及结电容影响,在静态转移特性曲线 (i C ～V BE )上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半个周期。

高频调谐放大器,LC振荡电路和高频谐振功率放大器的设计(通信电子线路)

课程设计任务书学生姓名：专业班级：通信0704 指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 通信电子线路综合设计课程设计目的： ①较全面了解常用的数据分析与处理原理及方法； ②能够运用所学知识进行初步电路的设计； ③掌握基本的文献检索和文献阅读的方法； ④提高正确地撰写论文的基本能力。课程设计内容和要求 1.高频小信号调谐放大器的电路设计 2. LC振荡器的设计； 3.高频谐振功率放大器电路设计。初始条件： ①电路板及元件，参数； ②通信原理，高频，电路等基础知识。时间安排：课程设计时间为5天。（1）方案设计，时间1天；（2）软件设计，时间2天；（3）系统调试，时间1天；（4）答辩，时间1天。指导教师签名： 2010年月日系主任（或责任教师）签名：年月

目录目录 (1) 摘要 .................................................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................................ II 1高频小信号调谐放大器的电路设计.. (1) 1.1 主要技术指标： (1) 1.2给定条件 (1) 1.3设计过程 (2) 1.4 单调谐高频小信号放大器电路调试 (5) 2 LC三点式反馈振荡器设计与制作 (6) 2.1电容三点式振荡器原理工作原理分析 (6) 2.2 主要设计技术性能指标 (10) 2.3 基本设计条件 (10) 2.4 电路结构 (10) 2.5 静态工作电流的确定 (10) 2.6 确定主振回路元器件 (11) 2.7 电路调试 (12) 3 高频谐振功率放大器电路设计与制作 (13) 3.1设计要求 (13) 3.2确定功放的工作状态 (13) 3.3 基极偏置电路计算 (14) 3.4计算谐振回路与耦合线圈的参数 (14) 3.5电源去耦滤波元件选择 (15) 3.6 电路调试 (15) 4 心得体会 (16) 5 参考文献 (17) 本科生课程设计成绩评定表 (18)

宽带射频功率放大器设计

?阻抗变换器和阻抗匹配网络已经成为射频电路以及最大功率传输系统中的基本部件。为了使宽带射频功率放大器的输入、输出达到最佳的功率匹配，匹配电路的设计成为射频功率放大器的重要任务。要实现宽带内的最大功率传输，匹配电路设计非常困难。本文设计的同轴变换器电路就能实现高效率的电路匹配。同轴变换器具有功率容量大、频带宽和屏蔽好的特性，广泛应用于VHF/UHF波段。常见的同轴变换器有1:4和1:9阻抗变换，如图1所示。但是实际应用中，线阻抗与负载不匹配时，它们的阻抗变换不再简单看作1:4或1:9.本文通过建立模型，提出一种简化分析方法。 1 同轴变换器模型同轴变换器有三个重要参数：阻抗变换比、特征阻抗和电长度。这里用电长度是为了分析方便。当同轴线的介质和长度一定时，电长度就是频率的函数，可以不必考虑频率。 1.1理想模型理想的1:4变换器的输入、输出阻抗都匹配，每根同轴线的输入、输出阻抗等于其特征阻抗Z0，其等效模型如图2所示。

其源阻抗Zg与ZL负载阻抗变换比为：图2和公式（1）表明：变换器的阻抗变换比等于输入阻抗与输出阻抗之比。同轴变换器的输入阻抗等于同轴线的输入阻抗并联，输出阻抗等于同轴线的输出阻抗串联。 1.2通用模型由于特征阻抗是实数，而源阻抗与负载阻抗一般都是复数，所以，就不能简单的用变换比来计算。阻抗匹配就是输入阻抗等于源阻抗的共轭，实现功率的最大传输。特征阻抗为Z0，电长度为E的无耗同轴线接复阻抗的电路如图3所示。由于源阻抗与同轴线特征不匹配，电路的反射系数就不是负载反射系数。由于同轴线是无耗的，进入同轴线的功率就等于负载消耗的功率。那就可以把电路简化只有一个负载Zin，又因为Zg与Zin都是复数且串联，就可以把Zg中的虚部等效到Zin中，最后得到反射系数为：其中：

功率放大器设计(DOC)

电子电路设计实践设计题目：直流稳压电源设计系别：电气工程学院专业：电子信息工程班级：2011级1 班姓名：腾伟峰学号：201151746 指导教师：张全禹时间：2013年3月17日绥化学院电气工程学院

高频功率放大器 1设计要求 1.1 已知条件 +VCC=+12V,晶体管3DG130的主要参数为PCM=700mW，ICM=300mA，VCES≤0.6V，hfe≥30，fT≥150MHz，放大器功率增益AP≥6dB。晶体管3DA1的主要参数为PCM=1W，ICM=750mA，VCES≥1.5V,hfe≥10,fT=70MHz,AP≥13dB。 1.2 主要技术参数输出功率P0≥500mW，工作中心频率f0≈5MHz，效率η＞50%，负载RL=50Ω。 1.3 具体要求分析高频功率放大器原理，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，利用电子设计工具软件multisim对电路进行仿真测试，分析电路的特性。

2原理分析高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器。利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，这是无线电发射机中的重要组成部分。根据放大器电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180，效率η最高也只能达到50%，而丙类功放的θ< 90o，效率η可达到80%，甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。图 1为丙类谐振功率放大器。图 1 丙类谐振功率放大器

功率放大器设计的关键：输出匹配电路的性能要点

功率放大器设计的关键：输出匹配电路的性能对于任何功率放大器（功率放大器）设计，输出匹配电路的性能都是个关键。但是，在设计过程中，有一个问题常常为人们所忽视，那就是输出匹配电路的功率损耗。这些功率损耗出现在匹配网络的电容器、电感器，以及其他耗能元件中。功率损耗会降低功率放大器的工作效率及功率输出能力。因为输出匹配电路并不是一个50Ω的元件，所以耗散损失与传感器增益有很大的区别。输出匹配的具体电路不同，损耗也不一样。对于设计者而言，即使他没有选择不同技术的余地，在带宽和耗散损失之间，在设计方面仍然可以做很多折衷。匹配网络是用来实现阻抗变化的，就像是功率从一个系统或子系统传送另一个系统或者子系统，RF设计者们在这上面下了很大的功夫。对于功率放大器，阻抗控制着传送到输出端的功率大小，它的增益，还有它产生的噪声。因此，功率放大器匹配网络的设计是性能达到最优的关键。损耗有不同的定义，但是这里我们关心的是在匹配网络中，RF功率以热量的形式耗散掉的损耗。这些损耗掉的功率是没有任何用途。依据匹配电路功能的不同，损耗的可接受范围也不同。对功率放大器来讲，输出匹配损耗一直是人们关注的问题，因为这牵涉到很大的功率。效率低不仅会缩短通话时间，而且还会在散热和可靠性方面带来很大的问题。例如，一个GSM功率放大器工作在3.5V电压时，效率是55%，能够输出34dBm 的功率。在输出功率为最大时，功率放大器的电流为1.3A。匹配的损耗在 0.5dB到1dB的数量级，这与输出匹配的具体电路有关。在没有耗散损失时，功率放大器的效率为62%到69%。尽管损耗是无法完全避免的，但是这个例子告诉我们，在功率放大器匹配网络中，损耗是首要问题。耗散损失现在我们来看一个网络，研究一个匹配网络（图1a）中的耗散损失。电源通过无源匹配网络向无源负载传输功率。在电源和负载阻抗之间没有任何其他的限制。把匹配网络和负载合在一起考虑，电源输出一个固定量的功率Pdel到这个网络（图1b）。输出功率的一部分以热量的形式耗散在匹配网络中。而其余的则传输到负载。Pdel是传输到匹配网络和负载（图 1c）上的总功率，PL是传输到负载的那部分功率。了解了这两个量，我们就可以知道，实际上到底有多大的一部分功率是作为有用功率从电源传输到了负载，其比例等于PL/Pdel。这是对功率放大器输出匹配的耗散损失的正确测量，因为它只考虑了实际传输

丙类高频功率放大器专业课程设计

高频电子线路课程设计报告题目：丙类功率放大器院系：专业：电子信息科学与技术班级：姓名：学号：指导教师：报告成绩： 2013年12月20日

宽带高频功率放大器

5.4 宽带高频功率放大器以LC谐振回路为输出电路的功率放大器，因其相对通频带只有百分之几甚至千分之几，因此又称为窄带高频功率放大器。这种放大器比较适用于固定频率或频率变换范围较小的高频设备，如专用的通讯机、微波激励源等。除了LC谐振回路以外，常用于高频功放电路负载还有普通变压器和传输线变压器两类。这种以非谐振网络构成的放大器能够在很宽的波段内工作且不需调谐，称之为宽带高频功率放大器。以高频变压器作为负载的功率放大器最高工作频率可达几百千赫至十几兆赫，但当工作频率更高时，由于线圈漏感和匝间分布电容的作用，其输出功率将急剧下将，这不符合高频电路的要求，因此很少使用。以传输线变压器作为负载的功率放大器，上限频率可以达到几百兆赫乃至上千兆赫，它特别适合要求频率相对变化范围较大和要求迅速更换频率的发射机，而且改变工作频率时不需要对功放电路重新调谐。本节重点分析传输线变压器的工作原理，并介绍其主要应用。 5.4.1 传输线变压器 1. 传输线变压器的结构及工作原理传输线变压器是将传输线（双绞线、带状线、或同轴线）绕在高导磁率铁氧体的磁环上构成的。如图5-24（a）所示为1:1传输线变压器的结构示意图。传输线变压器是基于传输线原理和变压器原理二者相结合而产生的一种耦合元件，它是以传输线方式和变压器方式同时进行能量传输。对于输入信号的高频频率分量是以传输线方式为主进行能量传输的；对于输入信号的低频频率分量是以变压器方式为主，频率愈低，变压器方式愈突出。如图5-24(b)为传输线方式的工作原理图，图中，信号电压从1、3端输入，经传输线 R上。如果信号的波长与传输线的长度相比拟，变压器的传输，在2、4端将能量传到负载 L 两根导线固有的分布电感和相互间的分布电容就构成了传输线的分布参数等效电路，如图 5-24(d)所示。若认为分布参数为理想参数，信号源的功率全部被负载所吸收，而且信号的上限频率将不受漏感、分布电容及高导磁率磁芯的限制，可以达到很高。图5-24 1:1传输线变压器的结构示意图及等效电路

高频功率放大器_课程设计报告

高频电子线路课程设计报告设计题目：高频功率放大器设计专业班级电信09-3 学号 310908030305 学生姓名董一含指导教师高娜教师评分 2012年6月13日

摘要高频功率放大器是通信系统中发送装置的主要组件，用于发射机地末端。本课程设计的高频功率放大器电路由两极功率放大器组成，第一级为甲类功率放大器，第二级为丙类谐振功率放大器。分别对甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，从而设计出完整高频功率放大器电路，再利用电子设计软件multisim对电路仿真。关键词：甲类功率放大器、丙类功率放大器、multisim仿真。

目录 1设计要求 (1) 1.1已知条件 (1) 1.2主要技术参数 (1) 1.3具体要求 (1) 2原理分析 (2) 3电路设计 (3) 3.1电路概要设计 (3) 3.2丙类功率放大器设计 (3) 3.2.1放大器的工作状态 (3) 3.2.2谐振回路及耦合回路的参数 (4) 3.2.3基极偏置电路参数计算 (5) 3.3甲类功率放大器设计 (5) 3.3.1电流性能参数 (5) 3.3.2静态工作点 (6) 4高频功率放大器完整电路图 (7) 5电路仿真 (8) 6设计心得 (10) 参考文献 (11)

1设计要求 1.1 已知条件 +VCC=+12V,晶体管3DG130的主要参数为PCM=700mW，ICM=300mA，VCES≤0.6V，hfe≥30，fT≥150MHz，放大器功率增益AP≥6dB。晶体管3DA1的主要参数为PCM=1W，ICM=750mA， VCES≥1.5V,hfe≥10,fT=70MHz,AP≥13dB。 1.2 主要技术参数输出功率P0≥500mW，工作中心频率f0≈5MHz，效率η＞50%，负载RL=50Ω。 1.3 具体要求分析高频功率放大器原理，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，利用电子设计工具软件multisim对电路进行仿真测试，分析电路的特性。

高频功率放大器

1.原理说明利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。它是无线电发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180o ，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o ,效率η可达到80%。甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。高频功率放大器按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种，窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路，故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器；宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路，因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。 1.1高频功放的主要技术指标 1.1.1 功率关系：功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率O P ，使之一部分转变为交流信号功率1P 输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率C P 。根据能量守衡定理：1o C P P P =+ 直流功率：输出交流功率：221111 1222 c c c c L L U P U I I R R = ?== C U -----回路两端的基频电压 c1I ----- 基频电流 L R ----回路的负载阻抗。 1.1.2 放大器的集电极效率 1 101 122 c c o CC c U I P P U I ηξγ?===? 其中集电极电压利用系数：1c c L CC CC U I R U U ξ= = 0o c CC P I U =?

高频功率放大器设计--毕业设计论文

辽宁省交通高等专科学校机电系毕业设计文件设计题目: 高频功率放大器设计专业:应用电子技术姓名:班级：学号: 完成期限: 201 年03月25 日至201 _年05月03日指导教师：臧雪岩

摘要：高频功率放大器是无线电发送设备的重要组成部分，它主要用在发射机的末端。信号经高频功率放大器放大后能够满足天线对发射功率的要求，以足够大的功率发射出去，被远方的接收机可靠地接收。高频功率放大器按工作频带来分，可分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器，窄带高频功率放大器通常以LC谐振网络作为负载，又称谐振功率放大器，实用高频信号通常是窄带信号，窄带信号是指带宽远小于其中心频率的信号，如中波广播电台的带宽为10kHz，如果中心频率为1000kHz，其带宽远小于其中心频率，该信号即为窄带信号。窄带信号具有类似于单一频率正弦信号的特性，可采用谐振电路滤波。宽带功率放大器是以传输线变压器为负载，又称非谐振功率放大器，区别于窄带功率放大器，宽带功率放大器可在很宽的范围内变换工作频率而不必调谐，但不具有滤波能力。关键词：高频功率放大器、窄带信号、谐振功率放大器。 Abstract：High frequency power amplifier is an important part of radio transmission equipment, it mainly use at the end of the transmitter. Signal after high frequency power amplifier amplification can satisfy the requirements of the antenna to transmit power, with enough power to launch out, distant receiver receives in a reliable way. High frequency power amplifier according to the working frequency points, high frequency power amplifier can be divided into narrowband and broadband high frequency power amplifier, narrow-band high frequency power amplifier is usually to LC resonant network as a load, also called resonance power amplifier, high frequency signal is usually a narrow-band signal, narrow-band signal refers to the signal bandwidth is far less than its center frequency, such as the bandwidth of the medium wave radio station to 10 KHZ, if the center frequency of 1000 KHZ, its bandwidth is far less than its center frequency, the signal is narrow band signal. Narrow-band signal is similar to the single frequency sine signal characteristics, resonant circuit filter can be used. Broadband power amplifier is based on a transmission line transformer load, also known as the resonance power amplifier, difference in narrow band power amplifier and broadband power amplifier working frequency can be changed in a very wide range and don't have to be tuned, but I don't have filtering capability. Key words: High frequency resonance power amplifier, power amplifier, narrow band signal.

高频宽带功率放大器的设计与制作

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高频功率放大器的

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 高频功率放大器设计初始条件： 1、可选元件：晶体管、高频磁环、电阻、电容、开关等 2、仿真软件：Mulitisim 要求完成的主要任务: 设计一个高频功率放大器，要求 1.输出功率Po≥125mW 2.工作中心频率fo=6MHz 3. >65% 时间安排： 1．理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料；2．课程设计时间为1周。（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天；（2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间2天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。指导教师签名： 2010年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录摘要.......................................................................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................................................................... I I 1 谐振功率放大器的工作原理.. (1) 1.1基本原理电路 (1) 1.2高频谐振功率放大器的电路组成 (3) 1.3集电极电流余弦脉冲分解 (3) 1.4高频谐振功率放大器的性能分析 (6) 1.4.1 谐振功率放大器的动态特性 (6) 1.4.2 谐振功率放大器的负载特性 (7) 1.4.3 放大器工作状态的调整 (9) 2 具体设计过程 (9) 2.1电路元件参数计算 (10) 2.1.1基极偏置电路计算 (10) 2.1.2计算谐振回路与耦合线圈的参数 (11) 2.1.3电源去耦滤波元件选择 (11) 2.2谐振功率放大器的功率和效率关系协调 (11) 3高频谐振功率放大器电路仿真及结果分析 (13) 3.1仿真结果 (13) 3.1.1第一放大级并测量所需参数和输出波形 (13) 3.1.2第二放大级并测量所需参数和输出波形 (13) 3.1.3第三放大级并测量所需参数和输出波形 (14) 3.2仿真结果分析 (15) 总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)

完整word版,高频功率放大器设计及仿真

综合课程设计高频功率放大器的设计及仿真专业名称电子信息工程班级学号5081112 学生姓名姜昊昃指导教师邱新芸设计时间2011.06.20~2011.07.01

1.设计题目与设计任务（设计任务书） 1.1 设计题目高频功率放大器的设计及仿真 1.2 设计任务要求设计一个技术指标为输出功率Po≥125mW，工作中心频率fo=6MHz η>65%的高频功率放大器。

摘要通过“模电”课程知道，当输入信号为正弦波时放大器可以按照电流的导通角的不同，将其分为甲类、乙类、甲乙、丙类等工作状态。甲类放大器电流的导通角为360度，适用于小信号低功率放大；乙类放大器电流的导通角约等于180度；甲乙类放大器电流的导通角介于180度与360度之间；丙类放大器电流的导通角则小于180度。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是上述几种工作状态中最高的。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。可是若仅仅是用一个功率放大器，不管是甲类或者丙类，都无法做到如此大的功率放大。综上，确定此高频电路由两个模块组成：第一模块是两级甲类放大器；第二模块是一工作在丙类状态的谐振放大器，它作为功放输出级，最好能工作在临界状态。此时，输出交流功率达到最大，效率也较高，一般认为此工作状态为最佳工作状态。关键词：高频；功率；放大；

20-1000MHz 100W GaN宽带功率放大器研制

电子设计工程 Electronic Design Engineering 第26卷Vol.26第3期No.32018年2月Feb.2018 收稿日期：2017-06-18 稿件编号：201706117 作者简介：侯钧（1983—），男，重庆人，硕士研究生，工程师。研究方向：射频微波功率放大器。功率放大器是通信系统发射链路中的重要组成部分。目前很多军、民用电台，广播电视等发射系统都工作在20~1000MHz 频段。随着宽带通信、干扰和测试系统的发展，对能覆盖整个频段的功率放大器需求非常迫切。20~1000MHz 有近6个倍频层，受制于Bode-Fano 准则，在如此宽的频段内进行匹配会面临极大挑战。微带线和电容电感相结合的方式适用于高频[1-3]，若需兼顾低频，输出功率往往难以大于10W [4]。单纯运用传输线变压器（transmission line transformer ，TLT ）也不能达到需要的带宽[5-8]，因此，解决20~1000MHz 频段宽带功率放大器的研制问题具有重要的应用价值。 1TLT 及磁芯的应用 TLT 具有宽的带宽、低的损耗、高的功率容量等 20~1000MHz 100W GaN 宽带功率放大器研制侯钧1，方建新1，黄亮1，蒋超2 （1.成都四威功率电子科技有限公司四川成都611730；2.西南电子设备研究所四川成都610036）摘要：随着通信、对抗和测试设备的工作带宽逐渐增加，对相应功率放大器的带宽要求也越来越宽，而基于第三代半导体材料的GaN HEMT 具备宽工作频带的特性，有满足新需求的潜力。运用传输线变压器（Transmission Line Transformer ，TLT ）加载铁氧体磁芯的技术对GaN HEMT 进行宽带匹配，研制了工作于20~1000MHz 的功率放大器。通过建立和优化TLT 模型，拓展频率低端，最终测试结果表明，在整个带宽内，输出功率≥107W ，增益≥11.3dB ，功率附加效率≥34.5%，成功将此功率量级的宽带功率放大器工作倍频层由3拓展到5以上。此功率放大器适用于同时要求宽带宽和高功率的系统中，如EMC 测试、电子对抗和宽带通讯等。关键词：功率放大器；宽带匹配；GaN HEMT ；传输线变压器；铁氧体磁芯中图分类号：TN722.75 文献标识码：A 文章编号：1674-6236（2018）03-0111-05 100W broadband GaN power amplifier design over 20MHz to 1000MHz bandwidth HOU Jun 1，FANG Jian?xin 1，HUANG Liang 1，JIANG Chao 2 （1.Chengdu SWIEE Power Electronics Technology Co.，Ltd.，Chengdu 611730，China ；2.Southwest China Research Institute of Electronic Equipment ，Chengdu 610036，China ） Abstract:As the working bandwidth of communication ，electronic warfare and test equipment increases ，the bandwidth requirements of the corresponding power amplifiers are also increasing.The GaN HEMT based on the third-generation semiconductor material ，has the characteristics of broadband operating ，which has the potential to meet the demands of new https://www.wendangku.net/doc/876591819.html,ing the transmission line transformer （TLT ）with ferrite core to match GaN HEMT ，designed a broadband power amplifier working in the 20MHz to 1000MHz band.The model of TLT with ferrite core is established ，and its parameters are optimized by simulation ，which expands the low frequency of the power amplifier.The test results show that in the entire bandwidth ，the output power≥107W ，gain≥11.3dB ，power additional efficiency≥34.5%.Successfully expand operation octave from 3to above 5.This power amplifier is suitable for EMC testing ，electronic warfare ，broadband communication and other systems with wide bandwidth and high-power requirements. Key words:power amplifier ；broadband impedance march ；GaN HEMT ；transmission line transformer ； ferrite core - -111

高频电子线路课程设计高频功率放大器设计汇总

目录摘要.................................................................... I Abstract................................................................ II 1 高频功率放大器的基本原理 (1) 1.1 宽带功放 (2) 1.1.1 静态工作点 (3) 1.1.2 甲类功放的负载特性 (3) 1.1.3 宽带功放的功率增益 (4) 1.2 丙类功率放大器 (5) 1.2.1丙类功放基本关系 (5) 1.2.2 负载特性 (9) 2 参数设计 (11) 2.1 宽带功放参数计算 (11) 2.1.1 电路参数计算 (11) 2.1.2 静态工作点计算 (12) 2.2 丙类功放参数计算 (12) 2.2.1 放大器的工作状态计算 (12) 2.2.2计算谐振回路及耦合回路的参数 (13) 2.2.3 基极偏置电路参数计算 (14) 3 总体电路设计 (15) 4 电路仿真 (16) 4.1 宽带功率放大器电路仿真 (16) 4.2 丙类功放电路仿真 (18) 5 心得体会 (19) 6元件清单 (20) 7参考文献 (21)

摘要高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大。以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360°，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于 180°；丙类放大器电流的流通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。高频功率放大器在很多领域和方面都有应用，并且涉及到很多方面的知识点，则在此次设计中我们可以掌握高频宽带功放与高频谐振功放的设计方法，电路调谐及测试技术；负载的变化及激励电压，基极偏置电压，集电极电压的变化对放大器工作状态的影响；了解寄生振荡引起的波形失真及消除寄生振荡的方法；并且可以了解并掌握仿真软件的应用。 I