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1、前言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；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。高频功率放大器是对载波信号或高频信号进行功率放大的电路。利用选频网 络作为负载回路的功率放大器成为谐振功率放大器。随着现代通信技术的日益发 展高频放大应用的领域也越来越广。在某些场合高频放大技术的高
2、低成为制约本 领域技术发展的关键所在。比如射频手机和高频信号收发机等，都需要用到高频 功率放大器，并且作为一项非常重要的技术攻关项目。特别是移动电话机中高频 功率放大器品质的高低直接影响其产品的技术指标。高频谐振放大器广泛应用于通信系统和其他电子系统中，如在接收设备中， 从天线上感应的信号是非常微弱的，需要高频小信号谐振放大器来完成；在发射 设备中，为了有效地使信号通过信道传送到接收端，需要根据传送距离等因素来 确定发射设备的发射功率，这就要用高频谐振功率放大器将信号放大到所需的发 射功率。已知能量（功率）是不能放大的，高频信号的功率放大，其实质是在输入高 频信号的控制下将电源直流功率转换成高
3、频功率，因此除要求高频功率放大器产 生符合要求的的高频功率外，还应要求具有尽可能高的转换效率。低频功率放大 器可以工作在A （甲）类状态，也可以工作在B （乙）类状态，或AB （甲乙）类 状态。B类状态要比A类状态效率高（A类最大效率50%； B类最大效率为78.5%）。 为了提高效率，高频功率放大器多工作在 C 类状态。为了进一步提高高频功率放 大器的效率，近年来又出现了D类、E类和S类等开关型高频功率放大器；还有 利用特殊电路技术来提高放大器效率的F类、G类和H类高频功率放大器。本次课程设计主要是针对一些已知数据设计一个高频谐振功率放大器。1 高频 LC 谐振功率放大器原理利用选频网络作为
4、负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。如图1所示。 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0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e愈小放大器的效率n 愈高。如甲类功放的e =i80o，效率n最高也只能达50%，而丙类功放的e 25,输出交流电压峰-峰值V 2V, u pp 中心频率：15MHz，通频带宽B250kHZ。3.2.2 计算谐振回路的参数已知中心频率数值，根据公式f=2兀、；LC可以得出 谐 振回路的电 感L = 1卩H和电容C = 106pF。然后微调电容数值得到谐振输出波形。具体仿真电路如图 6 所示：图 6 仿真电路图示波器得到的
5、输出波形如图 7 所示：2 3.9 4 9 E hs70S.4154 mU-19.5818 UT27傀VB223.9829 hs -70S .4154 n U1 9 9829 UT2-T1vB2-VB1图 7 输出波形图3.2.3 高频功率放大器主要技术指标1.放大倍数A = UuUin由图7所显示的数据可得U = 39.56V ,U = 0.7V放大倍数=28.3,放大倍数o 2 in 完全达到要求指标。2. 输出功率高频功放的输出功率是指在放大器负载 R = 2kQ上得到的最大不失真功L率。集电极的输出功率为高频功率放大器的输出功率,即1U 21P U -1 L 12 R1 2 c c1
6、2 R 2 c1 LLU - U - 39,56 V，C o 2把数据代入公式可得输出功率为W3. 输出效率放大器的输入功率为：P二I U 。已经给出U二25V。I为电流计测 o c 0 CC CCc 0得的电流,如图8所示。5.451mA图 8 电流表读数图P U2 Rn=o= llP I -U1 C0 CC把测得数据代入公式可得效率为 71%。4. 通频带中心频率 15MHZ 谐振时,测得输出电压为 19.78V, 19.78*0.707=13.98V, 增大输入频率时, 测得输出电压为 13.98V 时对应的输入频率为 15.3MHZ-15.4MHZ,减小输入频率时，测得输出电压为13.98V时对应的输入频率 为14.6MHZ-14.7MHZ。可以得到通频带介于600KHZ-800KHZ。通频带带宽也可以 直接从幅频特性图上直接得到。图 9 幅频特性图3.2.4 高频功率放大器负载特性增大负载电阻R ,另R 1k , R 2k , R 3k时示波器的输出波形L L L L
