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1、项目一 高频小信号谐振放大器设计一、实训目的1. 高频小信号谐振放大器的工作原理及电路构成和电路元器件的作用。2. 了解高频小信号的质量指标和谐振放大器的性能。3掌握 L,C 参数对谐振频率的影响。4分析单调谐回路放大器的质量指标，测量电压增益，测量功率增益；测 量放大器的频率。二、设计原理高频小信号放大器的功能就是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频 带宽度可以分为窄带和宽带放大器。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的 功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫。高频小信号放大器的功能是实现对 微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大 后输出信号的频谱是相同的
2、。三、设计电路不加观测点电路图(4.U9. J.01| | Cmd- Mark,工口爼1 刎叫、-S lmn *S an*于电广 raw- is0 UPr 功K rspe0 *ffi (KSg *S - j rrv - (c* a e x x 观测点1观测点2Dl/Itaiimi 丨 | lie |01我|負冋0|0|匸|口咽険133 8| 口|瓯观测点3观测点44 个观测点四、仿真波形11.7647-.7607-,?587i.7567-16us30b?t10n7-i0Y：-30DY+-Nil开始 C g U： Sdetaiics i!信电子电7题目-设.licroSia I. 霸Q Frob
3、e cLi Probe - circuit 1-20il7-i0File Edit Trtct flot Viw hols |i如 Help目 File Edit Trtct Plot Viev Tools Rindcr Help-ion?-!1昌臥久窝Q皿血竦昌回圧卜扌11.7667T 7(C1:1)Li Probe - circuit 111.754V+ 7K4:2)Il；% Probe - circuit 1hie E4it Trace Plot Tin ToolsKelp已 X8V-s67iZvi07*2V+tt1|Ir1r110$Jus2u$3us4us$u$6us?us8us9us
4、LOus 7(M：2) V(C3:1) v 7(11:1) a V(C1:1|FixelicroSia I.粥信电子电 丫 靡-设专如二功 6 FSp)ce五、内容记录1画出你设计的电路，完成表 1，并写出详细计算过程X谐振回路电阻（ohm）谐振回路电 容（F）谐振回路电 感（H）谐振回路62.831k50pF31.68uH表12根据自己设计的电路，实际测出输入输出信号的幅度和频率，完成表 2。幅度（mV）频率（Hz）通频带（Hz）输入信号300mv4MHz输出信号12.835v3.9811MHz0.4035MHz表23分别画出输入信号和输出信号的频域、时域波形。（根据图形输出）4根据你设定的
5、谐振回路参数，通过公式计算出谐振放大器的质量指标，看是 否接近题目设定值。1)电路谐振频率： fp2)回路品质因数： Qo=1003)谐振回路的通频带： BW0.74)L=50uh,w=2pifo,fo=4,q=100w=25.1325)W=1/L C=1/w2l=1/4pi2fo2l,C=31.686)R=QwL=2pifoQL=62.831k7)Bw=3.7721-4.1756=0.4035MHz电路谐振频率：fp=l/（2 vlT）=3.876MHz回路品质因数： Qo=R/（WL）=98.9谐振回路的通频带： BW= fp/Qo=0.0392MHz六、故障分析在仿真时，如果哪一个参数没
6、设定或者设置错误都会产生故障，因而不能进行仿真。但一旦产生故障，也会产生错误报告，只要按着错误报告的提示一步步 改正就可以了。Final Time:No-Print Delay:Step Ceiling:Analysis SetupAC Sweep.ptions.Load Bias Point.Parametric.Save Bia$ Point.Sensitivity.Center Frequency:DC Sweep.Temperature.Monte Carlo/Worst Case.Transfer Function.Bias Point DetailTransient.Digital
7、 Setup.EnabledF-Fourier AnalysisI- Enable FourierPrint Step:Detailed Bias Pt.厂 Skip initial Uansient solution(4MNumber of harmonics:Transient-T ransient AnalysisOutput Vars.:设置参数截图项目二 高频谐振功率放大器的仿真与性能分析、实训目的1熟悉谐振功率放大器的工作原理及电路构成。2掌握 L,C 参数对振荡频率的影响。3谐振功率放大器的三种工作状态及分析方法。 4知道振荡器工作的起振条件，了解加速技术在起振中的作用。二、设计
8、原理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；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
9、。在 “通信电子电路”课程中已知，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360o，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180o；丙类放大器电流的流 通角则小于180o。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。我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采 用
10、低频功率放大器，而且低频功率放大器也是一种将直流电源提供的能量转换为 交流输出的能量转换器。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出 功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之 间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。例 如，自20至20000 Hz,高低频率之比达1000倍。因此它们都是采用无调谐负 载，如电阻、变压器等。高频功率放大器的工作频率高（由几百kHz 一直到几百、 几千甚至几万MHz）,但相对频带很窄。例如，调幅广播电台（535 1605 kHz 的频段范围）的频带宽度为10 kHz,如中心频率取为1000 kHz，
11、则相对频宽只 相当于中心频率的百分之一。中心频率越高，则相对频宽越小。因此，高频功率 放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器 所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推 挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙 类）。近年来，宽频带发射机的各中间级还广泛采用一种新型的宽带高频功率放 大器，它不采用选频网络作为负载回路，而是以频率响应很宽的传输线作负载。 这样，它可以在很宽的范围内变换工作频率，而不必重新调谐。综上所述可见，高频功率放大器与低频功率放大器的共同之点是要求输出功 率大，效率高；它们的不同之点则
12、是二者的工作频率与相对频宽不同，因而负载 网络和工作状态也不同。高频功率放大器的主要技术指标有：输出功率、效率、 功率增益、带宽和谐波抑制度（或信号失真度）等。这几项指标要求是互相矛盾 的，在设计放大器时应根据具体要求，突出一些指标，兼顾其他一些指标。例如 实际中有些电路，防止干扰是主要矛盾，对谐波抑制度要求较高，而对带宽要求 可适当降低等。功率放大器的效率是一个突出的问题，其效率的高低与放大器的工作状态有 直接的关系。放大器的工作状态可分为甲类、乙类和丙类等。为了提高放大器的 工作效率，它通常工作在乙类、丙类，即晶体管工作延伸到非线性区域。但这些 工作状态下的放大器的输出电流与输出电压间存在
13、很严重的非线性失真。低频功 率放大器因其信号的频率覆盖系数大，不能采用谐振回路作负载，因此一般工作 在甲类状态；采用推挽电路时可以工作在乙类。高频功率放大器因其信号的频率 覆盖系数小，可以采用谐振回路作负载，故通常工作在丙类，通过谐振回路的选 频功能，可以滤除放大器集电极电流中的谐波成分，选出基波分量从而基本消除 了非线性失真。所以，高频功率放大器具有比低频功率放大器更高的效率。高频功率放大器因工作于大信号的非线性状态，不能用线性等效电路分析，工程上普 遍采用解析近似分析方法折线法来分析其工作原理和工作状态。这种分析方 法的物理概念清楚，分析工作状态方便，但计算准确度较低。以上讨论的各类高频功
14、率放大器中，窄带高频功率放大器：用于提供足够强 的以载频为中心的窄带信号功率，或放大窄带已调信号或实现倍频的功能，通常 工作于乙类、丙类状态。宽带高频功率放大器：用于对某些载波信号频率变化范 围大得短波，超短波电台的中间各级放大级，以免对不同 fc 的繁琐调谐。通常 工作于甲类状态。三、设计电路试验 2 原理图四、仿真波形集电极的工作状态的电流波形1集电极的工作状态的电流波形2输入信号u1峰值电压为200mV输出信号负载上的电压的时域波形输入信号u1峰值电压为320mV输出信号负载上的电压的时域波形输出信号负载上的电压的频域波形五、内容记录1画出输出信号集电极的 2 种工作状态的电流波形，说明它们分别是工作 在哪种工作状态。2画出出输出信号负载上的电压的时域和频域波形，并说明它们分别是工作在哪种工作状态。3测出输出信号的频率，完成表 2-1表 2-1输入信号输出信号（负载端）频率（Hz）1.6M1.54M六、故障分析
