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)
摘要
高频调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。其中最容易出现问题是自激震荡，同时频率选择和各级建阻抗匹配也恶化你难实现。LC振荡电路主要用来产生高频正弦信号，一般在lMHz以上。LC和RC振荡电路产生正弦振荡的原理基本相同，它们在电路组成方面的主要区别是，RC振荡电路的选频网络由电阻和电容组成，而LC振荡电路的选频网络则由电感和电容组成。而高频谐振功率放大器主要是实现电源功率到高频信号功率转换的电路。
本次课程设计主要围绕高频调谐放大器，LC振荡电路和高频谐振功率放大器的设计和分析，进一步学习和熟悉他们
关键词：高频；通信系统；LC振荡电路；放大器
Abstract
High-frequency tuned amplifier is widely used in communications systems and other radio systems, especially in the transmitter of the receiving end, from the antenna on the sensor signal is very weak, which need to be larger amplifier. High-frequency signal amplifier theory is very simple, but the actual production was very difficult. One of the most prone to problems is the self-excited vibration, while frequency selective impedance matching has also deteriorated at all levels to build you from being realized. LC oscillator circuit is mainly used to generate high-frequency sinusoidal signal, or more generally lMHz. LC and RC oscillator produces sinusoidal oscillation is basically the same principle, they are formed in the circuit's main difference is thatRC oscillation circuit selected frequency network formed by resistors and capacitors, while the LC oscillator circuit by frequency-selective network composed of inductors and capacitors. The key is to achieve high-frequency resonant power amplifier power supply power to the high-frequency signal power conversion circuit.
The main focus on curriculum design, high-frequency tuned amplifier, LC oscillator circuits and high-frequency resonant power amplifier design and analysis, further study and become familiar with them.
Key words：High frequency; communication systems; LC oscillator circuit; Amplifier
1高频小信号调谐放大器的电路设计
高频小信号调谐放大电路的基本电路结构是选频放大电路，它主要由放大器
与选频回路两部分构成。主要特点是放大器的负载不是纯电阻，而是由 L 、C 组
成的并联谐振回路。由于 L 、C 并联谐振回路的阻抗是随频率变化的，在谐振频
率点 LC fo π21
=处，其阻抗呈现纯电阻性，且达到最大值，因此放大器具有最
大的放大倍数，稍离开谐振频率，放大倍数就会迅速减小。因此，用这种放大器
可以有选择性地放大所需要的某一频率信号，而抑制不需要的信号或外界干扰噪
声。所以，调谐放大器在无线电通讯等方面被广泛用作高频和中频的选频放大器。
在高频小信号调谐放大器中，用于放大的有源器件可以是半导体三极管，也
可以是场效应管，电子管或者是集成运算放大器。用于调谐的选频器件可以是 LC
谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，LC 集中滤波器，声表面波滤波
器等。
实际工程中对高频小信号调谐放大器的基本要求是：电压增益高，工作稳定
性好，频率特性应满足通频带的要求，噪声低。
1.1 主要技术指标：
谐振频率：o f ＝6.5MHz,
谐振电压放大倍数：dB A VO 20≥，
通频带：0.7500w B KHz =，
矩形系数：101.0≤r K 。
要求：放大器电路工作稳定，采用自耦变压器谐振输出回路。
1.2给定条件
回路电感L=4μH,0100Q =，11p =，20.3p =，晶体管用9018，β=50。查
手册可知，9018在10ce V V =、2E I mA =时，2860u ie g s =，200oe g us =,7oe c pf =，
19ie c pf =，45fe y ms =，0.31re y ms =。
负载电阻10L R K =Ω。电源供电12cc V V =。
1.3设计过程
高频小信号放大器一般用于放大微弱的高频信号,此类放大器应具备如下基
本特性:只允许所需的信号通过,即应具有较高的选择性。放大器的增益要足够大。
放大器工作状态应稳定且产生的噪声要小。放大器应具有一定的通频带宽度。
除此之外,虽然还有许多其它必须考虑的特性,但在初级设计时,大致以此特
性作考虑即可. 基本步骤是:
1.3.1选定电路形式
依设计技术指标要求，考虑高频放大器应具有的基本特性,可采用共射晶体
管单调谐回路谐振放大器，设计电路见图1-1所示。
图1-1 单调谐高频小信号放大器电原理图
图中放大管选用9018，该电路静态工作点Q 主要由Rb1和Rw1、Rb2、Re
与Vcc 确定。利用1b R 和1w R 、2b R 的分压固定基极偏置电位BQ V ，如满足条件
BQ I I >>1：当温度变化CQ I ↑→BQ V ↑→BE V ↓→BQ I ↓→CQ I ↓，抑制了CQ I 变化，从而
获得稳定的工作点。
由此可知，只有当BQ I I >>1时，才能获得BQ V 恒定，故硅管应用时，
BQ I I )105(1-=。只有当负反馈越强时，电路稳定性越好，故要求BE BQ V V >，一
般硅管取：BE BQ V V )53(-=。
1.3.2 设置静态工作点
由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流
CQ I 一般在0.8－2mA
之间选取为宜，
设计电路中取 mA I c 5.1=，设Ω=K R e 1。
因为：EQ EQ e V I R = 而EQ CQ I I ≈ 所以：
1.51 1.5EQ V mA K V =?Ω= 因为：BQ EQ BEQ V V V =+(硅管的发射结电压BEQ V 为0.7V)
所以： 1.50.7 2.2BQ V V V V =+=
因为：EQ CC CEQ V V V -= 所以：V V V V CEQ 8.92.212=-=
因为：BQ BQ b I V R )105/(2-= 而mA mA I I CQ BQ 03.050/5.1/===β 取BQ I 10
则：Ω===K V I V R BQ BQ b 3.73.0/2.210/2 取标称电阻8.2K?
因为：21]/)[(b BQ BQ CC b R V V V R -=
则：1[(12 2.2)/2.2]8.236.5b R V V V K K =-*Ω=Ω，考虑调整静态电流CQ I 的方
便，1b R 用22K?电位器与15K?电阻串联。
1.3.3谐振回路参数计算
1）回路中的总电容C ∑
因为：
o f =
则:
pf L f C o 3.55)2(12==∑π
2）回路电容C
因有
21()oe C C p C ∑=-* 所以
255.3(17)48.3C pF pF pF =-*= 取C 为标称值30pf,与5-20Pf 微调电容并联。
3）求电感线圈N2与N1的匝数：
根据理论推导，当线圈的尺寸及所选用的磁心确定后，则其相应的参数就
可以认为是一个确定值，可以把它看成是一个常数。此时线圈的电感量仅和线圈
匝数的平方成正比，
即： 2KN L =
式中：K-系数，它与线圈的尺寸及磁性材料有关；
N-线圈的匝数
一般K 值的大小是由试验确定的。当要绕制的线圈电感量为某一值m
L 时，可先在骨架上(也可以直接在磁心上)缠绕10匝，然后用电感测量仪测出
其电感量O L ，再用下面的公式求出系数K 值：
2/o o K L N =
式中： O N -为实验所绕匝数，由此根据m L 和K 值便可求出线圈应绕的圈数，即：K L N m =
实验中，L 采用带螺纹磁芯、金属屏蔽罩的10S 型高频电感绕制。在原线圈
骨架上用0.08mm 漆包线缠绕10匝后得到的电感为2uH 。由此可确定
2628/210/10210/O O K L N H --==?=?匝
要得到4 uH 的电感，所需匝数为
14N ===匝
最后再按照接入系数要求的比例，来绕变压器的初级抽头与次级线圈的匝
数。因有211N p N *=，而142=N 匝。则：5.4143.01=*=N 匝
1.3.4 确定耦合电容与高频滤波电容
耦合电容C1、C2的值，可在1000 pf —0.01uf 之间选择 ，一般用瓷片电容。
旁路电容Ce 、C3、C4的取值一般为0.01-1μF ，滤波电感的取值一般为
220-330uH 。
1.4 单调谐高频小信号放大器电路调试
1、测量并调整放大器的静态工作点
仿真条件：元件参数参见图1-1。IC=1.5mA。可采用直接或间接方法。
2、谐振频率的调测与电压放大倍数的测量
仿真条件：输入高频信号频率=fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）50mV。阻尼电阻R=∞、反馈电阻Re=1KΩ、负载电阻RL=10KΩ。
3、研究阻尼电阻变化对放大器增益、带宽、品质因数的影响
用频率特性测试仪测试放大器的幅频特性，并计算出增益、带宽及品质因数。测试条件：
输入高频信号频率=fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）50mV。反馈电阻Re=1KΩ、负载电阻RL=10KΩ。阻尼电阻R=∞（开路）阻尼电阻R=10KΩ阻尼电阻R=3K Ω阻尼电阻R=470Ω
4、研究反馈电阻变化对放大器的影响
测试条件：输入高频信号频率=fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）50mV。阻尼电阻R=10KΩ、负载电阻RL=10KΩ。
2 LC三点式反馈振荡器设计与制作
在电子线路中，除了要有对各种电信号进行放大的电子线路外，还需要有能在没有激励信号的情况下产生周期信号的电子电路，这种在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的电子电路称为振荡器。
振荡器的种类很多，根据工作原理可以分为反馈型振荡器和负阻型振荡器。根据选频网络采用的器件可分为LC振荡器、晶体振荡器、变压器耦合振荡器等。
振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。为此,振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路,也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。
2.1电容三点式振荡器原理工作原理分析
反馈式正弦波振荡器有RC、LC和晶体振荡器三种形式，电路主要由放大网络、选频回路和反馈网络三个部分构成。本实验中，我们研究的主要是LC三点式振荡器。所谓三点式振荡器，是晶体管的三个电极（B、E、C），分别与三个电抗性元件相连接，形成三个接点，故称为三点式振荡器，其基本电路如图2-1所示：
图2-1 三点式振荡器的基本电路
根据相位平衡条件，图2-1 (a)中构成振荡电路的三个电抗元件，X1、X2必须为同性质的电抗，X3必须为异性质的电抗，若X1和X2均为容抗，X3为感抗，则为电容三点式振荡电路（如图2-1 (b)）；若X2和X1均为感抗，X3为容
抗，则为电感三点式振荡器（如图2-1 (c)）。由此可见，为射同余异。
共基电容三点式振荡器的基本电路如图2-2所示
图2-2共基电容三点式振荡器
由图可见：与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C1和C2；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L，根据前面所述的判别准则，该电路满足相位条件。
其工作过程是：振荡器接通电源后，由于电路中的电流从无到有变化，将产生脉动信号，因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波，因振荡器电路中有一个LC谐振回路，具有选频作用，当LC谐振回路的固有频率与某一谐波频率相等时，电路产生谐振。虽然脉动的信号很微小，通过电路放大及正反馈使振荡幅度不断增大。当增大到一定程度时，导致晶体管进入非线性区域，产生自给偏压，使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡，即AF=1，振荡幅度就不再增大了。于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件，
于是得到单一频率的振荡信号输出。该振荡器的振荡频率o f为：
o
f=
反馈系数F为：
1
2
C
F C ≈
若要它产生正弦波，必须满足F= 1/2-1/8，太小不容易起振，太大也不容易起振。一个实际的振荡电路，在F确定之后，其振幅的增加主要是靠提高振荡管的静态电流值。但是如静态电流取得太大，振荡管工作范围容易进入饱和区，输出阻抗降低使振荡波形失真，严重时，甚至使振荡器停振。所以在实用中，静态电流值一般ICO=0.5mA-4mA。
共基电容三点式振荡器的优点是：1）振荡波形好。2）电路的频率稳定度较高。工作频率可以做得较高，可达到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。
电路的缺点：振荡回路工作频率的改变，若用调C1或C2实现时，反馈系数也将改变。使振荡器的频率稳定度不高。
为克服共基电容三点式振荡器的缺点，可对其进行改进，改进电路有两种：①串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路)
电路组成如图2-3示：
图2-3克拉泼振荡电路
电路特点是在共基电容三点式振荡器的基础上，用一电容C3，串联于电感L支路。
功用主要是以增加回路总电容和减小管子与回路间的耦合来提高振荡回路的标准性。使振荡频率的稳定度得以提高。
因为C3远远小于C1或C2，所以电容串联后的等效电容约为C3。电路的振荡频率为：
1/2
f=
o
与共基电容三点式振荡器电路相比，在电感L支路上串联一个电容。但它有以下特点：
1、振荡频率改变可不影响反馈系数。
2、振荡幅度比较稳定；但C3不能太小，否则导致停振，所以克拉泼振荡器频率覆盖率较小，仅达1.2-1.4；为此，克拉泼振荡器适合与作固定频率的振荡器。
②并联型改进电容三端式振荡器(西勒电路)
电路组成如图2-4示：
图2-4西勒振荡电路
电路特点是在克拉泼振荡器的基础上，用一电容C4，并联于电感L 两端。
功用是保持了晶体管与振荡回路弱藕合，振荡频率的稳定度高，调整范围大。电
路的振荡频率为：
特点：1.振荡幅度比较稳定； 2.振荡频率可以比较高，如可达千兆赫；频率
覆盖率比较大，可达1.6-1.8；所以在一些短波、超短波通信机，电视接收机中用
的比较多。
频率稳定度是振荡器的一项十分重要技术指标，它表示在一定的时间范围内
或一定的温度、湿度、电压、电源等变化范围内振荡频率的相对变化程度，振荡
频率的相对变化量越小，则表明振荡器的频率稳定度越高。
改善振荡频率稳定度，从根本上来说就是力求减小振荡频率受温度、负载、
电源等外界因素影响的程度，振荡回路是决定振荡频率的主要部件。因此改善振
荡频率稳定度的最重要措施是提高振荡回路在外界因素变化时保持频率不变的
能力，这就是所谓的提高振荡回路的标准性。
提高振荡回路标准性除了采用稳定性好和高Q 的回路电容和电感外，还可以
采用与正温度系数电感作相反变化的具有负温度系数的电容，以实现温度补偿作
用。
石英晶体具有十分稳定的物理和化学特性，在谐振频率附近，晶体的等效参
量Lq 很大，Cq 很小，Rq 也不大，因此晶体Q 值可达到百万数量级，所以晶体
振荡器的频率稳定度比LC 振荡器高很多。
o f =
2.2 主要设计技术性能指标
振荡频率 650o f M H z K H z =± 频率稳定度 4101/-?≤?o f f
输出幅度 0.3o p p U V -≥
采用西勒振荡电路，为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，采用了射随
器作为隔离级。
2.3 基本设计条件
电源供电为12V ，振荡管BG1为9018（其主要参数
50,cm
I mA =5,CEQ V V =0.1C E S V V ≤28-19FE h =,取β=100，f T >1100MHz ）。隔离级射随器晶体管BG2也为9018，LC 振荡器工作频率为6MHz ，晶体为6 MHz 。
2.4 电路结构
根据设计要求和条件可采用如图2-5所示的电路结构。
图2-5 LC 三点式振荡器电原理图
2.5 静态工作电流的确定
合理地选择振荡器的静态工作点，对振荡器的起振，工作的稳定性，波形质
量的好坏有着密切的关系。－般小功率振荡器的静态工作点应选在远离饱和区而
靠近截止区的地方。根据上述原则，一般小功率振荡器集电极电流I CQ 大约在
0.8-4mA 之间选取，故本实验电路中：
选I CQ =2mA V CEQ =6V β=100
则有Ω=-=-=+K I U U R R CQ CEQ
CC c e 32
612 为提高电路的稳定性R e 值适当增大，取Re=1K Ω则Rc ＝2K Ω
因：U EQ =I CQ ·R E 则： U EQ =2mA ×1K=2V
因： I BQ =I CQ /β 则： I BQ =2mA/100=0.02mA
一般取流过Rb2的电流为5-10I BQ , 若取10I BQ
因：
BQ BQ b I V R =
2 7.0+=EQ BQ V V 则：Ω==K V R b 5.132.07.22 取标称电阻
12K ?。 因：21b BQ BQ CC b R V V V R -=
：Ω=Ω-=K K V V V R b 3.41127.27.2121
为调整振荡管静态集电极电流的方便，R b1由27K ?电阻与27K 电位器串联
构成。
2.6 确定主振回路元器件
回路中的各种电抗元件都可归结为总电容C 和总电感L 两部分。确定这些
元件参量的方法，是根据经验先选定一种，而后按振荡器工作频率再计算出另一
种电抗元件量。从原理来讲，先选定哪种元件都一样，但从提高回路标准性的观
点出发，以保证回路电容Cp 远大于总的不稳定电容Cd 原则，先选定Cp 为宜。若从频率稳定性角度出发，回路电容应取大一些，这有利于减小并联在回路上的
晶体管的极间电容等变化的影响。但C 不能过大，C 过大，L 就小，Q 值就会降
低，使振荡幅度减小，为了解决频稳与幅度的矛盾，通常采用部分接入。反馈系
数F=C1/C2，不能过大或过小，适宜1/8—1/2。
因振荡器的工作频率为：
LC f π21
0= 当LC 振荡时，f 0=6MHz L ＝10μH
本电路中，则回路的谐振频率fo 主要由C 3、C4决定，即
)
(21
21
43C C L LC f +==ππ
有 C3+C4=167pf 。取C3 =120pf ，C4=51pf （用33Pf 与5-20Pf 的可调电容
并联），因要遵循C 1，C 2>>C3,C4，C 1/C 2=1/8—1/2的条件，故取C 1=200pf ，则
C 2=510pf 。
对于晶体振荡，只需和晶体并联一可调电容进行微调即可。
为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，振荡信号应尽可能从电路的低阻
抗端输出。例如发射极接地的振荡电路，输出宜取自基极；如为基级接地，则应
从发射极输出。
综合上述计算结果。得实际电路如图2-5所示。
2.7 电路调试
1、振荡电路静态工作点的调整
当静态电流CQ I 调整完毕后，用万用表测量晶体管BG1的各电极的静态工作
电压。
2、 振荡器频率的调测
① 用示波器测量振荡器的输出端“OSC/OUT ”，观察Vo 波形，若无振荡输
出，则需检查电路，调整元件，直至电路振荡。
② 适当调整LC 回路微调电感或微调电容CT ，使振荡频率满足设计指标要
求。再适当调整RW1使Vo 输出最大且出现不失真的正弦波。记录此时最佳状态
下的Vo 波形和幅度，振荡fo 与集电极电流I C 。
4、 研究负载RL 变化对振荡器性能的影响
振荡器基本设置条件：振荡电路在最佳工作状态。
按表2-4所列数据，分别改变负载电阻。将测试结果记录于表2-4中。
3 高频谐振功率放大器电路设计与制作
3.1设计要求
电路的主要技术指标：输出功率Po ≥125mW ，工作中心频率fo=6MHz ，η>65%，
已知：电源供电为12V ，负载电阻,R L =51Ω，晶体管用3DA1，其主要参数：
P cm =1W,I cm =750mA,V CES =1.5V,f T =70MHz,hfe ≥10，功率增益Ap ≥13dB （20倍）。
3.2确定功放的工作状态
对高频功率放大器的基本要求是,尽可能输出大功率、高效率，为兼顾两者，
通常选丙类且要求在临界工作状态，其电流流通角c θ在600—900范围。现设
c θ=700。
查表得：集电极电流余弦脉冲直流I CO 分解系数00(70)0.25α=，集电极电流
余弦脉冲基波I CM1分解系数，01(70)0.44α=。设功放的输出功率为0.5W 。
功率放大器集电极的等效电阻为：
2
2()(12 1.5)11022(0.5)CES p o Vcc V R P W --===Ω
集电极基波电流振幅为：
195cm I mA ==
集电极电流脉冲的最大振幅为：
max 11/()95/0.44216c cm c I I mA mA αθ===
集电极电流脉冲的直流分量为：
max ()2160.2554co c o c I I mA αθ=?=?=
电源提供的直流功率为：12540.65D CC CO P V I V mA w ==?=
集电极的耗散功率为：0.650.50.15C D o P P P w =-=-=
集电极的效率为：/0.5/0.6577%o D P P η=== (满足设计要求)
已知：13p A dB = 即20p A =
则：输入功率：/0.5/2025Pi Po Ap mV ===
基极余弦脉冲电流的最大值（设3DA1的β=10）
21.6Bm Icm I mA β==
基极基波电流的振幅为：011(70)9.5B m Bm I I mA α==
得基极输入的电压振幅为：12/ 5.3
Bm i B m V P I V == 3.3 基极偏置电路计算 因cos E Z c Bm V V V θ+=
则有 ：0cos 5.3cos70 1.1E bm c Z V V V V θ=-== 因E CO E V I R = 则有 ：3/ 1.1/(5410)20E E co R V I -==?=Ω 取高频旁路电容pf C E 01.02=
3.4计算谐振回路与耦合线圈的参数
图3-1 等效电路图
输出采用L 型匹配网路，110,51p L R R =Ω=Ω
2(1)p L L R Q R =+
1.076L Q =
== 20S L L L Q R ω= 26
0 1.07651 1.462610L L S Q R L H H μωπ?===?? 22
11(1)(1) 1.46 2.72H 1.076p S L L L Q μ=+=+?= 则222261125944 3.146 2.7210
P C pF pF f L π-===???? 匹配网路的电感L 为1.46H μ，电容C 为259pF 。
3.5电源去耦滤波元件选择
高频电路的电源去耦滤波网络通常采用π型LC低通滤波器，滤波电感
0可按经验取50～100μH，滤波电感一般取0.01μF。
综合上述设计，得参考电路如图3-2所示。
图3-2 高频功率放大器原理图
3.6电路调试
1、静态测量
结论：根据实验仿真数据结果，分析甲类高频电压放大器与丙类谐振功率放大器直流静态的区别：第一级宽带功放，测得数据为Vc>Vb>Ve，满足晶体管的放大管放大条件，即为甲类放大器的直流工作状态特点；第二级丙类功放，测得晶体管静态时基极偏置为0。
2、观测波形
用示波器观测丙类放大器集电极波形，为尖顶脉冲正弦波。又分别观测欠压、临界、过压时的波形
4 心得体会
在复习的期间，来完成这样一个通信电子线路设计，真的是有点紧张，有点
忙乱。但是一个团体里，大家还是互相帮助，共同完成了设计报告的书写，资料
搜集和查找，电路相关参数的整理和计算，电路图的仿真，电路板的焊接等任务。
大家分工合作，一起努力，其中也遇到了很多的问题，尤其是电路调试的时候，
因为电阻电容选择的不恰当，导致电路不能正常工作，但在同学一起讨论，或者
咨询老师，最后都解决了问题，圆满地完成了任务。
首先，在相关材料的搜集过程中，不同设计方式和电路图都有各自特点和相
关要求，这些材料的整理和对比就花费了自己很多的精力。因为这些材料中的器
件、芯片和工作方式等有很多是自己在课堂的学习中从来没有遇到过的，我们必
须利用一切方式查找到相关的资料，自学其相关的原理等。所设计电路的实际可
行性、经济效益等也是在这次课程设计过程中自己第一次考虑到的问题。考虑、
解决这些问题的经验是仅仅停留在书面上的作业所不能让我们得到的。
另外，在本次课设中还了解了高频小信号放大器的特点：
①放大小信号,晶体管工作在线性范围内(甲类放大器)
②信号的中心频率一般在几百kHz到几百MHz,频带宽度在几khz到几十MHz, 为频带放大器,故必须用选频网络。
同时知道了LC振荡器不起振的时候，在电路中该如何进行修改，主要是调
节可调电容来使振荡器满足振幅振荡的条件。
对于高频功率放大器，在调试的过程中遇到的问题是晶体管一会就发烫了，
通过分对电路原理主要是由集电极耗散功率过大导致的。
本次课程设计最大的收获是学会了如何独立思考问题、分析问题和解决问题
的方法；提高了自己的独立自考意识。
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)
LC谐振放大器（D题） 目录 摘要 (2) 一、方案论证与比较 (3) 1、总体设计方案 (3) 2、衰减器部分方案与选择 (3) 3、LC谐振选频网络 (3) 4、AGC自动增益控制 (4) 二、硬件单元电路部分 (4) 1、固定衰减器 (4) 2、LC谐振 (4) 3、固定增益放大 (5) 4、AGC可控增益放大 (5) 三、理论分析与计算 (6) 1、LC谐振部分参数 (6) 2、系统总增益 (6) 3、带宽与矩形系数 (7) 四、测试方案与测试结果及分析 (7) 1、调试与测试所用仪器 (7)
2、测试条件` (7) 3、测试方法、测试数据及测试结果分析 (7) 五、总结 (9) 六、参考文献 (9) 七、附录 (10) LC谐振放大器（D题） 摘要 本系统以硬件电路为主体，主要由双π衰减电路、LC谐振放大电路、固定增益模块、AGC自动增益控制模块组成。双π衰减电路作为衰减器部分完成 =15MHz为中心频率，带40 2dB的衰减量；LC谐振放大电路主要是选出以f 宽为300kHz的频带；固定增益模块实现一定的增益以保证电路有大于等于40dB 的固定增益；AGC自动增益控制模块实现大于40dB的控制范围。整个系统在低压、低功耗的条件下实现高频小信号的传输，放大器增益大于80dB，且在最大增益情况下尽可能减小矩形系数K 。 1.0r 关键词：双π衰减电路；LC谐振放大；AGC自动增益控制；
一、方案论证与比较 1、总体设计方案 本系统设计完全由硬件电路实现，具体框图如图1-1所示： 2、衰减器部分方案与选择 方案一、采用现成的集成产品衰减器。此方案不合本课题宗旨，故不采用。 方案二、采用有源衰减电路。采用高频带运算放大器（如OPA642）搭建反向衰减电路，合理选择电阻阻值使其衰减倍数为40dB 。但由于题目要求衰减器部分特性阻抗为50Ω，用运放搭建该衰减电路难以实现。 方案三、采用无源衰减网络。该部分由纯电阻搭建，有两种基本电路模型T 型、Π型网络。 如上图（a ）为T 型网络，（b ）为Π型网络。若衰减器的电压衰减倍数N=(2 1U U ) 和特性阻抗给定，则元件参数可由（2-1）式或（2-1）式决定。 对T 型网络有 R 1=N Z 21N * 2 c - 1 1* c 2-+=N N Z R （2-1） 对Π型网络有 R 1=1 1-N * c +N Z 1 2* 2 c 2-=N N Z R （2-2） 通常这种无源衰减网络接于信号源与负载之间，这种由纯电阻元件组成的四 端网络，其特性阻抗、衰减值都是与频率无关的常数，相移等于零。 综上，我们选择方案三，搭建一个双Π型网络。 3、LC 谐振选频网络 方案一、采用单级调谐放大器，即单级LC 谐振网络。
前言 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没备的重要组成部分。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，因此在它后面要经过一系列的放大，如缓冲级、中间放大级、末级功率放大级等，获得足够的高频功率后，才能输送到天线上辐射出去。这里提到的放大级都属于高频功率放大器的范畴。实际上高频功率放大器不仅仅应用于各种类型的发射机中，而且高频加热装置、高频换流器、微波炉等许多电子设备中都得到了广泛的应用。 本次课设报告先是对高频功率放大器有关理论知识作了一些简要的介绍，然后在性能指标分析基础上进行单元电路设计，最后设计出整体电路图，在软件中仿真验证是否达到技术要求，对仿真结果进行分析，最后总结课设体会。 工程概况 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Hz 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，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）。 正文 3.1课程设计目的 由于高频振动器所产生的高频振动信号的功率很小，不能满足发射机天线对发射机的功率要求，所以在发射之前需要经过功率放大后才能获得足够的功率输出。 本次课程设计使通过已学的电路基础知识，模拟高频振动功率放大器，使发射机内部各级电路之间信号功率能有效传输，这就要求放大器输入端和输出端都能实现阻抗匹配。即放大器输入端阻抗和信号阻抗匹配，放大器输出端阻抗和负载阻抗匹配。
高频谐振功率放大器实验 121180166 赵琛 1、实验目的 1.进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。 2.掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。 3.掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。 4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。 二、实验使用仪器 1. 丙类谐振功率放大器实验板 2. 200MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 高频信号源 5. 扫频频谱仪（安泰信） 6 . 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路 高频谐振功率放大器是一种能量转换器件，它可以将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。高频谐振功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，其作用是放大信号，使之达到足够的功率输出，以满足天线发射和其它负载的要求。 高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。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最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为高频谐振功率放大器。高频谐振功率放大器原理电路如图3-1。 图中U b为输入交流信号，E B是基极偏置电压，调整E B，改变放大器的导通角，以改变放大器工作的类型。E C是集电极电源电压。集电极外接LC并联振荡回路的功用是作放大器负载。放大器工作时，晶体管的电流、电压波形及其对应关系如图3-1所示。晶体管转移特性如图3.2中虚线所示。由于输入信号较
大，可用折线近似转移特性，如图中实线所示。 图中' B U 为管子导通电压，g m 为特征斜率（跨导）。 图3-1 高频谐振功率放大器的工作原理 设输入电压为一余弦电压，即 u b =U bm cos ωt 则管子基极、发射极间电压u BE 为 u BE =E B +u b =E B +U bm cos ωt 在丙类工作时，E B <' B U ，在这种偏置条件下，集电极电流i C 为余弦脉冲，其最 大值为i Cmax ，电流流通的相角为2θ，通常称θ为集电极电流的通角，丙类工作时，θ<π/2 。把集电极电流脉冲用傅氏级数展开，可分解为直流、基波和各次谐波i C =I C0+i c1+i c2+=I C0+I c1m cos ωt+I c2m cos2ωt+… 式中，I C0为直流电流，I c1m 、I c2m 分别为基波、二次谐波电流幅度。 i R L
年全国电子设计大赛d题 l c谐振放大器设计报告 Prepared on 22 November 2020
全国电子设计大赛 LC谐振放大器 方案设计报告 2011-9-3 课题名称：LC谐振放大器 指导老师：孙继昌 小组成员：朱培军，赵磊，蔡翔 目录 摘要 (3) Abstract (3) 一、系统方案 (5) 1、整体方案的论证与比较 (5) 2、系统设计方案 (6) 二、设计与论证 (6) 1、理论分析 (6) 三、单元电路的分析 (10) 1、系统组成 (10) 2、衰减器模块的设计 (11) 3、“高感磁芯”选频模块的设计 (12) 4、运放级联放大模块的设计 (13) 四、系统测试 (14) 1、使用的仪器和设备 (14)
五、过程中遇到的困难和注意事项 (14) 六、参考文献 (15) 附录（元件清单、电路图） (16) 摘要 本文采用自制的电源对系统供电，系统经过衰减器后，输入信号通过“高感磁芯”（具有高品质因数）构成的选频网络选择出符合题目要求的频率（15MHZ）与带宽（300KHZ），且此选频网络对信号有一定的放大作用；再将得到的信号经过双运放OPA2354正向放大接入以达到放大60DB 以上的指标。 完成以上基本要求后就是对发挥部分的操作（此题发挥部分基本上为对几根要求部分指标的提高）；在设计系统时满足LC谐振放大器低压、低功耗。 关键字：衰减器、选频网络、LC谐振、高品质因数、低压、低功耗 Abstract In this paper, homemade power supply system, the system through the attenuator, the input signal through the “high sense of core”(high quality factor) consisting of frequency-selective network choose topics that meet the requirements of frequency (15MHZ) and bandwidth (300KHZ), and this election has a certain frequency network signal amplification; then get the signal through the OPA2354 dual op amp in order to achieve positive amplification amplified 60DB access more indicators.
毕业设计（论文）任务书 2010 年 1 月 10 日至 2010 年 4 月 25 日题目：谐振功率放大电路的设计 姓名： 学号： 系部：物理系 专业：电子信息科学与技术 年级：二00六 指导教师：（签名） 系主任（或教研室主任）：（签章）
谐振功率放大电路的设计 XX大学 XXX 摘要： 本论文利用所学的高频电子线路知识，设计一个高频功率放大器。通过对电路的设计，来掌握高频谐振功率放大器的设计方法、电路调谐及测试技术。加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。 高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，在高频范围内，为了获得足够大的高频输出功率，就要采用高频功率放大器。由于高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。功率放大电路的主要性能指标：输出功率、效率和非线性失真，而通常在实际应用中为了节省能量所以效率显得尤为重要，因此丙类工作状态为我们所采用，而在工作中为了滤除丙类工作中产生的众多高次谐波分量，因而采用LC谐振回路作为选频网络，也因此也称为丙类谐振功率放大电路 由于丙类谐振功率放大电路方便实用而且容易实现，所以本篇论文主要展示其工作原理、状态及效果。 关键词：谐振、功率、丙类谐振功率、放大电路的设计
目录 （一）设计原理 (5) （二）谐振功率放大电路的工作原理 (7) （三）选定器件 (11) （四）安装调试 (12) （五）结束语 (12) （六）致谢 (13) （七）参考文献 (13)
引言 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 随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，功率放大电路的应用也变得越来越广泛，作为电子器件中最重要的的功率放大元件，功率放大器也是高频电子线路中需要我们学习的一门主要课程。因此，这门课程也要求我们熟悉谐振功率放大器的工作方法及工作状态，懂得谐振功率放大器的工作原理并且能设计和测试简单的谐振功率放大电路。 因为功率放大器在实际应用中重要而广泛，所以谐振功率放大器的性能以及效率就显得尤为重要。在放大器中根据晶体管的工作状态的不同，或晶体管集电极导通角的范围的差异，放大器又可以分为甲、乙、丙、丁等不同的种类。晶体管中电流的导通角越小，放大器的工作效率也就越高。所以谐振功率放大器一般都工作在丙类状态，主要应用于无线发射机中，用来对载波信号或高频已调波信号进行功率放大。
LC谐振放大器设计报告 （D题） 内容摘要： 本文介绍了LC谐振放大器的设计原理，分析了有可能影响LC 谐振放大器的因素以及采取的针对性措施。在此设计中我们运用衰减器来减小输入电压的值进而方便了放大器电路的测量。中周电感和聚酯电容来提取频率为15MHz的波。用三极管来放大电路，并使用其他措施来减小电路误差。整个系统的-3dB带宽为300kHz。在较低的外部电压下，放大器电路的整体功耗很小。 关键词：LC谐振放大器衰减器中周电感 第一章绪论 1.1：设计任务 设计并制作一台LC谐振放大器。设计的大体示意图如下所示：
1.2：设计要求 1.2.1：基本要求 （1）衰减器指标：衰减量40±2dB，特性阻抗50Ω，频带与放大器相适应。 （2）放大器指标： (a）谐振频率：f0=15MHz；允许偏差±100KHz； (b）增益：不小于60dB； (c）-3dB带宽：2Δf0.7=300KHz；带内波动不大于2dB； (d）输入电阻：Rin=50Ω； (e）失真：负载电阻为200Ω，输出电压1v时，波形无明显失真。（3）放大器使用3.6v稳压电源供电（电源自备）。最大不允许超过360mW， 尽可能减小功耗。 1.2.2：发挥部分 （1）在-3dB 带宽不变条件下，提高放大器增益到大于等于80dB。（2）在最大增益情况下，尽可能减小矩形系数Kr0.1。
（3）设计一个自动增益控制（AGC）电路。AGC控制范围大于40dB。AGC控制范围为20lg(Vomin/Vimin)-20lg(Vomax/Vimax) (dB)。（4）其他。 附录：图二是LC谐振放大器的特性曲线，矩形系数Kr0.1=2Δf0.1/2Δf0.7 第二章方案的比较与论证 本系统主要有以下几个模块：自制电源衰减器LC谐振放大器等三大功能模块。 2.1自制电源模块： 方案一：线性稳压源。采用效率较高的串联电路，尤其是采用集成三端稳压器，输出电压波纹小，可靠性高，性价比高。可为后面的谐振放大电路提供不失真保障。 方案二：开关稳压电源。此方案效率高，但电路复杂，开关稳压
第4章 谐振功率放大器习题参考解答 4-1 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙类？ 解：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽，因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。 4-2 一谐振功率放大器，若选择甲、乙、丙三种不同工作状态下的集电极效率分别为：％＝甲50c η，％＝乙75c η，％＝丙85c η。试求： （1） 当输出功率P o =5W 时，三种不同工作状态下的集电极耗散功率P C 各为多少？ （2） 若保持晶体管的集电极耗散功率P C ＝1W 时，求三种不同工作状态下的输出功率P o 各为多少？ 解：通过本题的演算，能具体了解集电极效率对集电极耗散功率和输出功率的影响。 （1）根据集电极效率ηc 的定义 c o o D o c P P P P P +== η 可得 o c c c P P ηη-=1 将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式可得 P c 甲＝P o ＝5W ，P c 乙＝0.33P o ＝1.65W ，P c 丙＝0.176P o ＝0.88W 可看出η c 越高，相应的 P c 就越小。 （2）从P c 的表达式可以推导出 c c c o P P ηη-=1 将ηc 甲、ηc 乙、ηc 丙分别代入上式得 P o 甲＝P c ＝1W ，P o 乙＝3P c ＝3W ，P o 丙＝5.67P c ＝5.67W 可见，在P c 相同时，效率越高，输出功率就越大。 4-4 某一晶体管谐振功率放大器，设已知V CC =24V ，I C0＝250mA ，P o ＝5W ，电压利用系数ξ＝1。试求P D 、ηc 、R p 、I cm1、电流通角θc 。 解： ()W W I V P C CC D 625.0240=?== %3.83833.06 5====D o c P P η V V V V CC cm 24241=?==ξ
课程设计任务 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、采用晶体管完成一个高频谐振功率放大器的设计 2、电源电压V cc＝＋12V，采用NXO－100环形铁氧体磁芯， 3、工作频率f0＝6MHz 4、负载电阻R L＝75Ω时，输出功率P0≥100Mw，效率η>60％ 5、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总 时间安排： 二十周一周，其中3天硬件设计，4天软、硬件调试及答辩。 指导老师签名 年月日 系主任（或责任老师）签名： 年月日
目录 摘要...................................................................................................................................... I 1 高频功率放大器简介. (1) 1.1 宽带功放 (1) 1.2 丙类功率放大器. (4) 2 单元电路的设计 (6) 2.1 丙类功率放大器的设计 (6) 2.2 甲类功率放大器的设计 (8) 2.3 电路仿真 (9) 3 电路的安装与调试 (10) 4 课程设计心得体会 (12) 参考文献 (14) 附录1 (15)
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。 关键词：高频谐振功率放大器谐振回路耦合回路工作状态
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) 、系统方案论证 丙类谐振功率放大器电路 、模块电路设计 丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路 丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路 匹配网络 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) 电路设计与分析 .仿真与模拟 Multisim 简介 基于Multisim电路仿真用例 五、主要元器件与设备 (14) 晶体管的选择 判别三极管类型和三个电极的方法 电容的选择 六、课程设计体会与建议 (17) 、设计体会 、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。
2011年全国大学生电子设计竞赛 设计报告 题目：LC谐振放大器 (D题) 队号：512077
LC 谐振放大器 摘要：本系统以高频小信号LC 谐振放大电路为核心，设计制作了振荡频率为15MHz 的谐振放大器。系统第一部分输入信号通过π型电阻网络衰减电路实现信号衰减dB 240±的功能，同时完成电路阻抗匹配，使信号能够很好的传给下一级放大电路。综合考虑功耗、通频带、选择性噪声影响及工作稳定等因素，第二部分设计了两级高频小信号单调谐放大电路相串联来完成60dB 的放大。每级高频小信号放大电路均采用分立元件搭建而成，使用三极管S9018作为高频放大管，谐振负载采用LC 并联谐振回路。通过各个模块间的配合使用，实现了谐振频率达15MHz ，上下偏差不超过100KHz ，并且系统带宽为KHz f 30027.0=?，带内波动不大于dB 2，同时又降低了整个系统的成本及提高了系统的可实现性。总的来说，本系统基本符合指标的要求。 关键词：衰减器 谐振回路 高级小信号放大 阻抗匹配
目录 一、系统方案论证 (4) 1、衰减器方案论证 (4) 2、LC谐振放大器方案论证 (4) 二、理论分析与计算 (4) 三、电路设计 (5) 1、衰减电路设计 (5) 2、LC谐振放大电路设计 (6) 四、系统测试 (7) 1、放大性能测试 (7) 2、通频带测试 (8) 3、矩形系数 (9) 4衰减电路测试 (10) 五、总结 (10)
一、系统方案论证 经过仔细地分析和论证，根据题目要求，将本次谐振放大器由分为两大部分：即衰减电路和LC 谐振放大电路。 1、衰减器方案论证 方案一：采用集成运放构成有源衰减器，但这种衰减器输出容易产生超调或振荡现象，这种衰减器用常于自动增益和斜率控制电路中，电路比较复杂，不容易实现。 方案二：采用π型电阻网络衰减器，这种衰减器又称为无源衰减器。利用这种衰减电路不仅可以对信号进行准确衰减而且还能进行阻抗匹配，从而提高测量准确度。π型衰减器可以在规定的频率范围内实现较理想阻抗变换而且π型衰减器尺寸小、成本低、功耗低、电路简单、易于实现等诸多优点。因此在本设计中，我们选择π型衰减器。 2、LC 谐振放大器方案论证 方案一：直接利用集成运算放大器构成高频谐振放大器对信号进行放大。这种放大电路具有体积小，电路结构简单等优点，但它对器件依赖性强，信号保真度差，而且价格昂贵，更为重要的是使用运放芯片后会大大提高电路的功耗，所以本设计不选择该方案。 方案二：利用分立元器件搭成高频小信号LC 谐振放大电路。采用S9018三极管作为高频放大管，LC 并联谐振回路作为谐振负载。考虑到放大倍数和通频带等因素，采用两级放大相串联的形式，每级放大35dB 。从放大器选择性的角度来看单谐回路的选择性不如双调谐回路，但是双调谐回路的调整相对比较麻烦，因此谐振负载仍采用单调谐回路。该种方案不仅价格便宜，电路简单，而且对于电路的调节也相对方便，因此我们选择方案二。 系统的总体框图如图1所示。 图1 系统总体框图 二、理论分析与计算 按基本要求增益需要达到60dB ，因此增益部分采用两级串联放大。每级放大电路均使用单谐振回路谐振放大电路的典型接法，其中采用9018作为高频放大管。该放大电路的静态工作点主要由2R 、2W R 、3R 、6R 和CC V 确定，利用这种分压偏置方式可以很好的稳定工作点。对于小信号高频放大，为防止出现在波
天津天狮学院 《高频电子线路》设计报告 题目：高频谐振功率放大器 专业：（本14级电子信息工程 班级：2班 ：黄霞 总成绩： 天津天狮学院信息与自动化学院 2016年 5月 10 日
课程设计任务 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、采用晶体管完成一个高频谐振功率放大器的设计 2、电源电压V cc＝＋12V，采用NXO－100环形铁氧体磁芯， 3、工作频率f0＝6MHz 4、负载电阻R L＝75Ω时，输出功率P0≥100Mw，效率η>60％ 5、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总
目录 摘要.................................................................................................................................................. I 1 高频功率放大器简介 (1) 1.1 高频功率放大器的分类 (1) 1.2 高频功率放大器的主要技术指标. (2) 1.3 功率放大器的三种工作状态 (2) 1.4 高频功率放大器的分析方法 (3) 2 放大器电路分析 (4) 2.1 谐振功放基本电路组成 (4) 2.2 集电极电流余弦脉冲分解 (5) 2.3 谐振功率放大器的动态特性 (7) 2.3.1 谐振功放的三种工作状态 (7) 2.3.2 谐振功率放大器的外部特性 (8) 3 单元电路的设计 (11) 3.1 丙类功率放大器的设计 (11) 3.1.1 放大器工作状态的确定 (11) 3.1.2谐振回路和耦合回路参数计算 (12) 3.2 甲类功率放大器的设计 (12) 3.2.1电路性能参数计算 (12) 3.2.2静态工作点计算 (14) 3.3 电路原理图 (14) 4 电路的安装与调试 (15) 5 课程设计心得体会 (16) 参考文献 (17) 附录1 (18)
LC谐振放大器 摘要 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功率输出，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。由于高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。 本次设计先是对高频功率放大器有关理论知识作了一些简要的介绍，然后在性能指标分析基础上进行单元电路设计，最后设计出整体电路图，在软件中仿真验证是否达到技术要求，对仿真结果进行分析，最后焊接并调试电路。 关键词：高频谐振功率放大器谐振回路耦合回路工作状态
Abstract High frequency power amplifier is an important part of the equipment to send one of communication, circuit, in order to make up for in process of wireless transmission signal attenuation requirements with greater transmitter output power and communications, the farther the distance, the greater the output power requirements. So in order to get enough high frequency output power, must use high frequency power amplifier. Due to the high frequency power amplifier high frequency band, relatively narrow, so the general use of the web as a load circuit choose frequency. The first design of the high frequency power amplifier theory knowledge about some briefly introduced, and then the performance index analysis in based on the circuit design, and in the end the design unit circuit diagram, a whole in software simulation verify whether attain the technical requirements of the simulation results on analysis, the final installation and debugging circuit circuit. Keywords：High-frequency resonant power amplifier Resonant circuit Coupling Loop Working condition
2011年全国大学生电子设计竞赛 LC谐振放大器（D题） 【本科组】 吴诚志 王慎波 郑雷鸣 2011年9月3日
摘要 本文主要论述了基于2N2222A三极管的LC谐振放大器的具体设计与实现，信号通过T型电阻网络实现阻抗匹配，并进行衰减以便于检测。然后将输出信号送给选频网络进行选频，LC谐振放大电路对信号进行高增益放大并输出信号。该放大器能够对高频小信号进行1000倍以上的放大，中心频率为15MHz。通频带内增益平坦，功耗低，稳定性好。 关键词：2N2222A LC谐振放大中心频率增益 Abstract This paper mainly discusses the design and implementation of a LC resonant amplifier based on the 2N2222A transistor . The signal goes through the model T resistance network to realize impedance matching and decays in order to be convenient for detection. Then the output signal is transported to the frequency-selective network to choose frequency. The LC resonance amplifier circuit make a High-gain amplification and the output signal. The amplifier can expand signal with high frequency more than 1000 times, with center frequency of 15MHz. The signal increase flatly in the passband, the power loss is very low, and the system is very stability. Keywords: 2N2222A lc resonance amplifier center frequency gain
丙类高频谐振功率放大器与基极调幅实验报告 一． 实验目的 1．了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。 2．了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。 3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率o P 、直流功率D P 、集电极效率C 测量方法。 4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。 二．实验仪器及设备 1．调幅与调频接收模块。 2．直流稳压电压GPD-3303D 3．F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4．DSO-X 2014A 数字存储示波器 5．SA1010频谱分析仪 三．实验原理 1.工作原理 高频谐振功率放大器是通信系统重要的组成电路，用于发射机的末级。主要任务是高效率的输出最大高频功率，馈送到天线辐射出去。为了提高效率，晶体管发射结采用负偏置， 使放大器工作于丙类状态（导通角θ＜90O ）。高频谐振功率 放大器基本构成如图1.4.1所示， 丙类谐振功率放大器属于大信号非线性放大器，工程上常采用折线分析法，各级电压、电流波形如图1.4.2所示。 （a ）原理电路 （b ）等效电路 图1.4.1 高频功率放大器
图1.4.1中，晶体管放大区的转移（内部静态）特性折线方程为： ()C C BE BZ i g v U =- 1.4.1 放大器的外电路关系为： cos BE B b m u E U t ω=+ 1.4.2 cos CE C cm u E U t ω=- 1.4.3 当输入信号B B Z b u E U <+时，晶体管截止，集电极电流0C i =；当输入信号 B BZ b u E U >+时，发射结导通，由式1.4.1、1.4.2和1.4.3得集电极电流 C i 为： m a x c o s c o s 1c o s C C t i i ωθθ-=- 1.4.4 式中，BZ U 为晶体管开启电压，C g 为转移特性的斜率。 以上分析可知，晶体管的集电极输出电流c i 为尖顶余弦脉冲，可用傅里叶级数展开为： ++++=t I t I t I I t i m C m C m C C c ωωω3cos 2cos cos )(3210 1.4.5 其中，0C I 为C i 的直流分量，m C I 1、2C m I 、…分别为c i 的基波分量、二次谐波分量、…。集电极余弦脉冲电流C i 及各次谐波的波形如图1.4.3所示，其频谱如图1.4.4所示。 （a ） （b ） 图1.4.2 各级电压、电流波形
高频电子线路杨霓清答案第七章-高频功 率放大器 本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
思考题与习题 为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态为什么采用谐振回路作负 载为什么要调谐在工作频率上回路失谐将产生什么结果 答：高频功率放大器的输出功率高，其效率希望要高些，这样在有源器 件的损耗的功率就低，不仅能节省能源，更重要的是保护有源器件的安全 工作。乙类丙类放大器状态的效率比甲类高因此高频功率放大器常选用乙 类或丙类放大器。 乙类和丙类放大器的集电极电流为脉冲状，只有通过谐振电阻p R 相 乘，产生边疆的基波电压输出。回路调谐于工作频率是为了取出基波电压 输出。 丙类高频功率放大器的动态特性与低频甲类功率放大器的负载线有什么区别为 什么会产生这些区别动态特性的含义是什么 答：所谓动态特性是指放大器的晶体管（c g 、bz U ）、偏置电源（cc V 、 bb V ）、输入信号（bm U ）、输出信号或谐振电阻（cm U 或p R ）确定后，放 大器的集电极电流c i 随be u 和ce u 的变化关系。事实上，改变bb V 可以使放大 器工作于甲类、乙类或丙类。而工作在甲类，电流c i 是不失真的，所作的 负载线也是在确定动态特性，它的动态特性为一条负斜的直线，是由负载 线决定的。 而丙类放大器的bb V ＜bz V ，电流产生失真，是周期脉冲电流。而输出 电压是谐振回路的谐振电阻p R 与电流脉冲的基波电流相乘，即电流c i 的变 化为脉冲状，而输出电压是连续的基波电压，因此动态特性不能简单地用 谐振电阻p R 负载线决定。只能根据高频谐振功率放大器的电路参数用解析 式和作图法求得，它与甲类放大的负载线不同，其动态特性为。原因是电 流为脉冲状，有一段时间c i 是为0的 为什么谐振功率放大器能工作于丙类，而电阻性负载功率放大器不能工作于丙 类 答：因为谐振功放的输出负载为谐振回路，该回路具有迁频特性，可以 从晶体管的余弦脉冲电流中，将不失真的基波电流分量迁频出来，在并联谐振 回路上形成不失真的基波余弦电压，而电阻听电阻特性输出负载不具备这样的 功能，因此不能在丙类工作。
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：高频谐振功率放大器设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务： 1、采用晶体管完成一个高频谐振功率放大器的设计 2、电源电压V cc＝＋12V，采用NXO－100环形铁氧体磁芯， 3、工作频率f0＝6MHz 4、负载电阻R L＝75Ω时，输出功率P0≥100mW，效率η>60％ 5、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 时间安排： 1．2010年6月4日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。 2．2010年6月5日至2010年6月10日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。 3. 2010年6月11日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名：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.绪论 (1) 2.高频谐振功率放大器原理 (2) 2.1 甲类功率放大器 (3) 2.1.1 静态工作点 (3) 2.1.2 负载特性 (4) 2.1.3 功率增益 (5) 2.2 丙类功率放大器 (5) 2.2.1 基本关系式 (5) 2.2.2 负载特性 (8) 2.3 变频变压器的绕制 (9) 2.4 这要技术指标及测试方法 (10) 2.4.1输出功率 (10) 2.4.2 效率 (11) 3.总体电路设计与参数计算 (13) 3.1 丙类功率放大器的设计 (13) 3.1.1 确定放大器工作状态 (13) 3.1.2 计算谐振回路和耦合回路参数 (14) 3.1.3 基极偏置电路参数计算 (14) 3.2 甲类功率放大器的设计 (14) 3.2.1 计算电路性能参数 (14) 3.2.2计算静态工作点 (15) 4.仿真测试 (17) 4.1 multisim软件简介 (17) 4.2 仿真电路及仿真波形图 (18) 5.实际电路组装与调试 (19) 5.1 电路组装要点 (19) 5.2 高频谐振功率放大器的调整 (19) 5.2.1 谐振状态的调整 (19) 5.2.2 寄生振荡及其消除 (19) 6.心得体会 (21) 参考文献： (22) 附录：元件清单 (23)