第6章 高频功率放大器
6.1填空题
6.1-1为了提高效率，高频功率放大器应工作在状态。
6.1-2为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，实际中多选择高频功率放大器工作在状态。
6.1-3根据在发射机中位置的不同，常将谐振功率放大器的匹配网络分为、、三种。
6.2 分析问答题
6.2-1 谐振功率放大器工作于欠压状态。为了提高输出功率，将放大器调整到临界状态。可分别改变哪些参量来实现？当改变不同的量时，放大器输出功率是否一样大？
6.2-2.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？谐振回路为什么要调谐在工作频率？
6.2-3.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以工作于丙类？
6.2-4.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？动态特性的含意是什么？
6.2-5.一谐振功放如图6.2-1所示,试为下列各题选取一正确答案：
(1)该功放的通角θ为：(a)θ>90。； (b)θ=90。；(c)θ<90o。
(2)放大器的工作状态系：(a) 由E c、E B决定；(b)由U m、U bm决定；(c)由u BE max、u CE min决定。
(3)欲高效率、大功率工作,谐振功放应工作于：(a)欠压状态(b)临界状态(c) 过压状态
(4)当把图中的A点往上移动时,放大器的等效阻抗是：(a)增大；(b)不变；(c)减小。相应的工作状态是：(a)向欠压状态变化；(b)向过压状态变化；〈c〉不变。
图6.2-1 图6.2-2
6.2-6.一谐振功率放大器如图6.2-2所示。工作于丙类,试画出图中各点的电压及流过的电流波形。
6.2-
7.定性画出上题两种情况下的动特性曲线及电流i c、电压u CE波形。又若工作到过压状态,该如何画法?
6.2-8.采用两管并联运用的谐振功率放大器,当其中一管损坏时,发现放大器的输出功率约减小到原来的1/4,且管子发烫,试指出原来的工作状态。
6.2-9对图6.2-3所示的高频功率放大器,试回答下列问题：
(1)当u b=U b cosωc t时,uc=U cm cos5ωc t,应如何调整电路元件参数?
(2)若放大器工作在欠压状态,为了使输出功率最大,应调整哪一个参数?如何调整?
(3)若放大器工作在欠压状态,在保持P。不变的前提下为进一步提高效率,应如何改变电路参数?
(4)为实现基极调幅,放大器应调整在什么状态?为实现集电极调幅,放大器又应调整在何状态?
(5)若放大器工作在过压状态,分别调整哪些参数可退出过压?如何调整?
(6)为实现对输入信号的线性放大,应如何调整电路参数和工作状态?
(7)为实现对输入的限幅放大,又应如何调整参数及工作状态?
6.2-10 集中选频放大器和谐振式放大器相比，有什么优点？设计集中选频放大器时，主要任务是什么？
6.2-11 什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提出那些主要要求？为什么高频功放一般在B类、C类状态工作？为什么通常采用谐振回路作负载？
6.2-12高频功放的欠压、临界、过压状态是如何区分的？各有什么特点？当U CC、U BB、U b和R L四个外界因素只变化其中的一个时，高频功放的工作状态如何变化？
6.2-13已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在此过程中集电极输出功率P1如何变化？
6.2-14高频功率放大器中提高集电极效率的主要意义是什么？
6.2-15.一谐振功率放大器,原来工作在临界状态,后来发现该放大器性能变化：P o明显下降,而ηc反而增加,但E c、U cm、u BEmax不变。试问此时放大器工作在什么状态?导通时间是增大还是减小?并分析其性能变化的原因。
6.2-16改正图6.2-16线路中的错误，不得改变馈电形式，重新画出正确的线路。
图6.2-16
6.2-17什么是D类功率放大器，为什么它的集电极效率高？什么是电流开关型和电压开关型D 类放大器？
6.2-18谐振功率放大器的V cc 、U cm 和谐振电阻R p 保持不变,当集电极电流的通角由100o 减少为60o 时,效率将怎样变化?变化了多少?相应的集电极电流脉冲的振幅怎样变化?变化了多少?
6.2-19.谐振功率放大器原来工作于临界状态,它的通角θc 为70o ,输出功率为3W,效率为60%。后来由于某种原因,性能发生变化。经实测发现效率增加到68%,而输出功率明显下降,但V cc 、U cm 、u bemax 不变,试分析原因,并计算这时的实际输出功率和通角。
6.2-20谐振功率放大器原工作于欠压状态。现在为了提高输出功率,将放大器调整到临界工作状态。试问,可分别改变哪些量来实现?当改变不同的量调到临界状态时,放大器输出功率是否都是一样大?
6.3计算题
6.3-1设一理想化的晶体管静特性如图6.3-1所示，已知U CC ＝24V，Uc＝21V，基极偏压为零偏，Ub＝2.5V，试作出它的动特性曲线。此功放工作在什么状态？并计算此功放的θ、P1、P0、η及负载阻抗的大小。画出满足要求的基极回路。
图6.3-1
6.3-2某高频功放工作在临界状态，通角θ＝75°，输出功率为30W，Ucc＝24V，所用高频功率管的Sc＝1.67A/V，管子能安全工作。
(1)计算此时的集电极效率和临界负载电阻；
(2)若负载电阻、电源电压不变，要使输出功率不变，而提高工作效率，问应如何调整？
(3)输入信号的频率提高一倍，而保持其它条件不变，问功放的工作状态如何变化，功放的输出功率大约是多少？
6.3-3如图6.3-2所示，设晶体管工作在小信号A 类状态，晶体管的输入阻抗为Zi，交流电流放大倍数为/(1/)fe h jf f β+，试求因Le 而引起的放大器输入阻抗Z’i。并以此解释晶体管发射极引线电感的影响。
图6.3-2
6.3-4试画出一高频功率放大器的实际线路。要求：
（1）采用NPN 型晶体管，发射极直接接地；
（2）集电极用并联馈电，与振荡回路抽头联接；
（3）基极用串联馈电，自偏压，与前级互感耦合。
6.3-5一高频功放以抽头并联回路作负载，振荡回路用可变电容调谐。工作频率f=5MHz，调谐时电容C=200pF，回路有载品质因数QL=20，放大器要求的最佳负载阻抗R Lcr =50Ω，试计算回路电感L和接入系数p。
6.3-6如图6.3-3（a）的π形网络，两端的匹配阻抗分别为Rp1、Rp2。用将它分为两个L 形网络的方法，根据L 形网络的计算公式，当给定Q2=Rp2/Xp2
时，试推导证明下列公式：
1p R X =
12s s s X X X =+= 并证明回路总品质因数
Q=Q1+Q2。
图6.3-3
6.3-7上题中，设Rp1=20Ω，Rp2=100Ω，f=30MHz，指定Q2=5，试计算Ls、Cp1、Cp2和回路总品质因数Q。
6.3-8如图6.3-4的互感耦合输出回路，两回路都谐振，由天线表I A 测得的天线功率PA=10W，已知天线回路效率20.8η=。中介回路的无载品质因数Q0=100，要求有载品质因数QL=10，工作于临界状
态。问晶体管输出功率P1? 设在工作频率ωL1=50Ω，试计算初级的反映电阻rf和互感抗ωM。当天线开路时，放大器工作在什么状态？
图6.3-4
6.3-9有一谐振功放,设计时希望其工作于临界状态,然而实测时发现其输出功率P o仅达设计值之20%,集电极交流电压振幅U cm=0.3E C,而集电极直流电流则略大于设计值,试问该功放实际工作于什么状态?其原因可能是什么?
6.3-10.一谐振功放的输出功率P o=5W,E c=24V。
(1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗P c和集电极电流直流分量I co；
(2)若保持P o不变,将η提高到80%,问此时P c为多少?
6.3-11一谐振功放,偏压E B等于截止电压U B’,分别用如图6.3-5所示的正弦波和方波两种输入信号作激励。若保持两种情况下的激励电压振幅、电源电压E c相同,且均工作于临界状态,求此两种情况下的集电极效率之比：η正：η方。
图6.3-5
6.3-12.一谐振功放原工作于临界,0=75o,若保持激励信号的幅度不变,但频率降低一半。问：此时将工作于何种状态?并求两者输出功率之比,即P O倍：P o放。
6.3-13一谐振功放的晶体管转移特性如图6.3-6所示。
(1)作放大器时,给定i cm=500mA, θ=70o,求E B U bm的值；
(2)作三倍频器时,若i cm=500 rnA,试求三次谐波输出最大时的E B U bm值。
图6.3-6
6.3-14已知晶体三极管的转移特性如图6.3-7 (a)所示,管子饱和压降U CES≈1V。不计基调效应,用该晶体管构成的谐振功率放大器如图6.3-7(b)所示,与负载耦合的变压器效率ηT=1。
(1)若放大器工作于欠压状态,输入电压的u b=1.2cos2π×106t(V)，R L=4?,求输出功率P o、集电极效率η。若要达到输出功率最大,负载电阻R L应如何变化?此时的最大输出功率等于多少?
(2)若输入信号u b=1.2cos2π×0.5×106t(V),使放大器临界状态工作,LC数值不变,计算：输出功率P o、集电极效率η及相应的负载电阻R L。
图6.3-7
6.3-15.一谐振功放导通期间的动特性曲线如图6.3-8中的AB段,坐标为：A点:u CE=5.5V;
i c=600mA。B点:u CE=20V ; i c=0 已知集电极直流电源E c=24V,试求出这时的集电极负载电阻R e及输出功率P o的值。
图6.3-8
6.3-16图6.3-9是用于谐振功放输出回路的L型网络,已知天线电阻r A=8?,线圈L的品质因数Q o=100,工作频率f=2MHz若放大器要求的R e=40?,求L、C。
图6.3-9
6.3-10图
6.3-17一谐振功放工作于临界状态,已知f=175MHz，R e=46?,r A=50?,C o=40pF,集电极采用如图6.3-10所示的Ⅱ型网络来实现阻抗匹配,试计算C1、C2和L。
6.3-18一谐振功放工作于临界状态,电源电压E C=24V,输出电压U cm=22V,输出功率P o=5W,集电极效率可ηc=55%,求：
(1)集电极功耗P c,电流I co、I c1m，回路谐振电阻R e。
(2)若R e增大一倍,估算P o;若R e减小一倍,估算P o。
(3)若增加一管组成并联型谐振功放,且保持两管均处于临界工作,此时总输出功率P o∑=10w,问此时的回路谐振电阻R e=?
6.3-19已知某谐振功率放大器电路如图6.3-11 (a)所示,晶体管特性如图6.3-11 (b)所示,且
E C=26V,E B=U B’,i cm=500mA,谐振回路元件参数如图6.3-11所标。问:
(1)放大器这时工作于什么状态?画出动特性曲线。
(2)若在放大器输出端接一负载电阻R L=400?(如图3.3-24(a)中所示),问：此时放大器将工作在什么状态?画出动特性曲线。
图6.3-11
6.3-20.某晶体三极管的转移特性、输出特性以及用该管构成的谐振功率放大器如图6.3-12所示。
已知该放大器导通期间的动特性为图中之AB段,β=20。求：
图6.3-12放大器的直流偏压E B以及激励电压振幅U bm；
(2)为使放大器输出功率最大,负载电阻R L应改为多大(其他条件不变)?并计算此时放大器输出功率P o、直流电源供给功率P E、集电极效率ηc。
6.3-20 已知某谐振功率放大器,基极偏置电压E B=-0.2V,晶体管导通电压U B’=0.6V,临界饱和线斜率S cr=0.4S。放大器的电源电压为E c=24V。集电极回路负载谐振电阻R e=50?,激励电压振幅U bm=1.6V,输出功率P o=lW。
试求：集电极电流最大值i cmaz,输出电压幅度U cm,集电极效率ηc；放大器工作在什么状态?
当R e变为何值时,放大器可以工作于临界状态?这时输出功率P o、集电极效率ηc分别等于多少?
6.3-21某高频功放的动特性曲线如图6.3-13中的折线ABC所示,
(1〉画出i c和u CE的波形。
(2)试求偏置电压E B和激励电压u b的振幅U bm。
(3)求输出功率P o和效率η。
图6.3-13
6.3-22某谐振功率放大器调整在临界状态,输出功率为25W,通角θ=60o电源电压E c=30V,功放管的临界饱和线的斜率S cr=1.8A/V。分解系数αo(60o〉和α1〈60o)可查表确定。
(1)求电源提供功率PE、效率市和管耗P C。
(2)求匹配网络应提供的最佳负载电阻儿R ecr。
(3)若负载回路发生失谐,有何危险?
6.3-23某一晶体管谐振功率放大器,设已知V cc=24V,I co=250mA,P o=5W,电压利用系数ξ=0.95。试求P=、ηc、R p、I clm和θc。
6.3-24晶体管谐振功率放大器工作于临界状态,R p=200?,I co =90mA,V cc=30V,。θc=90o。试求P o和ηc。
6.3-25某一3DA4高频功率晶体管的饱和临界线跨导g cr =0.8S,用它做成谐振功率放大器,选定
V cc =24V ,。θc =70o ,I cM =5.2A,并工作于临界工作状态,试计算:R p 、P=P 。
、Pc 和ηc 。 6.3-26高频功率放大器的欠压、临界、过压状态是如何区分的?各有什么特点?当V cc 、U bm 、V bb 、和R p 四个外界因素只变化其中一个因素时,功率放大器的工作状态如何变化?
6.3-27某高频功率放大器工作于临界状态,输出功率P o =3W,θc =70o ,已知晶体管的g cr =0.33S,g c =0.24S,U bz =0.65V ,V cc =24V 。计算出集电极电流脉冲振幅I cM 、I co 、I clm 功率P =、效率ηc 、谐振电阻以及V bb 、U bm 等值。
6.3-28有一谐振功率放大器工作于临界状态,已知Vcc=30V ,Vbb=Ubz=0.6V ,Ubm=0.35V ,5=0.96,ξ =0.4S 。试求Rp 、Po 、Pc 、P=和ηc 。在调试过程中,为保证管子安全工作,往往将输出功率减小一半,试问在不变动Rp 和Vcc 的条件下,能采用什么样的措施?
6.3-29谐振功率放大器工作于临界状态。已知V cc =18V ,g cr =0.6S,θc =90o 若P o =1.8W,试计算P =、P c 、ηc 和R p 。若θc 减小到80o 。,各量又为何值?
6.3-30图6.3-14是L 型网络,它作为谐振功率放大器的输出回路。已知天线电阻r A =8?,线圈Q o =100,工作频率为2MKz,若放大器要求匹配阻抗R p =40?，试求:L 、C 值。
6.3-31.图6.3-15所示电路的负载为R L ,则输入阻抗应为多大?
图
6.3-15
图6.3-14
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，
高频电子电路第一章 (一)填空题 1、语音信号的频率范围为，图象信号的频率范围为，音频信号的频率范围为。 （答案：300~3400Hz；0~6MHz；20Hz~20kHz） 2、无线电发送设备中常用的高频电路有、、 、。 （答案：振荡器、调制电路、高频放大器、高频功率放大器） 3、无线电接收设备中常用的高频电路有、、 、。 （答案：高频放大器、解调器、混频器；振荡器） 4、通信系统的组成：、、、、。 （答案：信号源、发送设备、传输信道、接收设备、终端） 5、在接收设备中，检波器的作用是。 （答案：还原调制信号） 6、有线通信的传输信道是，无线通信的传输信道是。 （答案：电缆；自由空间） 7、调制是用音频信号控制载波的、、。 （答案：振幅；频率；相位） 8、无线电波传播速度固定不变，频率越高，波长；频率；波长越长。（答案：越短；越低） （二）选择题 1、下列表达式正确的是。 A）低频信号可直接从天线有效地辐射。 B）低频信号必须转载到高频信号上才能从天线有效地辐射。 C）高频信号及低频信号都不能从天线上有效地辐射。 D）高频信号及低频信号都能从天线上有效地辐射。 （答案：B） 2、为了有效地发射电磁波，天线尺寸必须与相比拟。 A）辐射信号的波长。B）辐射信号的频率。 C）辐射信号的振幅。D）辐射信号的相位。 （答案：A） 3、电视、调频广播和移动通信均属通信。 A）超短波B）短波C）中波D）微波 （答案：A） （三）问答题 1、画出通信系统的一般模型框图。 2、画出用正弦波进行调幅时已调波的波形。 3、画出用方波进行调幅时已调波的波形。
第二章《高频小信号放大器》 （一）填空题 1、LC选频网络的作用是。 （答案：从输入信号中选出有用频率的信号抑制干扰的频率的信号） 2、LC选频网络的电路形式是。 （答案：串联回路和并联回路） 3、在接收机的输入回路中，靠改变进行选台。 （答案：可变电容器电容量） 4、单位谐振曲线指。 （答案：任意频率下的回路电流I与谐振时回路电流I0之比） 5、LC串联谐振电路Q值下降，单位谐振曲线，回路选择性。 （答案：平坦；差） 6、通频带BW0.7是指。 （答案：单位谐振曲线≥所对应的频率范围） 7、LC串联谐振回路Q值下降，频带，选择性。 （答案：增宽；变差） 8、距形系数K r 0.1定义为单位谐振曲线f值下降到时的频带范围与通频带之比。 （答案：0.1） 9、理想谐振回路K r 0.1，实际回路中K r 0.1，其值越越好。 （答案：等于1；大于1；小） 10、LC并联谐振回路谐振时，阻抗为。 （答案：最大且为纯电阻） 11、LC并联谐振回路，当f=f0即谐振时回路阻抗最且为，失谐时阻抗变，当f
习题6.4 某一晶体管谐振功率放大器，设已知24Vcc V =，0250C I mA =，5o P W =，电压利用系数1ξ=。试求P =，c η，P R ，1Cm I ，电流导通角c θ。 解： ()00.25246C P I Vcc W ===?= 583.3%6 o c P P η==== 211122cm o cm cm P V P V I R ==，()24cm V Vcc V ξ== ()22 112457.6225 cm P o V R P ==?=Ω ()12250.416724 o Cm cm P I A V ?=== 根据波形系数 1100.417() 1.670.250 Cm c C I g I θ===，查表得78c θ=? 习题6.9 高频大功率晶体管3DA4参数为100MHz T f =，20β=，集电极最大允许耗散功率20CM P W =，饱和临界线跨导0.8/cr g A V =，用它做成2MHz 的谐振功率放大器，选定24Vcc V =，70c θ=?，max 2.2C i A =，并工作于临界状态。试计算P R ，O P ，C P ，c η，P =。 解：
()0max 00() 2.2(70) 2.20.2530.5566C c c I i A αθα==??=?= ()1max 11() 2.2(70) 2.20.4360.9592Cm c c I i A αθα==??=?= max min 0.8/C cr C i g A V v ==，min max 2.2110.88540.824cc C C cc cr CC V v i V g V ξ-==-=-=? ()240.885421.25CM cc V V V ξ==?= ()1110.959221.2510.191522 O Cm Cm P I V W ==??= 0240.556613.3584CC C P V I ===?= 10.191576.29%13.3584 O c P P η==== ()13.358410.1915 3.1669C O P P P W ==-=-= ()121.2522.15390.9592 cm P Cm V R I ===Ω 复习提纲 1. 超外差接收机的结构框图 2. 并联谐振回路部分接入方式的有载Q 值、电容、电感计算（书上的公式） 3. 信号源和负载在并联谐振部分接入的目的和作用 4. 小信号谐振放大器的主要特点：什么是负载、具有哪两个作用。 5. 丙类谐振功放的集电极电流是什么形状的脉冲，功率放大器的电压输出波形是什么形状 6. 衡量小信号放大器的主要技术指标有哪些 7. 双边带DSB 调幅波的公式和带宽计算 8. 谐振功放在EC 、Eb 、Ub 不变时，增加谐振电阻RP ，则将进入何种状态，动态特性曲线的斜率将如何变化。 9. 三端式振荡器的构成法则 10. 根据调幅波的波形计算调幅度，参考课后习题 11. 已知包络检波器的负载电阻，电压传输系数，计算检波器输入电阻 12. 已知载波功率和调幅度，计算上边频功率和总功率 13. 振荡器的稳定条件：幅度稳定条件，相位稳定条件 14. 高频小信号谐振放大器产生不稳定的根本原因是什么，克服不稳定的措施是哪两种。 15. 为了保证调幅不失真，调幅系数的取值范围 16. 高电平基极调幅的工作状态为欠压还是过压？ 17. 大信号包络检波过程上利用检波二极管的什么特性和检波负RL 、CL 的什么特性来实现的。 18. 串联和并联谐振回路在考虑信号源内阻和负载后，选择性的变化 19. 包络检波适合哪种调幅 20. 丙类功放中集电极电流随工作状态的变化有何种变化
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。
第五章 高频功率放大器 一、简答题 1．什么叫做高频功率放大器？它的功用是什么？应对它提出哪些主要要求？为什么高频功放一般在B 类、C 类状态下工作？为什么通常采用谐振回路作负载？ 答：高频功率放大器是一种能将直流电源的能量转换为高频信号能量的放大电路，其主要功能是放大放大高频信号功率，具有比较高的输出功率和效率。对它的基本要求是有选频作用、输出功率大、自身损耗小、效率高、所以为了提高效率，一般选择在B 或C 类下工作，但此时的集电极电流是一个余弦脉冲，因此必须用谐振电路做负载，才能得到所需频率的正弦高频信号。 2．已知高频功放工作在过压状态，现欲将它调整到临界状态，可以改变哪些外界因素来实现，变化方向如何？在此过程中集电极输出功率如何变化？ 解：可以通过采取以下措施 1）减小激励Ub ，集电极电流Ic1和电压振幅UC 基本不变，输出功率和效率基本不变。 2）增大基极的负向偏置电压，集电极电流Ic1和电压振幅UC 基本不变，输出功率和效率基本不变。 3）减小负载电阻RL ，集电极电流Ic1增大，IC0也增大，但电压振幅UC 减小不大，因此输出功率上升。 4）增大集电极电源电压，Ic1、IC0和UC 增大，输出功率也随之增大，效率基本不变。 3．丙类功率放大器为什么要用谐振回路作为负载？ 解：利用谐振回路的选频作用，可以将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的输出余弦电压。同时，谐振回路还可以将含有电抗分量的外接负载转换为谐振电阻 P R ，而且调节A L 和A C 还能保持回路谐振时使P R 等于放大管所需要的集电极负 载值，实现阻抗匹配。因此，在谐振功率放大器中，谐振回路起到了选频和匹配的双重作用。
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)
习题 高频功率放大器的主要作用是什么应对它提出哪些主要要求 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载若回路失谐将产生什么结果若采用纯电阻负载又将产生什么结果 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的各有什么特点 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 分析下列各种功放的工作状态应如何选择 (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态 (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态 (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和，为了增大输出功率，将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施 答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o明显下降，C反而增加，但V CC、U cm和u BEmax 均未改变（改为：V CC和u BEmax均未改变，而U cm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态导通角增大还是减小并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率P o=60W，V CC=。(1) 当C=60%时，试计算管耗P C和平均分量 I的值；(2) 若保持P o不变，将C提高到80%，试问管耗P C减小多 c0 少 解：(1) 当C=60%时，
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
第2章 高频功率放大器 2.1为什么低频功率放大器不能工作于丙类，而高频功率放大器则可工作于丙类？ 答：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。 2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？ 答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。因此，回路失谐必须绝对避免。 2.3提高高频放大器的效率与功率，应从哪几方面入手？ 答：（1）使放大器工作于丙类，并用选频网络作为负载； （2）适当选取电流导通角c θ。 2.9晶体管放大器工作于临界状态，200p R =Ω，90mA co I =，30V C E =，90c θ=?。试求o P 与η。 解：查课本后附录得：11()(90) 1.57c g g θ=?= m11()90 1.57141.3(mA)c co c I I g θ==?= ∴232111 (141.310)200 1.997(W)=2W 22 o cm p P I R -==???≈ 3 309010 2.7(W ) D C c o P E I -==??= ∴2 100%74.1%2.7 o D P P η== ?≈ 2.10已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180?、90?和60?时，都工作在临界状态，且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。 解：（1）22221max 1max 1max 00()()22()2() cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====? ∵C E 、max c I 、p R 相同，因此有 222 2 22111123000 (180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40 (180)(90)(60)0.50.3190.218 αααηηηααα???= ==≈??? （2）22 21max 111()22 o cm p c p c P I R I R αθ== ∴222222 123111::(180):(90):(60)0.5:0.5:0.3911:1:0.61o o o P P P ααα=???=≈
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
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。
高频电子线路习题
一、填空题
1. 在单级单调谐振放大器中，谐振时的电压增益 Kvo=
有载 QL=
，
通频带 BW0.7=
，矩形系数 K0.1 为
。
2. n 级同步单调谐振放大器级联时，n 越大，则总增益越 ，通频带越 ，选择性
越。
3. 工作在临界耦合状态的双调谐放大器和工作在临界偏调的双参差放大器的通频带
和矩形系数是相同的，和单级单调谐放大器相比，其通频带是其
倍，矩形系数则从 减小到 。
4. 为 了 提 高 谐 振 放 大 器 的 稳 定 性 ， 一 是 从 晶 体 管 本 身 想 办 法 ， 即 选
Cb’c
的晶体管；二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，具体采
用
法和
法。
5. 单 级 单 调 谐 放 大 器 的 谐 振 电 压 增 益 Kvo=
QL=
，通频带 BW0.7=
。
，有载
6. 晶 体 管 在 高 频 线 性 运 用 时 ， 常 采 用 两 种 等 效 电 路 分 析 ， 一 种 是
，另一种是
。前者的优缺点是
。
7. 晶体管低频小信号放大器和高频小信号放大器都是线性放大器，它们的区别是
。
8. 为 了 提 高 谐振 放 大 器的稳 定 性 ， 在电 路 中 可以采 用
法和
法，消除或削弱晶体管的内部反馈作用。
9. 晶 体 管 的 Y 参 数 等 效 电 路 中 ， Yre 的 定 义 是
，称为
，它的意义是表示
的
控制作用。
10. 晶体管的 Y 参数等效电路，共有 4 个参数，Y 参数的优点是便于测量。其中 Yfe 的
意
义
是
表
示
。
11. 晶体管高频小信号放大器与低频小信号放大器都是
放大器，结构上
的区别是前者包含有后者没有的，具有带通特性的
。
12. 对小信号调谐放大器的要求是
高、
好。
13. 丙类高频功率放大器又称为____________功率放大器，常在广播发射系统中用作
____________级。
14. 按照通角θC 来分类，θC=180 的高频功率放大器称为_____类功放； C <90 的
高频功率放大器称为_____类功放。
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
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。
第2章 高频功率放大器 2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？ 答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。因此，回路失谐必须绝对避免。 2.5 解：高频功率放大器的欠压、临界、过压工作状态是根据动态特性的A 点的位置来区分。若A 点在 max be u 和饱和临界线的交点上，这就是临界状态。若A 点在max be u 的延长线上（实际不存在） ， 动态特性为三段折线组成，则为过压状态。若A 点在max be u 线上，但是在放大区，输出幅度cm U 较 小，则为欠压状态。 欠压区的特点是电流脉冲为尖顶，输出电压幅度相对较小，其输出功率较小，效率也低，除在基极调幅电路中应用外，其它应用较少。临界状态，输出电压较大，电流为尖顶脉冲，输出功率最大，效率较高，较多的应用于发射机中的输出级。过压状态，电流为凹顶脉冲，输出电压幅度大，过压区内输出电压振幅随P R 变化小，常作为发射机的高频功率放大器的中间级应用。 改变 C E 时，C E 由小变大，工作状态由过压到临界然后到欠压。改变bm U 时，由小变大，工作状态 由欠压到临界然后到过压。改变BB U 时，由负向正变，工作状态由欠压到临界到过压。改变P R 时， 由小到大变，工作状态由欠压到临界然后到过压。 2.8解：（1）用功放进行振幅调制，调制信号加在集电极时，功放应工作在过压区内。在过压区中输出电压随C E 改变而变化；调制信号加在基极时功放应工作在欠压区中，在欠压区中，输出电压 随BB U 、 bm U 改变而变化 2）放大振幅调制信号时，工作在欠压区，线性比较差，采用甲或乙类工作状态时，线性较好 （3）放大等幅信号应工作在临界状态。在临界状态输出功率最大，效率也较高，是最佳工作状态。 2.9晶体管放大器工作于临界状态，200p R =Ω，90mA co I =，30V C E =，90c θ=?。试求o P 与η。 解：查课本后附录得：11()(90) 1.57c g g θ=?= m 11()90 1.57141.3(m A ) c c o c I I g θ==?= ∴232111 (141.310)200 1.997(W)=2W 22 o cm p P I R -==???≈ 3 309010 2.7(W )D C c o P E I -==??= ∴2 100%74.1%2.7 o D P P η= =?≈ 2.10已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180?、90?和60?时，都工作在临界状态，且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。 解：（1）22221max 1max 1max 00()()22()2() cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====? ∵C E 、max c I 、p R 相同，因此有 222 2 22111123000 (180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40 (180)(90)(60)0.50.3190.218 αααηηηααα???= ==≈???
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告 专业班级测控14-4 学号2014101XXX 姓名XXXXXXXX 指导教师XXXXXXX
实验名称高频功率放大器同组人 专业班级测控14-4姓名 XXX 学号201410XXX 成绩 实验六 高频功率放大器 6.1高频功率放大器基本工作原理 一、高频功率放大器的原理电路 高频功放的电原理电路图如图7-1所示（共发射极放大器） 它主要是由晶体管、LC 谐振回路、直流电源C E 和b E 等组成，b U 为前级供给的高频 输出电压，也称激励电压。 二、高频功率放大器的特点 1、高频功率放大器通常工作在丙类（C 类）状态。 通角θ的定义：集电极电流流通角度的一半叫通角θ。 甲类（A 类）θ=180度，效率约50%； 乙类（B 类）θ=90度，效率可达78%； 甲乙类（AB 类）90<θ<180度，效率约50%
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.