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，
第4章 正弦波振荡器 分析图所示电路，标明次级数圈的同名端，使之满足相位平衡条件，并求出振荡频率。 [解] (a) 同名端标于二次侧线圈的下端 60126 0.87710Hz 0.877MHz 2π2π3301010010f LC --= = =?=??? (b) 同名端标于二次侧线的圈下端 60612 0.77710Hz 0.777MHz 2π1401030010f --= =?=??? (c) 同名端标于二次侧线圈的下端 606 12 0.47610Hz 0.476MHz 2π5601020010 f --= =?=??? 变压器耦合LC 振荡电路如图所示，已知360pF C =，280μH L =、50Q =、20μH M =，晶体管的fe 0?=、5 oe 210S G -=?，略去放大电路输入导纳的影响，试画出振荡器起振时开环小信号等效电路，计算振荡频率，并验证振荡器是否满足振幅起振条件。 [解] 作出振荡器起振时开环Y 参数等效电路如图(s)所示。
略去晶体管的寄生电容，振荡频率等于 06 12 Hz =0.5MHz 2π2π28010360 10 f LC --= = ??? 略去放大电路输入导纳的影响，谐振回路的等效电导为 566 1 1 21042.7μS 502π0.51028010e oe oe o G G G G S S Q L ρω--=+=+ =?+ =????? 由于三极管的静态工作点电流EQ I 为 12100.712330.6mA 3.3k EQ V I ??? - ?+? ?==Ω 所以，三极管的正向传输导纳等于 /0.6/260.023S fe m EQ T Y g I U mA mV ≈=== 因此，放大器的谐振电压增益为 o m uo e i U g A G U -= = 而反馈系数为 f o U j M M F j L L U ωω-= ≈ =- 这样可求得振荡电路环路增益值为 60.02320 3842.710280 m e g M T A F G L -== ==? 由于T >1，故该振荡电路满足振幅起振条件。 试检查图所示振荡电路，指出图中错误，并加以改正。 [解] (a) 图中有如下错误：发射极直流被f L 短路，变压器同各端标的不正确，构成负反馈。改正图如图(s)(a)所示。
高频功率放大器 （一）填空题 1、高频功率放大器输入、输出调谐回路的作用是、、。 2、高频功率放大器中谐振电路的作用是、、。 3、设一放大器工作状态有下述几种：甲类，乙类，丙类。效率最高。 4、丙类功率放大器输出波形不失真是由于。 5、高频功率放大器有三种工作状态，分别为、、；其中是发射末级的最佳工作状态。 6、高频功率放大器负载采用电路，作用是。 7、高频功率放大器的调整是指保证放大器工作在状态，获得所需要的 和。 8、高频功率放大器的集电极输出电流为波，经负载回路中选频后输出为 波。 （二）选择题 1、高频功率放大器输出功率是指。 A)信号总功率B)直流信号输出功率 C）二次谐波输出功率D）基波输出功率 2、高频功率放大器功率增益是指。 A）基极激励功率与集电极输出功率之比 B）集电极输出功率与基极激励之比 C）不能确定 3、丙类高频功率放大器三极管作用是。 A）开关作用 B）按照输入信号变化的规律，将直流能量转变为交流能量 C）A和B 4、为使高频功率放大器有较高的效率，应工作在状态。 A）甲类B）乙类C）丙类 5、丙类高频功率放大器的集电极电流为。 A）余弦脉冲B）正弦脉冲C）方波
6、丙类高频功率放大器最佳工作状态是。 A）欠压B）过压C）临界 7、某丙类高频功率放大器，若要求输出电压平稳，放大器应选择在什么状态下工作。A）欠压B）过压C）临界 8、丙类高频功率放大器的最佳工作状态是。 A）临界状态，此时功率最大，效率最高。 B）临界状态，此时功率较大，效率最高。 C）临界状态，此时功率最大，效率较高。 D）临界状态，此时功率较大，效率较高。 9、为使放大器工作在丙类工作状态，则基极偏压应为。 A）负偏压B）正偏压C）正负偏压皆可 （四）问答题 1、解释为什么丙类放大器的效率高？ 2、丙类功率放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？ 3、为什么低频功率放大器不能工作于丙类状态？而高频功率放大器则可以工作于丙类状态？ 4、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？ 5、已知高频功放E C=12V，谐振电阻R P=130Ω，ηC=74.5%，P1=500mW，θC=90?。为了提高效率，在E C，R P，P1不变的情况下，将θC减小到60?，并使放大器工作在临界状态。试求：（1）放大器原来工作在什么状态？（2）提高后的效率η'C=？（3）集电极耗散功率减小值△P C=？（4）采用什么措施才能达到上述目的？（已知：γ1(90?)=1.57，γ1(60?)=1.80） 6、设某晶体管谐振功率放大器工作在临界状态。已知电源电压E C=36V，集电极电流导通角θ=70?，I C中的直流分量I c0=100mA，谐振回路的谐振电阻R L=200Ω，求放大器的输出功率P1、效率η。
实验三功率放大电路实验 报告 The following text is amended on 12 November 2020.
集成功率放大电路一. 实验目的 1．掌握功率放大电路的调试及输出功率、效率的测量方法； 2．了解集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功率放大器的使用方法。 二. 实验仪器设备 1.实验箱 2. 示波器 3. 万用表 4. 电流表 有关试验方法的说明： （1）测量最大不失真功率：max O P 在放大器的输入端接入频率为1kHz的正弦频率信号；Vi置最小 （Vi<20mV）；在放大器的输出端街上示波器和毫伏表，逐渐增大Vi， 使示波器显示出最大不失真波形，用毫伏表测出电压有效值mox O V，则最大不失真输出功率为： (2)测量功率放大器的效率 ： 在保持Vo为最大不失真输出幅度的情况下，由电流表测量直流电源Vcc的输出电流E I，此时电源Vcc提供的直流输出功率为： 注：此处Vcc应为正负电源之差。 功率放大器的效率为：
集成功率放大器的实验电路 三. 实验内容及步骤 1、连接电路： 接入正负电源（+V CC、-V EE） 接入负载电阻R L 串入电流表 2、打开电源开关，记录电流表的读数，即为静态电流I E
3、将电流表换至较高档位，接入输入信号v i，按后面要求进行测量。 负载电阻R L＝时， 按表分别用示波器测量输出电压峰值为2V和4V时的电流I E，计算输出功率P O、电源供给功率P E和效率η； 逐渐增大输入电压，用示波器监视输出波形，记录最大不失真时的输出电压的峰值v omax和电流I E，并计算此时的输出功率P O，电源供给功率P E 和效率η，填表。 实验需要测量的数值有I E和V omax ，P O，P E ，η由实验数据计算得到，计算公式如下： 实验注意事项： 功率放大器输出大电压大电流，工作在极限状态，产热较多，需要谨慎操作防止烧毁功放； I时刻监视电流表防止电流超过电流表在测量最大不失真电压时的E 量程； V时，一定使输入电压Vi置最小，然后逐渐测量最大不失真电压max O 慢慢增大输入Vi 。
实验三丙类高频功率放大器实验 一 . 实验目的 1. 通过实验,加深对于高频谐振功率放大器工作原理的理解。 2. 研究丙类高频谐振功率放大器的负载特性,观察三种状态的脉冲电流波形。 3. 了解基极偏置电压、集电极电压、激励电压的变化对于工作状态的影响。 4. 掌握 丙类高频谐振功率放大器的计算与设计方法。 二 . 预习要求: 1. 复习高频谐振功率放大器的工作原理及特点。 2. 熟悉并分析图 3所示的实 验电路,了解电路特点。 三 . 实验仪表设备 1. 双踪示波器 2. 数字万用表 3. TPE-GP5通用实验平台 4. G1N 实验模块 5. G2N 实验模块 四 . 电路特点及实验原理简介 1. 电路特点
本电路的核心是谐振功率放大器,在此电路基础上,将音频调制信号加入集电极回路中,利用谐振功率放大电路的集电极调制特性,完成集电极 调幅实验。当电路的输出负载为天线回路时,就可以完成无线电发射的任务。为了 使电路稳定,易于调整,本电路设置了独立的载波振荡源。 2. 高频谐振功率放大器的工作原理 参见图 1。 谐振功率放大器是以选频网络为负载的功率放大器,它是在无线电发送中最为重要、最为难调的单元电路之一。根据放大器电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类 等类型。丙类功率放大器导通角θ<900 ,集电极效率可达 80%, 一般用作末级放大,以获得较大的功率和较高的效率。 图 1中, V bb 为基极偏压, V cc 为集电极直流电源电压。为了得到丙类工作状态, V bb 应为负值,即基极处于反向偏置。 u b 为基极激励电压。图 2示出了晶体管的转移特性曲线,以便用折线法分析集电极电流与基极激励电压的关系。 V bz 是晶体管发射结的起始电压(或称转折电压。由图可知,只有在 u b 的正半周,并且大于V bb 和 V bz 绝对值之和时,才有集电极电流流通。即在一个周期内,集电极电流 i c
第一章 一、选择题 1、LC单振荡回路的矩形系数值与电路参数的大小（） D、无关 C、成反比A、有关 B、成正比、图示电路负载为，则输入阻抗为（） 2 、、BA 、 CD、 第二章 一、选择题 1高频小信号调谐放大器的级数愈多，其总的通频带（）。、 C、不变、愈宽A、愈窄 B 2、对于高频小信号放大，我们通常采用（）和（）相结合的方式来实现。
、非线性放大器，集中选频放大器A． 谐振回路LCB、非线性放大器，、集成线性放大器，集中选频放大器C D、集成线性放大器，LC谐振回路 3、高频小信号谐振放大器不稳定的主要原因是：（）、增益太大A、通频带太宽B、晶体管集电结电容C的反馈作用、谐振曲线太尖锐D 4、为了提高高频小信号谐振放大器的稳定性，通常采用的方法 是：（） A、中和法 B、失配法、负反馈方法C D小的晶体三极管、选择 E高的三极管、选择特征频率LC R 回路两端并上一个电阻，可以（）．在调谐放大器 的5 Q 值。．提高回路的A ．加宽放大器的通频带。B 。 C ．增大中心频率 D ．增加谐振电阻。 =10.7MHz ，谐振回路的谐振电容 C=51pF 。．某接收机中放级的中心频率6 当电路产生自激时，采用下述方法之一有可能消除自激而使电路仍能工作，试问哪种方法是无效的。（） 。．加接中和电容A 。 R B ．回路两端并接一个电阻。C ．微调电感磁芯，使回路谐振频率略微偏高 47pF ，并重新调整磁芯位置，使之谐振于D ．将 51pF 。的回路电容换成7 ．小信号谐振放大器不稳定的主要原因是（）
．增益太大。A ．通频带太宽。B 的反馈作用。．晶体管集电结电容 C ．谐振曲线太尖锐。D ．双调谐回路小信号谐振放大器的性能比单调谐回路放大器优越，主要是在于（）8 ．前者的电压增益高。A ．前者的选择性好。B ．前者电路稳定性好。C ．前者具有较宽的通频带，且选择性好。D 第三章 一、选择题． 1、并联型晶振电路中的石英晶体必须作为振荡回路中的（）元件。 D、短路、电容 C、电感A、电阻 B2、串联型晶体振荡器中，石英晶体作为反馈通路的一个 （）元件。 D、电阻C、电容、电感B 、短路 A3、图示为正弦波振荡电路的交流通路，试写出在什么条件下方可 振荡？（要求用振荡频率与L、C串联谐振频率的大小关系表示）
《高频电子线路》习题汇总 1-1、无线电通信发展的三个里程碑：①Lee de forest 发明电子三极管，②W. Shockley 发明晶体三极管，③集成电路、数字电路的出现。 1-2、通信系统的组成及各部分的作用（框图）： 答：通信系统由输入、输出变换器，发送、接收设备以及信道组成。 输入变换器将要传递的声音或图象消息变换为电信号（基带信号）； 发送设备将基带信号经过调制等处理，并使其具有足够的发射功率，再送入信道实现信号的有效传输； 信道是信号传输的通道； 接收设备用来恢复原始的基带信号； 输出变换器将经过处理的基带信号重新恢复为原始的声音或图象。 1-3、调幅发射机组成框图及超外差式接收机方框图。 1-4、在无线电技术中，一个信号的表示方法有三种，分别是数学表达式、波形图、频谱图。 1-5、地波传播时，传播的信号频率越高，损耗越大。 1-6、无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？ 答：高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰； （2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。 2-1、在LC选频网络中，串联谐振又称电压谐振，并联谐振又称电流谐振。 2-2、对谐振回路而言，回路的Q值越高，谐振曲线愈尖锐，通频带愈窄，对外加电压的选频作用愈显著，回路的选择性越好。
2-3、在并联谐振回路的两端并联一电阻时，会使回路的 通频带加宽 。（选择） 2-4、并联谐振回路作为负载时常采用抽头接入的目的是为了减小信号源内阻和负载对回路的 影响，若接入系数p 增大，则谐振回路的Q 值 减小 ，带宽 增加 。 2-5、按耦合参量的大小，耦合回路一般分为 强耦合 、 弱耦合 、 临界耦合 。 2-6、在耦合回路中，反射电阻的值永远为 正 ，反射电抗的值与原回路总电抗的性质相反 。 2-7、耦合回路的调谐的三种方法（简答），根据调谐参数的不同，耦合回路的谐振可分为 部 分谐振 、 复谐振 和 全谐振 三种。 2-8、耦合回路中，部分谐振的条件是：固定次级回路的参数及耦合量不变，调节初级回路的 电抗，使初级回路达到 0111=+f X X 。 2-9、什么是耦合回路的谐振？对于耦合回路，常用的调谐方法有哪些？ 答：对于耦合谐振回路，凡是达到了初级等效电路的电抗为零，或次级等效电路的电抗为零 或初次级回路的电抗同时为零，都称为回路达到了谐振。 常用的调谐方法有三种：（1）调节初级回路的电抗；（2）调节次级回路的电抗；（3） 调节两回路间的耦合量。 2-10、滤波器有很多种，常见的有 LC 集中参数滤波器、 石英晶体滤波器、 陶瓷滤波器 和 声表面波滤波器 等四种。 2-11、压电效应有哪几种？并分别对其进行解释。 压电效应有正压电效应和负(或反)压电效应两种。当晶体受外力作用而变形时，就在它对应的表面上产生正负电荷，呈现出电压，称为正压电效应。当在晶体两面加交变电压时，晶体就会发生周期性的振动，振动的大小基本上正比于电场强度，振动的性质决定于电压的极性，这称为反压电效应。 3-1、小信号谐振放大器的主要特点是以 调谐回路 作为放大器的交流负载，具有 放大 和 选频 功能。 3-2、高频小信号放大器的主要质量指标有： 增益 、 通频带 、 选择性 。 3-3、表征晶体管高频特性的参数分别为：截止频率、特征频率、最高振荡频率。（m a x f f f T <<β）（简答） 答：βf 是晶体管β值随频率的升高而下降到低频0β值的0.707时的频率。频率继续升高， β 值继续下降，使它下降为1时的频率，即为特征频率T f 。显然βf f T >。频率再继续升高，使晶体管的功率增益降为1时的频率，称为最高振荡频率max f 。因此有βf f f T >>max 。 3-4、在单调谐放大器中，矩形系数越接近于 1 、其选择性越好；在单调谐的多级放大器 中，级数越多，通频带越 窄 、其矩形系数越 小 。 3-5、单调谐放大器经过级联后电压增益 增大 、通频带 变窄 、选择性 变好 。 3-6、单调谐回路的 带宽 与 增益 的乘积为一 常数 。 3-7、反向传输导纳Yre 的存在有可能会引起高频小信号谐振放大器自激，为了克服自激，提 高谐振放大器的稳定性，在电路中可以采用 中和 法 失配 法来消除或削弱晶体管的内部反馈作用。 3-8、晶体管的噪声一般有四种，即 热 噪声、 散粒 噪声、 分配 噪声和 闪烁 噪声。（注 意哪些是白噪声，哪些是有色噪声） 4-1、常用的无线电元件有 线性 元件、 非线性 元件和 时变参量 元件。 4-2、模拟乘法器的应用很广泛，主要可用来实现 混频 、 检波 和 鉴频 。
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，
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
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=???=≈
(一) 一、选择题（每小题2分、共30分）将一个正确选项前的字母填在括号内 1．在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以（ C ）A．提高回路的Q值B．提高谐振频率C．加宽通频带D．减小通频带2．在自激振荡电路中，下列哪种说法是正确的（C）A．LC振荡器、RC振荡器一定产生正弦波B．石英晶体振荡器不能产生正弦波C．电感三点式振荡器产生的正弦波失真较大D．电容三点式振荡器的振荡频率做不高3．如图为某收音机的变频级，以下正确叙述是（ A ） A．电感三点式本机振荡电路 B．双回路调谐放大器取出中频信号 C．对接收信号构成共基放大电路 D．以上说法都不对 4．试用自激振荡的相位条件判别下图能产生自激振荡的电路（D） A B C D 5．功率放大电路根据以下哪种说法可分为甲类、甲乙类、乙类、丙类等（D ）A．电路特点B．功率放大倍数C．电流大小D．功放管静态工作点选择情况6．用万用表欧姆档测量小功率三极管的电极时，应该把欧姆档拨到（A）A．R×100或R×1k档B．R×1档C．R×10档D．R×10k档7．若载波u C(t)=U C cosωC t,调制信号uΩ(t)= UΩcosΩt，则调频波的表达式为（A ）A．u FM(t)=U C cos（ωC t＋m f sinΩt）B．u FM(t)=U C cos（ωC t＋m p cosΩt）C．u FM(t)=U C（1＋m p cosΩt）cosωC t D．u FM(t)=kUΩU C cosωC tcosΩt 8．MC1596集成模拟乘法器不可以用作（C ）A．振幅调制B．调幅波的解调C．频率调制D．混频 9．某超外差接收机的中频为465kHz，当接收931kHz的信号时，还收到1kHz的干扰信号，此干扰为（ A ）A．干扰哨声B．中频干扰 C．镜像干扰D．交调干扰 10．混频电路又称变频电路，在变频过程中以下正确叙述是（C）A．信号的频谱结构发生变化B．信号的调制类型发生变化
第二章高频功率放大器 思考题与习题 一、填空题 2-1、为了提高效率，高频功率放大器多工作在或状态。 2-2、为了兼顾高的输出功率和高的集电极效率，实际中通常取θc = 。 2 -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。 二思考题 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？ 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？ 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？
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？ 2-5、一谐振功放的特性曲线如图题2-5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,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P4.l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。 图思 2-5
2-6. 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。 2-7高频功率放大器当u b=U b cosωc t时,uc=U cm cos5ωc t,试回答下列问题： (1)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? (2)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? (3)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? (4)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? (5)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? (6)为实现对输入的限幅放大,又应如何调整参数及工作状态?
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
集成功率放大电路 一. 实验目的 1．掌握功率放大电路的调试及输出功率、效率的测量方法； 2．了解集成功率放大器外围电路元件参数的选择和集成功 率放大器的使用方法。 二. 实验仪器设备 1.实验箱 2. 示波器 3. 万用表 4. 电流表 有关试验方法的说明： （1） 测量最大不失真功率：max O P 在放大器的输入端接入频率为1kHz 的正弦频率信号；Vi 置最小（Vi<20mV ）；在放大器的输出端街上示波器和毫伏表，逐渐增大Vi ，使示波器显示出最大不失真波形，用毫伏表测出电压有效值 mox O V ，则最大不失真输出功率为： 2max max O O L V P R = (2)测量功率放大器的效率 η： 在保持Vo 为最大不失真输出幅度的情况下，由电流表测量直流电源Vcc 的输出电流E I ，此时电源Vcc 提供的直流输出功率为： ×E E CC P I V = 注：此处Vcc 应为正负电源之差。
功率放大器的效率为： max = O E P P 集成功率放大器的实验电路 三. 实验内容及步骤 1、连接电路： 接入正负电源（+V CC 、-V EE ） 接入负载电阻R L 串入电流表 2、打开电源开关，记录电流表的读数，即为静态电流I E 3、将电流表换至较高档位，接入输入信号v i ，按后面要求进行测量。 负载电阻R L ＝ 时， 按表分别用示波器测量输出电压峰值为2V 和4V 时的电流I E ，计算输出功率P O 、电源供给功率P E 和效率η； 逐渐增大输入电压，用示波器监视输出波形，记录最大不失真时的输出电压的峰值v omax 和电流I E ，并计算此时的输出功率P O ，电源供给功率P E 和效率η，填表。 峰值 I E P O P E η
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。