高频电子线路课程设计高频功率放大器设计

课程设计前言 (2)1丙类功放原理 (3)1.1 丙类谐振功率放大器的功率与效率 (3)1.1.1 功率关系 (3)1.1.2 放大器的集电极效率 (3)1.1.3 谐振功率放大器临界状态的计算 (4)1.2 功率放大器的负载特性 (4)1.2.1 uc、ic 随负载变化的波形 (4)1.2.2 功率及效率随负载（工作状态）变化的波形 (5)1.3丙类谐振功率放大器的偏置电路及耦合电路 (6)1.3.1直流馈电电路 (6)1.3.2 输出回路和级间耦合回路 (7)1.3.3 输出耦合回路 (8)2 设计电路 (9)2.1开发与设计的总体思想 (9)2.2 丙类功放原理图 (9)2.3设计过程 (9)3 电路的仿真与分析 (10)3.1仿真软件的介绍 (10)3.2放大电路的仿真与分析 (12)3.2.1试验电路参数 (12)3.2.2计算谐振回路与耦合回路的参数 (12)3.2.3主要技术指标的测试 (14)4 总结 (15)参考文献 (16)课程设计前言高频谐振放大器广泛应用于通信系统和其他电子系统中，如在接受设备中，从天线上感应的信号是非常微弱的，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。

高频功率放大器的主要功用是发射高频信号，并且以高效输出大功率为目的。

发射机中的振荡器产生的信号功率很小，需要经多级高频功率放大器才能获得足够的功率，送到天线辐射出去。

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%）。

高频电子线路课程设计背景高频电子线路是电子工程中重要的一门学科，它涉及到射频信号处理、微波电路、天线设计等领域。

基本电路设计知识在高频电子线路中同样适用，但需要深入理解和掌握高频电路特性和性能参数，设计复杂又具有挑战性。

本文将针对高频电子线路课程设计进行详细阐述，帮助学生加深对于高频电子线路的理解和知识，同时具备实际应用价值。

设计目标设计一个5GHz的放大器电路，输入信号功率为-10dBm，输出信号功率为18dBm，增益不小于15dB。

设计步骤1. 确定放大器类型初步确定本次设计需要采用低噪声放大器（LNA），由于输入信号功率较低，需要保证输入电路的低噪声水平，同时保证放大器输出功率足够。

2. 设计输入电路输入电路的设计需要注意两点：一是适应5GHz信号的高频特性，二是实现低噪声。

输入电路可以采用微带线或共面波导作为传输线，并且要与放大器贴片封装相匹配。

3. 选择放大器器件在选择放大器器件时，需要注意输入/输出功率、增益、稳定性、电源电压等参数。

按照本次设计的要求，需要满足输入功率为-10dBm，输出功率为18dBm，且增益大于15dB。

因此，可以选择如下几个型号的器件：•Avago ATF-54143•NXP BFG425W/X•Linear Technology LTC2216CUJ-TRPBF4. 设计放大器电路放大器电路分为两个部分：共源放大器和输出级放大器。

在搭建放大器电路之前，需要评估器件的参数，包括输入阻抗、输出阻抗、谐振频率等。

放大器电路中还需要加入偏置电路，以保证放大器器件工作的稳定性。

具体放大器电路设计如下：5. 仿真和调试在完成放大器电路设计后，需要进行仿真和调试。

使用ADS软件对放大器电路进行仿真，评估电路的性能，如增益、频率响应、稳定性等。

在仿真过程中，可以通过调整偏置电路的元件值、调整电缆长度、改变传输线贴片等方式对电路进行调整，直到达到设计要求。

仿真结果如下：6. 实验验证在验证电路的性能之前，需要制作PCB板，将电路固定在板子上。

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，通信距离越远，要求输出功率越大。

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。

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。

通过仿真结果分析电路特性 ,使电路得到进一步完善。

报告中首先给出设计目标和电路功能分析，然后讨论各级电路具体设计和原理图，后给出了实际搭建电路测试的数据及分析，最后总结实验并给出了PCB 绘图。

关键词：高频功率放大器；甲类功放；丙类功放；选频回路ABSTRACTHigh frequency power amplifier is one of the important components of transmission equipment, communications circuits, in order to compensate for signal transmission in the wireless transmitter in the attenuation requirements have greater power output, communication distance, the greater the required output power. In the high-frequency range, in order to obtain a large enough frequency output power, we must use high-frequency power amplifier. Due to the high frequency power amplifier high frequency, relatively narrow band, so commonly used frequency-selective network as a load circuit.The curriculum design of high frequency power amplifier circuit by bipolar power amplifier, the first class is class a power amplifier, second class C class tuned power amplifier. On class a power amplifier and C class tuned power amplifier design, through the given technical requirements to determine the class a power amplifier and a C class tuned power amplifier design working state and calculate circuit in the device parameters, and design integrity of high frequency power amplifier circuit, and the use of Electronic Design Software Multisim for circuit simulation. Through the analysis of simulation results of circuit characteristics, so that the circuit has been further improved. The report first gives the design goal and function of circuit analysis, and then discuss the various circuit design and schematics, gives the actual circuit structures test data and analysis, finally summarizes experimental and gives the PCB drawing.Key words: high frequency power amplifier; class a power amplifier;class c power amplifier;frequency selective network;目录1 设计任务及要求和工作原理说明 (3)1.1 设计任务及要求 (3)1.2 设计课题总体方案思路介绍及工作原理说明 (3)2 电路各模块功能介绍及参数的确定 (6)2.1设计课题的参数选择 (6)2.2设计课题的硬件系统各模块功能简要介绍 (9)2.3设计课题的仿真图、PCB图 (11)3 电路的仿真与实物调试 (12)3.1 电路的仿真 (12)3.2实物电路调试结果 (13)3.3电路的仿真分析 (14)3.4实物电路调试分析 (14)3.5误差分析 (15)4 结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录A 实物图 (19)附录B 元器件清单 (20)1 设计任务及要求和工作原理说明1.1 设计任务及要求1)输出功率mW P 5000≥ 2)工作中心频率MHZ f 100=3)%75>η4)负载电阻Ω=50L R5)晶体管用3DG130,其主要参数： W p cm 625=,mA I cm 600=,MHZ f r 100=1.2 设计课题总体方案思路介绍及工作原理说明1.2.1 设计课题总体方案思路介绍功率放大器是通过将直流输入功率转换化为交流功率输出,以提高发射信号能量 ,便于接收机接收的电路 ,因而要求输出功率大 ,效率高 ,同时 ,输出中的谐波分量应该尽量小 ,以免对其他频道产生干扰。

目录摘要 (I)Abstract (II)1 高频功率放大器的基本原理 (1)1.1 宽带功放 (2)1.1.1 静态工作点 (3)1.1.2 甲类功放的负载特性 (3)1.1.3 宽带功放的功率增益 (4)1.2 丙类功率放大器 (5)1.2.1丙类功放基本关系 (5)1.2.2 负载特性 (9)2 参数设计 (11)2.1 宽带功放参数计算 (11)2.1.1 电路参数计算 (11)2.1.2 静态工作点计算 (12)2.2 丙类功放参数计算 (12)2.2.1 放大器的工作状态计算 (12)2.2.2计算谐振回路及耦合回路的参数 (13)2.2.3 基极偏置电路参数计算 (14)3 总体电路设计 (15)4 电路仿真 (16)4.1 宽带功率放大器电路仿真 (16)4.2 丙类功放电路仿真 (18)5 心得体会 (19)6元件清单 (20)7参考文献 (21)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。

课程设计任务书2009—2010学年第二学期专业：通信工程专业学号：** 姓名：露珠儿课程设计名称：通信电路课程设计设计题目：高频功率放大器的设计完成期限：自2010 年6 月15 日至2010 年 6 月22 日共1 周一、设计目的1、巩固所学的理论知识；2、提高综合运用所学理论知识独立分析和解决实际问题的能力；3、掌握高频功率放大器的大体原理；4、分析与计算各个参数与性能指标。

二、设计内容按照功率放大器的原理，设计一个高频功率放大器。

三、设计要求一、设计出高频功率放大器，并分析原理；二、分析与计算集电极电流i c及其傅立叶变换；3、分析其特点。

四、参考资料[1] 沈伟慈.通信电路.西安：西安电子科技大学出版社，2007.指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：年月日摘要高频功率放大器是发送设备的重要组成部份之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输进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。

在高频范围内，为了取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。

本次课程设计先是对高频功率放大器有关理论知识作介绍，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，并对结果进行分析，最后总结课程设计体会。

关键词：无线传输；高频功率放大器；频带；选频网络；负载目录1 课题描述 (1)2设计原理 (1)3设计进程 (5)电路原理及特点 (5)3.1.1高频功放性能分析 (5)3.1.2谐振功率放大器的动态特性 (5)3.1.3功率放大器的负载特性 (6)3.1.4放大器工作状态的调整 (7)设计内容及参数计算 (9)4结果及分析 (12)总结 (13)参考文献 (14)1 课题描述在通信电路中，为了弥补信号在无线传输进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。

高频电子线路课程设计题目：高频放大器班级：2008级通信工程姓名：学号：成绩：一、设计任务要求设计一个调频电路中载波输入中的高频放大器（调谐放大器），由LC 单回路构成集电极的负载，调谐于放大器的中心频率。

调谐放大器的种类很多，按调谐回路分为单调谐、双调谐和参差调谐等放大器；而按电路联接方式又可分为共射、共基、共集三种放大器。

一般说，采用双调谐回路的放大器，其频率响应在通频带内可以做得较为平坦，在频带边缘上有更陡峭的截止。

超外差接收机中的中频放大器常采用双回路的调谐放大器。

双调谐回路谐振放大器主要技术指标：静态工作点、电压增益、通频带、矩形系数，将其与单调谐回路谐振放大器进行比较，得到对同一输入信号而言，双调谐回路谐振放大器比单调谐回路谐振放大器的电压增益有所增大、通频带显著加宽、矩形系数明显改善，高频小信号放大器主要应用于接收机的高频放大器和中频放大器中，目的是对高频小信号进行线性放大。

二、高频放大器方案分析由于单调谐放大器的频带较窄,选择性较差。

优点是线路简单,调整方便。

通常当放大器的相对带宽B/ f 较小时(B/ f < 5 %) ,可以采用这种线路。

双调谐放大器具有较好的选择性和较宽的通频带。

它由两级调谐回路组成,分别称为初、次级回路,通过电容或电感耦合。

其电路比较复杂,调整比较困难。

单调谐放大器实验框图如下：图中，直流偏置电路中包括基极分压式偏置电阻、发射机负反馈偏置电阻和旁路电容。

高频交流放大电路包括输入回路、晶体管、输出回路（LC并联谐振回路，输出变压器和负载）。

二、电路工作原理及设计说明1、实验电路图VC C双调谐回路放大器具有较好的选择性、较宽的通频带，并能较好地解决增益与通频带之间的矛盾，因而它被广泛地用于高增益、宽频带、选择性要求高的场合。

但双调谐回路放大器的调整较为困难。

双调谐回路放大器如图所示，图中由C3、C4、C5、C9、C10、L1、L2组成的双调谐回路。

2、三极管输入输出特性 (1)、Uce>0时的输入特性当Uce>0时，这时电压有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极、Uce>Ube ，三极管处于放大状态。

课程名称：高频电子线路设计课题：高频谐振功率放大器系别：机电工程学院专业班级：电子信息工程学生姓名：指导教师：设计时间：2009/12/7 —2009/12/12高频谐振功率放大器设计者：指导教师：摘要：本电路主要由谐振回路、耦合回路、基极偏置电路三部分组成。

本电路主要应用于发射机的末级功率放大，突出特点为有较高的输出功率和效率。

关键词：高频；甲类功放；丙类功放；谐振引言：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单元电路。

根据放大器中晶体管工作状态的不同或晶体管电流导通角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。

电流导通角越小，放大器的效率越高。

丙类放大器的导通角θ＜90%，效率η可达到80％，高频功率放大器一般选择在丙类工作状态。

本设计采用甲类功放输出的最大不失真信号作为激励源，丙类功放作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

1设计任务与要求设计一个高频谐振功率放大器。

=3W ,工作中心频率f0≈6.5MHz ,效率η>50 % ，负技术要求：输出功率P载RL=50Ω,电源电压VCC=9V,2△f0.7=3.25MHz2方案设计与论证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。

根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、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°，效率最高也只能达到50％，而丙类功放的θ＜90%，效率η可达到80％。

甲类放大器电流的流通角为180°，适用于小信号低功率放大。

乙类放大器导通角等于180°；丙类放大器导通角则小于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。

东北石油大学课程设计任务书
课程高频电子线路
题目高频功率放大器的设计
专业电子信息工程姓名学号
主要内容、基本要求、主要参考资料等
1、主要内容
利用所学的高频电路知识，设计一个高频功率放大器。

通过本次电路设计，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。

2、基本要求
设计一个高频功率放大器，主要技术指标为：
(1) 工作中心频率
06.5MHz
f=；
(2) 输出功率100mW
A
P≥；
(3) 负载电阻75
L
R=Ω；
(4) 效率60%
η>。

3、主要参考资料
[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.
[2] 张肃文，陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京：高等教育出版社，1993.
[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000.
[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限2月25日-3月1 日
指导教师
专业负责人
2013 年 2 月22 日。

《高频电子线路》课程设计说明书高频功率放大器的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：袁申根、杨威、张巨怡指导教师：***专业：电子信息工程班级：电子1102班学号：13、33、14完成时间：2013年11月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，通信距离越远，要求输出功率越大。

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。

本次课设报告先是对高频功率放大器有关理论知识作介绍，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。

关键词：三极管；LC谐振；谐振频率；谐振电压放大倍数。

ABSTRACTHigh frequency power amplifier is an important part of transmission equipment ,communication circuit, in order to compensate for signal attenuationin the wireless transmission process requires a higher transmitter power output,the communication distance farther, the greater the output power required. In the high-frequency range, in order to obtain enough high-frequency output power, we must use high-frequency power amplifier. As the working frequency of high frequency power amplifier high, relatively narrow band, it is generally used as a frequency selective network load circuit.The first class report introduced the theory related to the knowledge of high frequency power amplifier, the performance analysis is based on the final design of a unit circuit design the whole circuit, in the software simulation meets the technical requirements, the simulation result is analyzed, finally summarize the experience lesson.Keywords triode：LC resonance; Resonant frequency; Resonance voltage amplification factor目录第1章设计报告1.1 课程设计内容及要求 (1)1.2 课程设计基本原理 (1)1.2.1 基本原理 (1)1.2.2 丙类功率放大器的特点 (2)1.2.3 功率放大器的负载特性 (2)1.2.4 丙类高功放原理图 (3)第2章设计方案2.1 总体电路图设计 (6)第3章电路仿真3.1 Multisum软件简介 (7)3.2 Multisum仿真电路 (8)第4章实物制作及其调试4.1 实物制作 (9)结束语 (10)参考文献 (11)附录二：PCB电路图 (12)附录三：实物图 (12)第1章 设计报告1.1 课程设计内容及要求内容：设计高频功率放大器。

东北石油大学课程设计2011年3月4日东北石油大学课程设计任务书课程高频电子线路题目高频功率放大器的设计专业电子信息工程姓名学号07主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容利用所学的高频电路知识，设计一个高频功率放大器。

通过本次电路设计，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。

2、基本要求设计一个高频功率放大器，主要技术指标为：(1) 工作中心频率06.5MHzf=；(2) 输出功率100mWAP≥；(3) 负载电阻75LR=Ω；(4) 效率60%η>。

3、主要参考资料[1] 阳昌汉。

高频电子线路。

哈尔滨：高等教育出版社，2006。

[2] 张肃文，陆兆雄。

高频电子线路(第三版)。

北京：高等教育出版社，1993。

[3] 谢自美。

电子线路设计·实验·测试。

武汉：华中科技大学出版社，2000。

[4] 高吉祥。

电子技术基础实验与课程设计。

北京：电子工业出版社，2002。

完成期限2月28日-3月4日指导教师专业负责人2011 年 2 月25 日一、电路原理1．电路原理及用途在通信电路中，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。

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。

《高频功率放大器》课程设计报告专业：通信工程年级：10级学号：名：指导教师：日期：2012年12月24日功率放大器一、设计目的1、了解功率放大器的状态、功能及特点2、学习如何设计高频功率放大器3、进一步掌握波形参数的测试方法二基本要求（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：R in=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360mW，尽可能减小功耗。

三、设计原理为了弥补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。

高频功率放大器的工作频率高，但相对带宽窄，因此高频功率放大器常采用选频网络作为负载回路。

由于这一特点，高频功率放大器工作于丙类状态。

丙类功放一般工作在发射机的末级，以获得较大的输出功率。

丙类谐振放大器的原理图如图1-1所示。

图1-1 谐振放大器的基本工作电路四单元电路的分析1、系统组成系统包括3.6V电源、衰减器、多级运放放大模块。

将220V的电压经过自制的电源降成3.6V为系统供电，信号经衰减器衰减掉40dB,以使频带与放大器想适应；再经过高感选频网络得到谐振频率为15MHZ，增益不小于60dB，并保证在-3dB带宽时，2∫0.7=300KHZ的信号；再经过运放得到最终满足要求的信号。

2 衰减器设计电阻网络构成固定衰减器。

优点：电路简单，线性度好，高精密电阻器材易于购买，价格便宜衰减倍数没有太多限制。

基于此可构建Tee型、Pi型或桥接Tee型结构的衰减网络。

由于在题目要求中的特性阻抗为固定的50Ω，而且在后级的放大器中使用匹配的50Ω输入阻抗的放大器，阻抗固定则可以使用无源的π型对称网络电阻衰减网络进行衰减40dB，该网络衰减器具有输入输出特性阻抗一致，且不随衰减等级而变化的特点。

高频功率放大器1、课程设计的目的通过课程设计能帮助学生综合运用所学的理论知识，将一些单元电路有机地组合起来，构建简单的应用电路或系统，巩固和加强已学《高频电子技术》理论知识，提高学生正确选用电子器件，进行工程估算及装配、调试等方面的实践能力。

通过对电路的分析、工程估算、安装调试、测量其性能指标及排除故障等环节的学习，培养学生理论联系实际、分析和解决技术问题的能力，使学生了解一个小型产品设计的程序和基本方法，为以后从事专业技术工作打下必要的基础。

2、设计方案论证2.1设计内容及要求前置放大器的输出功率很小，推动不了扬声器。

因此对前置放大器的输出信号进行功率放大，以得到足够的不失真输出功率。

为了保证额定的输出功率，电路中晶体管的电压和电流都需要足够大的摆动幅度。

因此电源电压和负载阻抗要选择合适，如果太大，则电流摆动幅度太小，输出功率受影响；反之，负载电路功率太小，则限制了电压摆动幅度，输出功率也不会太大。

因为功率放大器的输出功率大，因此相应的直流电源功率损耗也很大，这就存在一个效率问题。

功率放大器的效率是指输出信号与直流信号的功率之比。

效率低不仅使直流电源的无用功率增大，更严重的是功率放大管易损坏。

这是由于部分无用的功率消耗在晶体管上，使晶体管发热烧毁。

由以上经验可得，本次实验可以采用甲类功放和丙类谐振功放。

两级功放均工作在临界状态，饱和压降分别为0.6V和1.5V。

在信号源与第一级放大器之间，在第一级放大器和第二级放大器之间分别加入变压器作为匹配网络。

2.2设计的系统方案由以上分析可以得出系统方框图如图1所示图1系统方框图2.3高频功率放大器工作原理及其电路组成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，并且不干扰相邻新到的通信。

高频功率放大器是一种能量转换器件，它能将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

课程设计题目高频电子线路课程设计——高频功率放大器的设计学院信息工程学院专业通信工程班级姓名指导教师2010 年1月月26日日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:高频电子线路课程设计——高频功率放大器的设计初始条件：1、可选元件：晶体管、高频磁环、电阻、电容、开关等2、仿真软件：EWB要求完成的主要任务：电路的主要技术指标：输出功率Po≥125mW，工作中心频率fo=6MHz， >65%，已知：电源供电为12V，负载电阻,RL=51Ω，晶体管用3DA1，其主要参数：Pcm=1W,Icm=750mA,VCES=1.5V,fT=70MHz,hfe≥10，功率增益Ap≥13dB（20倍）。

时间安排：1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料；2、课程设计时间为1周。

（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天；（2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间2天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。

指导教师签名： 2010年 1月日系主任（或责任教师）签名： 2010 年 1月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 高频功率放大器概述 (1)1.1 基本原理框图 (2)1.2 放大器工作状态特点 (3)2 设计原理 (4)2.1 整体介绍 (4)2.2 谐振放大器基本原理 (4)2.3 电路动态特性 (6)3 单元电路设计与参数计算 (8)3.1 设计要求及思路 (8)3.2 丙类功率放大器的设计及参数计算 (9)3.2.1确定放大器的工作状态 (9)3.2.2 基极偏置电路计算 (10)3.2.3 谐振回路与耦合线圈的参数计算 (10)3.2.4 电源去耦滤波元件选择 (11)3.3 甲类功率放大器的设计 (11)3.3.1 电路性能参数计算 (11)3.3.2 静态工作点计算 (12)4 高频功率放大器总电路图 (12)5 仿真结果及分析 (13)5.1 甲类放大器、丙类功率放大器静态直流工作点的测量与比较 (14)5.2末级谐振功率放大器（丙类）仿真 (14)5.3 仿真遇到的问题 (15)6 总结与体会 (16)参考文献 (17)附录 (19)元件清单 (19)本科生课程设计成绩评定表 (20)摘要高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，广泛应用在发射机、高频加热装置和微波功率源等待脑子设备中。

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。

高频功率放大器的主要功能是放大高频信号，并且以高效输出大功率为目的。

它主要应用于各种无线电发射机中。

发射机中的振荡器产生的信号功率很小，需要经过多级功率放大器才能获得足够的功率，送到天线辐射出去。

高频功放的输出功率范围，可以小到便携式发射机的毫瓦级，大到无线电广播电台的几十千瓦，甚至兆瓦级。

目前，功率为几百瓦以上的高频功率放大器，其有源器件大多为电子管，几百瓦以下的高频功率放大器则主要采用双极晶体管和大功率场效应管。

高频信号的功率放大的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频功率，因此除要求高频功放产生符合要求的高频功率外，还应要求具有尽可能高的转换效率。

应当指出，尽管高频功放和低频功放的共同特点都要求输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度相差很大，因此存在着本质的区别。

低频功放的工作频率低，但相对频带很宽。

工作频率一般在20--20000Hz，高频端与低频端之差达1000倍。

所以，低频功放的负载不能采用调谐负载，而要用电阻，变压器等非调谐负载。

而高频功放的工作频率很高，可由几百千赫到几百兆赫，甚至几万兆赫，但相对频带一般很窄。

例如调幅广播电台的频带宽度为9kHz，若中心频率取900kHz，则相对频带宽度仅为1%。

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。

三极管四种工作状态根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分甲类：一个周期内均导通晶体管在输入信号的整个周期都导通静态I C较大，波形好, 管耗大效率低。

乙类：导通角等于180°晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态I C=0，波形严重失真, 管耗小效率高。

甲乙类：导通角大于180°晶体管导通的时间大于半个周期，静态I C 0，一般功放常采用。

丙类：导通角小于180°图3-4 各级电压和电流波形丙类(C类)高频功率放大器的折线分析法图3-5 3DA21静态特性曲线及其理想化cos cnm I +()cd t θωcos θ出电路 。

宽频带功率放大器没有选频作用。

因此谐波的抑制成了一个重要的问题。

为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小的甲类或甲乙类状态，效率较低，也就是说宽频带放大器是以牺牲效率作为代价来换取宽频带输出的 。

传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，并绕在高导磁率低损耗的磁芯上构成的。

最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。

传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的，传输线变压器负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的终端电压。

两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处的线间电容很大，且在整个线上均匀分布。

其次，两根等长导线同时绕在高μ磁芯上，所以导线上均匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫分布参数电路。

在传输线变压器中，线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。

u su su sR LR LR LR s R sR s (a) 结构示意图(c) 普通变压器的原理电路(b) 原理电路图u 1u 2u 1u 2u 1u 2。

高频电子线路课程设计高频功率放大器姓名：专业班级：学号：学院：指导教师：2010年6月2日摘要在通信电路中，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，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。

目录摘要 (1)一选题意义 (3)二总体方案 (4)2.1方案论证 (4)2.2甲类谐振放大器 (4)2.3丙类高功放 (5)2.4总体电路设计 (6)三各部分设计及原理分析 (6)3.1电路工作原理 (6)3.2高功放性能分析 (9)3.2.1 谐振功率放大器的动态特性 (9)3.2.2 功率放大器的负载特性 (9)3.2.3 放大器工作状态的调整 (10)四参数选择 (12)4.1设计任务要求 (12)4.2参数计算 (12)4.2.1 甲类谐振放大器参数计算 (12)4.2.2丙类功放的参数计算 (14)五电路仿真与结果分析 (16)5.1输入信号波形 (16)5.2一级甲类放大波形 (16)5.3两级甲类放大波形 (17)5.4最终输出波形 (17)六结果分析 (18)七元件清单 (19)八心得体会 (20)九参考文献 (21)一选题意义现代通信的发展趋势之一是在宽波段工作范围内能采取自动调谐技术，以便于迅速转换工作频率。

由于在发射机里的振荡器所产生的高频振荡频率很小，因此在它后面要经过一系列的放大——缓冲级、中间放大级、末级功率放大器，获得足够的高频功率后，才能馈送到天线上辐射出去。

南通职业大学电子信息工程学院高频电子线路课程设计报告班级：电子094学号：090202408姓名：陈永平指导老师：赵青一、高频小信号谐振放大器的仿真与性能分析步骤一绘出电路图（1）建立一个项目CH2，然后绘制如下电路图（2）对信号源U1进行设置。

AC：交流值=30mVUOFF:直流基准电压=0VUAMPL：幅度电压=30mVFREO:信号频率=10HzTD：出现第一个波形的延迟时间=0msDF：阻尼系数=0PHAS:：相位=0（3）设置图中其它元器件的参数和编号步骤二瞬态分析（1）在PSpice电路分析功能项中，选AC Analysis（瞬态分析）（2）设置绘图时间的增量为100ns设置瞬态分析终止时间为6us设置瞬态分析起始时间为4us步骤三交流分析（1）在PSpice电路分析功能项中，选AC Sweep（交流分析）（2）在交流扫描类型中有：Linear（线性扫描）、Octave（倍频扫描）、Decade（十倍频程扫描）三种类型。

先选用倍频程扫描或十倍频程扫描类型。

（3）在扫描参数中，设置仿真起始频率为1Hz，设仿真终点频率为100MHz，设每十倍频扫描记录点1000点。

步骤四存档步骤五启动PSpice进行仿真观察Transient输出波形（1）在Probe窗口中选择Trace\Add，打开Add对话框。

在Trace Expression处用鼠标选择或直接输入字符串“U(L1:1，L1:2)”。

再单击“OK”，退出窗口。

此时会显示如下的高频小信号谐振放大器输出端的波形。

（2）在Probe窗口中选择Trace\Add，打开Add对话框。

在Trace Expressi处用鼠标选择或直接输入字符串“U1(U1：+))”。

再单击“OK”，退出窗口。

此时会显示如下的高频小信号谐振放大器输入端的波形。

步骤六启动PSpice进行仿真并观察AC Sweep（输出波形）在Probe窗口中选择Trace\Add，打开Add对话框。