第3章 高频功率放大器4。19

第三章 高频小信号放大器

3.1 对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？

解：

对高频小信号器的主要要求是:

1、比较高的增益

2、比较好的通频带和选择性

3、噪音系数要小

4、稳定性要高

高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。

3.2通频带为什么是小信号谐振放大器的一个重要指标？通频带不够会给信号带来什么影响？为什么？

解：

小信号谐振放大器的基本功能是选择和放大信号，而被放大的信号一般都是已调信号，包含一定的边频，小信号谐振放大器的通频带的宽窄直接关系到信号通过放大器后是否产生失真，或产生的频率失真是否严重，因此，通频带是小信号谐振放大器的一个重要指标。通频带不够将使输入信号中处于通频带以外的分量衰减，使信号产生失真。

3.3 石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？

解：

石英晶体有以下几个特点

1、晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非常小，因此受外界温度影响很小

2、具有很高的品质因数

3、具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。

4、在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大

5、构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。

3.4 外接负载阻抗对小信号谐振放大器有哪些主要影响？

解：

外接负载电阻使LC回路总电导增大，即总电阻减小，从而使Qe下降，带宽BW0.7展宽；外接负载电容使放大器的谐振频率f0降低。因此，在实用电路中，三极管的输出端和负载阻抗都将采用部分接入的方式与LC回路相连，以减小它们的接入对回路Qe值和谐振频率的影响。

3.5 一个5kHz的基频石英晶体谐振器， Cq=2.4X10－2pF C0=6pF，，ro=15Ω。求此谐振器的Q值和串、并联谐振频率。

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

1 ABSTRACT

High 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

《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 - 1 - 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

。

- 2 - ABSTRACT

High frequency power amplifier is an important part of transmission

equipment ,communication circuit, in order to compensate for signal attenuation

in the wireless transmission process requires a higher transmitter power output,

the communication distance farther, the greater the output power required. In the

第三章高频小信号放大器

3．2．1高频小信号放大器的要紧质量指标

1)增益输出电压(或功率)与输进电压(或功率)之比。

2)通频带通常以放大器的电压增益下落为最大值的0．7倍所对应的频率范围为通频带，以2△f表示，如图3．2．1所示。有时也称为3dB带宽。

3)选择性放大器从含有各种频率的信号总和(有用的和有害的)中选出有用信号，排除有害(干扰)信号的能力，称为放大器的选择性。表示选择性的指标有：矩形系数和抑制比。

图3．2．2表示矩形系数Kr的定义为

显然，Kr越小越好，理想情况是Kr=1。

抑制比亦称抗拒比，图3．2．3表示抑制比的定义为 d=Av0/Av

放大器除了上述三个要紧质量指标外，还有工作稳定性、噪声系数等，应有一般了解。

3．2．2晶体管高频小信号等效电路与参数

1)形式等效电路(网络参数等效电路)

形式等效电路是将晶体管等效为有源线性四端网络，优点是通用，导出的表达式具有普遍意义，便于分析电路；缺点是网络参数与频率有关。依据选用的自变量与参变量的不同，能够有不同的参数系：在低频时，最常用h参数系；在高频时，那么用y参数系比立方便。

图3．2．4所示为晶体管放大器及其y参数等效电路。在该等效电路[图(b)]中，可列出电路方程：

式中各y参数第二个足标e表示这是共发射极电路的参数；假设为共基极或共集

电极电路，那么第二个足标即用b或c。

因此输进导纳为

上式讲明，输进导纳Yi与负载导纳YL有关，这反映了晶体管有内部相应，而那个内部相应是由反向传输导纳Yre所引起的。

上式讲明，晶体管的正向传输导纳)，yoe越大，那么放大器的增益越大。

2)混合π等效电路

图3．2．5是晶体管的混合，π等效电路。

图中参数数值举例：

gm=β0/rb'c=Ic(mA)／26(3．2．12)

三个附加电容Cbe、Cbc和Cce表示晶体管引线和封装等结构所形成的电容，其值特殊小，在一般情况，能够忽略。 3)混合π等效电路参数与形式等效电路y参数的转换