高频LC谐振功率放大器--解析
高频电子线路谐振功率放大器
② 考虑结电容、分布电容等影响，实际波形如 vA 虚线所示，管子动态管耗增大，丁类功放效率受限。
2. 戊类放大器 为了克服这个缺点，在开关
工作的基础上采用一个特殊设计
的集电极，保证 vCE 为最小值的 一段期间内，才有集电极电流流
通。
2.1.3 倍频器
ωc —— 载波频率
v Vm cos t—— 调制信号电压， 为调制频率
VCC 一定，放大器性能随 Re 的变化特性。 2. 特性
Re 的增加势必将引起 Vcm 增大( Vcm Re Ic1m)
Re↑→Vcm↑→vCEmin↓→放大器欠压→过压→ iC 由接近 余弦变化的电流脉冲转变为中间有凹陷的脉冲波。
据此可以画出 Ic0 和 Ic1m 随 Re 变化的特性。
Vcm = ReIc1m Po = VcmIc1m/2 PD = VCCIC0 PC = PD－Po
2.1.1 丙类谐振功率放大器
1. 电路组成
ZL —— 外接负载，呈阻抗性，用 CL 与 RL 串联等 效电路表示。
Lr 和 Cr ——匹配网络，与 ZL 组成并联谐振回路。 调节 Cr 使回路谐振在输入信号频率。
VBB——基极偏置电压，设置在功率管的截止区， 以实现丙类工作。
2. 集电极电流 ic
2.1.2 丁类和戊类谐振功率放大器
1. 丁类简介 (1) 电路 Tr 次级两绕组相同，极性相反。 T1 和 T2 特性配对，为同型管。 (2) 原理
若 vi 足够大，则 vi ＞ 0时，T1 饱和导通，T2 截止，
vA1 VCC vCE(sat)
vi ＜ 0，T2 饱和导通，T1 截止，
vA2 vCE(sat)
高频-第3章 高频谐振放大器(4)高频功放状态分析及高频效应
有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用这种状
态。
负载特性曲线
临界状态的特点是输出功率最大，效率也较高，比最大效 率差不了许多，可以说是最佳工作状态，发射机的末级常设计
成这种状态，在计算谐振功率放大器时，也常以此状态为例。
掌握负载特性，对分析集电极调幅电路、基极调幅电路的 工作原理，对实际调整谐振功率放大器的工作状态和指标是很
cos
1
Eb E 'b Ub
集电极电流脉冲幅值 ic max
ic max=gcUb(1–cos)
2) 电流余弦脉冲的各谐波分量系数0(c)、1(c)… n(c)可查表求得，并求得个分量的实际值。
3) 谐振功率放大器的功率和效率 直流功率：PO=Ic0 EC
2 2 集电极效率： P 1 c 1 P0 2
有帮助的。
2. 高频功放的振幅特性
振幅特性是指放大器电流、 电压、功率及效率随激励信号 振幅Ub的变化特性。 Ub变化，但EC、(-Eb)、Rp 不变或(-Eb)变化，但EC、Ub、
Rp不变，这两种情况所引起放 大器工作状态的变化是相同的。 因为无论是Ub还是Eb的变化， 其结果都是引起uBE的变化。 当(-Eb)或ub由小到大变化时,放 由 uBE= -Eb+Ubcost 大器的工作状态由欠压经临界转 uBEmax= -Eb+Ub 入过压。
电压、电流随负载变化波形
2. 高频功放的工作状态
Uc、ic随负载变化的波形如图所示，放大器的输入电压是一 定的，其最大值为Ubemax，在负载电阻RP由小至大变化时，负
载线的斜率由大变小，如图中123。不同的负载，放大器
的工作状态是不同的,所得的ic波形、输出交流电压幅值、功 率、效率也是不一样的。
高频功率放大器小结
A）滤波
B）滤波和阻抗匹配
C）阻抗匹配
5. 无论串馈，还是并馈，都要保证Vcm与VCC是串联的，即满足基本关系式
（
）。
6.在输入信号的整个周期内，集电极电流仅在小于输入输入信号半个周期内有电流
流通的称为（ ）。
A）丙类
B）乙类
C）甲类
D）甲乙类
7. 集电极耗散功率PC等于集电极直流电源供给的功率P=与基波输出功率PO之和。 （ ）。
本章小结
四、谐振功放直流电路有串馈和并馈两种形式。基极 偏置常采用自给偏压电路。自给偏压电路只能产 生反向偏压。 自给偏压形成的条件：①电路中存在非线性导电 现象；②具有储能元件；③放电时间常数足够大。
本章小结
六、晶体管倍频器的工作原理与谐振功放类似，用选 频电路选出所需倍数的谐波成分，滤除所有不需 要的频率成分，就可完成倍频过程。
）状态。
基本原则。（
）
15.宽带功率放大器，实际上就是一种以（
）
作为输出匹配电路的功率放大器。
16.若利用丙类倍频器实现三倍频，则设计的最佳通角
为（
），对应的电流分解系数为（ ）。
17.若对等幅信号进行功率放大,根据负载特性，应使功
放工作在（
）状态。
18. 若对非等幅信号进行功率放大, 根据放大特性，应
使功放工作在（
增大谐振电阻、(c)增大负向基极偏置、(d)增大激励电压的幅度，则放大器将由临界
状态进入：
(a)
(b)
(c)
(d)
。
11. 产生自偏压的三个条件分别是 （
（
）、（
）、 ）。
12. 传输线变压器的原理是（
）。
13.谐振功放中， 晶体管处于过压状态时， iC电流波形为 （
高频 谐振功率放大器
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iC 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 。
高频谐振功率放大器的工作原理
高频谐振功率放大器的工作原理
嘿，咱今儿来唠唠高频谐振功率放大器的工作原理哈！这玩意儿就好比是一场音乐会，晶体管就是那个舞台上的明星主唱。
在这个音乐会里呀，信号源就像是给主唱提供的歌曲，它把要表演的内容送过来。
而直流电源呢，就像是给主唱提供能量的大力水手菠菜，让晶体管有足够的力气放声歌唱。
然后呢，晶体管这个主唱呀，会根据信号源的指示，该大声唱的时候大声唱，该小声哼的时候小声哼。
这时候，谐振回路就登场啦！它就像是一个超级厉害的调音师，能把主唱的声音调得特别好听，把那些不和谐的音给过滤掉，只留下最精彩的部分。
你说这谐振回路神奇不神奇？它能让放大器输出的功率更大，效率更高呢！就好像一个魔法盒子，把普通的声音变得超级有魅力。
那它是怎么做到的呢？嘿嘿，这就像是在一个大合唱里，大家一起发声，但只有某个特定频率的声音最响亮，其他的声音都被弱化了。
谐振回路就是能抓住那个最关键的频率，让它闪闪发光。
而且哦，高频谐振功率放大器还有个特点，就是它能让信号变得特别强。
这就好比是把一个小小的火苗，变成了熊熊大火，照亮整个舞台！想想看，原本很微弱的信号，经过它这么一处理，变得超级强大，能传到很远很远的地方去。
咱再想想，如果没有高频谐振功率放大器，那很多信号不就传不远啦？那不就像在一个大雾天里说话，别人都听不清嘛！有了它，信号就能清清楚楚地传出去，多棒呀！
所以说呀，高频谐振功率放大器可真是个了不起的东西！它就像一个幕后英雄，默默地工作着，让我们的通信、广播等等变得更加精彩。
你说它是不是很厉害呢？咱可得好好感谢它为我们带来的便利呀！。
高频电子线路课程实验四高频功率放大器解析
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13-2学号姓名指导教师温涛实验四高频功率放大器一实验目的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oP、直流功率DP、集电极效率C4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。
二实验原理高频功率放大器是一种能量转换器件，它是将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，它也是一种以谐振电路作负载的放大器。
它和小信号调谐放大器的主要区别在于：小信号调谐放大器的输入信号很小，在微伏到毫伏数量级，晶体管工作于线性区域。
小信号放大器一般工作在甲类状态，效率较低。
而功率放大器的输入信号要大得多，为几百毫伏到几伏，晶体管工作延伸到非线性区域——截止和饱和区，这种放大器的输出功率大，效率高，一般工作在丙类状态。
一．高频功率放大器的原理电路高频功放的电原理图如图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Ec 和Eb 等组成，Ub 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。
甲类（A =180 度，效率约50%；乙类（B =90 度，效率可达78%；甲乙类（AB 类）90<<180 度，效率约50%< <78%；丙类（C <90 度工作到小于90 度，丙类效率将继续提高。
2.高频功率放大器通常采用谐振回路作集电极负载。
由于工作在丙类时集电极电流i c 是余弦脉冲，因此集电极电流负载不能采用纯电阻，而必须接一个LC 振荡回路，从而在集电极得到一个完整的余弦（或正弦）电压波。
我们知道，对周期性的余弦脉冲i c ，可用傅立叶级数展开：式中，Ic1m、Ic 2m、Ic3m 为基波和各次谐波的振幅。
谐振功率放大器详解
Re
= ω02 Lr 2
RL
=
Lr Ct RL
式中， Ct
=
CrCL Cr + CL
—— 回路总电容
Qe = ω0 Lr / RL —— 回路有载品质因数
(2) 对非基波分量 谐振回路对 iC 中的其它分量呈现的阻抗均很小，平 均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略。
结论：回路上仅有由基波分量产生的电压vc，因而 在负载上可得到所需的不失真信号功率。
2. 集电极电流 ic
若忽略基区宽度调制效应及管 子结电容的影响，则在输入信号电 压 vb (t ) = Vbmcosωst 的作用下， 根据 vBE = VBB + vb (t ) = VBB + Vbmcosωst ， 在静态转移特性曲线 (ic～vBE)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。用付里叶级数可将电流 脉冲序列分解为平均分量、基波 分量和各次谐波分量之和，即
iC = IC0 + ic1 + ic2 + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
= IC0 + Ic1mcosωst + Ic2mcos2ωst + ⋅ ⋅ ⋅
3. 输出电压 vo (1) 对基波分量 由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而 它对 iC 中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电阻，称 为谐振电阻，在高 Q 回路中，其值 Re 近似为
在谐振功率放大器中，它的管外电路由直流馈电电
路和滤波匹配网络两部分组成。
2.1.1 丙类谐振功率放大器
1. 电路组成 ZL —— 外接负载，呈阻抗性，用 CL 与 RL 串联等 效电路表示。 Lr 和 Cr ——匹配网络， 与 ZL 组成并联谐振回路。调 节 Cr 使回路谐振在输入信号 频率。
lc谐振放大器
LC谐振放大器1. 引言LC谐振放大器是一种电子放大器电路，能够在特定频率下实现放大信号的功能。
它使用了电感和电容组合成谐振回路，在谐振频率处具有较高的增益，而在其他频率下的增益较低。
这使得LC谐振放大器在无线电通信、音频放大以及其他需要放大特定频率信号的应用中非常有用。
本文将介绍LC谐振放大器的基本原理、电路结构、工作原理，以及使用LC谐振放大器的注意事项。
2. 基本原理LC谐振放大器的基本原理是利用电感和电容的参与形成谐振回路，使得在谐振频率下能够放大信号。
谐振回路由一个电感和一个电容串联或并联而成，其谐振频率可以通过以下公式计算：$$ f_{res} = \\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}} $$其中，f res是谐振频率，L是电感的感值，C是电容的容值。
3. 电路结构LC谐振放大器的电路结构可以被分为三个主要部分：输入匹配网络、谐振回路和输出匹配网络。
3.1 输入匹配网络输入匹配网络的作用是将输入信号与谐振频率进行匹配，使得输入信号能够被谐振回路有效地吸收和放大。
输入匹配网络通常由电容和电感构成，其设计原则是使得输入阻抗与输入信号源的输出阻抗匹配。
3.2 谐振回路谐振回路由电感和电容串联或并联而成，用于放大谐振频率的信号。
谐振回路的选择取决于应用需求，常见的有串联LC回路和并联LC回路。
串联LC回路在谐振频率处具有较高的电压增益，适用于需要高电压放大的应用；并联LC回路在谐振频率处具有较高的电流增益，适用于需要高电流放大的应用。
3.3 输出匹配网络输出匹配网络的作用是将谐振回路放大后的信号与负载进行匹配，使得信号能够传递给负载而不损失大量的能量。
输出匹配网络也由电容和电感构成，其设计原则是使得输出阻抗与负载的输入阻抗匹配。
4. 工作原理LC谐振放大器的工作原理可以通过下面的步骤来解释：1.输入信号经过输入匹配网络，使得其阻抗与信号源输出阻抗匹配。
2.匹配后的信号进入谐振回路，在谐振频率处经过放大。
高频谐振功率放大器
偏置电路优化
设计合适的偏置电路，以稳定放大器 的工作状态，提高其可靠性。
散热设计优化
根据实际散热需求，设计合理的散热 结构和散热方式，以提高放大器的可 靠性。
自动校准与补偿
利用自动校准和补偿技术，对放大器 的性能进行实时监测和调整，以提高 其稳定性和可靠性。
05
高频谐振功率放大器的 应用实例
在通信系统中的应用
放大器设计的基本原则
高效性
放大器应具有高效率，以减少能源消耗和散 热需求。
线性度
放大器应保持信号的线性放大，避免非线性 失真。
稳定性
放大器应具有稳定的性能，避免自激振荡和 失真。
可靠性
放大器应具有较高的可靠性和稳定性，以满 足长期使用需求。
放大器设计的步骤与方法
确定技术指标
根据应用需求，确定放大器的技术指标，如 输出功率、工作频率、带宽等。
分析放大器在不同频率下的稳定性表现，通常通 过测试不同频率下的增益和相位变化来评估。
温度稳定性
分析放大器在不同温度下的稳定性表现，通常通 过测试不同温度下的增益和相位变化来评估。
3
电源稳定性
分析放大器在不同电源电压下的稳定性表现，通 常通过测试不同电源电压下的增益和相位变化来 评估。
04
高频谐振功率放大器的 设计与优化
输入级是放大器的起始部分， 负责接收微弱的高频信号并将 其放大。
输入级通常采用晶体管或场效 应管等有源器件，通过小信号 放大来提高信号的幅度。
输入级的电路设计需考虑信号 源内阻、输入信号的幅度和频 率等参数，以确保信号能够有 效地传递到输出级。
输出级
输出级是放大器的末级，负责将经过放大的高频信号输出。
01
02
高频LC振动电路
高频LC振动电路1 高频LC 谐振功率放大器原理1.1原理电路+– u–i b– + U BB – + U CC – + u ce C – + u c L 输出i e i u be图1 谐振功率放大器的基本电路图1是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路。
除电源和偏置电路外，它是由晶体管，谐振回路和输入回路三部分组成。
高频功放中常采用平面工艺制造的NPN 高频大功率晶体管，它能承受高电压和大电流，并有较高的特征频率T f 。
晶体管作为一个电流控制器件，它在较小的激励信号电压作用下，形成基极电流i B ，i B 控制了较大的集电极电流i C ，i C 流过谐振回路产生高频功率输出，从而完成了把电源的直流功率转换为高频功率的任务。
为了使高频功放以高效输出大功率，常选在丙类状态下工作，为了保证在丙类工作，基极偏置电压应使晶体管工作在截止区，一般为负值，即静态时发射结为反偏。
此时输入激励信号应为大信号，一般在0.5V 以上，可达1到2V ，甚至更大。
晶体管的作用是将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。
线路特点：(1) LC 谐振回路作为晶体管的负载起到选频滤波以及阻抗匹配的作用。
(2)电路工作在丙类工作状态以保证电路效率较高；基极负偏压（或零偏压）。
关系式：(1)外部电路关系式： cos cos be BB bm ce CC cm u U U t u U U t ωω=-+=-(2)晶体管的内部特性: ()'c m be BB I g u U =-(3)（半）导通角： 根据晶体管的转移特性曲线可得：'cos 'cos BB BB bm BB BBbmU U U U U arc U θθ+=+= 即集电极的导通角是由输入回路决定的。
必须强调指出：集电极电流ic 虽然是脉冲状，但由于谐振回路的这种滤波作用，仍然能得到正弦波形的输出。
1.2高频功率放大器的特性曲线 转移特性i c U ’BB 0 理想化i c maxi cωt 0 –θ +θ 0–θ +θU bm U bm U BEu b –U BB ωt图2 谐振功率放大器的转移特性曲线功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率o P ，使之一部分转变为交流信号功率1P 输出去，另一部分功率以热能形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率C P 。
最新第4章 高频谐振功率放大器PPT课件
L
分布电容影
Cc
响小；但 LC处于直
UCC
Lc
流高电位上，
网装络不元方件便安。(a) 串联馈电电路
LC处于直流地 电位上，网络元 件安装方便；但 分布参数直接影 响网络的调协。
VT
Lc
Cc2
CL
UCC
(b) 并联馈电电路 Cc1
VT L
C
L
VT
×
Lc
×
UCC
Lc
Cc
Lc
×
VT
Lc
UCC
VT
×
L C
直流通路
丁类功率放大器的晶体管工作于开关状态，管子导通时进入饱和 区，器件内阻接近于0，截止时电流为0，这样可以使集电极功耗大 为减小，效率大大提高，在理想情况下，效率可达100%，实际情况 下也可达90%左右。但由于开关管转换频率越高，损耗越大，故其上 限工作频率受限。
丁类功放分为电流开关型和电压开关型两种电路。
第4章 高频谐振功率放大器
§4.2 丙类高频谐振功率放大器的工作原理
一、基本电路构成及工作原理
组成：BJT、LC谐振回路、馈电电源
特点：
iC
iB
VT uBE uCE
C
L
RL
1、NPN高频大功率晶体管，
ui
高fT；改变UBB可以改变放大器 的工作类型；
UBB
UCC
2、大信号激励：1～2V；
3、发射结在一个周期内只有部分时间导通，iB、iC均为一系列高频脉冲；
RL上基波电压振幅：
ULm 2(UCC 2Uce)s
基波电流振幅：
ILm
ULm RL
输出功率：
P0
1 2
LC谐振放大器
LC谐振放大器（D题）摘要谐振放大器，就是采用谐振回路（串、并联及耦合回路）作为负载的放大器。
根据谐振回路的特性，谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于偏离谐振频率的信号，增益迅速下降。
所以谐振放大器不仅有放大的作用，而且也起着滤波或者选频的作用。
本系统输入信号很小，小于50μV，放大倍数很高，超过80dB，再加上对低压低功耗的要求，所以采用分立元件进行多级谐振放大，加入反馈防止自激电路，AGC电路，使电路更加可靠，稳定。
关键词：谐振放大器选频自激AGC电路滤波目录1.前言： (3)2.总体方案设计： (3)3.单元模块设计： (5)（1）40db衰减器设计： (5)（2）谐振放大器设计 (6)1）.谐振频率 (10)2）.电压放大倍数 (10)3）.通频带 (11)4）.选择性——矩形系数 (12)（3）.自动增益调节AGC设计 (16)1).AGC的作用 (16)2).AGC的组成框图 (16)4.测试方法和仪器： (16)5.系统功能、指标参数： (17)6.设计总结： (18)7.参考文献： (19)8.附录： (20)1.前言：小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。
1）高频小功率晶体管与LC并联谐振回路①高频小功率晶体管高频小信号放大电路中采用的高频小功率晶体管与常用电路低频小功率晶体管不同，主要区别是工作截止频率不同。
低频晶体管只能工作在3MHz以下的频率上，而高频晶体管可以工作在几十到几百兆赫兹，甚至更高的频率上。
目前高频小功率晶体管工的作频率可达几千兆赫，噪声系数为几个分贝。
高频小功率晶体管的作用与低频小功率晶体管一样，工作在甲类工作状态，起电流放大作用。
②LC并联谐振回路在接收机的各级高频小信号放大器中，利用LC并联谐振回路的选频作用，对谐振点频率的电流信号呈现较大的阻抗，而且是纯电阻性的，将电流信号转换成电压信号输出，而对失谐点频率的电流信号呈现很小的阻抗，抑制失谐点频率电流信号的输出，起到选择出所需接收的信号，抑制无用的信号和干扰的目的。
LC谐振放大器分析
LC谐振放大器分析谐振放大器是一种特殊的放大器，利用负反馈和谐振原理来提高放大器的增益。
在谐振放大器中，输入信号以及增益被特定频率的谐振网络所限制，从而实现放大器输出的谐波失真较小，增益稳定和频率选择性较好的特点。
本文将对谐振放大器的原理、特点和分析进行详细阐述。
首先，谐振放大器的基本原理是在放大电路中引入谐振网络，通过调谐谐振频率，使放大器对输入的信号有一个较高的增益。
谐振放大器的核心是谐振电路，它由一个电感和一个电容串联或并联而成，形成一个谐振回路。
在谐振频率附近，谐振电路具有很高的阻抗，对输入信号起到放大作用。
谐振放大器的增益受到谐振频率和谐振电路的参数确定。
谐振放大器的特点首先包括增益稳定性好。
由于谐振放大器的增益受到谐振频率和谐振电路的参数影响，一旦确定了这些参数，放大器的增益就基本上保持不变。
其次，谐振放大器在谐振频率附近具有较高的增益。
在谐振频率附近，谐振电路的阻抗变得较大，这样可以对输入信号进行较大的增益。
此外，谐振放大器还具有较好的频率选择性，只对特定频率的信号进行放大，对其他频率的信号具有较小的增益。
对于一个谐振放大器，我们可以通过分析它的频率响应来评估其性能。
频率响应曲线描述了放大器在不同频率下的增益。
在谐振频率附近，频率响应曲线有一个峰值，表示放大器在谐振频率附近具有最大的增益。
而在谐振频率上下，增益逐渐减小，形成两个增益曲线。
我们可以通过测量这些性能指标来评估放大器的性能，例如谐振频率、增益、带宽等。
此外，还可以通过控制谐振网络中的电容和电感的参数来调整谐振频率和增益。
在实际应用中，谐振放大器具有广泛的用途，特别是在高频电子设备中。
例如，谐振放大器可以在无线通信系统中用于放大射频信号，以提高信号传输的距离和质量。
此外，谐振放大器还可以用于音频放大器、功率放大器、示波器和频谱分析仪等设备中。
总之，谐振放大器是一种特殊的放大器，利用谐振网络来增强放大器的增益和频率选择性。
通过分析谐振放大器的频率响应，并控制谐振网络中的参数，可以实现放大器的增益稳定和频率选择性。
LC谐振放大器
组号：F041题目：LC谐振放大器LC谐振放大器[摘要]本文设计的是一个低压、低功耗LC谐振放大器，完成在3.6V稳压电源供电下，谐振频率为15MHz，放大增益达到60dB，通频带宽为300kHz，功耗不超过360mW，根据需要完成的功能，分为电源模块，实现3.6V稳压电源供电；前级40dB 固定衰减器模块；LC谐振放大模块，自动增益模块。
采用高频小信号谐振放大的方法和技术，使用multisim软件仿真，经测试，最终基本完成设计要求。
设计的作品能够在 3.6V稳压电源供电，放大器输出接200 负载电阻条件下，谐振在15MHz，-3dB带宽为300kHz，带内波动不大于2dB，增益达到60dB，且功耗不超过360mW，完成低压、低功耗的LC谐振放大器。
[关键词]低压低功耗 LC谐振放大衰减器Abstrsct：This design is a low-voltage, low-power LC resonant amplifier, complete with 3.6V supply voltage, the resonant frequency of 15MHz, amplification gain of 60dB, passband bandwidth of 300kHz, power consumption of less than 360mW, according to complete functions into power module with 3.6V voltage supply; pre-40dB fixed attenuator module; LC resonant amplification module, AGC modules. Small signal high frequency resonant amplification methods and techniques, the use of multisim software simulation, tested, and ultimately complete the basic design requirements. Design work can 3.6V regulated power supply, 200W amplifier output load resistance connected conditions, resonant 15MHz,-3dB bandwidth of 300kHz, within the fluctuation band is not more than 2dB, the amplifier gain of 60dB, and power consumption does not exceed 360mW, complete low-voltage, low power LC resonant amplifier.Key words：low-voltage Low power consumptio LC resonant amplifier Attenuator目录1．系统设计与方案论证 (1)1.1电源模块 (1)1.2衰减器模块 (1)1.3 LC谐振放大模块 (1)1.4自动增益模块 (2)2．单元电路设计. (2)2.1电源模块 (2)2.2衰减器模块 (4)2.3 LC谐振放大模块 (4)2.4自动增益模块 (5)3．系统测试. (5)3.1测试仪器 (5)3.2测试方法 (5)3.3测试结果 (6)3.4测试分析 (6)4．结论. (6)参考文献. (6)附录 (7)1.系统设计与方案论证根据题目要求，系统主要实现的功能是在3.6V稳压电源供电，放大器输出接200Ω负载电阻条件下，谐振在15MHz，-3dB带宽为300kHz，带内波动不大于2dB，放大器增益达到60dB，且功耗不超过360mW，完成低压、低功耗的LC谐振放大器。
w第3章-1-高频功率放大器解析
收集能力充足，因此集电极电流只受
基极电流的控制，而与集电极电压无关，各条特性曲线均为平行的水平线。
ic = βib ，
利用前面：ib gb (ube Ubz )，当ube Ubz
为了下面分析方便，理想化输出特性曲线中的参变量ib改为ube， ic = βib = β gb(ube - Ubz) =gc (ube - Ubz)
1 2
I
2 c1m
R
p
1
U
2 cm
2 Rp
1 2
U
cm
I
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c1m
U cm R p I c1m
3、晶体管集电极消耗的功率
Pc P Po
4、集电极的效率
c
Po P
1 Ucm Ic1m 2 VCC Ic0
1 2
g1
(c
)
Ucm / VCC称为集电极电压利用系数， 1(说明）
g1(c ) Ic1m /Ic0 1(c ) / 0 (c )称为波形系数
I cM
2
sin
nc cosc n cos nc sin c n(n2 1)(1 cosc )
IcM n
(c
)
α 称为余弦脉冲分解系数,α0(θc) 称为直流分量分解系数,α1(θc) 称为基波分量分解 系数,αn(θc) 称为n次谐波分量分解系数,以上系数均可查表获得。
高频电路 g1
采用类似于模拟电路的图解方法:找到两个 ic与uce的关系方程，图解两个方程的交线，即 是丙类功率放大器的动态特性。
同样我们已知三极管的输出特性，并已理 想化线性放大区： ic = gc (ube - Ubz)
只要再找到另外一个方程即可。
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天津天狮学院《高频电子线路》设计报告题目：高频LC谐振功率放大器专业：(本)14级电子信息工程班级：2班姓名：黄霞天津天狮学院信息与自动化学院2016年 5月 15日高频电子线路课程设计目录前言 (2)1 高频LC谐振功率放大器原理 (3)1.1 原理电路 (3)1.2 高频功率放大器的特性曲线. (4)1.3 功率放大器的三种工作状态 (6)1.4 高频功率放大器的外部特性 (6)2 高频LC谐振功率放大器电路设计 (7)2.1 实验电路参数计算 (7)2.2高频LC谐振功率放大器设计电路 (7)3高频谐振功率放大器电路的仿真与分析 (8)3.1 EWB软件简介 (8)3.2软件界面介绍 (8)3.3EWB软件对丙类功放的仿真 (11)3.3.1电路仿真图 (11)3.3.2负载特性 (11)3.3.3输入电压改变时对电路的影响 (14)3.3.4当电源电压改变时对电路的影响 (17)3.3.5输入仿真和输出仿真 (20)3.4中心频率、通频带、放大倍数的计算 (21)4 心得体会 (23)5 参考文献............................................................................................................ 25HX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，这就要用高频谐振放大器将信号放大到所需的发射功率；在接受设备中，从天线上级，要将传送的信号恢复出来，需要将信号放大，感应到的信号是非常微弱的，一般在V这就需要用高频小信号谐振放大器来完成。
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。
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%。
因此高频功放一般都采用选频网络作为负载，故也称为谐振功率放大器。
近年来，为了简化调谐，设计了宽带高频功放，如同宽带小信号放大器一样，其负载采用传输线变压器或其他宽带匹配电路，宽带功放常用在中心频率多变化的通信电台中。
低频功率放大器可以工作在甲类状态，也可以工作在乙类状态，或甲乙类状态。
乙类状态要比甲类状态效率高。
为了提高效率，高频功放多工作在丙类状态。
为了进一步提高高频功放的效率，近年来又出现了D类，E类和S类等开关型高频功率放大器。
1 高频LC 谐振功率放大器原理1.1原理电路u BB CCi图1 谐振功率放大器的基本电路图1是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路。
除电源和偏置电路外，它是由晶体管，谐振回路和输入回路三部分组成。
高频功放中常采用平面工艺制造的NPN 高频大功率晶体管，它能承受高电压和大电流，并有较高的特征频率T f 。
晶体管作为一个电流控制器件，它在较小的激励信号电压作用下，形成基极电流i B ，i B 控制了较大的集电极电流i C ，i C 流过谐振回路产生高频功率输出，从而完成了把电源的直流功率转换为高频功率的任务。
为了使高频功放以高效输出大功率，常选在丙类状态下工作，为了保证在丙类工作，基极偏置电压应使晶体管工作在截止区，一般为负值，即静态时发射结为反偏。
此时输入激励信号应为大信号，一般在0.5V 以上，可达1到2V ，甚至更大。
晶体管的作用是将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。
线路特点：(1) LC 谐振回路作为晶体管的负载起到选频滤波以及阻抗匹配的作用。
(2)电路工作在丙类工作状态以保证电路效率较高；基极负偏压（或零偏压）。
关系式：(1)外部电路关系式： cos cos be BB bm ce CC cm u U U tu U U t ωω=-+=-(2)晶体管的内部特性: ()'c m be BB I g u U =- (3)（半）导通角： 根据晶体管的转移特性曲线可得：'cos 'cosBB BBbm BB BBbmU U U U U arc U θθ+=+=即集电极的导通角是由输入回路决定的。
必须强调指出：集电极电流ic 虽然是脉冲状，但由于谐振回路的这种滤波作用，仍然能得到正弦波形的输出。
1.2高频功率放大器的特性曲线图2 谐振功率放大器的转移特性曲线功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率o P ，使之一部分转变为交流信号功率1P 输出去，另一部分功率以热能形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率C P 。
根据能量守衡定理：1o C P P P =+ 直流功率：0o c CC P I U =⋅输出交流功率：2211111222c c c c L L U P U I I R R =⋅== C U -回路两端的基频电压 1c I -基频电流 L R -回路的负载阻抗图解分析法的步骤：(1)测出晶体管的转移特性曲线及输出特性曲线，并将这两组曲线折线化处理； (2)作出不同工作状态下的动态特性曲线；(3)根据激励电压b U 的大小在特性曲线上画出对应输出电压c U 和电流脉冲c i 的波形；(4)分析功放的外部特性，即分析放大器的外部供电电压或负载的变化将如何影响输出电压、输出电流、输出功率、效率等指标的。
晶体管的特性曲线及其特性方程：由图可见，在放大区，有转移特性方程：()'c m be BB i g u U =- 所以，集电极电流随激励而正向变化。
在饱和区，集电极电流只受集电极电压的控制，而与基极电压无关。
因此有临界线方程：c c ce i S u =在截止区，有方程：0=c i (当 BB be U u '<时)(a)(b)图3 晶体管的输入和输出特性曲线谐振功率放大器的动态特性曲线（负载线）高频放大器的工作状态是由负载阻抗L R 、激励电压b u 、供电电压BB CC U ,U 等4个参量决定的。
如果BB CC U ,U , b u 3个参变量不变，则放大器的工作状态就由负载电阻L R 决定。
此时，放大器的电流、输出电压、功率、效率等随L R 而变化的特性，就叫做放大器的负载特性。
所谓动态特性是和静态特性相对应而言的，在考虑了负载的反作用后，所获得的c be ce i u u 和, 的关系曲线就叫做动态特性。
图4 功率及效率随负载变化的波形1.3功率放大器的三种工作状态在非线性谐振功率放大器中，常常根据集电极是否进入饱和区，将放大器的工作状态分为三种情况：(1)欠压工作状态：集电极最大点电流在临界线的右方(2)过压工作状态：集电极最大点电流进入临界线之左的饱和区(3)临界工作状态：欠压和过压状态的分界点，集电极最大点电流正好落在临界线上。
1.4高频功率放大器的外部特性高频放大器的负载阻抗LR、激励电压bU、供电电压ccU、BBU4个外部变量会影响放大器的工作状态、功率及效率等。
对应的影响关系分别为：图5 高频功率放大器的负载特性L临区L临区图6 高频功率放大器的振幅特性(a) (b)CC CCI c0I cm1P oP=P c图7 高频功率放大器的调制特性2 高频LC谐振功率放大器电路设计2.1实验电路参数计算晶体管2N2222A的主要参数为：12,0.5,0.8cc c cmV V P W I A===主要技术指标：交流电压放大倍数：25uA>输出交流电压峰-峰值：2(2)op p LV V R k->=Ω中心频率：15MHz 通频带宽：250(3B)kHz d≥±-2.2高频LC谐振功率放大器设计电路U cmI cmlI coU bmO图8功率放大器设计电路3 高频谐振功率放大器电路的仿真与分析3.1EWB软件简介随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子产品的智能化日益完善，电路的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短。
电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。
EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。
与早期的CAD软件相比，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。
电子工作平台Electronics Workbench (EWB)软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，它具有这样一些特点：(1)采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；(2)软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。
(3)EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。
(4)作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。
(5)EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。
(6)用EWB进行仿真模拟实验，实验过程非常接近实际操作的效果。
各元器件选择范围广，参数修改方便，不会象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件和印刷电路板。
使电路调试变得快捷方便。
(7)不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件, 还提供了各种丰富的调试测量工具：各种电压表、电流表、示波器、指示器、分析仪等。