高频功率放大器设计

初始条件：

具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。

要求完成的主要任务：

1. 采用晶体管完成一个高频宽带功率放大器的设计

2. 电源电压V cc＝＋12V，采用NXO－100环形铁氧体磁芯，

3. 工作频率f0＝6MHz～10MHz

4. 负载电阻R L＝75Ω时，输出功率P0≥100mW，效率η>40％

5. 完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。

时间安排：

1．2013年1月4日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。

2．2013年1月5日至2013年1月10日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。

3. 2013年1月11日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

1 高频功率放大器知识简介 (3)

1.1 电路工作原理 (3)

1.2 高频功放性能分析 (7)

1.2.1 谐振功率放大器的动态特性 (7)

1.2.2 功率放大器的负载特性 (8)

1.2.3 放大器工作状态的调整 (9)

2 方案论证 (10)

3 电路设计与参数计算 (10)

3.1 设计任务要求 (10)

3.2.1 甲类谐振放大器参数计算 (10)

3.2.2 丙类功放的参数计算 (12)

3.3 单元电路设计 (13)

3.3.1 甲类谐振放大器 (13)

3.3.2 丙类高功放 (15)

3.4 总体电路图设计 (15)

4 电路仿真与结果分析 (16)

4.1 MULTISIM软件简介 (16)

4.2 仿真波形 (17)

4.2.1 输入信号波形 (17)

4.2.2 一级甲类放大波形 (17)

4.2.3 两级甲类放大波形 (18)

4.2.4 最终输出波形 (19)

4.2.5 结果分析 (20)

5 元件清单 (21)

6 心得体会 (22)

7 参考文献 (23)

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：高频、放大、仿真

Abstract

To send high-frequency power amplifier is an important part of the device, communications circuits, in order to compensate for signal transmission in the wireless transmitter in the attenuation requirements have greater power output, communication, the greater the distance the greater the required output power. In the high-frequency range, and in order to obtain a large enough high-frequency output power, we must use high-frequency power amplifier. The work of high-frequency power amplifier high frequency, relatively narrow band, so commonly used frequency-selective network as a load circuit.

The first class report on the high-frequency power amplifier based on the theoretical knowledge to make presentations, based on the performance analysis of the final design of a unit circuit design the whole circuit, in the software simulation whether the technical requirements of the simulation results were analyzed, the final summarized lessons based experience.

1 高频功率放大器知识简介

我们在学习通信电路中，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。高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。

高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。由于这后一特点，使得这两种放大器所选用的工作状态不同：低频功率放大器可工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态；高频功率放大器则一般都工作于丙类（某些特殊情况可工作于乙类）。

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；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。