50MW高频宽带功率放大器

中南林业科技大学涉外学院

课程设计报告

设计课题：50MW高频宽带功率放大器专业班级：08级电子信息工程2班

学生姓名：周泉羽

指导教师：徐丽莎

设计时间：5月30日

中南林业科技大学涉外学院理工系

50MW高频宽带功率放大器课程设计任务书

姓名：周泉羽专业：电子信息工

程

班级：08级2班

指导教师：徐丽莎职称：老师

课程设计题目：50MW高频宽带功率放大器

已知技术参数和设计要求：

VCC=+12V

输入功率等于1W，输出功率等于50W，输入阻抗50欧姆，输出阻抗（负载电阻）R L=50欧，信噪比优于60dB，；

频率范围87MHZ~108MHZ；输出幅度波动（87MHZ~108MHZ范围内）小于等于3Db

所需仪器设备：

成果验收形式：

参考文献：谢自美，电子线路设计*实验*测试

张肃文，高频电子线路

朱正伟，EDA技术及应用

时间安排

构思及收集资料(2天)

根据课题的技术指标，确定整体方案，并进行参数设计计算（4天）

根据实验条件进行全部或部分电路安装与调试，并完成基本功能(5天)

总结编写课程设计报告（3天）

合计（2周）

指导教师：徐丽莎教研室主任：

年月日

注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。

课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。

摘要

在通信过程中，为了弥补信号在无线传输中的衰耗，要求发射机有较大的功率输出，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，就必须采用高频功率放大器。

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。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。

目录

一概述 (1)

二方案设计与论证 (2)

三单元电路设计与参数计算 (3)

四总原理图及元器件清单 (13)

五仿真与调试 (13)

（一般分静态调试与动态调试两大内容）

六性能测试与分析 (14)

（要围绕设计要求中的各项指标进行）

七结论 (14)

八心得体会 (15)

九参考文献 (15)

一、概述

利用带宽变压器作耦合回路的功放称为宽带功放。常见宽带变压器有用高频磁芯绕制的高频变压器和传输线变压器。宽带功放不需要调谐回路，可在很宽的频率范围内获得线性放大。但效率η较低，一般只有20%左右。它通常作为发射机的中间级，以提供较大的激励功率。

利用选频网络作为负载回路的功放称为谐振功放。根据放大器电流导通角θ的范围，可以分为甲类，乙类，丙类和丁类等功放。电流导通角θ越小，放大器的效率越高。如丙类功放的θ<90°，但效率可达到80%。丙类功放通常作为发射机的末级，以获得较大的输出功率和较高的频率。

二、方案设计与论证

在“低频电子线路”课程中已知，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度，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度;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，都无法做到如此打的功率放大。

综上，确定电路设计由两个模块组成，第一模块是两级甲类放大器，第二模块是工作在丙类状态的谐振放大器，其作为功放输出级最好能工作在临界状态，因为此时输出交流功率最大，效率也较高，一般认为此时工作状态为最佳工作状态。

三、单元电路设计与参数计算

大致公式如下

甲类谐振放大器参数计算

⑴设置静态工作点

由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流I CQ一般在0.8－2mA之间选取

为宜。

设计电路中取I c=1.5mA，设Re=1KΩ。

因为：VEQ=I EQ Re VEQ=1.5mA×1KΩ=1.5V

VBQ=1.5V+0.7V=2.2V

VCEQ=VCC−VEQ=12V−2.2V=9.8V Rb2=VBQ/(5−10)I

BQ而I BQ=I CQ/β=1.5mA/50=0.03mA则：Rb2=VBQ/10I BQ =2.2V/0.3=7.3KΩ

取标称电阻8.2KΏ因为：Rb1=[(VCC−VBQ)/VBQ]Rb2则：Rb1=[(12V−2.2V)/2.2V]∗8.2=36.5KΩ

⑵谐振回路参数计算

1）回路中的总电容C∑

因为：

∴C∑=150.35pf

2）回路电容C

则C=150.35pF−(12∗7pF)=143.04pF

取C为标称值140pf,与5-20Pf微调电容并联。

3）求电感线圈N2与N1的匝数：

根据理论推导，当线圈的尺寸及所选用的磁心确定后，则其相应的参数就可以认为

是一个确定值，

可以把它看成是一个常数。

此时线圈的电感量仅和线圈匝数的平方成正比，

L=KN2

式中：K-系数，它与线圈的尺寸及磁性材料有关；

N-线圈的匝数一般K值的大小是由试验确定的。当要绕制的线圈电感量为某一值Lm时，可先在骨架上(也可以直接在磁心上)缠绕10