(完整版)高频电子线路教案第三章高频功率放大器
《高频电子线路》教学大纲
高频电子线路教学大纲 一、课程概述 本课程是电子信息工程、通信工程、电子技术应用、检测与信息处理、生物医学工程等专业必修的一门专业技术基础课，有很强的理论性、工程性和实践性。二、课程定位 本课程是电子信息工程、通信工程、电子技术应用、检测与信息处理、生物医学工程等专业必修的一门专业技术基础课，有很强的理论性、工程性利实践性。三、学习目的 本课程的任务是研究各种无线电设备和系统中高频电路的原理、线路和分析方法。使学生通过本课程的学习能够掌握其理论基础，而且有一定的分析和解决高频电路问题的实际能力。初步建立信息传输系统整体的概念。了解重要新技术的发展趋势。为后续专业课的学习打好基础。 四、与其它课程的关联 本课程必须在电路分析理论、信号与系统、低频电子线路、数字电路与系统等课程学过以后开设。 五、知识体系与结构 （-）教学内容 第1章绪论（2学时） 了解模拟通信系统的组成原理、发送设备与接收设备的组成框图，通信系统中信号的表示方法（数学表达式、波形、频谱），了解通信系统中信道的分类和无线电波的传播方式。 主要内容包括： 1. 1无线通信系统概述； 1.2信号、频谱与调制； 1.3本课程的特点。 重点：建立系统概念。 第2章高频电路基础（8学时） 掌握高频电路的基本元器件、基本电路以及高频电路系统中的基本问题、基本方法和基本指标等。本部分内容是学习通信电子线路的重要基础，要求掌握选频网络的作用与分类，串、并联谐振回路谐振频率、阻抗、品质因数、广义失谐、通频带的概念及串、并联谐振回路的特点与参量的计算；串、并联阻抗等效互换与回路
抽头时的阻抗变换关系；对于耦合回路主要掌握反射阻抗的概念与耦合回路的等效阻抗；了解LC集中选择性滤波器，石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器的工作原理、特性和各种滤波器的优缺点及应用。以LC谐振回路为重点。 了解电子噪声的来源与特性及噪声系数的计算与测量。 主要内容包括： 2.1高频电路中的元件、器件和组件 2.2电子噪声 重点与难点： 重点：选频网络。 难点：噪声分析与计算。 第3章高频谐振放大器（12学时） 掌握高频小信号放大器的分类，高频小信号放大器各项质量指标的定义，电压增益、功率增益、通频带、选择性、噪声系数等指标的计算和工作稳定性分析。掌握晶体管Y参数等效电路和混合等效电路的分析。重点掌握单调谐回路谐振放大器的电路分析、指标计算和稳定性方法（中和法与匹配法）o 掌握高频谐振功率放大器的作用及特点，高频功率放大器与小信号谐振放大器的异同点，高频功率放大器与低频功率放大器的异同点；掌握谐振功率放大器的原理与丙类工作状态的电路组成、特点，谐振功率放大器的外部电路关系式和内部转移特性曲线表达式、临界线方程表达式；掌握谐振功率放大器的电压、电流波形；谐振功率放大器的功率关系和效率的计算；晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法；非线性谐振功率放大器的欠压、过压、临界三种工作状态；集电极余弦电流脉冲的分解；谐振功率放大器的动态特性与负载特性；谐振功率放大器集电极供电电压Vcc、、基极输入电压各极电压对工作状态的影响；直流馈电电路和输入、输出匹配网络，重点掌握复合输出回路的分析与计算；学习晶体管倍频器的作用、工作原理与电路。 主要内容包括： 3.1[M J频小信号放大器 3.2高频谐振功率放大器的原理与特性 3.4高频谐振功率放大器的实际线路 重点与难点 重点：用Y参数等效电路分析小信号谐振放大器的如下质量指标：增益、通
高频功率放大器
1.原理说明 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。它是无线电发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙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=180o ，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o ,效率η可达到80%。甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。 高频功率放大器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。 1.1高频功放的主要技术指标 1.1.1 功率关系： 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,一部分功率以热能的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： 输出交流功率：221111 1222 c c c c L L U P U I I R R = ?== C U -----回路两端的基频电压 c1I ----- 基频电流 L R ----回路的负载阻抗。 1.1.2 放大器的集电极效率 1 101 122 c c o CC c U I P P U I ηξγ?===? 其中集电极电压利用系数：1c c L CC CC U I R U U ξ= = 0o c CC P I U =?
高频电子线路课程设计高频功率放大器设计汇总
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。 I
高频电子线路第三章习题答案
习题 3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？ 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？ 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？ 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？ (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？ 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和0.6W，为了增大输出功率，将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施？ 变化；而后者工作于过压状态，输出功答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC 明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信率随V CC 号。 3.6 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o明显下降，C反而增加，但V CC、U cm和u 均未改变（改为：V CC和u BEmax均未改变，而U cm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作BEmax 状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态？导通角增大还是减小？并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变 3.7 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率P o=60W，V CC=12.5V。(1) 当C=60%时，试计算管耗P C和平均分量 I的值；(2) 若保持P o不变，将C提高到80%，试问管耗 c0 P 减小多少？ C =60%时， 解：(1) 当 C
高频电子线路课程实验四高频功率放大器
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C测量方法。 4. 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。 通角的定义：集电极电流流通角度的一半叫通角。 甲类（A 类）=180 度，效率约50%； 乙类（B 类）=90 度，效率可达78%； 甲乙类（AB 类）90< <180 度，效率约50%< <78%； 丙类（C 类）<90 度 可以推测，继续减小，使工作到小于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。ω为集电极余弦脉冲电流（也就是输入信号）的角频率。LC 谐振回路被调谐于信号（角）频率，对基波电流i c 呈现一个很大的纯阻，因而回路两端的基波压降很大。回路对直流成分和其它谐波失谐很大，相应的阻抗很小，因而相应的电压成分很小，因此直流和各次谐波在回路上的压降可以忽略不计。这样，尽管集电极电流i c 为一个余弦脉冲，但集电极电压Uce 却为一个完整的不失真的余弦波（基波成分）。 显然，LC 振荡回路起到了选频和滤波的作用：选出基波，滤除直流和各次谐波。 LC 振荡回路的另一个作用是阻抗匹配。也就是可以改变回路（电感）的接入参数，使功放管得到最佳的负载阻抗，从而输出最大的功率。 三．丙类调谐功率放大器基本原理 由于丙类调谐功率放大器采用的是反向偏置，在静态时，管子处于截止状态。只有当激励信号ub 足够大，超过反偏压Eb 及晶体管起始导通电压ui 之和时，管子才导通。这样，管子只有在一周期的一小部分时间内导通。所以集电极电流是周期性的余弦脉冲，波形如图7-2 所示。
高频功率放大器课设
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。 2.3.1丙类功率放大器的概念及设计 丙类功率放大器的半导通角小于90度，在一个周期内，管子的导通时间小于半个周期。丙类放大无线形区，效率最高。适用于作FM 功率放大器。其工作点电路如2所示 图2丙类工作点电路 丙类功率放大器的电路图如图3： 输出 电路 甲类功率放大电路 丙类功率 放大电路 输出 回路 负载（天线等）50 信号源
高频电子线路
高频电子线路 第一章高频电路基础 1.基本内容 高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)。掌握本章内容是非常重要的。 2.基本要求 (1) 充分了解高频电路基本元件。 (2) 掌握电阻(器)、电容(器)和电感(器)的物理特性 ,等效电路和电阻(器)、电容(器)和电感(器)。电阻(器)、电容(器)和电感(器)与基本计算方法。 第一节高频电路中的元器件 一、高频电路中的元件 （一）电阻 一个实际的电阻器,在低频时主要表现为电阻特性,但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特性的一面。电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。 一个电阻 R 的高频等效电路如图 1—1 所示 , 其中,C R 为分布电容, L R 为引线电感,R 为电阻。 图 1—1 电阻的高频等效电路 （二）电容 由介质隔开的两导体构成电容。一个理想电容器的容抗为 1/(j ωC), 电容器的容抗与频率的关系如图 1—2（b）虚线所示, 其中 f 为工作频率,ω =2πf 。 一个实际电容 C 的高频等效电路如图 1—2(a) 所示, 其中 Rc 为损耗电阻， Lc 为引线电感。容抗与频率的关系如图 1—2（b）实线所示, 其中f为工作频率,ω =2πf 。
图 1 — 2 电容器的高频等效电路 (a) 电容器的等效电路 ; （ b ）电容器的阻抗特性 （三）电感 理想高频电感器L的感抗为jωL,其中ω为工作角频率。 实际高频电感器存在分布电容和损耗电阻，自身谐振频率SRF。在SRF上,高频电感阻抗的幅值最大，而相角为零,特性如图1—3所示。 图1—3高频电感器的自身谐振频率SRF 二、高频电路中的有源器件 （一）二极管 半导体二极管在高频中主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中。 （二）晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极型晶体管和各种场效应管，在外形结构方面有所不同。高频晶体管有两大类型:一类是作小信号放大的高频小功率管,对它们的主要要求是高增益和低噪声;另一类为高频功率管,其在高频工作时允许有较大管耗，且输出功率较大。 （三）集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种主要分为通用型和专用型两种。
高频电子线路教学案
山东科技大学 信息科学与工程学院 教案 教师姓名：王桂海
课程名称：高频电子线路 授课学时： 72学时 附件1： 课堂教学质量评价标准
山东科技大学信息科学与工程学院教案专用纸
课堂小结与作业布置：时间： 5 小结： 1、通信系统的基本组成？ 2、信号的时域、频域特性。 3、无线电波传输特点。 思考题与习题： 1. 画出无线通信收发信机的原理框图, 并说出各部分的功用。 2 无线通信为什么要用高频信号？“高频” 3 4 山东科技大学信息科学与工程学院教案专用纸 山东科技大学信息科学与工程学院教案专用纸
电容：由介质隔开的两导体即构成电容。 高频电感器：也具有自身谐振频率 高频电路中的有源器件： 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1） 二极管 半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。 2） 晶体管与场效应管（FET ） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好, 在外形结构方面也有所不同。 高频晶体管有两大类型: 一类是作小信号放大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增益。和低噪声; 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求其在高频有较大的输出功率。 3） 集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多, 主要分为通用型和专用型两种。 2、高频电路中的组件 共 115分钟 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡（谐振）回路、 高频变压器、 谐振器与滤波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功能。 1、振荡回路 40 1) 简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。 串联振荡回路： L C R C C (a) 阻抗 频率 f (b) 阻抗与相角 阻抗 相角 频率 f SRF 11 () S Z r j L r j L j C C ωωωω=++=+-
3_高频电子线路教学大纲2014(大院电子通信专业72学时)
信息科学与工程学院本科课程教学大纲 高频电子线路教学大纲 英文名称：High Frequency Electronic Circuits 课程编码：04111090 学时：72 学分：4.5 课程性质：学科基础课课程类别：理论课 先修课程：高等数学、工程数学、电路原理、模拟电子线路 开课学期：第五学期 适用专业：通信工程和电子信息工程 一、课程综述 1.1 教学目标 《高频电子线路》是通信工程和电子信息工程的专业技术基础课，该课程所阐述的通信电路已广泛用于各种频段的信号传送。通过本课程的学习，使学生熟悉并掌握高频电子线路的工作原理和分析方法，能够对主要功能电路进行分析和设计，并具备根据生产实践要求、用这些单元电路构成电子电路系统的能力，为后续专业课程打下较坚实的技术理论基础。 课程教学的目的是：1、了解半导体器件的高频特性。2、掌握组成电子线路的各种单元电路(放大、振荡、频率变换等)的工作原理、性能和特点。3、掌握高频电子线路的基本分析方法和计算方法。4、在实验技能方面比较熟练地掌握高频电子线路常用测试仪器的使用方法与基本测试技术，对高频电子线路的基本单元电路具有初步设计、安装和调试的能力。 课程教学的要求是：注重加强基础，对电子电路基本单元电路的基本概念、基本原理、基本分析方法进行详细的讲解，并指出每章的重点和难点部分。通过纳入电子技术的最新发展成果，注重理论联系实际，启迪学生的思维，加深学生对有关概念、内容和方法的理解，使学生理解并掌握简单电子电路系统的分析方法与设计方法。 1.2 课程能力矩阵
高频电子线路课程教学大纲 2 序 号 能 力 程 度 绪 论 第 2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 第 7章 第 8章 讨论课 三级项目 作业 实验 准备 汇报讨论 实 施 报告 答辩 实施 报告 1 使学生了解无线电通信的基本概念、传输信号的基本方法、无线电信号的产生与发射无线电信号的接收。 了解认知 + 初步掌握 综合运用 2 使学生初步掌握LC 串并联回路的组成、原理及特性；掌握LC 阻抗变换电路的结构、分析方法；了解石英晶体滤波器的特点和使用方法。 了解认知 + + 初步掌握 + 综合运用 3 使学生初步掌握高频小信号调谐放大器的组成、工作原理和分析方法；了解调谐放大器不稳定的原因及解决方法。了解电噪声的 概念和来源，掌握噪声系数的定义和计算。 了解认知 + 初步掌握 + 综合运用 4 使学生初步掌握变频的基本工作原理，线性时变网络分析方法。了解晶体管混频器分析，掌握二级管平衡混频器、环形混频器的分析。掌握混频器干扰现象与原因，了解干扰克服干扰的措施。 了解认知 + 初步掌握 + 综合运用 5 使学生初步掌握高频功率放大器中的功能和性能指标；掌握丙类调谐功率放大器的电路组成、工作原理和分析方法。 了解认知 + + 初步掌握 + 综合运用
高频电子线路课程设计：高频谐振功率放大器
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=3.25MHz 2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。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。综上考虑本设计采用甲类功率放大器作 为激励级，丙类功率放大器作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。 基本电路如图1所示。
《高频电子线路》课程教学大纲
《高频电子线路》课程教学大纲 课程编号：0614049 课程总学时/学分：54/3（其中理论36学时，实验18学时） 课程类别：专业任选课 一、教学目的和任务 高频电子线路是电子、信息、通信类等专业重要的专业技术基础课，本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，熟悉本课程所述各类部件的组成、特点、性能指标，以及在通信系统中的地位与作用；掌握高频电路中的基本概念、基本原理和基本方法（包括仿真方法）以及典型电路，看懂一般的实际电路；通过课程内容的学习，能较深刻地理解非线性电路的分析方法及特点；初步建立起信息传输系统的整体概念；了解重要新技术的发展趋势。为后续的专业课的学习打好基础。 二、本课程的教学要求： 本课程为电子科学与技术，光电信息科学与工程，微电子科学与工程，应用电子技术专业的一门专业基础课，与教学计划中前后课程的关系是，先修课程为：电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统；后续课程为：电子课程设计、通信原理、集成芯片设计等。 本课程的教学要求为： 1、了解高频电子信息产生、发射、接收的原理与方法， 2、掌握分析高频电子器件和高频电路的工作原理； 3、掌握高频电子线路的基本组成和分析、计算方法； 4、学会对高频电子线路的识图、作图和简单设计能力 5、学会分析和解决高频电子线路中实际问题的能力,培养创新实践精神。 6、了解高频电子线路的最新发展动态。 二、教学内容及学时分配 第一章绪论（2学时） 教学要求：熟悉通信系统的组成、无线电波的划分及传播方式。 教学重点：无线电信号的产生、发射与接收框图。
教学难点：无线电信号的产生、发射与接收框图。 第二章选频网络（6学时） 教学要求： 1、掌握LC串并联谐振回路的特点及选频特性； 2、掌握串并联阻抗的变换与回路抽头时的阻抗变换（接入系数）； 3、了解耦合回路的一般性质及耦合振荡回路的频率特性。 4、掌握滤波器的其他形式，特别是石英晶体滤波的特点。 教学重点：LC串并联谐振的选频特性，石英晶体的滤波特点。 教学难点：耦合回路的一般性质及耦合振荡回路的频率特性。 第三章高频小信号放大器（6学时） 教学要求： 1、掌握晶体管高频小信号等效电路及参数； 2、掌握单调谐回路谐振放大器的分析方法； 3、学会分析双调谐回路谐振放大器； 4、掌握谐振放大器的稳定措施（单向化）； 5、了解集成电路谐振放大器及放大器中的噪声。 教学重点：晶体管高频小信号等效电路及单调谐回路谐振放大器的分析方法。教学难点：双调谐回路谐振放大器分析 [实验名称]：高频小信号谐振放大器 [实验要求]： 1、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算 2、掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响； 3、掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法 [实验学时]：3学时 第四章非线性电路、时变参量电路和变频器（6学时） 教学要求： 1、了解非线性元件的变频特性； 2、掌握线性时变参量电路的分析方法； 3、掌握变频器的工作原理及晶体管、二极管、模拟集成混频器原理； 4、了解混频器中的干扰。 教学重点：线性时变参量电路的分析方法；变频器的工作原理及晶体管、二极管、模拟集成混频器原理。 教学难点：晶体管模混频器原理；混频器中的干扰。 [实验名称]：混频器
《高频电子线路》课程教学大纲
《高频电子线路》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：B022312 课程名称：高频电子线路 英文名称：High-frequency Electric Circuits 先修课程：电路分析、模拟电子技术、通信原理 适用专业：通信工程 课程类别：专业教育拓展课程 课程总学时/学分：48/3（其中理论38学时，实验10学时） 二、课程目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1．能够掌握高频电子线路的基本概组成、基本工作原理，了解数字通信系统，准确掌握高频电子线路的分析基础，学会用幂级数分析法、对数函数分析法、折线分析法分析信号波形及频谱。 2．能够熟练的掌握各单元电路的组成，工作原理，实现功能，精确掌握典型电路的分析方法及指标参数的计算。 3．利用所学基本理论知识能正确地建立高频等效电路、针对不同要求选择电路的工作状态，培养分析各种功能电路的能力，初步具有分析实际工程问题的能力。 四、教学内容、要求及重难点 第一章绪论（2学时） 教学要求: 1.了解无线电信号发射与接收的基本原理。
2.了解单元电路的作用。 教学重点: 无线电信号发射与接收的基本原理。 教学难点: 通信系统频谱分析方法。 第二章通信电子线路分析基础（8学时） 教学要求: 1.掌握串并联谐振组成；工作原理及参数计算。 2.掌握LC滤波器与石英晶体滤波器，了解其它滤波器。 3.掌握非线性电路分析方法。 教学重点: 串并联谐振电路组成;工作原理及参数计算；非线性电路分析方法中的折线分析法。 教学难点: 串并联谐振等效互换；回路抽头时阻抗变化。 第三章高频小信号放大器（8学时） 教学要求: 1.掌握晶体管谐振放大器的工作原理及主要参数计算。 2.了解晶体管谐振放大器的稳定性。 教学重点: 晶体管高频小信号等效电路与参数计算。 教学难点: 高频晶体管等效电路分析方法；谐振放大器的稳定性。 [实验名称] 高频小信号放大器 [实验类型] 验证性 [实验要求] 1.高频小信号放大器工作原理及技术参数；自测数据。 2.分析实验数据，绘制曲线；写出实验报告。 [实验学时] 2学时 第四章谐振功率放大器（8学时） 教学要求:
《高频电子线路》课程教学大纲
《高频电子线路》教学大纲 一、课程基本信息 1.课程中文名称：高频电子线路 2.课程英文名称：High Frequency Electronics Circuit 3.课程类别：限选 4.适用专业：信息工程 5.总学时：54学时（其中理论36学时，实验18学时） 6.总学分：3 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 本课程是信息类专业的专业限选课，其任务是以通信系统为研究对象，介绍射频通信电路的各模块的基本原理、设计特点以及在设计中应注意的问题。通过本课程的学习，使学生掌握通信系统的一些基本概念及其电路实现，为后继课程的学习打下坚实的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 1.第一章高频绪论（2学时） 教学内容：无线电系统概述、无线电信号 教学基本要求：本章主要介绍无线电通信发展简史，要求掌握无线电信号发射与接收的基本原理，单元电路的作用要熟悉。 教学重点：无线电信号发射与接收的基本原理 2.第二章高频电路基础（3学时） 教学内容：高频电路中的元器件、高频电路中的基本电路、电子噪音及其特性、噪声系数和噪声温度。 教学基本要求：熟悉高频电路中的元器件，掌握基本电路，了解电子噪音及其特性、噪声系数和噪声温度。 教学重点：高频电路中的元器件、高频电路中的基本电路 教学难点：高频电路中的元器件、高频电路中的基本电路 3.第三章高频谐振放大器（5学时） 教学内容：高频小信号放大器、高频功率放大器的原理与特性、高频功放的高频效应高频功率放大器的实际线路、高频功放、功率合成与射频模块放大器。
教学基本要求：掌握丙类谐振功率放大器的特点，丙类谐振功率放大器的性能分析。熟悉晶体管谐振放大器的高频特性。了解晶体管倍频器。 教学重点：丙类谐振功率放大器，晶体管谐振放大器的高频特性 教学难点：丙类谐振功率放大器，晶体管谐振放大器的高频特性 4.第四章正弦波振荡器（6学时） 教学内容：反馈振荡器的原理，LC振荡器，振荡器频率的稳定度，LC振荡器的设计方法，石英晶体振荡器，振荡器中的几种现象。 教学基本要求：掌握振荡器的基本工作原理。掌握振荡器的起振与平衡条件，平衡状态的稳定条件。掌握电容反馈式三端振荡器、克拉泼电路和西勒电路的等效电路的画法和振荡频率的求解。了解振荡器中的几种现象。 教学重点：振荡器的基本工作原理，振荡器的起振与平衡条件，平衡状态的稳定条件，电容反馈式三端振荡器 教学难点：振荡器的起振与平衡条件，电容反馈式三端振荡器 5.第五章频谱的线性搬移电路（5学时） 教学内容：非线性电路的分析方法，二极管电路，差分电路，其他频谱线性搬移电路。 教学基本要求：掌握振幅调制的基本特性及实现模型，振幅解调电路和混频电路的实现模型，非线性器件在频谱搬移电路中的作用。熟悉振幅调制电路，振幅检波电路，混频电路。了解混频器中的组合干扰和非线性失真。 教学重点：振幅调制的基本特性及实现模型，振幅解调电路和混频电路的实现模型，非线性器件在频谱搬移电路中的作用。 教学难点：振幅调制的实现模型，振幅解调电路和混频电路的实现模型，非线性器件在频谱搬移电路中的作用。 6.第六章振幅调制、解调与混频（5学时） 教学内容：振幅调制，调幅信号的解调，混频，混频器的干扰。 教学基本要求：了解振幅调制与解调的概念与相关技术指标。掌握调幅波的数学表达式与频谱分析，以及功率关系。掌握平方律调幅器、平衡调幅器的基本工作原理。了解高电平调幅的两种调制方法。掌握包络检波器的基本工作原理及质量指标 教学重点：平方律调幅器、平衡调幅器的基本工作原理，包络检波器的基本工作原理教学难点：平方律调幅器、平衡调幅器的基本工作原理，包络检波器的基本工作原理 7.第七章角度调制与解调（4学时）
高频课设-高频谐振功率放大器
武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明 1 基本原理 高频功率放大器的主要功用是放大高频信号，并且以高效输出为目的，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，需要经过多级高频功率放大器才能获得足够的功率，送到天线辐射出去。则此次可用两级功率放大器组成高频功率放大器，如下图1 图1 高频功率放大器原理方框图 甲类功率放大器效率较低，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Q越小，放大器的效率越高。如丙类放大器导通角小于90°，但是效率可达到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效率。 2 甲类功放 2.1甲类谐振功放原理图 武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明 图2甲类谐振功放原理图 2.2 静态工作点 如图2所示，晶体管Q3组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态。其中R3、R1为基极偏置电阻；RE1为直流负反馈电阻，以稳定电路的静态工作点。RF1为交流负反馈电阻，可以提高放大器的输入阻抗，稳定增益。电路的静态工作点由下列关系式确定： UEQ=IEQ(RF1+RE1)≈ICQRE1 （公式2-1）式中，RF1一般为几欧至几十欧。ICQ=βIBQ （公式2-2） UBQ=UEQ+0.7V （公式2-3） 2.3 甲类功放的负载特性 如图3 所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定,两级间通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率P0可表示为： 'P0=PHB （公式2-4） （公式2-5）式中，PH′为输出负载上的实际功率，η为变压器的传输效率，一般为: η=75%~85%
《高频电子线路》教学大纲
高频电子线路课程教学大纲 一、课程的基本信息 适应对象：本科，电子科学与技术 课程代码：25E01216 学时分配：54学时=48学时理论+6学时实验 赋予学分：3 先修课程：电路分析，低频电子线路，信号与系统、电磁场与电磁波 后续课程：现代通信原理、射频技术及其应用等 二、课程性质与任务 《高频电子线路》是电子科学与技术、电子信息工程、通信工程等本科专业的一门专业必修课，本课程是一门实践性很强的核心基础课程，也是有关工程技术人员和相关专业的技术人员的比修课程，本课程主要研究模拟通信系统组成原理、系统设备组成的电路工作原理及其分析方法。通过本课程的学习，使学生系统地掌握通信系统中各种功能单元电路的工作原理和分析设计方法，以及其在现代通信系统中的地位和作用；初步建立起信息传输系统的整体概念，并能进行模拟通信系统中发射机，接收机电路的设计、安装调试，为后继专业课程的学习及将来从事相关工作打下良好的基础。该课程紧密联系工程实际，不仅使学生学到该学科的基本理论知识，同时可以培养学生分析、解决实际问题的能力。 三、教学目的与要求 1、课程教学目的： 通过本课程的学习，使学生熟悉并掌握高频电子线路的工作原理和分析方法，能够对主要功能电路进行分析和设计，并具备根据生产实践要求、用这些单元电路构成电子电路系统的能力，为电子系统的工程实现和后续课程学习打下较坚实的技术理论基础。 2、课程教学基本要求 1）基本理论方面： 掌握正弦振荡器产生和稳定的基本理论，掌握调制与解调的基本理论，建立非线性理论和线性时变理论的基本概念，了解噪声产生机理及噪声系数概念，了解通信系统构成的基本框图。 2）基本电路方面： 通过本课程学习要熟悉的电路有：谐振功率放大器、LC正弦振荡器、石英晶体振荡器、线性时变电路、峰值包络检波器、变容二极管调频电路、间接调频电路、鉴频器等。应掌握上述电路的原理、组成和基本性能。掌握工程设计的基本方法。 3）基本方法方面： 掌握非线性电子线路的近似分析方法：折线法、幂级数分析法、等效参数法。掌握线性时变电路分析方法，能用这些方法分析一些典型的非线性电子线路。较好地掌握频谱搬移方法，并能应用它解决各类频率变换问题。深入地了解调频信号产生的基本方法和解调方法。了解反馈控制的基本方法。 4）基本概念方面：
高频电子线路课程设计--高频功率放大器
高频电子线路课程设计与答辩 题目：高频功率放大器
目录 一．引言 (1) 二．摘要 (2) 三．基础理论 (3) 1．高频电子线路认知 (3) 2．功率放大器 (3) 3．Multisim12.0简介 (3) 四．设计内容 (4) 1.理论分析 (4) 2.电路图 (9) 3.仿真结果……………………………………………………… 10 4.实际与理论的对比分析……………………………………… 11 五．总结分析 六．答辩内容
引言 功率放大器（power amplifier），简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载（例如扬声器）的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。 功放的工作原理是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。 常见的种类有射频功率放大器和高频功率放大器。其中，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。