高频电子线路课程设计说明书

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高频振荡器课程设计高频电子线路课程设计说明书

高频振荡器课程设计高频电子线路课程设计说明书

高频电子线路课程设计说明书题目:振荡器的设计学生姓名:学号:院(系):专业:电子信息工程指导教师:***2015年1月5日目录1 选题背景 (3)2 课程设计目的 (3)3 课程设计题目描述和要求 (3)3.1 课程设计题目描述 (3)3.2 课程设计要求 (4)4 课程设计报告内容 (4)4.1 设计方案的论证: (4)4.2 元器件参数的计算 (12)4.3 仿真结果与分析 (14)4.4 仿真注意事项 (20)5 结论 (21)附录 (23)参考文献 (26)振荡器设计1 选题背景振荡器(Oscillator)是一种能量转换装置。

它的能量来源一般是直流形式(振荡器电路的直流供电电源)。

经过振荡器转换后,此直流能量转换为一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出。

这种电能的“转换”过程被称作“振荡”(Oscillation)。

振荡器的作用是产生特定的输出信号,因此也常常被称为信号发生器(signal creator)。

振荡器的类型繁多,按照振荡过程是否依赖于外部激励信号的参与,可以分为他激振荡器和自激振荡器;按照波形分类有正弦波振荡器和非正弦波振荡器;按照振荡器振荡频率的高低,可以分为低频振荡器、高频振荡器、超高频振荡器等;按照振荡器的选频元件分类,则有RC振荡器、LC振荡器、石英晶体振荡器等。

晶体振荡器作为电子设备的重要器件,对电子设备的总体性能指标起着非常重要的作用。

本文介绍高频高精度正弦波振荡器的研制,高频高精度振荡器具有体积小、中心频率稳定、输出幅度稳定、频率稳定度高、非线性失真小的特点。

振荡器是一种能自动的将直流能量转换成有一定波形的振荡器信号能量的转换电路。

它与放大器的区别在于无需外加激励信号就能产生具有一定频率,一定波形和一定振幅的交流信号。

振荡器输出的信号频率、波形、幅度完全由电路自身的参数决定。

振荡器在现代科学技术领域中有着广泛的应用。

例如,在无线电通信、广播、电视设备中用来产生所需的载波信号和本地振荡信号;在电子测量和自动控制系统中用来产生各种频段的正弦波信号等。

三极管混频器——高频课程设计

三极管混频器——高频课程设计

高频电子线路课程设计说明书三极管混频器系、部:电气与信息工程系学生姓名:罗佳指导教师:贾雅琼职称讲师专业:电子信息工程班级:电信0901班学号:09400230123完成时间:2011年6月7日摘要混频,又称变频,也是一种频谱的线性搬移过程,它是使信号自某一个频率变换成另一个频率。

完成这种功能的电路称为混频器。

混频技术的应用十分广泛。

混频器是超外差式收音机中的关键部件。

直放式接收机高频小信号检波,工作频率变化范围大时,工作频率对高频通道的影响比较大,灵敏度较低。

采用超外差技术后,将接收信号混频到一固定中频,放大量基本不受接收频率的影响,这样,频段内信号的放大一致性好,灵敏度可以做得很高,选择性也较好。

因为放大功能主要在中放,可以用良好的滤波电路。

采用超外差接收后,调整方便,放大量、选择性主要由中频部分决定,且中频较高频信号的频率低,性能指标容易得到满足。

混频器在一些发射设备中也是必不可少的。

在频分多址信号的合成、微波接力通信、卫星通信等系统中也有其重要的地位。

此外,混频器也是许多电子设备、测量仪器的重要组成部分。

关键字:信号;频率;混频器ABSTRACTFrequency mixing, say again, is also a kind of variable frequency spectrum of linear moving process, it is to make the signal from a certain frequency conversion to another frequency. Complete the functions of the circuit is called the mixer. Mixing technique used widely. The mixer is the superheterodyne key component. Straight put type small signal detection, high-frequency receivers working frequency variation range, the working frequency of high-frequency channels of influence is bigger, a low sensitiity. Using specialized superheterodyne technology after receiving signal frequency mixing into a fixed frequency, put large basic from receive frequency influence, such, frequency signal within the amplification good consistency, sensitivity can do so tall that selective is better also. Because magnifier function mainly in putting, can use good filter circuits. Using specialized superheterodyne after receipt and easy to adjust, put large, selectivity consists mainly of intermediate frequency part decision, and intermediate frequency is of high frequency signals low frequency, performance index easily be satisfied. The mixer in some launch equipment is also essential. In frequency division multiple access signal synthesis, microwave relay communications, satellite communications, etc system also has its important position. In addition, the mixer is also many electronic equipment, measurement instrument important component.Key words signal;frequency;mixer目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1、混频器工作原理及系统框图 (4)2、主要部分电路图及原理分析 (5)2.1本地振荡电路 (5)2.1.1振荡器起振条件 (5)2.1.2电路参数选择及性能分析 (6)2.2变频电路 (7)2.2.1混频原理 (7)2.2.2电路参数选择及性能分析 (9)2.3中频滤波网络 (10)3、仿真及结果................................................................................................................... 错误!未定义书签。

(完整版)高频电子线路课程设计(DOC)

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通信与信息工程学院高频电子线路课程设计班级:通信工程姓名:学号:指导教师:设计时间:2016年1月4日-2016年1月8日成绩:评通信与信息工程学院二〇一三年摘要调幅式收音机一般都采用超外差式,它具有灵敏度高、功能工作稳定、选择性好及失真度小等优点。

所谓外差,是指天线输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程,超外差收音机在检波之前,先进行变频和中频放大,然后检波,音频信号经过低频放大送到扬声器。

由于其中的中频放大器对固定中频信号进行放大,所以该收音机的灵敏度和选择性课大大提高,但同时也会附带中频干扰。

关键词:收音机、组装、调试1.设计任务及目的1.1设计任务完成超外差式收音机的组装与调试1.2目的通过这次实验可以让我们更进一步理解巩固所学的基本理论和基本技能,培养运用仪器仪表检测元器件的能力以及焊接、布局、安装、调试电子线路的能力,培养及锻炼我们测试排查实际电子线路中故障的能力,加强对电子工艺流程的理解熟悉。

2. 超外差式调幅收音机的原理及电路图2.1 超外差式调幅收音机电路原理图如图2-1为超外差式收音机的电原理图:图2-12.2超外差式调幅收音机的工作原理分析超外差式收音机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成2.2.1输入调谐电路输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T1的初级线圈Lab组成,是一并联谐振电路,Tl是磁性天线线圈,从天线接收进来的高频信号,通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号,电台信号频率是f=l/2πLabCA,当改变CA时,就能收到不同频率的电台信号。

2.2.2变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。

变频电路是以VT l为中心,它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz的中频信号。

VTl、T2、Cb等元件组成本机振荡电路,它的任务是产生一个比输入信号频率高465 KHz的等幅高频振荡信号。

高频电子线路课程设计任务书

高频电子线路课程设计任务书

高频电子线路课程设计任务书一、课程设计目的、要求通过本课题设计与装配、调试,提高学生动手能力,巩固已学的理论知识,能使学生建立无线电发射机和接收机的整体概念,了解发射机整机和接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算发射机的各个单元电路:主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配网络及音频放大级;初步掌握小型发射机和接收机的调整及测试方法。

二、设计任务1.调幅波发射机设计(EWB)软件(又称multisim软件)2.七管式调幅收音机组装三、调幅波发射机主要技术指标要求1 载波频率f0=1.2MHz~2.5MHz2. 输出蜂包功率Pomax>0.25W3. 调幅系数Ma=50%±5%4. 包络失真系数r≤1%5. 负载电阻RL=50Ω6. 电源电压Ec=12V此外,还要适当考虑发射机的效率,输出波形失真以及波段内输出功率的均匀度等。

四、七管式调幅收音机组装步骤1.熟悉调幅收音机电气原理图2.元器件准备3.组合件准备4.插件焊接5.大件安装6.开口检查与试听7.前框安装五、课程设计要求1.每个同学要认真完成发射机的理论设计和接收机的原理分析,完成设计报告。

2.完成发射机的仿真、调试工作,达到技术指标要求。

3. 完成接收机的组装、调试工作,达到技术指标要求。

六、课程设计报告书写要求1. 根据课题,拟定设计方案,以及简述发射机电路工作原理。

2. 根据技术指标,完成发射机单元电路的设计计算,元器件合理选择,画出各单元电路图。

3. 对发射机调试过程中出现的问题应作分析,写出故障原因及如何排除。

4. 画出发射机电路图,列出元器件明细表。

5.画出接收机电路图,分析各部分工作原理。

6.对接收机调试过程中出现的问题应作分析,写出故障原因及如何排除。

7. 写出设计心得体会。

8.要求字迹端正、画图工整。

七、考核课程设计成绩评定为优、良、中、及格、不及格五级制。

根据学生单元电路设计情况、电路的组装与调试情况、设计报告的完成质量,并结合学生的出勤情况和工作态度综合给出成绩。

高频电子线路课程设计指导书(信号发生器)

高频电子线路课程设计指导书(信号发生器)

高频电子线路课程设计指导书(信号发生器)课程设计指导书高频电子线路教研组2021年1月前言电子线路课程设计是电子线路课程教学的一个重要实践环节。

是针对高频电子线路课程的要求,通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试过程,对学生进行综合性训练,培养学生运用课程中所学到的理论与实践紧密结合,独立地解决问题。

是电子类专业学生入学以来第一次较为全面的设计能力的培养。

该教学环节的基本目的是:1.综合运用电子线路课程中所学到的理论知识去独立完成一个设计课题; 2.通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问题的能力; 3.进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则; 4.学会电子线路的安装与调试技能5.进一步熟悉电子仪器的正确使用方法; 6.学会撰写课程设计总结报告;7.培养严格认真的工作作风和严谨的科学态度。

1目录一调幅发射机设计指导书--------- --------------------------------------------------3 二小功率调频发射机设计指导书---------------------------------------------------8 三附录------------------------------------------------------------------------------------11 附录1 高频电路设计的基本步骤---------------------------------------------------12 附录2 高频电路设计程序------------------------------------------------------------13 附录3 选择高频元器件的基本设想------------------------------------------------14 附录4 课程设计发射机实验电路---------------------------------------------------152《高频电子线路》课程设计指导书一、调幅发射机设计指导书本课程设计的目的是要求学生掌握最基本的小功率调幅发射机的设计和安装调试。

高频电子线路课程设计指导书

高频电子线路课程设计指导书

高频电子线路课程设计指导书编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高频电子线路课程设计指导书)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为高频电子线路课程设计指导书的全部内容。

《高频电子线路》课程设计指导书陈劲松编黄晓林审湖北汽车工业学院电子信息科学系二〇〇七年四月目录一、课程设计目的 (1)二、课程设计内容与要求 (1)三、课程设计报告的基本格式 (1)四、课程设计考核 (2)五、课程设计参考题目 (3)课题一小型调幅发射机的设计与制作 (3)课题二小型调幅接收机的设计与制作 (6)课题三超外差式AM接收机的设计与制作 (9)课题四FM接收机的设计与制作 (12)附录一:六管超外差式接收机原理图 (15)附录二:MC1496调幅检波典型应用电路 (15)附录三:MC3361结构框图........... 16_Toc186280021”附录四:MC3361典型应用电路 (17)一、课程设计目的本课程设计是作为高频电子线路课程的重要组成部分,目的是使学生进一步理解课程内容,基本掌握高频电子线路设计和调试的方法,增加模拟电路应用知识,培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。

按照本学科教学培养计划要求,在学完专业基础课电路与电子技术后,应安排课程设计教学实践项目,其目的是使学生更好地巩固和加深对专业基础知识的理解,学会设计中、小型电子线路的方法,独立完成调试过程,增强学生理论联系实际的能力,提高学生电路分析和设计能力。

通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新,为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。

二、课程设计内容与要求1.教学基本要求要求学生独立完成选题设计,掌握高频电子小系统的设计方法;完成系统的组装及调试工作;在课程设计中要注重培养工程质量意识,并写出课程设计报告。

高频电子线路课程设计方案

高频电子线路课程设计方案第一部分设计要求:一、课程设计目的1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用;2.进一步理解各种调制、解调和混频的基本理论和实现方法;3.学会应用 LabVIEW软件进行仿真;4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力。

二、设计内容及要求内容:1.调幅与检波(1)高频 DSBFC信号产生与检波(2) DSBSC信号产生与检波2.混频与检波中频 DSBFC信号的产生与检波3.FM 波产生与解调4.PM波产生与解调要求:1.以上 1 和 2,3 和 4 均选做其一。

调制信号均为 5kHz 的正弦波,高频 DSBFC信号载波频率取 500kHz-1600kHz(在该范围内可调),中频 DSBFC载波频率取465kHz,其他载波频率均取 100kHz;2.以上 1 中的 DSBFC和 DSBSC检波不可用相同的方法;3.明确设计任务,合理选择设计方案;4.利用 LabVIEW进行仿真;三、设计原始资料LabVIEW软件,《电子通信系统》教材及《高频电子线路》相关参考资料。

四、设计完成后提交的文件和图表1.计算说明书部分各种类型调制、解调,混频的主要公式2.图纸部分:(1)各种调制、解调,混频的原理框图;(2)实现各种调制、解调,混频的程序流程框图;(3)相应的仿真波形图。

五、进程安排1.学习使用 LabVIEW软件( 3 天);2.查阅资料,制定各种调制、解调、混频的实现方案( 2 天);bVIEW 进行仿真设计( 3 天);4.验收成果与撰写设计报告( 2 天)。

六、主要参考资料bVIEW 7 Express 实用技术教程,雷振山,中国铁道出版社2.《电子线路》,谢嘉奎,北京:高等教育出版社3.《高频电子电路》,张肃文,北京:高等教育出版社4.《电子通信系统(第四版)》, [ 美 ]Wayne Tomasi,北京:电子工业出版社5.《高频电路》,沈伟慈,西安:西安电子科技大学出版社第二部分设计正文:一、课程设计目的1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用;2.进一步理解各种调制与解调的基本理论和实现方法;3.学会应用 LabVIEW软件进行仿真设计;4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力。

高频电子课程设计

通信电子线路课程设计说明书高频小信号调谐放大器系、部:电气与信息工程系学生姓名:陈颖指导教师:贾雅琼职称讲师专业:电子信息工程班级:电子0903班完成时间:2011年12月6日引言随着电子技术的飞跃发展,社会发展步入了信息时代,随着信息时代对人才高素质和信息化的要求,随着高等教育发展的趋势,人们的生活水平提高,对精神文明生活的要求也跟着提高,这对电子领域提出了跟更高的要求。

通信电子线路学是一门应用很广泛的科学技术,发展及其迅速。

要想学好这门技术,首先是基础理论的系统学习,然后要技术训练,进而培养我们对理论联系实际的能力,设计电路的能力,实际操作的能力,以及培养正确处理数据、分析和综合实验结果、检查和排除故障的能力。

同时也加深我们对电子产品的理解。

在无线通信中,发射与接收的信号应当适合于空间传输。

所以,被通信设备处理和传输的信号是经过调制处理过的高频信号,这种信号具有窄带特性。

而且,通过长距离的通信传输,信号受到衰减和干扰,到达接收设备的信号是非常弱的高频窄带信号,在做进一步处理之前,应当经过放大和限制干扰的处理。

这就需要通过高频小信号放大器来完成。

这种小信号放大器是一种谐振放大器。

高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、测量仪器等设备中。

高频小信号放大器可分为两类:一类是以谐振回路为负载的谐振放大器;另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器。

它们的主要功能都是从接收的众多电信号中,选出有用信号并加以放大,同时对无用信号、干扰信号、噪声信号进行抑制,以提高接收信号的质量和抗干扰能力。

高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。

高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大,从信号所含频谱来看,输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。

任务书一、设计题目:高频小信号调谐放大器 二、适用班级:电子0901~0903 三、指导教师:贾雅琼 四、设计目的与任务:学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《通信电子线路》中所学的理论知识和实验技能,掌握通信电子系统的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。

《高频电子线路》课程设计说明书-无线防盗报警器设计

课程设计任务书学生姓名:专业班级:通信0801指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 无线防盗报警器设计初始条件:(1)multisim仿真软件(2)通信电子线路基础知识(3)检索的相关信息要求完成的主要任务:利用所学的高频知识设计一个能够自动报警的无线防盗报警器,它包括发射机和接收机两大部分。

参考书:(1) 张新喜《 Multisim10电路仿真及应用》机械工业出版社出版2010年2月.(2) 谢自美《电子线路设计·实验·测试》第三版华中科技大学出版社 2006(3) 刘泉《通信电子线路》第二版武汉理工大学出版社2005时间安排:1、理论讲解,老师布置课程设计题目,学生根据选题开始查找资料;2、课程设计时间为1周。

(1)确定技术方案、电路,并进行分析计算,时间1天;(2)选择元器件、安装与调试,或仿真设计与分析,时间2天;(3)总结结果,写出课程设计报告,时间2天。

指导教师签名: 2010年 12月1 日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (4)Abstract (5)1 引言 (6)1.1 Multisim简介 (6)1.2 设计目的及要求 (6)2 设计方案及论证 (8)2.1 发射机 (8)2.1.1 方案一 (8)2.1.2 方案二 (9)2.2 接收机 (9)2.2.1 方案一 (9)方案二 (10)3 单元模块电路设计及分析 (11)3.1 发射机模块 (11)3.1.1 LC三点式反馈振荡器 (11)3.1.1.1 静态工作电流的确定 (12)3.1.1.2 确定主振回路元件 (13)3.1.1.3 保护电源电路 (13)3.1.2 缓冲级 (14)3.1.3 高频谐振功率放大器 (15)3.1.3.1 确定功放的工作状态 (15)基极偏置电路计算 (17)3.1.3.3 计算谐振回路的参数 (17)3.2 接收机 (17)3.2.1 小信号谐振放大器 (17)选定电路形式 (17)3.2.1.2 设置静态工作点 (18)3.2.1.3 谐振回路参数计算 (19)3.2.2 缓冲级 (19)3.2.3 声光报警电路 (20)4 总体电路图及仿真结果 (21)4.1 发射机 (21)4.1.1 总体电路图 (21)4.1.2 仿真结果 (23)4.2 接收机 (24)4.2.1 总体电路图 (24)4.2.2 仿真结果 (26)5 实物调试 (27)5.1 实物图片 (27)5.2 调试的结果 (27)5.3 结果分析 (28)6 总结 (30)7 元器件清单 (31)8 参考文献 (32)摘要目前以计算机网络与通信为特征的信息技术正日新月异的快速发展,《通信电子线路》书中详细介绍了通信系统中电路的基本原理、分析方法和典型应用。

高频电子线路教案(完整)

高频电子线路教案(完整)《高频电子线路》课程教案一、讲授题目:本课程的研究对象二、教学目标使学生知道本课程的研究对象,方法及目标三、教学重点难点教学重点:接收设备的组成及原理教学难点:接收设备的组成及原理四、教学过程高频电子线路是电子信息、通信等电子类专业的一门技术基础课,它的研究对象是通信系统中的发送设备和接收设备的各种高频功能电路的功能、原理和基本组成。

*消息(NEWS,MESSAGE):-- 关于人或事物情况的报道。

-- 通信过程中传输的具体对象:文字,语音,图象,数据等。

*信息(INFORMATION):-- 有用的消息*信号(SIGNAL):-- 信息的具体存载体。

*输入变换器-- 将输入信息变换为电信号。

*发送设备-- 将输入电信号变换为适合于传输的电信号。

*传输信道-- 信号传输的通道。

-- 有线信道:平行线、同轴电缆或光缆,也可以是传输无线电波。

-- 无线信道:自由空间或某种介质。

*接收设备-- 将输入电信号变换为适合于变换的电信号。

*输出变换器-- 将接收设备输出的电信号变换成原来的信息,如声音、文字、图像等。

通信系统方框图通信系统分类:1)按通信业务分类*单媒体通信系统:如电话,传真等*多媒体通信系统:如电视,可视电话,会议电话等*实时通信系统:如电话,电视等*非实时通信系统:如电报,传真,数据通信等*单向传输系统:如广播,电视等*交互传输系统:如电话,点播电视等*窄带通信系统:如电话,电报,低速数据等*宽带通信系统:如点播电视,会议电视,高速数据等2)按传输媒体分类a)有线传输介质:*双绞线(屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线)损耗大,几千比特/秒~ 几百兆比特/秒*同轴电缆损耗小,价高,抗干扰能力强,几百兆比特/秒*光纤损耗小,价高,抗干扰能力强,带宽大,体积小,重量轻,几千兆比特/秒。

实例:光纤在几千米距离内,数据率= 2 GHZ / S同轴电缆在1千米距离内,数据率= 几百MHZ / S双绞线在1千米距离内,数据率= 几MHZ / Sb)无线传输信道:自由空间或某种介质。

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前言在通信电路中,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。

高频信号的功率放大的实质是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%。

中心频率越高,则相对频宽越小。

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。

由于这一特点,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)。

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。

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b i ,b i 控制了较大的集电极电流c i ,c i 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C 类状态下工作,为了保证在C 类工作,基极偏置电压BB U 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。

晶体管的作用是在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)谐振回路LC 是晶体管的负载(2)电路工作在丙类工作状态;基极负偏压(或零偏压)关系式:(1)外部电路关系式:(2)晶体管的内部特性 (3)(半)导通角根据晶体管的转移特性曲线可得: 故得 cos cos be BB bm ce CC cm u U U t u U U tωω=-+=-'cos BB BBbmU U arc U θ+=+ –u b – i b – + U BB–+U CC– + u ce C– +u c L输出i ei c u be 图1 谐振功率放大器的基本电路()BB be m c U u g I -=cos 'bm BB BBU U U θ=+1.2功放的特性曲线必须强调指出:集电极电流c i 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。

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: 直流功率: 输出交流功率: 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 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Ub 的大小在特性曲线上画出对应输出电压Uc 和电流脉冲ic 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:转移 特性i cU ’BB0 理想化i c maxi cωt0 –θ +θ–θ+θ U bmU bmU BE u b–U BB ωt图2 谐振功率放大器的转移特性曲线1o C P P P =+0o c CCP I U =⋅2211111222c c c c L L U P U I I R R =⋅==(')c c be BB i g u U =-所以,集电极电流随激励而正向变化。

由图可见,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: 在截止区,有方程: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。

ce c c u S i =0'c be BBi u U =>i c i c321I cmax 0 180︒<90︒半导通角ωtBA CD32 1 负载增大 U be =U bU CCQ U cesU c 1.欠压状态 2.临界状态3.过压状态R LU cU c图4 谐振功率放大器的动态特性曲线理想化折线(虚线) i cg cu beU ’BBi c过压区 临界线欠压区u beu ce(a)(b)S c图3 晶体管的输入和输出特性曲线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3GD12的主要参数为300mA I 700mW,P ,12V V cm cm cc ===,管子的饱和管压降300.6V,U ces >=<=β。

但是软件的库里边没有该类型的管子,所以本次设计用D40C1来代替。

主要技术指标:输出功率100mW P o >=,工作频率6.5Mhz ,效率η>50%,负载Ω=51R L 。

2.2确定放大器的工作状态为了获得较高的效率和输出功率,选丙类放大器的工作状态为临界状态,θc=70°,设输出功率为Po=150mW ,所以谐振回路的最佳负载电阻Rp==433Ω ,所以集电极基波电流振幅为 因为 所以所以集电极电流脉冲的最大值和直流分量分别为所以直流功率为mW I V P c cc 52.1820=⨯== 功率放大器的总效率为2.3计算谐振回路的参数谐振回路的自身谐振频率为若采用电容抽头的电路,设 则负载RL 等效 已知最佳负载阻抗是谐振电阻和回路谐振电阻的并联,由此可以求得谐振电阻为 ,所以回路的无载 ,满足要求。

2.4基极偏置电路的选择选取射极电阻和旁路电容的并联电路作为基极负偏压电路,取Re=20Ω ,则()()V mA I R I R V c e e e bb 3.021.152000=⨯Ω-=⨯-=⨯-=()()436.0cos 1cos sin 1=--=θπθθθθα18770πθ=︒=c ()PoUces Vcc 22-mA R P I p c 32.26201==%821821500====mWmW p P η31212=+=C C C p 则抽头系数H=====μπ10L pF 100C ,5.612000,则则设已知Mhz f LCf w Ω=='459pRL L R 2到谐振回路的电阻为Ω='-'=76440L R R L R R R P P 3100==Lw R Q 252.0)cos 1(cos sin )(0=--=θπθθθθα()()mAI I mA I I c c c c 21.15,37.600max 011max ====θαθα150pF C 300pF,C 21==,并且取旁路电容和各个耦合电容的值均为0.02F μ,各个电感的值为50H μ。

参数确定后的实验电路如图5所示。

V U V U bm bb on c 63.270cos 0.3VV 6.0U cos bm =︒+=-=得由θ图5 设计电路()t u bk Ω203 高频LC谐振功率放大器电路的仿真与分析3.1 EWB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)(现称为MultiSim) 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。

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