通信电路实验仿真11陈强华

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1、谐振功率放大器设计及仿真姓名：陈强华学号：14085114班级：14083414专业：通信工程实验一谐振功率放大器设计及仿真一、实验目的1、了解和掌握谐振放大器的电路组成和工作原理。2、了解和掌握阻抗匹配电路原理及结构。3、理解电路元件参数对谐振放大器性能指标的影响。4、熟悉电路分析软件的使用。二、实验设计及主要指标1、工作频率在20MHz；2、设计合理的输出匹配网络和输入匹配网络，功率放大器的输入输出阻抗为50Q；3、三极管选用Q2N2222,集电极采用串馈供电，电源电压为12V,基极采用自给偏置方式供电；（注意三极管的极限参数：Icm=80

2、0mA，Pcm=1.2W,Vcemax=30V）04、输出功率Po彡1.5W。5、二次谐波抑制度H2<—30dBc。6、求出在最大输出功率时信号的输入功率。7、分析最大输出功率时的电源功耗、集电极功耗、效率、功率增益及二次谐波失真。步骤1.丁0■公，2yk«tX*{s»4m5«1>-s>Xj]*aP必isoeuw^tM夂令flSQnwB«VdKMBtfkl«■••••Frofit*’TwunriMUim槭4nveillC»*««uM4“看«U4.1*4•It•

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4、VOIIMCriVll-d*l-•*!Urf^lISCHEMATICIjibo:处個义Jv£2」M如上图可得，分别测岀输入端的电流，电压波形如下:n«W)■C0U-5C..山输出波形阉测M可得：V[in]=1.68Vl[l]=22.10mA（其中1[1】表示电流的基频分量）则输入等效阻抗为：

5、Zequ

6、=因此，设计要求则应该从77C2匹配到50Q的输入阻抗。在这里我们选择n型匹配网络来进行77Q到50Q的匹配（这样设计为了在后面步骤中进行电路的调整）设计.7在本实验设计中,RL=77O,Re=50Q,并

7、假定elQ=2,则计算得到:L=454nH,C2=265pF,而C0/C1的取值并不唯一，由于我们在求equZ吋利川的是基频的电流，并且相位也并未给出，因此，输入端电压与电流波形中有一定的相位差，因此，调整C0/C1电容值，使得相位偏差达到鉍小，同时也能使得谐振功率放人器获得足够的增益。通过反fi调节（此处较花费吋叫），最终确定：C6=80pF,C7=600pF。Frequsrir/实验结果：三极管集电极在0、20M11Z、40M11Z时的电压电流值，如卜、ico=162.585mA;Vcml=9.1112V;Vcm2=698.685mV;R2W

8、端输出电压值为VR2=12.437V(/=20MHZ时)；VR2=114.553mV(,=40MHZ时)对于输入的信号，可测得Vin=1.9932V;iin=9.3385mA由以上数据，可得：谐振功率放大器有直流功率为Ps=Vccxlco=12x162.585x10A(-3)=1.951W交流输出信号的功率为Pout=0.5xVR2(20M)A2+R2=1.547W〉1.5W由于输出匹配网络为理想电容、电感组成，因此，匹配网络的插入损耗等于0,所以集电极的耗散功率为:Pc=Ps-Pout=1.951—1.547=0.404W<1.2W;集电极的效

9、率为:77c=Pout/Ps=1.547/1.951x100%=79.29%;输入信号的功率为:Pin=0.5xVinxlin=0.0093W;二次谐波失真为：Vr22om//2=20logV^；=20log(VR2(40M)/VR2(20M))=-40.714dBc<-30dBc;功率增益为:AP=1Olog=22.21dB.Pin5.实验收获：通过本次实验，我学会了如何设计电路的参数，使其达到我们要达到的要求，然后实现了功能。