c类大功率mosfet射频振荡器研究

《c类大功率mosfet射频振荡器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、5．2．3电路优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯595．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯606总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯616．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯616．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63个人简历，在校期间发表的学术论文与研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。65致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。66附录A实物电路图及实验平台⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67附录B高电压实验电路板⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．69VI1绪论不需要外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器【l】。作为一种基本的电路结构，振荡器能够依靠自激振荡将直流电源转换成交流电源。随着技术的发展，振荡器已经广泛应用于各种领域，如，手机，电台，电视，电子对抗，医学工业领域等；其在电子技术的发展应用过程中的作用是无法替代的。技术的发展取决于应用的需求，从振荡电路被发明(1912年)到今天，在100多年的发展完善过程中，振荡

3、器技术已经发展成为了一门囊括了材料技术，半导体技术，电子技术，控制理论等高新技术的综合研究领域；不论其使用价值还是科研价值都空前繁荣【2】。科学技术的发展对振荡器的指标性能提出了更苛刻的要求，其发展也越来越多样化。振荡器的应用大致可分为两类【lJ：一类是频率输出，另一类是功率输出。所谓频率输出，是指用振荡器产生的具有准确而稳定的频率的电信号。它的应用范围极为广泛，例如，在无线电通信，广播，电视发射机中，用来产生所需的载波信号；在超外差接收机中，用来产生本地振荡信号；在各种无线电测量仪器中，用作各种频段的正弦波信号源；在数字系统中，用作时钟

4、信号源；作为时间基准，用于定时器，时标，电子钟表；等等。很明显，在这类应用中，输出信号频率的稳定和准确是主要的性能指标，对输出功率的要求则不是主要的。在功率输出应用中，振荡器用作高频功率源，如电力电子技术中的大功率射频电源【3】、工业用的高频加热设备和医用的电疗仪器等。在这类应用中。高效率的输出大功率是主要要求，而对振荡频率的准确，稳定则不必苛求。本课题主要研究方向是射频电源，主要探讨射频电源的性能和设计，以及对影响电路性能的原因进行研究并提出解决办法，最后设计出了一种具有自动稳幅功能的大功率射频振荡器。1．1振荡器的发展历史1912年，

5、美国工程师E．H．Armstrong提出外差原理，发明了超外差接收电路，在这台超外差接收机中，E．H．Armstrong第一次使用了振荡电路，所以称为Armstrong振荡器(ArmstrongOscillator)【4】，电路结构如图1．1所示。Arms仃ong振荡器中放大器部分是电子管，依靠输入与输出回路之间的电磁耦合将输出端的能量反馈到输入端，实现振荡器的持续振荡，忽略电路寄生参数的影响，其振荡频率仅有谐振回路决定；振荡器的耦合方式是变压器耦合。同时期的德国工程师Meissner基于此提出了另一种并联谐振电路的变压器耦合振荡器，称为

6、Meissner振荡器【5】，如图1．2所示。Meissner振荡器实现了谐振回路的隔离，大大提高了振荡波形的稳定度【6j。20世纪40年代之前振荡器的功率器件大多是电子管，并且使用变压器耦合方式实现振荡，体积大，比较笨重；另外不容易调整电路的参数。20世纪40年代之后，随着半导体技术的发展，尤其是晶体管的发明和应用，振荡器技术又迎来了新的技术变革。与电子管相比，晶体管功耗低，全固态，体积小且容易驱动；对振荡电路的小型化，高频化，低功耗有显著的效果，所以采用晶体管的全固态振荡电路称为新的发展方向。20世纪60年代至90年代之间，产生了一大

7、批性能优良的晶体管全固态振荡电路拓扑结构，例如克拉拨振荡电路(Clapposcillator)、哈特莱振荡电路(Hartleyoscillator)、皮尔斯振荡电路(Pierceoscillator)、考比兹振荡电路(Colpittsoscillator)、席勒振荡电路(Seileroscillator)等。这些优秀的电路至今仍在使用，构成了振荡器的基础。将Armstrong振荡电路中的变压器用抽头式电感取代，就形成了Hartley振荡电路。在Hartley振荡电路中，反馈系数仅决定于耦合系数，大大简化了电路结构，如图1．3所示。振荡电路

8、的振荡频率由电容和电感共同决定，通过改变电容和电感的参数可以控制振荡电路的工作频率，实现调谐。Hartley振荡电路工作频率范围较广，能够实现调谐，应用比较广泛；并且对振荡电路的发展产生了深远