丙类功率放大器设计

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1、丙类功率放大器设计摘要本文分析了丙类功率放大器的电路原理，估计了下电路的相关参数值。对丙类功率放大器的性能进行了分析讨论并对其工作状态做出了基本的确定。关键词：丙类功率放大器；Multisim仿真；简谐回路9丙类功率放大器设计目录1、方案选择12、工作原理与参数计算12.1实验原理12.2丙类谐振功率放大器的效率与功率22.2.1放大器的集电极效率22.2.2谐振功率放大器临界状态的计算32.3功率放大器的负载特性32.3.1uc、ic随负载变化的波形32.3.2丙类高频功放的振幅特性42.3.3欠压、临界、过压工作状态的调整42.4谐振回路及耦合回路的

2、设计52.5基极偏置电路的设计63、电路调试与排故63.1实验电路图63.2放大器电路设计要求73.3丙类放大器电路分析74、结论8参考文献9主要元器件参数99丙类功率放大器设计1、方案选择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，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

3、，因此又称为非调谐功率放大器;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。功率放大器的任务是供给负载足够大的信号功率，其主要性能指标是输出功率和效率。丙类谐振功率放大器可获得高效率的功率放大。谐振功率放大器主要有四个特点：①放大管是高频大功率晶体管，能承受高电压和大电流；②输出端负载回路为调谐回路，既能完成调谐选频功能，又能实现放大器输出端负载的匹配；③基极偏置电路为晶体管发射结提供负偏压，使电路工作在丙类状态；④输入余弦波时，经过放大，集电极输出电压是余弦脉冲波形。2、工作原理与参数计算2.1

4、实验原理利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振放大器。如:图1谐振高频功率放大器原理图所示。它是无线发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。电流导通角愈小，放大器的效率愈高。如甲类功放的导通角，效率最高也只能达到，而丙类功放的导通角,效率可达到9丙类功率放大器设计。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。本课设使用的是丙类功率放大器，研究的是是丙类功率放大器的功率及效率。图1简谐功率放大器原理图2.2丙类谐振

5、功率放大器的效率与功率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电源所供给的直流功率P0，实质一部分转换为交流信号功率P1输出去，一部分功率以热能的形式损耗在集电极上，成为集电极耗散功率Pc。根据能量守恒定律：P0=P1+Pc直流功率：P0=Ic0Ucc输出交流功率：P1=UCIc1==Uc——回路两端基频电压Ic1——基频电流RL——回路的负载阻抗2.2.1放大器的集电极效率其中集电极电压利用系数：9丙类功率放大器设计波形系数：为导通角θ的函数；θ越小越大。2.2.2谐振功率放大器临界状态的计算临界状态下，若已知电源电

6、压Ucc，UBB三极管的参数gc，，设电压利用系数为ξ，集电极的导通角为θ。求谐振功率放大器的其余参数，如功率和效率等。1）首先要求求得集电极电流脉冲的两个主要参量i和导通角：功率放大器的设计原则是在高效率下取得较大的输出功率。在实际运用中，为兼顾高效率的输出功率和高效率，通常集电极电流脉冲幅值2）由θ值，查表的电流余弦脉冲的各谐波分量、、，并求得各个分量的实际值Ic0、Ic1。3）根据P1==可求得最佳负载电阻：2.3功率放大器的负载特性只在其他条件不变（UCC、UBB、Ub为一定），只变化放大器的负载电阻RL而引起的放大器的电流、输出电压、功率、效率

7、的变化特性。2.3.1uc、ic随负载变化的波形当负载电阻RL由小至大变化时，1.负载线的斜率由小至大，如图中1→2→3。2.放大器的工作状态由欠压→临界→过压9丙类功率放大器设计3.输出电压uc逐渐增大4.输出电流ic的波形由尖顶脉冲→凹顶脉冲具体变化过程如图2所示：图2谐振功率放大器的负载特性高频放大器的工作状态是由负载阻抗Rp、激励电压Vb、供电电压VCC、VBB等4个参量决定的。为了阐明各种工作状态的特点和正确调节放大器，就应该了解这几个参量的变化会使放大器的工作状态发生怎样的变化。2.3.2丙类高频功放的振幅特性高频功放的振幅特性是指只改变激励

8、信号振幅时，放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。由图3高频功放的振幅特性可以