课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 高频功率放大器设计初始条件：1、可选元件：晶体管、高频磁环、电阻、电容、开关等2、仿真软件：Mulitisim要求完成的主要任务:设计一个高频功率放大器，要求1.输出功率Po≥125mW2.工作中心频率fo=6MHz3. >65%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年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要.......................................................................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................................................................... I I 1 谐振功率放大器的工作原理.. (1)1.1基本原理电路 (1)1.2高频谐振功率放大器的电路组成 (3)1.3集电极电流余弦脉冲分解 (3)1.4高频谐振功率放大器的性能分析 (6)1.4.1 谐振功率放大器的动态特性 (6)1.4.2 谐振功率放大器的负载特性 (7)1.4.3 放大器工作状态的调整 (9)2 具体设计过程 (9)2.1电路元件参数计算 (10)2.1.1基极偏置电路计算 (10)2.1.2计算谐振回路与耦合线圈的参数 (11)2.1.3电源去耦滤波元件选择 (11)2.2谐振功率放大器的功率和效率关系协调 (11)3高频谐振功率放大器电路仿真及结果分析 (13)3.1仿真结果 (13)3.1.1第一放大级并测量所需参数和输出波形 (13)3.1.2第二放大级并测量所需参数和输出波形 (13)3.1.3第三放大级并测量所需参数和输出波形 (14)3.2仿真结果分析 (15)总结 (16)参考文献 (17)附录 (18)摘要通信电路中，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。
为获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。
我们对高频功率放大器和低频功率放大器的共同要求是输出功率大和效率高，但由于两者的工作频率和相对带宽相差颇大，就决定了他们之间有根本的差异。
基于两种放大器的不同特点，使得这两种功率放大器所选的状态有所不同：低频功放工作于甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）状态，现在也出现了一些工作于丁类的低频放大器；高频功率放大器则一般工作于丙类（某些特殊情况可工作于甲类、乙类、丁类、戊类等）。
高频放大器的主要技术指标是输出功率、效率、功率增益、带宽和谐波抑制等。
这几项指标往往是相互矛盾的，在设计功率放大器时，总是根据该放大器的工作特点，突出其中一些指标，然后兼顾另外一些指标。
AbstractIn communication circuits, in order to compensate for signal transmission in the wireless transmitter in the attenuation requirements have greater power output, communication, the greater the distance the greater the required output power. In order to obtain a large enough high-frequency output power, high-frequency power amplifier must be used. Our high-frequency power amplifier and low-frequency power amplifier output power of the common requirement is large and high efficiency, but because of the work of both frequency and relative bandwidth vary considerably, we decided there is a fundamental difference between them. Based on two different characteristics of the amplifier, making the status of these two different from the selected power amplifier: low-frequency power amplifier works in Category A, and B or Class B (limited to push-pull circuit) state, and now there have been some work on the small Class of low-frequency amplifiers; high-frequency power amplifiers are generally working in a Class C (in some special cases can work on the A, B, D, E, etc.).The main technical indicators of high-frequency amplifier is the output power, efficiency, power gain, bandwidth and harmonic suppression and so on. The above targets, often contradictory, and in the design of power amplifiers, it always work according to the amplifier characteristics, highlighting some of the indicators, and then take into account some other indicators.1 谐振功率放大器的工作原理由于高频功率放大器通常工作于丙类，因此不能用线性等效电路来分析。
对他们的分析方法通常采用折线近似分析法。
1.1 基本原理电路图1.1 谐振功率放大器的基本电路图1.1是高频谐振功率放大器的基本原理图。
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。
谐振回路LC 是晶体管的负载.电路工作在丙类工作状态外部电路关系式：t V V e bm BB b ωcos +-= （式1.1）tV V e cm CC c ωcos -= （式1.2）晶体管的内部特性： )(BZ b c c V e g i -= （式1.3）图1.2 谐振功率放大器转移特性曲线故晶体管的转移特性曲线表达式：V bm cosθc=BBV+V BZ （式1.4）故得：bmBZBBc VVV+=θcos（式1.5）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。
谐振功率放大器各部分的电压与电流的波形图如图所示：图1.3 高频功率放大器中个分电压与电流的关系1.2 高频谐振功率放大器的电路组成丙类高频功率放大器可工作在欠压状态、过压状态和临界状态。
因欠压状态效率低，而过压状态严重失真，谐波分量大，所以一般选用临界状态。
在晶体管功率放大器中，可以通过改变激励电压、基极偏压、集电极负载、集电极直流供电电压来改变放大器的工作状态。
从输出功率Po>500mw 来看，末级功放可采用甲类或丙类功率放大器，但要求总效率η>50%，显然，只用一级甲类功放是不能达到目的的，故采用两级功率放大器，第一级采用甲类功率放大器，第二级采用丙类功率放大器，其中甲类功放选用晶体管3DG12，丙类功放选择晶体管3DA1。
其参数的设定：功放的基极偏置电压BE U -是利用发射极电流的直流分量0E I 在射极电阻2E R 上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。
当放大器的输入信号'i U 为正弦波时，则集电极的输出电流c i 为余弦脉冲波。
利用谐振回路22C L 的选频作用可输出基波谐振电压!C U 、电流1C i 。
当功率放大器的电源电压CC U +，基极偏置电压b U ，输入电压（或激励电压）bm U 确定后，如果电流导通角θ选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电阻q R 。
当交流负载线正好穿过静态特性曲线的转折点A 时，管子的集电极电压正好等于管子的饱和管压降CES U ，集电极电流脉冲接近最大值cm I 。
1.3集电极电流余弦脉冲分解参阅图1.4，一个尖顶余弦脉冲主要由脉冲高度max c i 和通角c θ这两个参量完全确定。
因此得先确定max c i 和c θ的公式，然后对脉冲进行分解。
图1.4尖顶余弦脉冲将式（1.1）代入晶体管内部特性方程的表达式（1.3），得：(cos )c c BB bm BZ i g V V t V ω=-+- （式1.6）当t ω=c θ时c i =0，代入上式得：0(cos )c BB bm BZ g V V t V ω=-+- （式1.7） 即 cos BB BZc bmV V V θ+= （式1.8） 因此知道了BB V ﹑BZ V 与bm V 的值，c θ的值就完全确定了。
将式（1.6）与式（1.7）相减，即得：(cos cos )c c bm c i g V t ωθ=- （式1.9）当t ω=0时，c i =max c i ，因此 max (cos cos )c c c i g t ωθ=- （式1.10）当跨导c g ﹑激励电压bm V 与通角c θ已知后，将式（1.9）与式（1.10）相除，即得 max cos cos 1cos cc c c i t i ωθθ-=- 或 max cos cos 1cos c c c c t i i ωθθ-=- （式1.11）式（1.11）即为尖顶余弦脉冲的解析式，它脉冲高度max c i 与通角c θ。