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：高频谐振功率放大器设计初始条件：具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。

要求完成的主要任务：1、采用晶体管完成一个高频谐振功率放大器的设计2、电源电压V cc＝＋12V，采用NXO－100环形铁氧体磁芯，3、工作频率f0＝6MHz4、负载电阻R L＝75Ω时，输出功率P0≥100mW，效率η>60％5、完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。

时间安排：1．2010年6月4日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。

2．2010年6月5日至2010年6月10日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。

3. 2010年6月11日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I1.绪论 (1)2.高频谐振功率放大器原理 (2)2.1 甲类功率放大器 (3)2.1.1 静态工作点 (3)2.1.2 负载特性 (4)2.1.3 功率增益 (5)2.2 丙类功率放大器 (5)2.2.1 基本关系式 (5)2.2.2 负载特性 (8)2.3 变频变压器的绕制 (9)2.4 这要技术指标及测试方法 (10)2.4.1输出功率 (10)2.4.2 效率 (11)3.总体电路设计与参数计算 (13)3.1 丙类功率放大器的设计 (13)3.1.1 确定放大器工作状态 (13)3.1.2 计算谐振回路和耦合回路参数 (14)3.1.3 基极偏置电路参数计算 (14)3.2 甲类功率放大器的设计 (14)3.2.1 计算电路性能参数 (14)3.2.2计算静态工作点 (15)4.仿真测试 (17)4.1 multisim软件简介 (17)4.2 仿真电路及仿真波形图 (18)5.实际电路组装与调试 (19)5.1 电路组装要点 (19)5.2 高频谐振功率放大器的调整 (19)5.2.1 谐振状态的调整 (19)5.2.2 寄生振荡及其消除 (19)6.心得体会 (21)参考文献： (22)附录：元件清单 (23)摘要利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器，这是无线电发射机中的重要单元电路。

根据放大器中晶体管工作状态的不同或晶体管电流导通角θ的范围，可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。

电流导通角越小，放大器的效率越高。

丙类放大器的导通角θ＜90%，效率η可达到80％，高频功率放大器一般选择在丙类工作状态。

本设计采用甲类功放输出的最大不失真信号作为激励源，丙类功放作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

关键词：甲类功放，丙类功放，谐振，变压器AbstractUse frequency selective network as the load of power amplifier circuit called the resonant power amplifier, which is the important unit circuit radio transmitter. According to the working condition of transistor amplifier or transistors current conduction angles theta, can be divided into a, b and c class and of different types of power amplifier. Current conduction angles, the efficiency of the amplifier. C class amplifier conduction angles theta θ is less than 90% and efficiency η can achieve 80%, the HF power amplifier in general c class work. This design use a power output signal as the biggest no distortion, the c class excitation magnitude of power amplifier as to obtain larger output power and high efficiency.Keywords: type-a amplifiers, c class amplifiers, resonant, transform1.绪论在通信电路中，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。

高频功率放大器和低频功率放大器的共同特点都是输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度却相差很大，决定了他们之间有着本质的区别。

低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽。

例如，自 20 至 20000 Hz，高低频率之比达 1000倍。

因此它们都是采用无调谐负载，如电阻、变压器等。

高频功率放大器的工作频率高（由几百 kHz 一直到几百、几千甚至几万 MHz），但相对频带很窄。

例如，调幅广播电台（535 －1605 kHz 的频段范围）的频带宽度为 10 kHz，如中心频率取为 1000 kHz，则相对频宽只相当于中心频率的百分之一。

中心频率越高，则相对频宽越小。

因此，高频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。

由于这后一特点，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）。

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，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；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，因此又称为非调谐功率放大器。

高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

2.高频谐振功率放大器原理利用宽带变压器作耦合回路的功放称为宽带功放。

常用宽带变压器有用高频磁芯绕制的高频变压器和传输线变压器。

宽带功放不需要调谐回路，可在很宽的频率范围内获得线性放大。

但效率很低，一般只有 20%左右，一般作为发射机的中间级，以提供较大的激励功率。

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。

根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型的功率放大器。

电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。

如甲类功放的θ＝180°，效率最高也只能达到50％，而丙类功放的θ＜90%，效率η可达到80％。

甲类放大器电流的流通角为180°，适用于小信号低功率放大。

乙类放大器导通角等于180°；丙类放大器导通角则小于180°。

乙类和丙类都适用于大功率工作。

丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。

高频功率放大器大多工作于丙类。

但丙类放大器的电流波形失真太大，因而不能用于低频功率放大，只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。

由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。

综上考虑本设计采用甲类功率放大器作为激励级，丙类功率放大器作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

本设计要求输入6.0MHz 信号经功率放大器放大输出一个信号, 再经过阻抗变换网络产生高频输出交流电压，其基本框图如下图2.1所示。

综上考虑本设计采用甲类功率放大器作为激励级，丙类功率放大器作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

如图2.2所示为由两级功放组成的高频功放电路。

其中晶体管Q1与高频变压器T1组成甲类功放，晶体管Q2与选频输出 6.0MH Z 功率 放大器 谐振电路 匹配网络 图2.1 高频谐振功放原理框图网络L2、C3组成丙类谐振功放。

下面介绍它们的工作原理与基本关系式。

2.1 甲类功率放大器2.1.1 静态工作点如图 3-1 所示，晶体管 VT1 组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态。

其中RB1、RB2 为基极偏置电阻；RE1 为直流负反馈电阻，以稳定电路的静态工作点。

RF1为交流负反馈电阻，可以提高放大器的输入阻抗，稳定增益。

电路的静态工作点由下列关系式确定：111)(E CQ E F EQ EQ R I R R I V ≈+= 式中，RF1一般为几欧至几十欧。

BQ CQ I I β=甲类功放 丙类功放V V V EQ BQ 7.0+=)(11E F CQ CC CEQ R R I V V +-=2.1.2 负载特性如图 3-1 所示，甲类功率放大器的输出负载由丙类功放的输入阻抗决定,两级间通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率 P0可表示为：B H P P η/'0=式中，PH ′为输出负载上的实际功率，ηB 为变压器的传输效率，一般为 85.0~75.0=B η。

图2.3为甲类功放的负载特性。

为获得最大不失真输出功率，静态工作点 Q 应选交流负载线 AB 的中点，此时集电极的负载电阻 RH 称为最佳负载电阻。

集电极的输出功率 PC 的表达式为：式中，Cm V 为集电极输出的交流电压振幅，Cm I 为交流电流的振幅，它们的表达式别为CES E CQ CC Cm V R I V V --=1式中，CES V 称为饱和压降，约1V。

图2.3 甲类功放的负载特性'22121H Cm Cm Cm C R V I V P ==CQ Cm I I ≈如果变压器的初级线圈匝数为 N1，次级线圈匝数为N2，则式中，'H R 为变压器次级接入的负载电阻，即下级丙类功放的输入阻抗。