路图在软件中绘制出仿真电路图，如图所示。图高频功率放大器仿真电路图对电路进行仿真测试高频放大器的放大效果，在输入端输入的正弦波信号，由仿真电路图在仿真示波器选择通道观察输入的的正弦波信号，如图所示，输入电压。图正弦波信号波形图用示波器观察通道的输出波形，即经高频功率放大器放大后的信号波形，如图所示。图电路输出波形可以由示波器看出输出电压的值是。结论高频功率放大器课程设计，是对所学课程的综合检验，使理论知识进步得到了强化。本次课程设计进展比较顺利，认识到高频功率放大器在高频应用领域的重要性，它是通信系统的重要组成部分。高频功率放大器采用两级放大，效率高，可达，电源利用率高。在功率放大器的输出变压器的次级和负载之间插入滤波器，进步滤除高次谐波，改善负载上的输出波形。结束语本此课程设计首先应该感谢指导老师的热情指导，细心的教诲，还应感谢小组成员的支持与帮助，团结与付出，使我的课程设计能顺利地完成，在此表示衷心的感谢,参考文献曾兴雯，刘乃安，陈建，高频电路原理与分析，西安，西安电子科技大学出版社，年罗杰，谢自美，电子线路设计实验测试，北京，电子工业出版社，年杨霓清，高频电子线路实验及综合设计，北京，机械工业出版社，年王卫东，高频电子电路，北京，电子工业出版社，年附录元器件清单名称容量或型号数量名称容量或型号数量电容个电阻个电容个电阻个电容个电阻个电感个电阻个绕制变压器个三极管个抽头变压器个三极管个电阻个直流电源个电阻个，要求它把放大器的输入阻抗变换为前级信号源所需的负载阻抗，使电路能从前级信号源获得尽可能大的激励功率。图丙类放大器的匹配网络当有高频激励电压为它加在基极与发射极之间。其中，是激励电压的瞬时值，是激励电压的振幅值，是激励电压的角频率，是激励电压的频率。电路接好并将各电极电压加上时，则在集电极电路中就会出现受到基极电流控制的余弦脉冲，脉冲波形如图所示。是周期性函数，由数学知识可知，它可以用傅氏级数来展开，即可见，集电极电流等于其周期性脉冲的直流分量次谐波基波二次谐波和其他高次谐波的和。图集电极电流波形电路总体设计方案根据设计要求，输入电压为，输出功率大于等于，效率大于等于，应采用丙类功率放大器，但丙类功率放大器激励信号应为大信号，般在以上，可达，甚至可以更大，故需多级放大，在这里采用两级放大，第级工作在甲类，其主要作用是放大激励信号，为第二级丙类放大器提供大信号激励电压。第二级工作在丙类，进行功率放大。其中甲类功放选用晶体管，丙类功放选用，级间采用变压器进行耦合。采用直流电源作为电源。方案二同样根据课程设计要求，采取两级放大，第级也是甲类，作用也是放大激励信号，第二级同样工作在丙类。第级与第二级间采用变压器耦合，第二级的谐振电路由电感并联构成，输出匹配网络采用形匹配网络，甲类功放选用晶体管，丙类功放选用，采用直流电源作为电源。在这里采用方案，先设计丙类功率放大器，再设计甲类功率放大器。采用直流电源作为电源。丙类功率放大器具体设计为了获得较高的效率η以及最大的输出功率，放大器般工作在临界状态。为了兼顾功率和η，通常选在范围之间，在这里取。则可得谐振回路的最佳负载电阻为的集电极基波电流振幅为功率放大器的输入功率，输出负载应等于第二级丙类功率放大器的输入阻抗，即,。变压器的传输效率般为。故在这里设为。由宽带功率放大器集电极输出功率公式为集电极输出功率为输出负载上的实际功率为变压器的传输效率得设取功放的集电极静态电流，由公式即集电极电压的振幅为。集电极等效负载电阻为发射极直流负反馈电阻由公式得由公式得高频变压器匝数比为设取初级，次级。静态工作点的计算当静态时，即就是时，晶体管的发射极电位为晶体管基极电位为晶体管基极静态电流为设基极偏置电路电流，则有这里取为晶体管偏置电阻根据经验，取高频旁路电容为，输入耦合电容为。高频电路的电源去耦滤波网络采用形低通滤波器如图所示图形低通滤波器图完整高频功率放大器电路图由经验有，般取值范围在之间，所以，和取值为和取值为。按照计算的器件参数，对电路进行安装，逐级进行调试，可采取安装级调试级再将甲类放大器和丙类放大器进行级联。图所示是高频功率放大器完整电路图，第级是甲类功率放大器，第二级是丙类功率放大器。电路仿真利用电子设计软件对电路仿真，根据图五完整高频功率放大器电集电极电流脉冲振幅为集电极直流分量为电源供给的直流功率为集电极效率η为η基极余弦脉冲振幅为设的基极基波电流的振幅为由公式本级增益，则谐振回路和耦合回路参数设计回路输入阻抗变压器线圈匝数比为故取为，为。设集电极并联谐振回路的电容为，由公式得设采用的铁氧体磁环来绕制输出耦合变压器，由公式为磁导率，单位为为线圈匝数为磁芯截面积，单位是是平均磁路长度，单位是得。需要指出的是，变压器的匝数的计算值是参考值，由于分布参数的存在，与设计值可能相差较大。为调整方便，采用磁芯位置可调节的高频变压器。基极偏置电路参数计算基极直流偏置电压由公式得发射机电阻由公式得。取高频旁路电容。宽频功率放大器具体参数设计宽频功率放大器的输出功率应等于第二级丙类率放大器的实际电路，初步学会高频功率放大器电路的设计，以达到理论知识与实践相结合。课程设计题目描述和要求设计高频功率放大电路，要求三极管工作在丙类状态输入已调波的峰值为载波频率，输出功率负载效率η。课程设计报告内容原理分析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，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。在低频电子线路课程中已知，放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲乙丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于丙类放大器电流的流通角则小于。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。除了以上几种按电流流通角来分类的工作状态外，又有使电子器件工作于开关状态的丁类放大和戊类放大。丁类放大器的效率比丙类放大器的还高，理论上可达，但它的最高工作频率受到开关转换瞬间所产生的器件功耗集电极耗散功率或阳极耗散功率的限制。如果在电路上加以改进，使电子器件在通断转换瞬间的功耗尽量减小，则工作频率可以提高。这就是戊类放大器。我们已经知道，在低频放大电路中为了获得足够大的低频输出功率，必须采用低频功率放大器，而且低频功率放大器也是种将直流电源提供的能量转换为交流输出的能量转换器。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。