高频丙类功率放大器设计制作.ppt

高频丙类功率放大器设计高频丙类功率放大器设计实验三实验三一、相关背景一、相关背景v使用高频功率放大器的目的使用高频功率放大器的目的 在高频范围内，为了获得足够大的发射功率，必须采用在高频范围内，为了获得足够大的发射功率，必须采用高频调谐功率放大器，它是各种无线电发射机的重要组成部高频调谐功率放大器，它是各种无线电发射机的重要组成部分。分。v对高频功率放大器的一般要求对高频功率放大器的一般要求 在输出失真允许范围内在输出失真允许范围内效率高效率高输出功率大输出功率大2一、相关背景一、相关背景v与低频功率放大器比较与低频功率放大器比较共同特点：输出共同特点：输出功率大、效率高功率大、效率高。不同点不同点:低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度很宽，很宽，因此一般采用因此一般采用无调谐负载。无调谐负载。高频功率放大器的工作频率很高，但相对频带宽度高频功率放大器的工作频率很高，但相对频带宽度很窄，很窄，因此，一般都采用因此，一般都采用LC选频网络选频网络作为负载。为提高效率，常工作为负载。为提高效率，常工作在作在丙（丙（C）类）类。3一、相关背景一、相关背景 由于谐振网络频率调节比较困难，因此谐振功率放大器主由于谐振网络频率调节比较困难，因此谐振功率放大器主要用来放大固定频率信号或中心频率固定的窄带信号，所以谐要用来放大固定频率信号或中心频率固定的窄带信号，所以谐振功率放大器也称为振功率放大器也称为窄带高频功率放大器窄带高频功率放大器。对于多频道通信系统和相对带宽较大的高频设备，可采用对于多频道通信系统和相对带宽较大的高频设备，可采用以传输线变压器作为负载的以传输线变压器作为负载的宽带高频功率放大器宽带高频功率放大器。4二、设计任务及要求二、设计任务及要求v电源电压：电源电压：+12V+12V v中心频率中心频率40.7MHz40.7MHzv输出功率度输出功率度PoPo 200mW 200mW（R R L L=50 =50）v效率效率cc60%60%5三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v（一）总体设计（一）总体设计 输出功率输出功率PoPo 200mW 200mW，功放可以采用甲类或乙类或丙类功功放可以采用甲类或乙类或丙类功率放大器；率放大器；要求总效率要求总效率cc60%60%，因此可以采用一级乙类或丙类功放因此可以采用一级乙类或丙类功放 采用甲类高频小信号放大器（前级）采用甲类高频小信号放大器（前级）+丙类高频功率放大丙类高频功率放大器（功放级）两级放大电路结构。器（功放级）两级放大电路结构。信号源信号源前级驱动前级驱动丙类功放级丙类功放级负载负载6三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v（二）前级高频小信号放大器设计（二）前级高频小信号放大器设计为后级丙类功放提高驱动信号。输出电压在不失真的情况为后级丙类功放提高驱动信号。输出电压在不失真的情况下要尽量大。下要尽量大。7三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v（三）后级丙类功率放大器设计（三）后级丙类功率放大器设计丙类功放丙类功放滤波选频滤波选频阻抗匹配阻抗匹配负载负载前级驱动信号前级驱动信号8三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v1.三极管选择三极管选择 根据输出功率要求选择合适的功率，选用根据输出功率要求选择合适的功率，选用D667 v2.直流馈电电路直流馈电电路 串馈：电源、功率管、负载回来串联串馈：电源、功率管、负载回来串联 集电极馈电电路集电极馈电电路 并馈：电源、功率管、负载回来并联并馈：电源、功率管、负载回来并联 自给偏置：负电压自给偏置：负电压 基极偏置电路基极偏置电路 电源分压偏置：正电压（小于导通电压）电源分压偏置：正电压（小于导通电压）9三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v3.滤波匹配网络滤波匹配网络 谐振回路（滤除集电极电流中的谐波成分；提供功率管所谐振回路（滤除集电极电流中的谐波成分；提供功率管所需的最佳负载电阻），起到滤波和匹配的双重作用，因此又称需的最佳负载电阻），起到滤波和匹配的双重作用，因此又称为滤波匹配网络。为滤波匹配网络。主要要求：主要要求：（1）进行有效的阻抗变换，将实际负载电阻）进行有效的阻抗变换，将实际负载电阻RL变换成放变换成放大器要求的最佳负载电阻大器要求的最佳负载电阻Re，使放大器工作在临界状态，使放大器工作在临界状态。（2）抑制谐波能力强，有效滤除不需要的高次谐波。）抑制谐波能力强，有效滤除不需要的高次谐波。（3）本身的固有损耗尽可能小。）本身的固有损耗尽可能小。功率管与负载功率管与负载 阻抗匹配阻抗匹配 功率管与前级放大器功率管与前级放大器 10三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v参考电路11三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v12三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v13三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v（四）参数计算（四）参数计算 （4）阻抗匹配）阻抗匹配 L型型14三、设计流程及参数计算三、设计流程及参数计算v（四）参数计算（四）参数计算 （4）阻抗匹配）阻抗匹配 型和型和T型型型型T型型15四、总体参考电路四、总体参考电路原理图原理图16四、总体参考电路四、总体参考电路PCB17五、实物展示五、实物展示18六、调试及指标参数测量六、调试及指标参数测量19v指标参数测量指标参数测量1.静态测试静态测试 前后两级放大器三极管各极对地电压。前后两级放大器三极管各极对地电压。2.功放的输出波形功放的输出波形 用示波器观测用示波器观测50负载上的电压信号，记录波形，测量记负载上的电压信号，记录波形，测量记录电压幅度及频率。录电压幅度及频率。3.输入信号参数测量输入信号参数测量 用示波器观测前级放大器输入端信号，记录波形，测量记用示波器观测前级放大器输入端信号，记录波形，测量记录电压幅度及频率。录电压幅度及频率。4.电源电压及电流电源电压及电流六、调试及指标参数测量六、调试及指标参数测量20七、注意事项七、注意事项2.先先焊接、调试前级驱动焊接、调试前级驱动 3.前级调通后再焊接丙类功放，调试时输出必须接负载前级调通后再焊接丙类功放，调试时输出必须接负载4.前后级共享电源滤波电路前后级共享电源滤波电路1.根据上述内容进行参数计算根据上述内容进行参数计算21八、实验报告要求八、实验报告要求v1.先确定设计方案先确定设计方案v2.有详细的理论分析计算过程有详细的理论分析计算过程v3.有调试过程及测试数据记录有调试过程及测试数据记录v4.有完整的电路原理图和有完整的电路原理图和PCB图图v5.对电路的改进建议对电路的改进建议22