利用SS9018和2SC1971設(shè)計(jì)制作甲類27MHz射頻功率放大器
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摘 要

短波線性功率放大器普遍應(yīng)用在各類型的發(fā)射機(jī)中，而且在許多電子設(shè)備如高頻加熱裝置、高頻換流器及微波功率源中，射頻功放也得到廣泛應(yīng)用。功率放大的實(shí)質(zhì)是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，即把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為高頻功率輸出。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題所研究的是27MHz射頻線性功率放大器，其要求輸出功率為2W。
在本文射頻功率放大器原理和特性部分，首先，我們配以圖例和對(duì)比分析，闡述了射頻功放的基本理論；然后，著重分析了高頻功放的工作原理，由晶體三極管放大信號(hào)原理進(jìn)而拓展到高頻功放原理；最后，在研究了射頻功放的工作狀態(tài)后，對(duì)其負(fù)載、振幅和調(diào)諧等外部特性也作了全面的分析。
在功放的實(shí)際電路設(shè)計(jì)部分，在結(jié)合前面關(guān)于高頻電路原理分析基礎(chǔ)上，根據(jù)工作指標(biāo)要求，我們選擇了高頻發(fā)射晶體管2SC1971和9018，然后根據(jù)管子確定電源電壓數(shù)值及偏置電阻的阻值，計(jì)算并確定輸出、輸入以及級(jí)間匹配電路及其有關(guān)電抗元件值,接著，根據(jù)以上數(shù)值對(duì)偏置電路和匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真。最后，根據(jù)以上分析和設(shè)計(jì)，使用PROTEL99SE制作了2W(27MHz)功率放大器的電路圖，并制板。經(jīng)過調(diào)諧，測(cè)試并計(jì)算結(jié)果，達(dá)到了指標(biāo)要求。
通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本功率放大器在高頻工作狀態(tài)下，能產(chǎn)生符合要求的高頻功率輸出，線性度也比較好，具有比較高的轉(zhuǎn)換效率，并且具有成本低、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：功率放大器,偏置,匹配網(wǎng)絡(luò),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
目 錄

引言………………………………………………………………………………………………………1
1 射頻功率放大器原理和特性………………………………………………………………2
1.1 射頻功放的基本特性……………………………………………………………………………2
1.2 射頻功率放大器的工作原理……………………………………………………………………3
1.2.1 獲得高效率所需要的條件 ………………………………………………………………… 3
1.2.2放大器的功率關(guān)系 ……………………………………………………………………………4
1.2.3 穩(wěn)定性判斷 ……………………………………………………………………………………5
1.2.4射頻功放的工作原理 …………………………………………………………………………5
1.3 射頻諧振功率放大器的工作狀態(tài)……………………………………………………………8
1.4 射頻功率放大器的外部特性……………………………………………………………………9
1.4.1 射頻功放的負(fù)載特性 …………………………………………………………………………9
1.4.2 射頻功放的振幅特性…………………………………………………………………………11
1.4.3 射頻功放的調(diào)諧特性…………………………………………………………………………11
2 射頻功放的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………11
2.1 放大器的設(shè)計(jì)考慮………………………………………………………………………………12
2.1.1放大器的設(shè)計(jì)規(guī)格 … …………………………………………………………………………12
2.1.2放大器設(shè)計(jì)的主要步驟………………………………………………………………………13
2.2 放大器基本類型的選擇…………………………………………………………………………13
2.3 晶體管的選擇……………………………………………………………………………………15
2.4 基極偏置電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………17
2.5 匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………19
2.5.1 設(shè)計(jì)原理………………………………………………………………………………………19
2.5.2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) ………………………………………………………………………………………22
2.6 射頻功放的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)……………………………………………………………………………26
3 射頻功放的調(diào)諧和測(cè)試……………………………………………………………………26
3.1 諧振狀態(tài)的調(diào)整方法……………………………………………………………………………26
3.2 寄生振蕩及其消除………………………………………………………………………………27
3.3主要技術(shù)指標(biāo)測(cè)試 …………………………………………………………………………… 28
3.3.1 測(cè)試電路 ………………………………………………………………………………………28
3.3.2 輸出功率 ………………………………………………………………………………………29
3.3.3 效率 ……………………………………………………………………………………………29
3.3.4 功率增益 ………………………………………………………………………………………30
4 高頻印刷電路板設(shè)計(jì)要點(diǎn)…………………………………………………………………30
4.1 高頻PCB設(shè)計(jì)所面臨的主要問題………………………………………………………………30
4.2 如何解決問題…………………………………………………………………………………… 30
4.2.1 布局與布線…………………………………………………………………………………… 31
4.2.2 PCB設(shè)計(jì)的一般原則 …………………………………………………………………………31
4.2.3 配線 ……………………………………………………………………………………………31
4.2.4 焊盤 ……………………………………………………………………………………………32
4.3 PCB及電路抗干擾措施 …………………………………………………………………………32
4.4 PCB設(shè)計(jì)的一般步驟 ……………………………………………………………………………33
5 結(jié)論…………………………………………………………………………………………………33
謝辭……………………………………………………………………………………………………35
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………………36
附錄……………………………………………………………………………………………………37


參考文獻(xiàn)
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