通信电子电路高频功率放大器的设计仿真.doc

通信电子电路高频功率放大器的设计仿真
———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期：

实验室
时间段
座位号
实验报告
实验课程
实验名称
班 级
姓 名
学 号
指导老师
高频谐振功率放大器的设计仿真预****报告
实验目的
1．掌握高频功率放大器的电路组成和工作原理。
2．掌握负载变化对放大器工作状态的影响。
3．掌握集电极电源电压对放大器工作状态的影响。
4．掌握输入激励电压对放大器工作状态的影响。
实验内容
1．观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点；
2．测试丙类功放的调谐特性；
3．测试负载变化时三种状态（欠压、临界、过压）的余弦电流波形；
4．观察激励电压、集电极电压变化时余弦电流脉冲的变化过程；
5．观察功放基极调幅波形。
实验报告
1．认真整理实验数据，对实验参数和波形进行分析，说明输入激励电压、集电极电源电压，负载电阻对工作状态的影响。
2．用实测参数分析丙类功率放大器的特点。
3．总结由本实验所获得的体会。
一．实验目的
1．掌握高频功率放大器的电路组成和工作原理。
2．掌握负载变化对放大器工作状态的影响。
3．掌握集电极电源电压对放大器工作状态的影响。
4．掌握输入激励电压对放大器工作状态的影响。
二．实验原理（简述）
高频功放的电原理图如图3-1所示（共发射极放大器）
图3-1
由于丙类调谐功率放大器采用的是反向偏置，波形如图所示。
图3-2 折线法分析非线性电路电流波形
（1）激励电压幅值变化对工作状态的影响
图3-3 变化对工作状态的影响
由图可以看出，当增大时，、也增大；当增大到一定程度，放大器的工作状态由欠压进入过压，电流波形出现凹陷，但此时
还会增大（如）。
（2）负载电阻变化对放大器工作状态的影响
当、、保持恒定时，改变集电极等效负载电阻对放大器工作状态的影响，如图3-4所示。
图3-4 不同负载电阻时的动态特性
（3）电源电压变化对放大器工作状态的影响
在、、保持恒定时，集电极电源电压变化对放大器工作状态的影响如图所示。
改变时对工作状态的影响
三．实验电路或仿真电路图
完整的高频谐振功率放大器电路如图3-6所示。
（1）谐振功放主体电路
选择2N2222作为功放晶体管。L2与C2决定的谐振频率为15MHz；扼流线圈L3组成串联馈电；扼流线圈L1和R1组成基极自偏置电路，如图3-7所示电路。由于该功放晶体管的等效负载电阻小于30欧姆，，滤波效果比较差。需要通过匹配网络提高选频特性。
图3-7 由2N2222组成的高频调谐功放主体部分
（2）输出端改进的L型匹配网络
高频功放后面的负载通常是50欧姆的天线，与功放主体部分电路的输出电阻（Rc约30欧姆）不相等，因而需要输出匹配电路。
图3-8 改进的L型匹配网络
（3）输入阻抗匹配网络
仿真输入端电压电流的基波分量值，可以计算出高频调谐功放输入电阻Ri约为70欧姆。一般的高频设备和单元的阻抗都为50欧姆，因而需要进行阻抗匹配。利用π形阻抗匹配网络进行设计，取Q=3，可以得到以下的元件参数。
图3-9 输入端π形阻抗匹配网络
四．实验内容和相关实验参数
（1）画出仿真电路图；
（2）调节输入端信号的电压值，观察电路工作状态的变化情况。
保持Ec=12V，改变Ubm=1V，，2V，，3V，，4V
调节Ubm=3V，改变Ec=，10V，12V，15V
观察负载电阻和电源电压对工作状态的影响。
保持EC=12V，Ubm=3V，改变RL=25Ω，50Ω，75Ω
五．实验结果或仿真结果（测量数据和实测波形）
图3-1