利用ss9018和2sc1971设计制作甲类27mhz射频功率放大器.doc
约41页DOC格式手机打开展开
利用ss9018和2sc1971设计制作甲类27mhz射频功率放大器,利用ss9018和2sc1971设计制作甲类27mhz射频功率放大器页数 41 字数24223摘要短波线性功率放大器普遍应用在各类型的发射机中，而且在许多电子设备如高频加热装置、高频换流器及微波功率源中，射频功放也得到广泛应用。功率放大的实质是一个能量转换器，即把电源供给的直流能量转化为高频功率输出。本次毕业设计课题所...
内容介绍
此文档由会员 海底捞月 发布
利用SS9018和2SC1971设计制作甲类27MHz射频功率放大器
页数 41 字数 24223
摘 要
短波线性功率放大器普遍应用在各类型的发射机中，而且在许多电子设备如高频加热装置、高频换流器及微波功率源中，射频功放也得到广泛应用。功率放大的实质是一个能量转换器，即把电源供给的直流能量转化为高频功率输出。本次毕业设计课题所研究的是27MHz射频线性功率放大器，其要求输出功率为2W。
在本文射频功率放大器原理和特性部分，首先，我们配以图例和对比分析，阐述了射频功放的基本理论；然后，着重分析了高频功放的工作原理，由晶体三极管放大信号原理进而拓展到高频功放原理；最后，在研究了射频功放的工作状态后，对其负载、振幅和调谐等外部特性也作了全面的分析。
在功放的实际电路设计部分，在结合前面关于高频电路原理分析基础上，根据工作指标要求，我们选择了高频发射晶体管2SC1971和9018，然后根据管子确定电源电压数值及偏置电阻的阻值，计算并确定输出、输入以及级间匹配电路及其有关电抗元件值,接着，根据以上数值对偏置电路和匹配网络进行了设计和仿真。最后，根据以上分析和设计，使用PROTEL99SE制作了2W(27MHz)功率放大器的电路图，并制板。经过调谐，测试并计算结果，达到了指标要求。
通过实验结果表明，本功率放大器在高频工作状态下，能产生符合要求的高频功率输出，线性度也比较好，具有比较高的转换效率，并且具有成本低、可靠性好的优点。
关键词：功率放大器,偏置,匹配网络,计算机辅助设计
目 录
引言………………………………………………………………………………………………………1
1 射频功率放大器原理和特性………………………………………………………………2
1.1 射频功放的基本特性……………………………………………………………………………2
1.2 射频功率放大器的工作原理……………………………………………………………………3
1.2.1 获得高效率所需要的条件 ………………………………………………………………… 3
1.2.2放大器的功率关系 ……………………………………………………………………………4
1.2.3 稳定性判断 ……………………………………………………………………………………5
1.2.4射频功放的工作原理 …………………………………………………………………………5
1.3 射频谐振功率放大器的工作状态……………………………………………………………8
1.4 射频功率放大器的外部特性……………………………………………………………………9
1.4.1 射频功放的负载特性 …………………………………………………………………………9
1.4.2 射频功放的振幅特性…………………………………………………………………………11
1.4.3 射频功放的调谐特性…………………………………………………………………………11
2 射频功放的设计………………………………………………………………………………11
2.1 放大器的设计考虑………………………………………………………………………………12
2.1.1放大器的设计规格 … …………………………………………………………………………12
2.1.2放大器设计的主要步骤………………………………………………………………………13
2.2 放大器基本类型的选择…………………………………………………………………………13
2.3 晶体管的选择……………………………………………………………………………………15
2.4 基极偏置电路的设计……………………………………………………………………………17
2.5 匹配网络的设计…………………………………………………………………………………19
2.5.1 设计原理………………………………………………………………………………………19
2.5.2 设计实现 ………………………………………………………………………………………22
2.6 射频功放的设计实现……………………………………………………………………………26
3 射频功放的调谐和测试……………………………………………………………………26
3.1 谐振状态的调整方法……………………………………………………………………………26
3.2 寄生振荡及其消除………………………………………………………………………………27
3.3主要技术指标测试 …………………………………………………………………………… 28
3.3.1 测试电路 ………………………………………………………………………………………28
3.3.2 输出功率 ………………………………………………………………………………………29
3.3.3 效率 ……………………………………………………………………………………………29
3.3.4 功率增益 ………………………………………………………………………………………30
4 高频印刷电路板设计要点…………………………………………………………………30
4.1 高频PCB设计所面临的主要问题………………………………………………………………30
4.2 如何解决问题…………………………………………………………………………………… 30
4.2.1 布局与布线…………………………………………………………………………………… 31
4.2.2 PCB设计的一般原则 …………………………………………………………………………31
4.2.3 配线 ……………………………………………………………………………………………31
4.2.4 焊盘 ……………………………………………………………………………………………32
4.3 PCB及电路抗干扰措施 …………………………………………………………………………32
4.4 PCB设计的一般步骤 ……………………………………………………………………………33
5 结论…………………………………………………………………………………………………33
谢辞……………………………………………………………………………………………………35
参考文献 ……………………………………………………………………………………………36
附录……………………………………………………………………………………………………37
参考文献
[1] 言华.微波固态电路[M].北京：北京理工大学出版社，1995年：1～50.
[2] 李润旗，李国定.微波电路CAD软件应用技术[M].北京：国防工业出版社，1996年：1～28.
[3] Reinhold，Pavel.射频电路设计——理论与应用[M].北京：电子工业出版社，1996年：132～144.
[4] 清华大学通信教研组.高频电路[M].北京：人民邮电出版社，1979年：326～427.
[5] 上海市业余工业大学.晶体管放大与振荡电路[M].北京：科学出版社，1976年：98～131.
页数 41 字数 24223
摘 要
短波线性功率放大器普遍应用在各类型的发射机中，而且在许多电子设备如高频加热装置、高频换流器及微波功率源中，射频功放也得到广泛应用。功率放大的实质是一个能量转换器，即把电源供给的直流能量转化为高频功率输出。本次毕业设计课题所研究的是27MHz射频线性功率放大器，其要求输出功率为2W。
在本文射频功率放大器原理和特性部分，首先，我们配以图例和对比分析，阐述了射频功放的基本理论；然后，着重分析了高频功放的工作原理，由晶体三极管放大信号原理进而拓展到高频功放原理；最后，在研究了射频功放的工作状态后，对其负载、振幅和调谐等外部特性也作了全面的分析。
在功放的实际电路设计部分，在结合前面关于高频电路原理分析基础上，根据工作指标要求，我们选择了高频发射晶体管2SC1971和9018，然后根据管子确定电源电压数值及偏置电阻的阻值，计算并确定输出、输入以及级间匹配电路及其有关电抗元件值,接着，根据以上数值对偏置电路和匹配网络进行了设计和仿真。最后，根据以上分析和设计，使用PROTEL99SE制作了2W(27MHz)功率放大器的电路图，并制板。经过调谐，测试并计算结果，达到了指标要求。
通过实验结果表明，本功率放大器在高频工作状态下，能产生符合要求的高频功率输出，线性度也比较好，具有比较高的转换效率，并且具有成本低、可靠性好的优点。
关键词：功率放大器,偏置,匹配网络,计算机辅助设计
目 录
引言………………………………………………………………………………………………………1
1 射频功率放大器原理和特性………………………………………………………………2
1.1 射频功放的基本特性……………………………………………………………………………2
1.2 射频功率放大器的工作原理……………………………………………………………………3
1.2.1 获得高效率所需要的条件 ………………………………………………………………… 3
1.2.2放大器的功率关系 ……………………………………………………………………………4
1.2.3 稳定性判断 ……………………………………………………………………………………5
1.2.4射频功放的工作原理 …………………………………………………………………………5
1.3 射频谐振功率放大器的工作状态……………………………………………………………8
1.4 射频功率放大器的外部特性……………………………………………………………………9
1.4.1 射频功放的负载特性 …………………………………………………………………………9
1.4.2 射频功放的振幅特性…………………………………………………………………………11
1.4.3 射频功放的调谐特性…………………………………………………………………………11
2 射频功放的设计………………………………………………………………………………11
2.1 放大器的设计考虑………………………………………………………………………………12
2.1.1放大器的设计规格 … …………………………………………………………………………12
2.1.2放大器设计的主要步骤………………………………………………………………………13
2.2 放大器基本类型的选择…………………………………………………………………………13
2.3 晶体管的选择……………………………………………………………………………………15
2.4 基极偏置电路的设计……………………………………………………………………………17
2.5 匹配网络的设计…………………………………………………………………………………19
2.5.1 设计原理………………………………………………………………………………………19
2.5.2 设计实现 ………………………………………………………………………………………22
2.6 射频功放的设计实现……………………………………………………………………………26
3 射频功放的调谐和测试……………………………………………………………………26
3.1 谐振状态的调整方法……………………………………………………………………………26
3.2 寄生振荡及其消除………………………………………………………………………………27
3.3主要技术指标测试 …………………………………………………………………………… 28
3.3.1 测试电路 ………………………………………………………………………………………28
3.3.2 输出功率 ………………………………………………………………………………………29
3.3.3 效率 ……………………………………………………………………………………………29
3.3.4 功率增益 ………………………………………………………………………………………30
4 高频印刷电路板设计要点…………………………………………………………………30
4.1 高频PCB设计所面临的主要问题………………………………………………………………30
4.2 如何解决问题…………………………………………………………………………………… 30
4.2.1 布局与布线…………………………………………………………………………………… 31
4.2.2 PCB设计的一般原则 …………………………………………………………………………31
4.2.3 配线 ……………………………………………………………………………………………31
4.2.4 焊盘 ……………………………………………………………………………………………32
4.3 PCB及电路抗干扰措施 …………………………………………………………………………32
4.4 PCB设计的一般步骤 ……………………………………………………………………………33
5 结论…………………………………………………………………………………………………33
谢辞……………………………………………………………………………………………………35
参考文献 ……………………………………………………………………………………………36
附录……………………………………………………………………………………………………37
参考文献
[1] 言华.微波固态电路[M].北京：北京理工大学出版社，1995年：1～50.
[2] 李润旗，李国定.微波电路CAD软件应用技术[M].北京：国防工业出版社，1996年：1～28.
[3] Reinhold，Pavel.射频电路设计——理论与应用[M].北京：电子工业出版社，1996年：132～144.
[4] 清华大学通信教研组.高频电路[M].北京：人民邮电出版社，1979年：326～427.
[5] 上海市业余工业大学.晶体管放大与振荡电路[M].北京：科学出版社，1976年：98～131.
