利用SS9018和2SC1971設計制作甲類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用在各類型的發(fā)射機中，而且在許多電子設備如高頻加熱裝置、高頻換流器及微波功率源中，射頻功放也得到廣泛應用。功率放大的實質是一個能量轉換器，即把電源供給的直流能量轉化為高頻功率輸出。本次畢業(yè)設計課題所研究的是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原理進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，對其負載、振幅和調諧等外部特性也作了全面的分析。
在功放的實際電路設計部分，在結合前面關于高頻電路原理分析基礎上，根據(jù)工作指標要求，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，計算并確定輸出、輸入以及級間匹配電路及其有關電抗元件值,接著，根據(jù)以上數(shù)值對偏置電路和匹配網(wǎng)絡進行了設計和仿真。最后，根據(jù)以上分析和設計，使用PROTEL99SE制作了2W(27MHz)功率放大器的電路圖，并制板。經(jīng)過調諧，測試并計算結果，達到了指標要求。
通過實驗結果表明，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，具有比較高的轉換效率，并且具有成本低、可靠性好的優(yōu)點。

關鍵詞：功率放大器,偏置,匹配網(wǎng)絡,計算機輔助設計
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 射頻功放的調諧特性…………………………………………………………………………11
2 射頻功放的設計………………………………………………………………………………11
2.1 放大器的設計考慮………………………………………………………………………………12
2.1.1放大器的設計規(guī)格 … …………………………………………………………………………12
2.1.2放大器設計的主要步驟………………………………………………………………………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 基極偏置電路的設計……………………………………………………………………………17
2.5 匹配網(wǎng)絡的設計…………………………………………………………………………………19
2.5.1 設計原理………………………………………………………………………………………19
2.5.2 設計實現(xiàn) ………………………………………………………………………………………22
2.6 射頻功放的設計實現(xiàn)……………………………………………………………………………26
3 射頻功放的調諧和測試……………………………………………………………………26
3.1 諧振狀態(tài)的調整方法……………………………………………………………………………26
3.2 寄生振蕩及其消除………………………………………………………………………………27
3.3主要技術指標測試 …………………………………………………………………………… 28
3.3.1 測試電路 ………………………………………………………………………………………28
3.3.2 輸出功率 ………………………………………………………………………………………29
3.3.3 效率 ……………………………………………………………………………………………29
3.3.4 功率增益 ………………………………………………………………………………………30
4 高頻印刷電路板設計要點…………………………………………………………………30
4.1 高頻PCB設計所面臨的主要問題………………………………………………………………30
4.2 如何解決問題…………………………………………………………………………………… 30
4.2.1 布局與布線…………………………………………………………………………………… 31
4.2.2 PCB設計的一般原則 …………………………………………………………………………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設計的一般步驟 ……………………………………………………………………………33
5 結論…………………………………………………………………………………………………33
謝辭……………………………………………………………………………………………………35
參考文獻 ……………………………………………………………………………………………36
附錄……………………………………………………………………………………………………37


參考文獻
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