小功率调频发射机_高频课程设计(编辑修改稿)

小功率调频发射机_高频课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

仅从输出功率 Po≥500mW 一项指标来看，可以采用宽带功放或乙类、 丙类功放。 由于还要求总效率大于 50%，故采用一级宽带放大器加一级丙类功放实现，其电路形式如图 21 所示。 13 图 21 末级 丙类 功放电路 基本关系式 如图 21 所示，丙类功率放大器的基极偏置电压 VBE 是利用发射机电流的分量 Ie0在射极电阻 R14 上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。 当放大器的输入信号 Vi 为正弦波时，集电极的输出电流iC 为余弦脉冲波。 利用谐振回路 LC 的选频作用可输出基波谐振电压uc、电流 iC1。 (1)集电极基波电压的振幅 Ucm= Icm1RP 式中， Icm1为集电极基波电流的振幅； RP 为集电极负载阻抗。 (2)输出功率 Po Po= = Ucm2/(2 RP) (3)直流功率 Pv Pv= 前级功率放大输入 14 (4)集电极耗散功率 PT PT= Pv Po (5)集电极的效率 η η= Po/ Pv (6)集电极电流分解系数 α(θ) αn(θ)= Icmn/icmmax (7)导通角 θ bm BBonU VU c os （ θ一般取 oo 8060 ） 确定丙类放大器的工作状态 为了获得较高的效率 η 和最大的 输出功率 Po，选丙类放大器的工作状态为临界状态， θ=700，功放管为 3DA1。 3DA1 的参数如表 41所示。 表 21 3DA1 参数表 PCM ICM VCES hfe fT AP 1W 750mA ≥ ≥ 10 ≥ 70MHz 13dB (1) 最佳匹配负载   *2 )(2 )( 22PoVVR C E Sccp (2)由 Po= = Ucm2/(2 RP)可得：设集电极输出电压Ucm=9V (3)集电极基波电流振幅： Icm1=Po/(*Ucm)= (4)集电极电流最大值 Icm= Icm1/α1(700)=(5)集电极电流直流分量 Ic0= Icm*α0(700)=*= (6)电源供给的直流功率 Pv= Vcc* Ic0= (7)集电极的耗散功率 PT=PvPo==(小于 PCM 15 =1W),顾管子达到最大功率是不会烧坏 (8)总效率 η=Po/Pv=500/=66% (9) 若 设 本 级 功 率 增 益 Ap=13dB(20 倍 ) ， 则 输 入 功 率Pi=Po/Ap=25mW 输入功率 Pi=25mW (10)基 极余弦脉冲电流的最大值 Ibm(设晶体管 3DA1 的 β=20) Ibm= Icm/β= (11)基极基波电流的振幅 Ibm1= Ibmα1(700)=*= (12)基极电流直流分量 Ib0= Ibmα0(700)=*= (13)基极输入电压的振幅 Ubm=2Pi/ Ibm1= (14)丙类功放的输入阻抗  *)70c o s1( 25)()c o s1( 0139。 bbi rZ 计算谐振回路及耦合回路的参数 (1) 最佳匹配负载 RL=51 输出变压器线圈匝数比 N5/N3(解决最佳匹配负载问题 )  pLLo RRU c mRPNN 取 N5=2， N3=3。 (2) 令谐振回路电容 C11=100pF 则谐振回路电感 L uHCfL 1010*1 0 0*)10*5**2( 1)2( 1 12261120   (4)输出变压器初级线圈总匝数比 N=N3+N4 高频变压器及高频电感的磁芯应采用镍锌 (NXO)铁氧体，而不能采用硅钢铁芯，因其在高频工作时铁损耗过大。 NXO100 环形铁氧体作高频变压器磁芯时，工作频率可达十几兆赫兹。 若采用外径 *内径 *高度 =Φ10mm*Φ6mm*Φ5mm 的 NXO100 环来绕制输出耦合变压器，由公式 HNlAL cmcmmH  322/2 10*}{ }{}{4  式中，  =100H/m 为磁导率； N 为变压器初级线圈匝数； A=25mm2为磁芯截面积； l=25mm 为平均磁路长度。 计算得 N=8，则 N4=5 或 eR LWNN L  05 则 92251  NeR LWN L ， e 取值 2~10，上述公式取 2。 16 需要指出的是，变压器的匝数 N N N5 的计算值只能作为参考值，由于分布参数的影响，与设计值可能相差较大。 为调整方便，通常采用磁芯位置可调节的高频变压器。 基极偏置电路 (1)发射极电阻 R14 由公式 bmBBonU VU c os 可得， 取标称值 (2)高频旁路电容 C12=。 (3)高频扼流圈 ZL2=47uH。 (4)可变电容 CT=(5~20)pF。 元件清单 CT=(5~20)pF ZL2=47uH C12= C11=100pF uHL 10 N3=5， N4=3, N5=2 、 3DA1 管子 小信号功率放大器 (功率激励级 )设 计 因为本次实验对该级有一定的增益要求，而中心频率是固定的，因此用 LC 并联回路作负载的小信号放大器电路。 缓冲放大级采用谐振放大， L2和 C10谐振在振荡载波频率上。 若通频带太窄或出现自激则可在 L2两端并联上适当电阻以降低回路 Q 值。 V U U V o bm on BB 5 . 2 70 cos . 7 . 0 cos          V I I V c e BB 5 . 2 R R 14 0 14 0           84 . 39 R 14   40 R 15   40 R 14 17 22 小信号 功率 放大 可选用普通的小功率高频晶体管，如 9018 等 计算电路参数 (1) 对于谐振回路 C10,L2,由 M H zLCfo sc 52 1   本次课题 C10取 100pF 则 (2)有效输出功率 PH 与输出电阻 RH 放大器的输出功率 PH 应等于下级丙类功放的输入功率Pi=25mW，其输出负载 RH 等于丙类功放的输入的输入阻抗 |Zi|=86Ω。 即 PH=25mW RH=86Ω (3)设集电极电压振幅 Ucm 与等效负载电阻 HR39。 若取功放的静态电流 ICQ=ICm=8mA，则 Ucm= 2Po /ICQ=2Po /ICm= (4)高频变压器匝数比 N1/N2 uH C f L 10 10 * 100 * ) 10 * 5 * 14 . 3 * 2 ( 1 ) 2 ( 1 12 2 6 10 2 0           780 2 . 781 2Po Ucm R39。 2 H 经缓冲隔离后已调波输入 小信号功率 放大输出 18 339。 21  HHRRNN  取变压器 次极线圈匝数 N2=2，则初级线圈匝数 N1=6。 (5)发射极直流负反馈电阻 R13 取标称值 650Ω (6)功放输入功率 Pi 本级功放采用 3DG130 晶体管，若取功率增益 AP=13dB(20 倍 )，则输入功率 (7)功放输入阻抗 Ri (取 2539。 bbr ) 若取交流负反馈电阻为 20Ω ，则 (8)本级输入电压振幅 Uim 计算电路静态工作点 (1) BQV 、 BQI (2)R1 R12 (I1=5~10 倍 IBQ ) 若取基极偏置电路的电流 I1=10 BQI =10*=4mA，则 取标称值 R12=。 为了调节电路的静态工作点， R11 可由标称值为 1 kΩ的电阻与 2kΩ的电位器成。 mW A Po P P i 25 . 1 /   V P R U i i im 0 . 1 10 * 25 . 1 * 425 * 2 2 3             75 . 643 8 6 . 0 25 . 6 12 13 mA V I V Ucm Vcc R CQ CES 20   交负 交负 R R r R bb i * 20 25 39。        425 i R V R I V CQ EQ 15 . 5 75 . 643 * 10 * 8 3 13      V V V EQ BQ 87 . 5 7 . 0    mA I I CQ BQ 4 . 0 20 / 8 /         k mA V I V R BQ BQ 46 . 1 0 . 4 87 . 5 10 12       k mA V I V Vcc R BQ 53 . 1 0 . 4 87 . 5 12 1 11 19 (3)高频旁路电容 C10=。 (4)输入耦合电容 C9=。 此外 ,还可以在直流电源 VCC 支路上加高频电源去耦滤波网络 ,通常采用 LC 的 Π型低通滤波器。 电容可取 ,电感可取 47uH 的色码电感或环形磁芯绕制。 还可在输出变压器次级与负载之间插入 LC滤波器，以改善负载输出波形。 元件清单 C9= C10= R12= N1=6， N2=2 R14=650Ω 3DG130 管子 缓冲隔离级电路 (射极输出器 )设计 从振荡器的什么地方取输出电压也是十分重要的。 一般尽可能从低阻抗点取出信号，并加入隔离、缓冲。