高频课程设计

发布 2022-10-02 15:21:28 阅读 9983

2008级通信工程2班王兴晨p081513205

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在无线通信中的应用。

高频功率放大器。

高频功率放大器用于放大器高频信号并获得足够大的输出功率,常又称为射频功率放大器(radio frequency power amplifier)。它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源等电子设备中。

高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出。

谐振功率放大器的特点。

1.采用谐振网络作负载。

2.一般工作在丙类或乙类状态。

3.工作频率和相对通频带相差很大。

4.技术指标要求输出功率大、效率高。

丙类谐振功率放大器原理电路。

图2-3 丙类谐振功率放大器。

lc谐振网络为放大器的并联谐振网络。

谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。

作用:滤波、匹配。

基极直流电压。

作用:保证三极管工作在丙类状态。

的值应小于放大管的导通电压,通常取。

集电极直流电压。

丙类谐振功率放大器的工作状态。

欠压状态:管子导通时均处于放大区;

临界状态:管子导通时从放大区进入临界饱和;

过压状态:管子导通时将从放大区进入饱和区;

丙类谐振功率放大器的特性。

负载特性 基极调制特性。

调制特性。集电极调制特性。

放大特性。1.负载特性。

负载特性是指、和保持不变时,放大器的性能随r变化的特性。

1)工作状态的变化。

随着r从小变大,放大器将由欠压状态→临界状态→过压状态变化。

2)波形的变化。

随着r增大,的变化如图2-8所示。

图2-8 随r变化的特性。

3)、、的变化特性。

如图2-9所示。

图2-9、、随r的变化。

4)、、的变化特性。

如图2-10所示。

图2-10、、、的变化特性。

2.基极调制特性。

基极调制特性是指放大器在r、vcc和ubm不变时,随vbb变化的特性。

1)工作状态的变化。

随着vbb从小变大,放大器将由欠压状态→临界状态→过压状态变化。

2)ic波形的变化。

如图2-11所示。

图2-11 ic随vbb的变化特性。

3)ucm、ico、icm1的变化特性。

如图2-12所示。

图2-12 ucm、ico、icm1的变化特性。

3.集电极调制特性。

集电极调制特性是指放大器在vbb、r和ubm不变时,随vcc变化的特性。

1)工作状态的变化。

随着vcc从小变大,放大器将由过压状态→临界状态→欠压状态变化。

2)ic波形的变化。

如图2-13所示。

图2-13 ic随vcc变化的特性。

3)ucm、ico、icm1的变化特性。

如图2-14所示。

图2-14 ucm、ico、icm1的变化特性。

4.放大特性。

放大特性是指放大器在vbb、vcc和r不变时,随ubm变化的特性。

1)工作状态的变化。

随着ubm从小变大,放大器将由欠压状态→临界状态→过压状态变化。

2)ic波形的变化。

如图2-15所示。

图2-15 ic随ubm的变化特性。

3)ucm、ico、icm1的变化特性。

如图2-16所示。

图2-16 ucm、ico、icm1的变化特性。

高频功率放大器在无线通信方面的应用。

随着现代数字移动通信技术的蓬勃发展,用户对无线通信设备的性能要求越来越高,实现在各种环境中的稳定、高速的数据传输是未来移动通信系统研究者的主要目标之一。

发射机高频功率放大器广泛应用于通信系统合其他电子系统中,如在发射设备中,为了有效的使信号通过信道传送到接收端,需要根据传送距离等因素来确定发射设备的发射功率这就要用高频谐振功率放大器将信号放大到所需的发射功率,射频功率放大器是发射机的末级,它将已调制的频带信号放大到所需要的功率,保证在覆盖区域内的接收机可以收到满意的信号电平,但不能过于干扰相邻信道的通信,同时又要尽量地保持放大后的大功率信号不失真畸变。这些不同方面的要求使得功率放大器的设计者要面面俱到地考虑到很多指标的平衡,功率放大器的设计也成为无线通信系统设计过程中的关键。

以下为2个高频功率放大器在无线通信方面的专利说明。

1.提供用于放大高频功率的电子部件,其能够扩展输出功率检测电路的动态范围;得到连续检测输出,且从低输出功率区域到高输出功率区域没有拐点;并且由此提高了输出功率的可控性。在基于输出功率检测信号和指示输出电平的信号对高频功率放大器的输出功率进行控制的无线通信系统中,输出功率检测电路具有多级配置的放大器,其放大通过耦合器和容性元件提取的高频信号。此外,提供检测各级放大器的输出的多个检测电路以及提供检测不通过多级配置的放大器的高频信号的检测电路。

通过组合这些检测电路的输出而得到的结果作为输出功率检测信号输入到误差放大器以产生输出控制信号,由此产生用于高频功率放大器的控制信号。

2.提供了一种高频功率放大器电路和无线通信系统,其能够由功率电压来控制输出功率,在所需输出功率高的区域中产生充足的输出功率,并且在所需输出功率低的区域中提高功率效率。在该高频功率放大器电路(rf电源模块)中,所述高频功率放大器电路包括两个或多个级联的用于放大的fet,并通过控制用于放大的fet的功率电压来控制输出功率,该fet的栅极端子上施加预定电平的偏压,为用于放大的末级fet和用于放大的前级fet提供不同的用于功率电压控制的晶体管。

用于功率电压控制的晶体管产生并施加功率电压,以便当所需输出电平相对较低时,使用于放大的前级fet达到饱和。

随着制成原料和技术的发展与完善,未来高频功率放大器在无线通信方面会有更大的发展,技术也会越来越先进。

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