射频功率放大器设计与仿真

本科毕业设计(论文)

题 目 用于通信系统终端的PA的设计与实现

专业名称 通信工程

学生姓名 张永祥

指导教师 邹昕

毕业时间 2016年6月

毕业 任务书

设计 论文

一、题目

用于通信系统终端的PA的设计与实现

二、指导思想和目的要求

现阶段，当代社会无线通信技术飞速的发展。在我们的日常生活中，诸如蓝牙 ，WiFi等无线通信技术随处可见，目前无线通信系统已经全面进入4G时代，未来又将步入5G时代。功率放大器虽然只是无线通信系统中很小的一块，然而其设计的好坏却关系着系统整体的性能，目前，世界上无线通信用户的人数逐年的递增，它的发展现在已经相当成熟。由于通信业的飞速发展，对于功率放大器我们也提出了新的要求，我们要设计出性能良好的放大器来支撑整个无线通信系统。

AB类功率放大器是一个相对在效率和线性度折中的一种放大器，是功率放大器最为

射频功率放大器实验（虚拟实验）

姓名： 学号：

（一）甲类射频功率放大器电路

示波器中的输入输出信号的波形

分析：

从图中可以看出输入电压峰值39.9mv，输出电压峰值11.64v，放大了近300倍。输出接近电源电压12V，工作在大信号极限运用状态，这时输出波形还未失真。

毫安表中的相应的读数为： 功率表相应读数为：

POPD

1.101mA*12V=45%

29.366mW

观察失真

电路输入输出波形为：

1

分析：

输入信号提高至60mV,按甲类放大器，输出信号是输入信号的按比例放大的特点，输出应达到（11.64V/39.9mV）*60mV=17.5V>12V，所以这是放大器工作在非线性状态，产生了失真。 （二）乙类射频功率放大器电路 输入输出信号波形的仿真

示波器中显示的输入输出信号的波形

2

失真分析：

当输入电压小于门槛电压时两个管子都截止，出现死区，即交越失真。 至输入幅值为8V时，输入输出信号的波形

原因分析：

3

当输入电压为8V时交越失真现象不明显。两管可以在很短的时间内达到门槛电压，这段时间相对来说很短暂，可以忽略。

消除交越失真后的波形

4

当输入幅值过大时出现的失真波形：

两管管耗与电源电压利用系数的关系图

5

分析：

1，实验时调整电压幅值，用示波器观察输出波形

盐城工学院本科生毕业设计说明书（2011）

目录

1概述…………………………………………………………………….1 1.1课题研究的意……………………………………………………………………..2 1.2课题的任务与技术要求…………………………………………………………..2 1.3课题研究的内容…………………………………………………………………..2 2 设及方案的论证……………………………………………………………………3 2.1功率放大器的种类………………………………………………………………..3 2.1.1A类功率放大器…………………………………………………………………5 2.1.2B类功率放大器………………………………………………………………….7 2.1.3AB类功率放大器………………………………………………………………..9 2.1.4D类功率放大器………………………………………………………………...10 3信号脉宽调制……………………………………………………………………...12 3.1正弦脉宽调制……………………………………………………………………13 3.2音频信号宽度调制………………………………………………………………16 3.

音频功率放大器设计

一、 设计任务

设计一个实用的音频功率放大器。在输入正弦波幅度≤5mV，负载电阻等于8Ω的 条件下，音频功率放大器满足如下要求： 1、 最大输出不失真功率POM≥8W。

2、 功率放大器的频带宽度BW≥50Hz~15KHz。 3、 在最大输出功率下非线性失真系数≤3%。 4、 输入阻抗Ri≥100kΩ。

5、 具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz处有±12dB的

调节范围。

二、 设计方案分析

根据设计课题的要求，该音频功率放大器可由图 所示框图实现。下面主要介绍各部 分电路的特点及要求。

话筒输入前置放大音调控制功率放大VoRL

图1 音频功率放大器组成框图

1、 前置放大器

音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源 的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功

OCL功率放大器设计

一．主要技术指标：1.最大不失真输出功率：Pom≥8W;

2.负载阻抗（扬声器）：RL=10Ω；

3.频率响应：f=50Hz~20KHz(±3dB); 4.非线性失真系数：r≤功率放大器1%； 5.输入灵敏度：Vi≤300mV;

6.稳定性：电源升高和降低±20%时输出零点漂移≤100mV； 7.躁声电压：Vn≤15mV;

二．实验仪器：

直流稳压电源

低频信号发生器

一台

一台

低频毫伏表 示波器 万用表

一台 一台 一块 一台 一台

晶体管图示仪 失真度测量仪

三．实验要求：

1．认真阅读指导书中OCL电路的设计和调试方法，体会和掌握工程估算方法。

武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书

1.原理说明

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振功率放大器。它是无线电发射机中的重要组成部件。根据放大器电流导通角θ的范围可以分为甲类、乙类、丙类等不同类型的功率放大器。电流导通角θ愈小放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ=180o，效率η最高也只能达50%，而丙类功放的θ<90o,效率η可达到80%。甲类功率放大器适合作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。

高频功率放大器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。

1.1高频功放的主要技术指标

1.1.1 功率关系：

功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率PO，使之一部分转变为交流信号功率P1输出去,一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成为集电极耗散功率PC。 根据能量守衡定理：Po?P1?PC

直流功率： Po?Ic0?UCCUc2121输出交流功率：PUc?Ic1??Ic1RL 1?2

课程设计说明书

课程设计名称： 模拟电路课程设计

课程设计题目： OTL音频功率放大器

学 院 名 称： 信息工程学院

专业： 通信工程 班级： 090423

学号： 09042324 姓名： 王礼坊

评分： 教师： 李忠民

20 11 年 3 月 29 日

1

摘 要

功率放大器的作用是给音响放大器的负载RL（扬声器）提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出的信号的非线形失真尽可能的小，效率尽可能的高。功率放大器的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用继承运算放大器和晶体管组成的功率放大器，也有专集成电路功率放大器。本文设计的是一个 OTL 功率放大器，该放大器采用LM386音频放大器芯片，LM386音频放大器电路是最常用到的音频功率放大电路，LM386是一种音频

射频功率放大器实验（虚拟实验）

射频功率放大器实验（虚拟实验）

姓名：黄佟鑫 学号：040091116

（一）甲类射频功率放大器电路

示波器中的输入输出信号的波形

分析：

从波形图中可看出输出波形没有失真，输入信号峰值39.976mV，输出信号峰值10.411V，放大倍数约为260。

毫安表中的相应的读数为： 3.557mA 功率表相应读数为： 13.347mW

??POPD?=32.5%

观察失真

电路输入输出波形为：

分析：

根据A类放大器的特性，输入信号调整到60mV以后，输出信号幅值仍为输入信号幅值的260倍，得输出信号幅值应达260*60mV=15.6V>电源电压12V，这时放

1

射频功率放大器实验（虚拟实验）

大器工作在非线性状态，产生了失真。 （二）乙类射频功率放大器电路

输入输出信号波形的仿真

示波器中显示的输入输出信号的波形

失真分析

1 吉林工程技术师范学院课程设计论文

电子技术课程设计论文

---功率放大器电路设计

院系： 电气工程学院 专业： 测控技术与仪器 班级： 姓名： 学号： 指导教师：

2014 年 6 月 24 日

2 吉林工程技术师范学院课程设计论文

目录

第一章 绪论 .............................................................................................................................. 1

第二章 系统总体设计方案 ...................................................................................

幻灯片1

低频功率放大器设计

——第二届全国大学生电子设计竞赛

一、任务

设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下：

幻灯片2

二、设计要求 1. 基本要求 （1）在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5～700）mV，等效负载电阻RL为8Ω下，放大通道应满足： ① 额定输出功率POR≥10W； ② 带宽BW≥（50～10000）Hz； ③ 在POR下和BW内的非线性失真系数≤3%； ④ 在POR下的效率≥55%； ⑤ 在前置放大级输入端交流短接到地时，RL=8Ω上的交流声功率≤10mW。 （2）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。 幻灯片3

2．发挥部分 （1）放大器的时间响应 ① 方波产生：由外供正弦信号源经变换电路产生正、负极性的对称方波：频率为1000Hz、上升时间≤ 1μs、峰-峰值电压为200mVpp。 用上述方波激励放大通道时，在RL=8Ω下，放大通道应满足： ② 额定输出功率POR≥10W；带宽BW≥（50～10000）Hz； ③ 在POR下输出波形上升时间和下降时间≤12μs； ④ 在POR下输出波形顶部斜降≤2%； ⑤ 在POR下输出波形过冲量≤5%。