互補對稱功率放大電路實驗報告

互補對稱功率放大電路實驗報告

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　　互補對稱功率放大電路實驗報告

　　一、實驗儀器及材料

　　1、信號發生器

　　2、示波器

　　二、實驗電路

　　三、實驗內容及結果分析

　　1、VCC=12v，VM=6V時測量靜態工作點，然后輸入頻率為5KHz的正弦波，調節輸入幅值使輸

　　2、VCC=9V，VM=4.5V時測量靜態工作點，然后輸入頻率為5KHz的正弦波，調節輸入幅值使輸

　　3、VCC=6V，VM=3V時測量靜態工作點，然后輸入頻率為5KHz的正弦波，調節輸入幅值使輸出波形最大且不失真。（以下輸入輸出值均為有效值）

　　四、實驗小結

　　功率放大電路特點：在電源電壓確定的情況下，以輸出盡可能大的不失真的信號功率和具有盡可能高的轉換效率為組成原則，功放管常工作在盡限應用狀態。

　　拓展：射頻功率放大器開題報告范文

　　一、 研究的目的:

　　低噪聲微波放大器（LNA）已廣泛應用于微波通信、GPS 接收機、遙感遙控、雷達、電子對抗、射電天文、大地測繪、電視及各種高精度的微波測量系統中，是必不可少的重要電路。低噪聲放大器位于射頻接收系統的前端，其主要功能是將來自天線的低電壓信號進行小信號放大。前級放大器的噪聲系數對整個微波系統的噪聲影響最大，它的增益將決定對后級電路的噪聲抑制程度，它的線性度將對整個系統的線性度和共模噪聲抑制比產生重要影響。對低噪聲放大器的基本要求是：噪聲系數低、足夠的功率增益、工作穩定性好、足夠的帶寬和大的動態范圍。

　　隨著工作頻率升高，低噪聲放大器卻因為其強烈的非線性而要依賴非線性模型來預測其電性能，且電路設計的精度取決于非線性模型的準確度。廠商一般都是給出某個的ｓ參數值，對于那些不是常用的頻段獲取參數相當的困難。因此選擇合適的仿真軟件對器件進行建模仿真變得非常重要。同時，由于晶體管在高頻工作時，受到寄生效應的影響，要保持低噪聲放大器的穩定性就需要電路板布局合理、 輸入輸出匹配之間的有效配置都是設計射頻放大器的關鍵。著手分析并解決這些問題，為以后開展更深一步的研究做好鋪墊。

　　二、主要研究內容

　　功率放大器設計指標：

　　工作頻率：433MHz

　　接選用晶體管：AT41511；

　　工作頻率：433MH±50MHz；

　　帶寬：100MHz ；

　　偏置電壓：5 V；

　　增益：20dB；

　　噪聲系數<1.

　　輸入輸出駐波比<2

　　輸出功率：1W.

　　低噪聲放大器的主要技術指標是噪聲系數和增益，這些是研究射頻低噪聲放大器的關鍵。本文對此進行了一些研究，主要包括下面幾個方面：

　　1.射頻電路的噪聲系數

　　二端口的噪聲系數定義為二端口輸入端的信噪比與輸出端的信噪比：用符號PS/PN (或 S/N)表示。放大器噪聲系數是指放大器輸入端信號噪聲功率比

　　PSI/PNI與輸出端信號噪聲功率比PSO/PNO的比值，以分貝數表示噪聲系數：

　　NF=101g(F)。噪聲系數的物理含義是：信號通過放大器之后，由于放大器產生噪聲，使信噪比變壞，信噪比下降的倍數就是噪聲系數。噪聲系數是低噪聲放大器設計中最關鍵的指標之一。

　　2.增益

　　低噪聲放大器的增益要適中，太大會使下級混頻器輸入太大，產生失真。但為了抑制后面各級的噪聲對系統的影響，其增益又不能太小。放大器的增益首先與管子跨導有關，跨導直接由工作點的電流決定。其次放大器的增益還與負載有關。低噪聲放大器大都是按照噪聲最佳匹配進行設計的。噪聲最佳匹配點并非最大增益點，以此增益G 要下降。噪聲最佳匹配情況下的增益成為相關增益。通常，相關增益比最大增益大約低2~4dB。所以，一般來說低噪聲放大器的增益確定應與系統的整機噪聲系數、接收機動態范圍等結合起來考慮。根據經驗，一般取值在15~20 dB較為合適。增益平坦度是指功率最大增益與最小增益之差，它用來描述工作頻帶內功率增益的起伏, 常用最高增益與最小增益之差，即△G(dB)表示。

　　3.穩定性

　　在微波電路設計中，放大器的穩定性設計是一個重要的考慮因素。其中，微波電路的穩定性可以用S參數來表示。如果電路的輸入或輸出端電阻為負電阻，二端口網路就可能發生振蕩。振蕩發生在輸入或輸出端反射系數大于1的條件下。(即IN>1或OUT>1)

　　在窄帶或寬帶應用中，通常情況下微波放大器在特定頻段都要面臨穩定性問題。一般來說，微波放大器的不穩定性主要由以下三個因素引起的。

　　(1) 晶體管周圍的內反饋。

　　(2) 晶體管周圍外部電路所引起的外反饋。

　　(3) 在工作頻段以外頻率點的過增益。

　　三、課題的準備情況及進度計劃

　　[1] 張利飛、汪海勇.低噪聲功率放大器的仿真設計[A].2009年微波毫米波會議論文集(下冊)[C]. 2009年

　　[2] 許永生.CMOS射頻器件建模及低噪聲放大器的設計研究[D],華東師范大學2006年

　　[3] 胡柳林.800MHz CMOS低噪聲功率放大器設計與仿真[D],哈爾濱工業大學,2006

　　[4] 金香菊.CMOS射頻C類低噪聲功率放大器研究與設計[D].電子科技大學,2007年

　　[5] 王振,喻志遠,雍正平,雷毅.C波段低噪聲功率放大器的設計[A],2009年微波毫米波會議論文集(下冊)[C],2009年

　　[6] 王云峰,李磊,梁遠軍,朱文龍,雙平衡支路低噪聲放大器的設計與測試[A],2009安捷倫科技節論文集[C],2009年

　　[7] 王瑞豐,唐仕明,張曉平, P波段低溫低噪聲功率放大器的設計與測量,2009安捷倫科技節論文集,2009年

　　[8] 鄭仁亮.OFDM超寬帶射頻收發器設計關鍵問題及單芯片實現[D],復旦大學,2009年

　　[9] 劉林濤.無源器件和電感電容振蕩器優化設計研究[D],哈爾濱工業大學,2009年

　　[10] 李斐.寬帶射頻接收機前端低噪聲放大器設計[D],北京交通大學,2011年

　　[11] 黃曉華.低噪聲射頻功率放大器的設計與優化[D],浙江大學,2010年

　　[12] 石超,孫保華,魏云飛,朱鋮.GPS接收機低噪聲放大器設計[J],2010年03期

　　[13] Bud Taddiken,Will Ezell Broodband Tunet On a Chip For Cable Modem,HDTV,and Legacy Analog Standards 2000

　　[14] 龍強.射頻CMOS功率放大器的研究與應用[D],西安電子科技大學,2007年

　　[15] 夏溫博,張曉林,宋丹.一種用于便攜式GPS接收機射頻芯片的低功耗低噪聲放大器[J],遙測遙控,2010年