射频宽带放大器 （D题）
摘要
射频宽带放大器是目前功率放大器的主要发展趋势，实现方案多种多样，如采用E-PHEMT晶体管（ATF-55143）器件模型和其他元件模型设计，LQ801宽带功率晶体管，由于实验室条件有限以及要结合课堂学以致用，考虑到射频宽带放大器的频带较宽的情况下，端口阻抗变化比较大，使得宽带放大器的匹配电路以功率匹配为主，本设计采用了集成块UPC1651,3DA87A高频大功率管，频率漂移小的三极管C9018 和由L和C构成的T型基本网络组成输入匹配网络， 在输入匹配网络方案的比较中，因为传输线变压器要自行绕制磁环，以及磁环的磁通在功率较大时会出现饱和，以致大信号时等效L下降，功率送不过去以及T型网络较熟知，所以我们选择了型基本网络构成的输入匹配网络，整个电路分为三个模块，前级阻抗匹配和功率放大电路、中间级带宽变换部分、后级高频放大部分组成，在设计中合理设计了测试点。本设计涉及到Multisim 12.0,DXP软件的应用，用Multisim 12.0,对各个模块电路进行了仿真，仿真表明设计方案符合要求，用DXP软件进行了PCB板的生成，利用PCB雕刻技术完成了PCB板的制作，最后进行了安装调试。
1
关 键 词UPC1651 3DA87A C9018 1 方案比较与选择 1.1输入匹配网络方案比较
输入匹配网络的比较可有多种方案完成，例如 方案一：T型基本网络构成的输入匹配网络
由电感和电感搭接，最容易实现，在理论分析中也容易计算，可以找到设计电路 所需电感电器件，具有可行性。 方案二：传输线变压器
传输线变压器在设计中有两点必须注意，一是源阻抗，负载阻抗和传输线阻抗的匹配关系，二是输入端和输出端在规定的连接和接地方式下应用，因此，在设计中采用1:4传输线变压器且用高u低耗的高频磁环，高频磁环必须自行绕制，磁环的磁在功率较大时会出现饱和，以致大信号时等效L下降，功率送不过去
综上所述，系统将采用方案 一，采用这种方案可以利用实验室的有限条件， 达到设计目的。
1.2 频带内增益起伏控制方案比较
频带内增益起伏控制的比较可有多种方案完成，例如 方案一：补偿匹配
频率补偿网络会使放大电路的输入或者输出的驻波系数VSWR增加不利于前级 和后级电路的设计。 方案二：负反馈
负反馈使放大器的功率增益大幅度降低，但对放大器的众多性能都有改进但反馈越 深，改进的性能越好。
综上所述，系统将采用方案 二 采用这种方案可以更快更简易的实现设计。
1.3 射频宽带放大的核心部件选择 方案一、E-PHEMT晶体管
方案二、LQ801宽带功率晶体管 方案三、UPC1651
综上所述，系统将采用方案三，因为实验室只有 UPC1651
2 理论分析与计算
2
3
整个系统可由三部分组成，前级阻抗匹配和功率放大电路、中间级带宽变换部
分、后级高频放大部分
3.2 原理图
3.3 由DXP生成的PCB图
4
4 设计技巧
L4与R6并联是为了减小Q值，增大带宽 为解决电容缺货采用多电容并联 设置了合适的测试点 某些电感自行绕制
在输出口并联电感，调整输出阻抗 5 测量方法及测量结果 5.1 测试方案及测试条件
5
6
5.2 测试条件
5.2..1测试仪器仪表：
1、BT-3DIII 频率特性测试仪 2、TC2270A 高频数显毫伏表 3、SG1052S 高频信号发生器 4、UTD2025C 数字示波器
5、KH-DD型 交流数字毫伏表（10HZ-2MHZ） 6、VC9808A 数字万用表 7、YB1601 低频信号发生器 8、YB4340C 双踪示波器 9、扫频仪
5.3 测试结果
7
6 结论
6.1作品达到的标准
经过三天的设计与调试，电路基本成型。由于地区僻远，条件有限，最终达到了部分 要求，还有一些发挥部分。
测得电压增益Av=40，输入电压有效值Ui《58mv。 放大器输入阻抗 50 Ω，输出阻抗 50 Ω。
6.2存在的问题及改进措施 问题
干扰比较大，存在失真。除了UPC651芯片直接稳定的放大，分立元件组 的前级和后级放大不理想，干扰大。
改进
如果再有时间，会把电路进一步优化，减少干扰, 放大器各级电路加入磁珠和电容滤 波磁珠可滤除电流上的高频毛刺，电容滤除较低频率的干扰，它们配合在一起可较好地 滤除电路上的串扰：我还会重新設计输入输出的放大级，并且要在焊接电路之前认真并 耐心用multism仿真并设计无误后在进行焊接电路。
8
参考文献：
《高频电子线路》，阳昌汉主编，北京：高等教育出版社，2006年 《常用电子元器件简明手册》，沈任元 吴勇主编 机械工业出版社，2011年 《电路设计与仿真》，杨欣 王玉凤 刘湘黔 编著 清华大学出版社 2011年 《全国大学生电子设计竞赛技能训练.2版.》黄智伟 北京航空航天大学出版社，2011. 《全国大学生电子设计竞赛制作实训.2版. 》黄智伟 北京航空航天大学出版社，2011. 《射频与微波功率放大器设计》 张玉兴,赵宏飞等译 电子工业出版社,2006.4. 《射频功率放大器电路设计》 黄智伟 西安电子科技大学出版社,2009.1
附录：
附1：元器件明细表
9
2：仪器设备
1、BT-3DIII 频率特性测试仪 2、TC2270A 超高频数显毫伏表 3、SG1052S 高频信号发生器 4、UTD2025C 数字示波器
5、KH-DD型 交流数字毫伏表（10HZ-2MHZ） 6、VC9808A 数字万用表 7、YB1601 低频信号发生器 8、YB4340C 双踪示波器 9、扫频仪
10
附
射频宽带放大器 （D题）
摘要
射频宽带放大器是目前功率放大器的主要发展趋势，实现方案多种多样，如采用E-PHEMT晶体管（ATF-55143）器件模型和其他元件模型设计，LQ801宽带功率晶体管，由于实验室条件有限以及要结合课堂学以致用，考虑到射频宽带放大器的频带较宽的情况下，端口阻抗变化比较大，使得宽带放大器的匹配电路以功率匹配为主，本设计采用了集成块UPC1651,3DA87A高频大功率管，频率漂移小的三极管C9018 和由L和C构成的T型基本网络组成输入匹配网络， 在输入匹配网络方案的比较中，因为传输线变压器要自行绕制磁环，以及磁环的磁通在功率较大时会出现饱和，以致大信号时等效L下降，功率送不过去以及T型网络较熟知，所以我们选择了型基本网络构成的输入匹配网络，整个电路分为三个模块，前级阻抗匹配和功率放大电路、中间级带宽变换部分、后级高频放大部分组成，在设计中合理设计了测试点。本设计涉及到Multisim 12.0,DXP软件的应用，用Multisim 12.0,对各个模块电路进行了仿真，仿真表明设计方案符合要求，用DXP软件进行了PCB板的生成，利用PCB雕刻技术完成了PCB板的制作，最后进行了安装调试。
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关 键 词UPC1651 3DA87A C9018 1 方案比较与选择 1.1输入匹配网络方案比较
输入匹配网络的比较可有多种方案完成，例如 方案一：T型基本网络构成的输入匹配网络
由电感和电感搭接，最容易实现，在理论分析中也容易计算，可以找到设计电路 所需电感电器件，具有可行性。 方案二：传输线变压器
传输线变压器在设计中有两点必须注意，一是源阻抗，负载阻抗和传输线阻抗的匹配关系，二是输入端和输出端在规定的连接和接地方式下应用，因此，在设计中采用1:4传输线变压器且用高u低耗的高频磁环，高频磁环必须自行绕制，磁环的磁在功率较大时会出现饱和，以致大信号时等效L下降，功率送不过去
综上所述，系统将采用方案 一，采用这种方案可以利用实验室的有限条件， 达到设计目的。
1.2 频带内增益起伏控制方案比较
频带内增益起伏控制的比较可有多种方案完成，例如 方案一：补偿匹配
频率补偿网络会使放大电路的输入或者输出的驻波系数VSWR增加不利于前级 和后级电路的设计。 方案二：负反馈
负反馈使放大器的功率增益大幅度降低，但对放大器的众多性能都有改进但反馈越 深，改进的性能越好。
综上所述，系统将采用方案 二 采用这种方案可以更快更简易的实现设计。
1.3 射频宽带放大的核心部件选择 方案一、E-PHEMT晶体管
方案二、LQ801宽带功率晶体管 方案三、UPC1651
综上所述，系统将采用方案三，因为实验室只有 UPC1651
2 理论分析与计算
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整个系统可由三部分组成，前级阻抗匹配和功率放大电路、中间级带宽变换部
分、后级高频放大部分
3.2 原理图
3.3 由DXP生成的PCB图
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4 设计技巧
L4与R6并联是为了减小Q值，增大带宽 为解决电容缺货采用多电容并联 设置了合适的测试点 某些电感自行绕制
在输出口并联电感，调整输出阻抗 5 测量方法及测量结果 5.1 测试方案及测试条件
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5.2 测试条件
5.2..1测试仪器仪表：
1、BT-3DIII 频率特性测试仪 2、TC2270A 高频数显毫伏表 3、SG1052S 高频信号发生器 4、UTD2025C 数字示波器
5、KH-DD型 交流数字毫伏表（10HZ-2MHZ） 6、VC9808A 数字万用表 7、YB1601 低频信号发生器 8、YB4340C 双踪示波器 9、扫频仪
5.3 测试结果
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6 结论
6.1作品达到的标准
经过三天的设计与调试，电路基本成型。由于地区僻远，条件有限，最终达到了部分 要求，还有一些发挥部分。
测得电压增益Av=40，输入电压有效值Ui《58mv。 放大器输入阻抗 50 Ω，输出阻抗 50 Ω。
6.2存在的问题及改进措施 问题
干扰比较大，存在失真。除了UPC651芯片直接稳定的放大，分立元件组 的前级和后级放大不理想，干扰大。
改进
如果再有时间，会把电路进一步优化，减少干扰, 放大器各级电路加入磁珠和电容滤 波磁珠可滤除电流上的高频毛刺，电容滤除较低频率的干扰，它们配合在一起可较好地 滤除电路上的串扰：我还会重新設计输入输出的放大级，并且要在焊接电路之前认真并 耐心用multism仿真并设计无误后在进行焊接电路。
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参考文献：
《高频电子线路》，阳昌汉主编，北京：高等教育出版社，2006年 《常用电子元器件简明手册》，沈任元 吴勇主编 机械工业出版社，2011年 《电路设计与仿真》，杨欣 王玉凤 刘湘黔 编著 清华大学出版社 2011年 《全国大学生电子设计竞赛技能训练.2版.》黄智伟 北京航空航天大学出版社，2011. 《全国大学生电子设计竞赛制作实训.2版. 》黄智伟 北京航空航天大学出版社，2011. 《射频与微波功率放大器设计》 张玉兴,赵宏飞等译 电子工业出版社,2006.4. 《射频功率放大器电路设计》 黄智伟 西安电子科技大学出版社,2009.1
附录：
附1：元器件明细表
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2：仪器设备
1、BT-3DIII 频率特性测试仪 2、TC2270A 超高频数显毫伏表 3、SG1052S 高频信号发生器 4、UTD2025C 数字示波器
5、KH-DD型 交流数字毫伏表（10HZ-2MHZ） 6、VC9808A 数字万用表 7、YB1601 低频信号发生器 8、YB4340C 双踪示波器 9、扫频仪
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附