125 kHz 射頻功率放大電路設計與研究

摘要 射頻功率放大器（RFPA）是各種無線發射機的重要組成部分。在發射機的前級電路中，調制振蕩電路所產生的射頻信號功率很小，為了獲得足夠大的射頻輸出功率，必須采用射頻功率放大器。射頻功率放大器在軍事和個人通信系統中的地位非常重要，使得功率放大器的研制變得十分重要。因此對該課題的研究具有非常重要的意義。
 本文在研究諧振回路及電感耦合的基礎上設計幾款功率放大器并采用Multisim軟件進行仿真。宋體，小四
 
 關鍵詞（黑體，小四）：功率放大器；LC諧振回路；電路仿真（宋體，小四）
Abstract（Times New Roman，三號）
  RFPA  is an important part of
 Based on the study inductively coupled resonant circuit and design several power amplifiers and using Multisim simulation software. Progressive approach to the order in accordance with article writing, the first principle of the amplifier ,discussed in detail the working principle of resonant circuit.and introduced the total class of the amplifier, and then independenlly, the deficiencies in the design of the circuit was analyzed and summarized.
 Times New Roman，小四
 
 Key words（Times New Roman，加粗，小四）：Power Amplifier ; Circuit simulation （Times New Roman，小四）

目錄
聲明 III
摘要 IV
Abstract V
第1章 緒論 1
1.1射頻技術概述 1
1.2射頻功率放大器概述 1
1.3課題目的 2
1.4應用及發展 2
第2章 放大器原理 3
2.1 串聯諧振電路 3
2.2 放大器的分類及區別 4
2.2.1 A類功率放大器 4
2.2.2 B類功率放大器 5
2.2.3 C類功率放大器 6
2.2.4 D類功率放大器 6
2.3 主要技術指標 7
2.3.1輸出功率 7
2.3.2效率 7
第3章 功率放大器的設計 9
3.1 B類功率放大器的設計 9
3.1.1元器件的選擇 9
3.1.2技術指標的值 11
3.2 D類功率放大器的設計 11
3.2.1 LC諧振回路 12
3.2.2輸入回路 12
3.2.3技術指標的值 12
3.3 E類功率放大器的設計 13
3.3.1設計思想 13
3.3.2參數的計算 14
3.3.3技術指標的值 15
第4章 仿真比較及選擇 16
4.1 仿真軟件的選擇 16
4.2 仿真結果 16
4.2.1 B類仿真結果 16
4.2.2 D類仿真結果 17
4.2.3 E類仿真結果 18
4.3 功率放大器的選擇 19
第5章 總 結 20
參考文獻 21
致謝 22

第1章 緒論(黑體，三號，標題1)
1.1概述（黑體，小四）
 主要是通過電感耦合的方式進行工作, 也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用.通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流,可作供電電壓使用. 磁場區域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。高頻(工作頻率為13.56MHz) 的感應器不再需要線圈進行繞制，可以通過腐蝕活著印刷的方式制作天線。感應器一般通過負載調制的方式進行工作。也就是通過感應器上的負載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發生變化，實現用遠距離感應器對天線電壓進行振幅調制。如果人們通過數據控制負載電壓的接通和斷開，那么這些數據就能夠從感應器傳輸到讀寫器[1]。
 宋體，小四，1.5倍行距
1.2功率放大器概述
 條形碼在掃面時，掃描器中就需要有功率放大電路，在超市出入口時我們也要經過RFID系統的掃描，還有員工上下班需要掃描門禁卡，這些在生活中都會出現的場景都離不開RFID的閱讀器，像去年的世博會中，我們從進出地鐵站中都有安檢，那些器件中就有功率放大器，它能使儀器隔開一段距離識別乘客身上是否含有違禁物品，而RFID系統能接收到這些信號都離不開閱讀器中的功率放大電路。
第2章 放大器原理
2.1 串聯諧振電路
 射頻放大電路是射頻通信電路中的一種基本電路。電感耦合方式的基礎是電感電容（LC）諧振回路和電感線圈產生的交變磁場，它是射頻卡工作的基本原理。
 1．電路組成[3]
 由電感線圈L和電容器C組成的單個諧振回路，稱為單諧振回路。信號源與電感線圈和電容器串接，就構成了串聯諧振回路。如圖2.1所示，是電感線圈L損耗的等效電阻，是信號源的內阻，是負載電阻，回路總電阻值。

圖 2.1 串聯諧振回路（黑體，5號）
 若外加電壓為，則回路電流為：
                                    （2.1）

  （b）
圖2.3  B類射頻功率放大電路的波形
（a）波形圖   （b）B類功率放大器電路結構

第3章 功率放大器的設計
 提高了功率放大器的輸出功率則可以增加使用的距離，根據第2章中對各類放大器的區別比較，結合本次課題目的、根據輸出功率還有效率的要求，我們暫定選擇B類、D類、E類功率放大器進行設計和對仿真結果比較。
3.1 C類功率放大器的設計
 當晶體管加入合適的靜態偏置電流那么我們可得求出靜態工作點Q，并且有，結合圖3.1 晶體管的輸出特征曲線可知的位于晶體管的截止區，則它能放大半個周期的信號，這符合B類功率放大器的特點。

圖3.1 晶體管2N2907的輸出特性曲線

第4章 仿真比較及選擇
4.1 仿真軟件的選擇
 在仿真的時候我們首先要確定的是在電路當中我們輸入的信號均為125 kHz的信號源，并且電路的電壓統一為9V，只有在條件一樣的環境下我們才能比較出不同類型的功率放大器存在的差異，也才能選擇出一款效率高，實用方便的放大器。
 為了能更直觀的比較，我們將相關數據制成表4.1
表4.1 相關指標的值（黑體，五號）
表格中用：宋體，五號
 品質因數 Q 效率  輸出功率 dB 幅值
B 類 127 78.5% 3.6796 15mV
D 類 127.28 84.44% 34.1943 460V
E 類 127 84.82% 17.99 36.07V
 
第5章 總結
 在發射機的前級電路中，調制振蕩電路所產生的射頻信號功率很小，需要經過一系列的放大，獲得足夠的射頻功率以后，就能饋送到天線上輻射出去。
 
參考文獻
顧墨琳, 林守遠. 微波集成電路技術回顧與展望. 微波學報, 2000, 16(3): 278～289
中文，楷體，5號
Eceleston K W. Port match optimization of low noise amplifier,microwave and optical     teelmology letters, 2000, 27(5): 321—323
英文，Times New Roman，5號
各類參考文獻的著錄格式見附件“各類參考文獻的著錄格式.doc”
致謝
 這次畢業論文的即將完成，作為一名上海商學院2011屆即將畢業的本科畢業生，心情激動。首先感謝母校，上海商學院這些年來對我的培養和幫助，為我的大學生活提供了良好的環境。