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高频系统电子管功率放大电路的建模与仿真

发布时间:2019-05-25 20:06

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  10 kWPout=,5 %η=7,.6 kVVdc=7。出功率、工作效率以及阳极直流偏置电压其中Pout、η、Vdc分别为阳极输。阻Rin=200 Ω这里假设栅极输入电。

  模型以及输入输出匹配网络2.3 总体电路仿线 M,放的系统仿真原理图设计出整个末级功,了直流偏置其中包括,算的各级电压其值取前面计,用电阻代替负载直接。用瞬态仿真器在ADS中使,压和电流的时域波形得到负载上的输出电,均值计算取其平,:Voutm=5.7 kV则输出电压和电流峰值分别为,=3.4 AIoutm,Pout=9.7 kW由此计算出输出射频功率,标基本一致与设计指。和仿真可以看出从前面的建模,较理想结果比。联的过程中由于在级,耦合关系级间存在,仿真时并没有考虑到这在各个放大级独立,应和输出结果不一定很理想所以级联后整个系统的总响。出负载也是阻抗随时间变化的谐振腔文中所建立的功率放大器阳极的输,路都采用谐振腔且其输入输出回。此因,工作中在后续,构和参数进行优化需要对该模型的结,系统的仿线] CARTER R G另外要考虑功率放大器和谐振腔整个,s for particle acceleratorsReview of R.F. Power source,article acceleratorsRF engineering for p,RNCE,69-2721993:2.

  数据手册本文参考,公式为四极管建模选用适当的经验,据一致的仿真结果后在得到与厂家测试数,工作状态调整其,中的特性曲线得到实际应用。型的基础上然后在此模,输出匹配网络添加输入和,管功放电路模型建立完整的四极,号激励下的输出波形并仿真分析出有信。mg电子什么游戏好出分?

  领域中的是三极电子管首先被用于无线电通讯。子管发明后尽管三极电,播等产生了质的飞跃使无线电通讯、广,极和阳极之间存在着较大的过渡电容但其性能有诸多不足之处:首先是栅,频放大时用于高,生自激将产;难达到100倍以上其次是其放大倍数很。

  入电阻Rin=200 Ω变化为电源的标准内阻这里电子管输入匹配网络的功能有:将栅极的输;作频率101 MHz上将频率稳定在加速器的工。同时实现对阳极输出信号的滤波作用为了保证负载电阻得到最大功率的,出匹配网络需要一个输,配网络S参数仿真结果图5分别给出了输入匹,电路满足要求可以看出该。

  理同,输出匹配网络可设计仿真,结果同样满足要求得到的S参数仿真,现了阻抗变换和滤波的作用即输入输出网络都很好地实。

  到的各个参数根据上节所得,仿线中建立,来自式(1)Ip和Isp。手册一致的特性曲线为了仿真得到与数据,仿真界面中建立如上模型在ADS软件的原理图,加直流电源在各极增,栅极分别加入电流探针并在阳极、栅极和屏。中给出的两幅特性曲线图然后分别针对数据手册,5 kV)时的阳极电流特性曲线进行扫描对这特定的两个值(0.5 kV和1.2,极电压的扫描范围并设置适当的阳,测试曲线 M四极管的电路模型建立成功最后扫描得到的特性曲线与生产商提供的。

   郑国川[2],[M].福建:福建科学技术出版社李洪英.电子管功放设计和装调技术,27-402005:.

  极(或阳极)和栅极之间引入屏栅极四极管[2]就是在三极管中的板,的正电位加恒定,容与阴极相连并以较大的电,处于阴极电位使其在高频时,的屏蔽作用保证完善。极的作用根据屏栅,加速飞向阳极帮助电子流,正极性电压其必然带有,mg电子什么游戏好出分?量少吸收电子为了使其尽,子流加速只对电,都低于阳极电压一般屏栅极电压。意图如图1所示典型四极管示。

  ac公司生产的水冷四极管101 M高频系统的电子管末级功放选用Eim,类(接近乙类)工作方式为甲乙,地接法采用阴,0 kW的连续波要求最高可输出1。

  的CYCHU-10高频系统华中科技大学电气学院研发,01 MHz中心频率为1,出功率为10 kW其功率放大器的输,频率以及负载能力的限制考虑到固态放大电路的,作为末级放大电路这里采用四极管。

  方式受控于栅极电压阳极电流以非线性的,阴极来说相对于,其吸收电子带来热耗散栅极处于负电压以防止。电路中的接法按照电子管在,极和共栅极两种可以分为共阴,用分布参数的谐振腔其输入输出回路采,频的作用起到选。选用水冷或者风冷阳极的散热方式常。甲类、乙类和丙类其工作方式也分为。

  求得阳极输入直流功率根据已知条件很容易,out=13.3 kW则输入的电源直流功率P,m=7.0 A峰值电流Ip;分别找到负载线上两组不同的Vp、Ip和Vg值然后在图4中Vs=1.6 kV的特性曲线上;1]介绍的数值方法再采用参考文献[,直流和一次谐波分量的值计算得到阳极电流中的,率的值分别为16.0kW和9.4kW并依此计算得到直流功率和射频信号功,η=59.2 %从而得出实际效率,t=1.7 Ω输出电阻Rou。

  功率放大器类型主要有固态电路和线]回旋加速器高频(RF)系统中采用的。者场效应管作为放大元件前者采用双极型晶体管或,较高功率传输多级并联实现,高可靠性等优点具有高稳定性、,容易受到限制但其工作频率。极管和束调管两种真空管主要有四,流的作用获得信号放大利用电场对真空中电子,、承受负载的能力强真空电子管造价低,大的范围变化允许负载在较,用环流器可以不使,普通的晶体管线性度也优于,率的应用场合适合于大功,需要高压电源和较大的推动功率等缺点但也具有体积大、功耗大、寿命短、。

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