氣動無線供電系統(tǒng)的超寬帶功率放大器的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著科技的發(fā)展，氣動技術(shù)因其清潔安全、成本低廉、高速高效等優(yōu)點已逐漸成為生產(chǎn)現(xiàn)場重要的自動化手段。然而隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場的自動化技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，氣動無線供電系統(tǒng)也因此應(yīng)運而生。氣動無線供電系統(tǒng)能夠有效解決氣動技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場因?qū)Ь€、電源所帶來的限制，對氣動系統(tǒng)的現(xiàn)場布局、維護等方面都有重大意義。在氣動無線供電系統(tǒng)中功率放大器有著極其重要的地位，其性能很大程度決定了氣動無線供電系統(tǒng)的傳輸效率、帶載能力以及

2、適用范圍，對實現(xiàn)氣動系統(tǒng)的完全無線化不可或缺。
　　本文以磁耦合諧振式為氣動無線供電系統(tǒng)的技術(shù)路徑，以超寬帶功率放大器為研究對象。通過分析氣動無線供電系統(tǒng)對輸出功率、工作帶寬以及線性度等指標的要求，結(jié)合各類型功放的特點，最終選用了AB類寬帶推挽功率放大器作為本課題的功放設(shè)計類型。根據(jù)輸入功率的大小與輸出功率的要求，確定該功放的級數(shù)為兩級；應(yīng)用傳輸線理論、二端口 S參數(shù)、阻抗匹配的斯密斯圓圖以及傳輸線變壓器等理論與技術(shù)方案進行電路設(shè)

3、計；選擇了集總參數(shù)元件與傳輸線變壓組合的形式作為功放的阻抗匹配方案；確定了合理的直流偏置電路、負反饋網(wǎng)絡(luò)以及對應(yīng)的濾波電路，完成了超寬帶功放的原理圖設(shè)計。
　　本文利用ADS射頻仿真軟件進行電路仿真，分析了電路的輸出功率、線性度、穩(wěn)定性以及增益等指標，驗證了設(shè)計的可行性。完成了超寬帶功率放大器的設(shè)計與制作，系統(tǒng)地測試了功放的各個指標：其輸出端能夠輸出100W以上的功率，且能夠兼顧良好的線性度；工作帶寬為2MHz-50MHz，跨越4