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[導(dǎo)讀]分析了射頻識(shí)別電路中高頻功放的特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上提出了一種新型的高頻功放電路,并對(duì)他的工作原理進(jìn)行了分析。

射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的一種先進(jìn)的識(shí)別技術(shù),經(jīng)過十幾年的發(fā)展,已在各行各業(yè),尤其是電子信息行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),他通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無需人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境。射頻識(shí)別系統(tǒng)由閱讀器和應(yīng)答器(標(biāo)簽)構(gòu)成。當(dāng)他工作時(shí),閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào),當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量,發(fā)送出自身編碼等信息被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理。高頻功率放大器是閱讀器的關(guān)鍵部件,主要功能是對(duì)標(biāo)簽信號(hào)的返回信號(hào)進(jìn)行功率放大。

1 工作原理
  圖1為射頻識(shí)別電路中的高頻功率放大器原理框圖。13.56 MHz輸入方波信號(hào)經(jīng)功率放大器放大輸出一個(gè)方波信號(hào),再經(jīng)過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)一部分在天線負(fù)載產(chǎn)生高頻輸出交流電壓,從天線發(fā)射出去。另外一部分通過檢波電路解調(diào)出有用信號(hào)輸出。

  

    圖2為高頻功率放大器的電路圖。
  各項(xiàng)參數(shù)如下:
 

2 單元電路設(shè)計(jì)
  (1)選擇丙類放大電路如圖3所示。
  高頻諧振功率放大器電路可以工作在A類,B類或C類狀態(tài)。相比之下C類諧振功放的失真雖不及A類和B類大,但C類適用于輸入信號(hào)比較大、輸出功率大、效率高,節(jié)約能源的環(huán)境下,因此,在大功率射頻功放電路中經(jīng)常使用。
  具體參數(shù)如下:
 ?、俅_定功率放大器最佳負(fù)載:
  設(shè)晶體管飽和電壓為1 V,則:

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 ?、诟哳l扼流圈電感量計(jì)算,扼流圈的電感量應(yīng)遠(yuǎn)大于放大器的等效負(fù)載,?。?/font>


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  集電極與發(fā)射極擊穿電壓URCEO≥2VCC,即:
  URCEO≥18 V
  所以選用三極管3DA106A型。

  

   (2)阻抗變換網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。

  

   選用阻抗變換網(wǎng)絡(luò)主要有2個(gè)作用:
  ①濾波作用 可以濾除高頻脈沖電流中的諧波分量只輸出要求信號(hào)頻率的電壓和功率。
 ?、谧杩蛊ヅ渥饔谩⊥ㄟ^振蕩回路阻抗的調(diào)節(jié),可使振蕩回路呈現(xiàn)高頻功率所要得最佳阻抗值,從而使高頻功放以高效率輸出最大功率。
  通過并聯(lián)L1 C1回路實(shí)現(xiàn)諧振、選頻濾波,LC諧振回路工作頻率變化不大,帶寬范圍相對(duì)很窄,一般選頻放大器的頻帶Δf與中心頻率f0之比從百分之零點(diǎn)幾到百分之十左右可知,取Δf/f0=1%,則:
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   對(duì)應(yīng)品質(zhì)因數(shù):
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  由于流過負(fù)載RL上的電流為:
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  其次考慮阻抗變換采用高通L網(wǎng)絡(luò)將50Ω負(fù)載變換為放大器要求的最佳負(fù)載10.7Ω,則:

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  完整的電路圖中L是電感L1與L2并聯(lián)的總電感
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  滿足上一步對(duì)時(shí)間常數(shù)的要求。

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3 諧振電路的調(diào)整和測(cè)試方法
  諧振電路的調(diào)整有2種方法:逐點(diǎn)法和掃頻法。本文采用逐點(diǎn)法,以高頻信號(hào)發(fā)生器為信號(hào)源,用示波器或電壓表等測(cè)試儀器直接接線測(cè)試。測(cè)試電路如圖6所示。

  

  將信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率置于fi=13.56 MHz輸出Vi=15 V,調(diào)可變電容C2,使回路發(fā)生諧振,即超高頻毫伏表的指示值達(dá)到最大,回路處于諧振狀態(tài),可調(diào)試諧振頻率。
  幅頻特性的調(diào)試方法為:
  當(dāng)中心頻率調(diào)整后,就可測(cè)試諧振電路的頻率特性,保持輸入信號(hào)不變,在諧振頻率f0兩旁逐點(diǎn)改變信號(hào)頻率,用示波器或高頻毫伏表測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓U0,計(jì)算出各點(diǎn)的任意頻率下的單位諧振函數(shù),指出諧振曲線,從曲線上即可求出2Δf0.7和2Δf0.1。
  如果2Δf0.7窄了,可以通過調(diào)整阻尼電阻R使之變小,從而增加輸入損耗使Δf0.7變寬。

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