直流小信号放大电路设计
小信号谐振放大电路
小信号谐振放大电路小信号谐振放大电路是一种常见的电路结构，用于放大小信号。
在电子领域中，信号的放大是非常重要的，因为很多时候我们需要将微弱的信号放大到能够被设备或仪器检测和处理的程度。
小信号谐振放大电路正是为了满足这个需求而被设计出来的。
让我们来了解一下什么是小信号。
小信号是一种幅度较小的信号，其振幅通常在微伏至几毫伏之间。
小信号的特点是频率较高，而且其振幅与时间无关。
这与我们平常所说的大信号是有所不同的，大信号通常是指振幅较大的信号。
谐振放大电路的设计目的是为了放大小信号，同时保持信号的形状和频率不发生变化。
为了实现这一目标，谐振放大电路通常由三个主要部分组成：谐振电路、放大电路和反馈电路。
谐振电路是谐振放大电路的核心部分，它由电感和电容组成。
电感和电容的选择要根据信号的频率来确定，以保证电路能够在特定频率下产生谐振。
谐振电路的作用是使得电路在特定频率下具有最大的响应，从而放大信号。
放大电路是谐振放大电路的另一个重要组成部分，它通常由晶体管或运放等放大器件组成。
放大器件的选择要根据信号的幅度和功率要求来确定。
放大电路的作用是将输入的小信号放大到所需的幅度，同时保持信号的形状和频率不变。
反馈电路是谐振放大电路的最后一个组成部分，它通过将部分输出信号反馈到输入端，以实现放大电路的稳定性和线性度。
反馈电路的作用是减小放大电路的非线性失真和增加电路的稳定性。
谐振放大电路的工作原理是信号经过谐振电路进入放大电路进行放大，然后通过反馈电路将部分输出信号再次输入到放大电路中。
这种反馈机制可以使得电路的增益和频率响应更加稳定，同时减小非线性失真。
小信号谐振放大电路在实际应用中有着广泛的应用。
例如，在无线通信系统中，小信号谐振放大电路被用于放大接收到的微弱信号，以便进行后续的信号处理。
在音频放大器中，小信号谐振放大电路被用于放大音频信号，以驱动扬声器产生声音。
此外，小信号谐振放大电路还被广泛应用于科学研究、医疗设备和工业控制等领域。
电路基础原理简介电路的小信号模型和放大器设计
电路基础原理简介电路的小信号模型和放大器设计电路基础原理简介、电路的小信号模型和放大器设计电路是电子技术的基础，也是现代社会中各种电子设备的基本组成部分。
了解电路的基础原理以及掌握电路的小信号模型和放大器设计是电子工程师的基本技能。
本文将简要介绍电路的基础原理，并重点讨论电路的小信号模型和放大器设计。
一、电路基础原理简介电路是由电子元件（例如电阻、电感、电容）和电子器件（例如二极管、晶体管）组成的。
在电路中，电流和电压是最基本的物理量。
欧姆定律指出电流与电压之间的关系为I=V/R，其中I为电流，V为电压，R为电阻。
通过欧姆定律，我们能够计算电路中的电流和电压。
二、电路的小信号模型电路的小信号模型是用于描述电路中小信号行为的模型。
在电路工程中，我们通常关注的是电路中微弱的变化，例如输入信号的微小变化引起的输出信号的微小变化。
因此，我们只需要考虑电路在直流工作点附近的小信号行为。
以晶体管为例，晶体管的小信号模型由三个参数描述：输入阻抗Zin、输出阻抗Zout和电流放大倍数β。
输入阻抗描述了输入信号与晶体管之间的阻抗匹配情况；输出阻抗描述了晶体管与负载之间的阻抗匹配情况；电流放大倍数描述了晶体管将输入信号放大多少倍。
三、放大器设计放大器是电子器件，用于将输入信号放大。
它在电子设备中广泛应用，例如音频放大器、射频放大器等。
放大器的设计是电路工程中的重要部分，它涉及到电路的稳定性、频率响应和失真等问题。
放大器设计的首要任务是选择适当的放大器类型。
常见的放大器类型包括共射放大器、共基放大器和共集放大器。
这些放大器类型各有特点，适用于不同的应用场景。
此外，放大器设计还需要考虑电路的稳定性。
电路的稳定性是指在不产生自激或者发散的情况下，电路能够保持所需的功能。
为了提高电路的稳定性，我们需要采取一系列措施，例如增加反馈电路、控制增益等。
最后，放大器设计还需要考虑电路的频率响应和失真。
频率响应描述了放大器在不同频率下的增益情况，失真则描述了输入信号经过放大器后可能引起的波形畸变。
宽带直流放大器设计报告
宽带直流放大器第三组：陈吉洋、杨在然、周佳佳本设计以超低功耗单片机STM32为控制核心，通过可控增益放大器AD603与OPA642分别实现信号增益的调节和末级的功率放大，在0～10M带宽范围内的小信号进行有效放大，实现增益0dB～100dB 范围内的步进程控可调和手动连续可调，最大不失真输出电压有效值达10V。
系统主要由六个模块组成:直流稳压源、前置缓冲电路、可控增益放大电路、滤波器模块、功率放大模块和控制与显示模块。
本设计在前置缓冲电路对信号进行初步处理，减小后续模块中的噪声来源，同时在后级放大电路中利用软件对后级放大器电路进行补偿，把系统的失调和漂移抑制在较低的限度之内。
关键词：可控增益放大器功率放大带宽一、系统方案论证1.总体方案论证分析放大器设计要求的指标，带宽和增益要求高，放大器带宽为10MHz 以上，增益在0dB～60dB之间可调，并且要求能够在50Ω的负载提供有效值为10V 的正弦波输出。
针对上述特点，我们将整个放大器分为五个模块：前置缓冲级，增益可调的中间放大级，末级功率放大级，控制显示电路和直流稳压电源。
系统整体框图如图1所示。
其中难点是增益可调放大级和末级功率放大级，下面对这两个部分的方案分别进行设计论证。
图1、系统整体框图2.1放大器的论证与选择方案一：单运放电路。
简单的测量放大器是由仪器放大器和可变增益放大器级联而成，该放大电路的优点是电路简单，易于实现，但其零漂很大，放大精度也差。
方案二：精密斩波稳零电路。
精密斩波稳零运放具有更加理想化的性能指标，一般情况下不需要调零就能正常工作，大大提高了精度，但其带宽很小，难以满足设计要求。
方案三：模拟增益可编程运放电路。
使用微控制器控制模拟增益可编程运放可以灵活的实现增益的步进，同时可以实现比较大的增益，但其结构和指令比较复杂，开发周期较长。
方案四：多级运放电路。
应用多级运放可以得到很大的增益，并且对单个运放的性能要求较低，系统总增益等于各运放增益的和，可以将信号放大和功率放大分开处理；带宽也比较好控制，可以选择多种耦合方式，充分的发挥出电路的性能；电路结构也比较简单。
小信号放大电路图详解
小信号放大电路图详解小 信号放大一直是电子设计竞赛经久不衰的题目，也是工程师们设计电路时经常遇到的问题。
作者历经小信号放大的血泪史，介绍了小信号放大中的集成芯片放大电 路、滤波器电路和分立元件放大器，有详细的电路图讲解哦！其中LC无源滤波器的软件设计、仿真以及硬件制作流程也合适很多其他电路设计。
第一部分：集成芯片放大器电路图讲解不知有多少童鞋知道TI公司的LHM6624。
这个芯片对于作者来说那是福星一枚。
其主要技术指标如下：Single/Dual Ultra Low Noise Wideband Operational Amplifier（单/双电源低噪声宽带小信号放大器）；其增益带宽积在单电源供电时可达1.5GHz，双电源供电时可达1.3GHz；供电电压双电源 （± 2.5V to ± 6V）单电源（+5V to +12V）；摆率（Slew rate） 350V/μs增益为10dB(AV = 10)时摆率400V/μs；输入噪声0.92nV/；输入失调电压典型值700uV 。
应用电路图如下：其中双电源供电±5V，C12，C13作用是电源滤波，即稳压；输入阻抗为50W；输出信号峰峰值可至8V（最好不要超过3V，因为大信号会出现非线性放 大）。
这是一个典型的同相放大器，放大倍数计算公式为AV=R14/R12，图中参数放大倍数20倍，即26dB。
值得注意的一点是电阻R16的作用：调 节零漂~如果对低频放大没什么特别需要的话，此处电阻R13，R16以及C11都可省略，但是如果想要放大直流信号的话，此处调节电路就十分有必要了。
模拟放大电路的电源滤波处理是十分有必要的，目的是防止高频模拟信号影响污染整个电源系统。
图中C12，C13在pcb中的位置要尽量靠近IC的电源入 口。
另外也可选择把磁珠（要求严格时可用电感，要求不高时可用100W电阻）和两个电容组成p形滤波电路， 这样可以把电源中的噪音滤得干干净净~2：滤波器滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两种，区别在于有没有外接电源。
实验一.小信号调谐放大器实验
c.改变扫频仪输出衰减使曲线的顶点正好与基准 同高，由衰减器衰减系数便知放大器的放大倍 数，显示的曲线为谐振放大器的幅频特性曲线， 由曲线可看出中心频率及通频带的数值。 5.当高频信号源输出Ui=10mV，m=30% 的调幅信号 加到放大器输入端时，用示波器观察输出波形, 测出输出信号的m值。
m m值的测量可用下述公式： A B 100 % A B
图1.小信号谐振放大器实验电路图如下：
QL
f0
B0.7
RL RP 0 L
kv
f
i
无阻尼电阻接入时(R=∞)的幅频特性曲线
接入阻尼电阻(R=3kΩ )时的幅频特性曲线
比较可以看出,接入阻尼电阻,放大器增益下降, 通频带展宽.
实验内容
1.为顺利完成本次实验，应先对电路作以仿真分 析，仿真时可完成下列内容： a:静态工作点对放大器的影响。 b: 阻尼电阻变化对放大器增益、带宽、品质因 数等的影响。 c：负载电阻的变化对放大器的影响。 2.测量并调整放大器的工作点：调Rw1使UEQ=2V,测 此时的工作点Q（UCEQ，ICQ）。※注意：测试时， 输入高频=0，ICQ值可用间接法获得。 3.用逐点测试法测试放大器的幅频特性曲线，并 算出增益、带宽及品质因数 测试条件：
f0
1
C
便于实现调试，C取47pF的固定电容和可调电容 5/22pF并联使用。 (4).工程估算 a.谐振增益 因 goe=200μ s, gp=1/ω 0LQ0=1/2π f0LQ0≈53.1μ S ∴G∑=n12goe+n22gL+gp≈353.1s ∴Av0=n1n2Yfe/GΣ ≈32或30dB b.通频带 由前知 QL=1/GΣ ω 0L≈106/(353.1×2×π ×15×2)≈1
小信号模型及电路分析
vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce
一般采用习惯符号 rbe= hie β = hfe ur = hre rce= 1/hoe
ib rbe vbe ur vce
ic
β ib
rce vce
注意： 注意： • H参数都是小信号参数，即微变参数或交流参数。 参数都是小信号参数， 参数都是小信号参数 即微变参数或交流参数。 • H参数与工作点有关，在放大区基本不变。 参数与工作点有关，在放大区基本不变。 参数与工作点有关 • H参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。 参数都是微变参数，所以只适合对交流信号的分析。 参数都是微变参数
2. 画出交流通路与小信号等效电路
ic + vce 交流通路
& Ib
v V&ii Rb
I& c & I b Rc
RL V&O
小信号模型分析共射极放大电路
3. 求电压增益 & I
b
I& c
& I b Rc
RL V&O
V&ii v
Rb
& & Vi = I b ⋅ rbe
& & Ic = β ⋅ Ib
& & VO = − I c ⋅ ( Rc // RL )
利用直流通路估算静态工作点利用交流通路及其小信号模型分析放大电路的电压增益输入电阻和输出电阻13共集电极电路和共基极电路共集电极电路求静态工作点ccce14共集电极电路和共基极电路画小信号等效电路200eq共集电极电路无法实现电压放大称为电压跟随器15共集电极电路和共基极电路16共集电极电路和共基极电路17共集电极电路和共基极电路输出电阻小带负载能力强同相18共集电极电路和共基极电路求静态工作点ccb2b1b2ccce19共集电极电路和共基极电路画小信号等效电路200eq20共集电极电路和共基极电路输入电阻共基极电路的输入电阻很小共基极电路的输入电阻很小21三种组态的比较三种组态的比较电压增益
小信号放大
现有的很多小信号放大电路都是由晶体管或MOS管的放大电路构成，其功率有限，不能把电路的功率做得很大。
随着现代逆变技术的逐步成熟，尤其是SPWM逆变技术，使信号波形能够很好地在输出端重现，并且可以做到高电压，大电流，大功率。
SPWM技术的实现方法有两种，一种是采用模拟集成电路完成正弦调制波与三角波载波的比较，产生SPWM信号；另一种是采用数字方法。
随着应用的深入和集成技术的发展，已商品化的专用集成电路（ASIC）和专用单片机（8X196/MC/MD/MH）以及DSP，可以使控制电路结构简化，集成度高。
由于数字芯片一般价格比较高，所以在此采用模拟集成电路。
主电路采用全桥逆变结构，SPWM波的产生采用UC3637双PWM控制芯片，并采用美国IR公司推出的高压浮动驱动集成模块IR2110，从而减小了装置的体积，降低了成本，提高了系统的可靠性。
经本电路放大后，信号可达3kV，并保持了良好的输出波形。
1 UC3637的原理与基本功能UC3637的原理框图如图1所示。
其内部包含有一个三角波振荡器，误差放大器，两个PWM比较器，输出控制门，逐个脉冲限流比较器等。
图1 UC3637原理框图UC3637可单电源或双电源工作，工作电压范围±（2.5～20）V，特别有利于双极性调制；双路PWM信号，图腾柱输出，供出或吸收电流能力100mA；逐个脉冲限流；内藏线性良好的恒幅三角波振荡器；欠压封锁；有温度补偿；2.5V阈值控制。
UC3637最具特色的是三角波振荡器，三角波产生电路如图2所示。
三角波参数按式（1）及式（2）计算。
I s=（1）f=（2）式中：V TH为三角波峰值的转折（阈值）电压；V s为电源电压；R T为定时电阻；C T为定时电容；I s为恒流充电电流；f为振荡频率。
图2 三角波产生电路UC3637具有一个高速、带宽为1MHz、输出低阻抗的误差放大器，既可以作为一般的快速运放，亦可作为反馈补偿运放。
小信号谐振放大电路
小信号谐振放大电路小信号谐振放大电路是一种常见的电子电路，用于放大特定频率的小信号。
它主要由谐振电路和放大电路组成。
我们来了解一下谐振电路。
谐振电路是由电感、电容和电阻组成的电路，具有特定的共振频率。
在共振频率附近，电路的阻抗较小，可以实现对特定频率信号的放大。
常见的谐振电路有LC谐振电路和RLC谐振电路。
在小信号谐振放大电路中，谐振电路起到选择特定频率的作用，将其他频率的信号滤除。
放大电路则对选定的频率信号进行放大。
放大电路通常采用晶体管或运放等器件。
在设计小信号谐振放大电路时，需要考虑以下几个关键因素。
首先是谐振频率的选择。
谐振频率由谐振电路中的电感和电容决定，可以通过调整电感和电容的数值来实现。
一般情况下，谐振频率应与输入信号的频率相匹配，以实现最大的放大效果。
其次是放大电路的设计。
放大电路的设计要考虑到放大倍数、频率响应和功率消耗等因素。
放大倍数越大，信号的放大效果越好；频率响应越平坦，输出信号失真越小；功率消耗越小，则电路效率越高。
为了保证电路的稳定性和可靠性，还需要考虑电路的偏置和稳定电源的设计。
偏置电路可以使放大电路在工作时保持稳定的工作状态，稳定电源则可以提供稳定的工作电压和电流。
小信号谐振放大电路具有广泛的应用。
在无线通信领域，它常被用于调频收音机、无线电发射机等设备中，用于接收和放大特定频率的无线信号。
在音频放大器中，它也被用于放大音频信号，提供更高的音质和音量。
总结起来，小信号谐振放大电路是一种用于放大特定频率信号的电路。
它由谐振电路和放大电路组成，通过谐振电路选择特定频率的信号，并通过放大电路对其进行放大。
在设计时需要考虑谐振频率的选择、放大电路的设计以及电路的稳定性和可靠性等因素。
小信号谐振放大电路在无线通信和音频放大等领域有着广泛的应用。
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直流小信号放大电路设计
1. 简介
直流小信号放大电路是一种用于放大微弱直流信号的电路，常用于传感器信号放大、音频放大等应用中。
本文将介绍直流小信号放大电路的设计原理、常见的电路拓扑结构以及参数计算方法。
2. 设计原理
直流小信号放大电路的设计原理基于三个关键概念：直流耦合、负反馈和放大器参数。
2.1 直流耦合
直流耦合是指通过一个电容将输入和输出端之间的直流分离开，使得输入和输出端可以采用不同的偏置点。
这样可以保证输入端不受到输出端偏置点的影响，并且避免了由于耦合电容引入的低频截止频率。
2.2 负反馈
负反馈是通过将一部分输出信号与输入信号相减，再加以适当增益后送回输入端，来抑制非线性失真并提高整体增益稳定性。
负反馈能够降低电路的非线性失真和频率响应波动，并提高输入和输出之间的线性关系。
2.3 放大器参数
在设计直流小信号放大电路时，需要考虑以下几个重要的参数：
•增益（Gain）：表示电路输出信号与输入信号之间的比例关系。
•输入阻抗（Input Impedance）：表示电路对输入信号源的负载能力。
•输出阻抗（Output Impedance）：表示电路对负载的驱动能力。
•带宽（Bandwidth）：表示电路能够放大的频率范围。
3. 常见的电路拓扑结构
直流小信号放大电路有多种常见的拓扑结构，其中包括共射放大器、共集放大器和共基放大器等。
3.1 共射放大器
共射放大器是一种常用的直流小信号放大电路，其特点是输入端与输出端都是以共射方式连接到晶体管。
这种拓扑结构具有较高的增益和较低的输出阻抗，适用于需要较高增益和较低输出阻抗的应用场景。
3.2 共集放大器
共集放大器是一种常见的直流小信号放大电路，其特点是输入端与输出端都是以共集方式连接到晶体管。
这种拓扑结构具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗，适用于需要较高输入阻抗和较低输出阻抗的应用场景。
3.3 共基放大器
共基放大器是一种常见的直流小信号放大电路，其特点是输入端与输出端都是以共基方式连接到晶体管。
这种拓扑结构具有较高的增益和较低的输入阻抗，适用于需要较高增益和较低输入阻抗的应用场景。
4. 参数计算方法
设计直流小信号放大电路时，需要根据具体要求计算各个参数值。
以下是常见参数的计算方法示例：
4.1 增益计算
根据所选取的拓扑结构不同，增益的计算方法也有所不同。
以共射放大器为例，其增益可以通过下述公式计算：
Gain = -gm * (Rc || RL)
其中，gm表示晶体管的跨导值，Rc表示集电极负载电阻，RL表示输出负载电阻。
4.2 输入/输出阻抗计算
输入/输出阻抗可以通过下述公式进行近似计算：
Zin ≈ hfe * (re + (1 + hie / re) * (Rb || Rs))
Zout ≈ RL || (Rc / (1 + hfe))
其中，hfe表示晶体管的直流电流增益，re表示晶体管的等效电阻，Rb表示输入
电阻，Rs表示信号源电阻。
4.3 带宽计算
带宽可以通过下述公式计算：
BW = 1 / (2 * π * Cc * (Ri || hie))
其中，Cc表示输入耦合电容，Ri表示输入电阻，hie表示晶体管的输入等效电阻。
5. 总结
本文介绍了直流小信号放大电路的设计原理、常见的拓扑结构以及参数计算方法。
设计者可以根据具体要求选择合适的拓扑结构，并通过计算得到所需的各个参数值。
在实际设计中，还需要考虑元器件选型、稳定性分析和频率响应等方面的问题。
希望本文能够对直流小信号放大电路的设计有所帮助。