高频小信号放大器的设计

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高频双调谐高频小信号放大器设计

高频双调谐高频小信号放大器设计

课程设计(论文)任务及评语院(系):信息科学与工程学院教研室:通信教研室摘要高频电路是通信系统,特别是无线通信系统的基础,是无线通信设备的重要组成部分,其研究对象是通信系统中的发送设备和接受设备的高频“功能”电路功能的基本组成和原理。

“高频”是指讨论的功能电路的工作频率范围在几百千赫兹至几百兆赫兹的高频频段,电路可以用LCR分立元件和有源器件组成,有源器件的级间电容不能忽略,研制电路时必须考虑分布电容对电路的影响。

“功能”是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务。

对于同一功能电路,可以用不同的器件和不同的电路形式构成,但功能电路的功能和输入信号,输出信号的频谱关系是不会改变的。

高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起来的,也只有通过实践才能得到深入的了解,本次课程设计正好提供一个实验平台,坚持理论联系实际,在实践中积累丰富的经验关键词:高频电路目录第一章高频小信号放大器设计方案论证 (1)1.1高频小信号放大器的应用意义 (1)1.2高频小信号放大器设计的要求及技术指标 (1)1.3设计方案论证与选择 (2)1.4总体设计方案框图及分析 (3)第二章双调谐高频小信号放大器电路设计 (4)2.1双调谐高频小信号电路设计 (4)2.2 双调谐高频小信号电路参数计算 (4)2.3 EWB仿真结果 (5)2.4电路仿真结果分析 (5)2.5电路性能分析 (6)第三章设计总结 (7)参考文献 (8)附录:器件清单 (9)第一章 高频小信号放大器设计方案论证1.1高频小信号放大器的应用意义高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。

高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大,从信号所含频谱来看,输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。

其中高频小信号调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在发射机的接收端,从天线上感应的信号是非常微弱的,这就需要用放大器将其放大。

高频小信号谐振放大器的设计

高频小信号谐振放大器的设计

⾼频⼩信号谐振放⼤器的设计⾼频⼩信号谐振放⼤器的设计⾼频⼩信号谐振放⼤器课程设计任务书1、设计课题:⾼频⼩信号谐振放⼤器2、设计⽬的:设计⼀个⼯作电压为9V ,中⼼频率为20MHz 的⾼频⼩信号谐振放⼤器,可⽤作接收机的前置放⼤器和中频放⼤器。

3、主要技术指标及要求 (1)已知条件及主要技术指标已知条件:负载电阻Ω=k R L 1,电源电压V V cc 9+=。

技术指标:1中⼼频率MHz f o 20=; 2电压增益dB A uo 1≥∑(10倍); 3通频带MHz f 427.0=?; 4电路结构采⽤分⽴元件。

(2)设计的主要⼯作 1收集资料、消化资料;2选择原理电路,计算电路参数并仿真分析; 3制作印制电路板⼀张;4绘制电路原理图⼀张(A4图纸); 5绘制元件明细表⼀张(A4图纸); 6绘制印制电路板底图⼀张(A4图纸);7撰写设计报告⼀份,要求字数在3000字以上。

(3)时间安排1总时间四天,最后半天(4学时)为答辩时间;2星期⼀完成系统⽅案、电路原理图设计并计算电路参数; 3星期⼆上午完成电路参数的计算; 4星期⼆下午完成电路仿真; 5星期三撰写设计报告、绘图;6星期四完善资料,准备答辩,答辩过程分两步完成,前2节课时间分⼩组答辩,并初步推举出优秀设计2~4个;后2节课时间为优秀设计集中答辩时间。

(4)注意事项1作图必须规范,图幅整洁;2设计报告内容详细,叙述清楚,计算准确,有根有据,书写⼯整; 3独⽴完成任务。

第⼀章系统⽅案设计⼀、电路结构的选择根据设计任务书的要求,因放⼤器的增益⼤于20dB ,且MHz f o 20=,MHz f 427.0=?,采⽤单级放⼤器即可实现,拟定⾼频⼩信号谐振放⼤器的电路原理图如图1-1所⽰。

⼆、电路的⼯作过程(⼀)静态⼯作过程当输⼊信号ui=0V 时,放⼤器处于直流⼯作状态(静态)。

理想情况下,变压器T1的次级、变压器T2的初级视为短路,电容器Cb 、Ce 、Cf 视为开路,放⼤器的直流通路如图1-2(a)所⽰。

高频小信号放大器实验报告

高频小信号放大器实验报告

实验1高频小信号放大器幅频特性曲线为:带宽:8.0*0.7=5.6Bw1=6.6-6.1=0.5MHz2、观察集电极负载对单调谐回路谐振放大器幅频特性的影响当放大器工作于放大状态下,运用上步点测法测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。

既令2K1置“on”,重复测量并与上步图表中数据作比较。

f/MHz 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1U/mV 1.7 1.9 2.0 2.4 2.6 3.2 3.6 4.0 5.2 5.6 5.6 5.2 4.4 3.8 3.2 2.6 2.4 2.0幅频特性曲线为:5.6*0.7=3.92;Bw2=6.65-6.1=0.55MHz3、双调谐回路谐振放大器幅频特性测量(保持输入幅度不变,改变输入信号的频率,测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度,然后画出频率与幅度的关系曲线,该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性。

)2K2往上拨,接通2C6(80P),2K1置off。

高频信号源输出频率6.3MHZ(用频率计测量),幅度300mv,然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端(IN)。

2K03往下拨,使高频信号送入放大器输入端。

示波器CH1接2TP01,示波器CH2接放大器的输出(2TP02)端。

反复调整2C04、2C11使双调谐放大器输出为最大值,此时回路谐振于6.3MHZ。

按照下表改变高频信号源的频率(用频率计测量),保持高频信号源输出幅度峰——峰值为300mv(示波器CH1监视),从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值,并把数据填入下表中。

f/MHz 4.8 5.0 5.2 5.4 5.7 5.8 5.9 6.0 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1 U/mV 0.8 1.4 2.6 4.2 8.0 8.8 8.0 8.0 8.0 8.2 8.4 6.4 4.8 3.2 2.0 1.8 1.4 1.2 幅频特性曲线:8*0.7=5.6V;Bw3=6.55-5.5-1.05MHz4、放大器动态范围测量2K1置off,2K2置单调谐,接通2C6.高频信号源输出接双调谐放大器的输入端(IN),调整高频信号源频率为6.3MHz,幅度为100mV。

高频小信号放大电路课程设计

高频小信号放大电路课程设计

高频小信号放大电路课程设计一、课程设计要求(二)内容:设计一个高频小信号放大电路,利用构成四极管栅极基本电路的三极管,放大10KHZ频率、50mV幅值的脉冲输入信号,放大倍数在20以上,输出的信号的频率和幅值保持与输入信号基本相同,对输出节目信号加以调制,并对加载的模拟电路进行模拟仿真分析,研究各器件的参数对输出性能的影响,指出最佳仿真结果并给出改进措施。

(三)目的:掌握高频小信号放大电路的构成、功能和高频放大电路器件工作特性。

了解高频小信号放大电路最佳设计技术。

二、环境准备1. 硬件环境:采用N-TFP1台式模拟仿真器,加载电路模块中心,采用新建封装原理图加载模拟电路,采用CALAY抽象类完成模拟仿真;2. 软件环境:在C++编程环境下,编写模拟仿真程序,关于比特信号的模拟仿真均可完成;3. 仪器设备:示波器、示波器频率发生器、模块功率发生器,执行现场测试和分析仿真结果。

三、仿真实验(一)分析仿真电路和节点参数,进行电路建模;(二)基本模型程序实现,完成仿真程序编程,根据仿真结果对放大电路及节点参数进行修正,对不足的地方进行改进;(三)进行实时强大的现场测试,观察示波器的状态,并同时计算信号的准确峰值。

(四)通过统计仿真结果,分析节点参数和各模块误差。

(五)通过实验测量信号分析仪对放大倍数、放大品质系数、信号-噪声比等噪声参数进行测试,实现仿真结果的精确测试,准确分析放大器模型参数对信号有效程度的影响;四、总结和结论(一)本次课程设计完成了小信号的放大电路的仿真模型的设计,通过分析仿真结果,得到了正确的放大电路设计;(二)本次课程设计完成了放大电路的实时现场测试,通过实时测试,我们了解了放大电路的性能;(四)本次课程设计,加深了对高频小信号放大电路的理解,使学生掌握高频放大电路的基本知识。

高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器实验报告

⾼频⼩信号调谐放⼤器实验报告⾼频⼩信号调谐放⼤器实验报告⼀、实验⽬的1、熟悉单级⼩信号调谐放⼤器的⼯作原理和设计⽅法2、熟悉并联调谐回路两端并联电阻RL对于频率特性的影响,并分析回路品质因数,回路通频带以及选择性之间的关系3、理解放⼤器的传输特性,了解放⼤器电压传输曲线Vom-Vim在谐振点的测量⽅法,并了解Ic对于传输特性曲线的影响⼆、实验原理⾼频⼩信号单调谐放⼤器上图为晶体管共发射极⾼频单级⼩信号单调谐放⼤器,它不仅可以放⼤⾼频信号⽽且还具有⼀定的选频作⽤,此电路采⽤LC 并联谐振回路作为负载。

Cb为输⼊耦合电容,滤除直流信号,Rb1,Rb2,Re提供静态⼯作点,使其⼯作在放⼤区Ce是Re的旁路电容,LC构成并联谐振回路。

RL是集电极交流电阻,它影响了回路的品质因数,增益带宽。

三、实验内容与步骤(1)实验电路图:(2)静态测量短接JP2_A的3_4,选择发射结电阻Re_A = 1K,断开JP_A,使RLA不连⼊电路,车辆VBQ,VEQ,VCQ。

静态⼯作点测量静态⼯作点VBQ(V) VEQ(V) VCQ(V)实际测量值 1.90 1.20 12.06(3)动态研究1、电路连接选取RLA = 10k,Re_A=1K,将⾼频信号发⽣器Vpp设置为100mV,频率为10.7MHz,接⼊电路输⼊J1_A⽰波器探头,连接J2_A,观察2、调节电路调节CT1_A的值,当电压幅度最⼤时,转去调节⾼频⼩信号发⽣器,直⾄⽰波器显⽰输出幅值最⼤,记下f0为谐振频率3、数据测量选择RL=10k,⾼频信号发⽣器调节f0,Re_A=2K,调节输⼊电压Vi从20mV--820mV,逐点记录并填表(4)数据处理频率和相应输出电压值频率与相应的输出电压值f(MHz) 7.9 8.1 8.3 8.5 8.7 8.9 9.1 9.3 9.5Vo(V)RL_A= 10K Ω 0.78 0.93 1.07 1.22 1.51 1.91 2.46 3.33 4.08RL_A= 2K Ω 0.655 0.724 0.792 0.892 0.989 1.104 1.206 1.297 1.35 RL_A= 470Ω0.370.378 0.390.398 0.406 0.410.414 0.418 0.41f(MHz) 9.79.910.110.310.510.710.911.1Vo(V)RL_A= 10K Ω 3.68 2.84 2.2 1.77 1.45 1.3 1.1 0.98 RL_A= 2K Ω 1.4 1.351.281.19 1.11 1.01 0.95 0.88 RL_A= 470Ω0.422 0.418 0.410.40.40.390.40.3900.511.522.533.544.57.588.599.51010.51111.5频率与相应的输出电压值RL_A=10KRL_A=2KRL_A=0.47K输⼊电压和相应输出电压值输⼊电压与相应的输出电压值Vi(mV) 20 70 120 170 220 270 320 370 420Vo(V)RL_A= 10K Ω 0.579 1.71 2.35 2.71 2.93 3.13 3.26 3.4 3.55 RL_A= 10K Ω 1.2 3.3 4.5 5.1 5.5 5.9 6.16.46.6 RL_A= 10K Ω2.01 5.89 8.01 9.13 9.86 10.4 10.94 11.5 11.8Vi(mV) 470520 570 620 670 720 770 820Vo(V)Re_A= 2K Ω 3.67 3.78 3.9 4.01 4.11 4.25 4.34 4.46 Re_A= 1K Ω 6.9 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 RL_A= 510Ω12.112.312.612.812.912.912.913.0四、课后思考题1、引起⼩信号谐振放⼤器不稳定的原因:主要是集电极内部反馈电容,使输出电压反馈到输⼊端如果实验中出现⾃激现象,消除的⽅法:A 、中和法B 、失配法024*********100200300400500600700800900输⼊电压与相应的输出电压值Re_A=2KRe_A=1KRe_A=0.51K2、负载电阻和三极管β值负载电阻RL增加时电压增益减⼩通频带增⼤。

高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器实验报告

高频小信号调谐放大器实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过搭建高频小信号调谐放大器电路,了解调谐放大器的工作原理,掌握其特性参数的测量方法,并通过实验数据分析和计算,验证理论知识。

二、实验仪器与设备。

1. 信号发生器。

2. 示波器。

3. 电压表。

4. 电流表。

5. 电阻箱。

6. 电容箱。

7. 电感箱。

8. 双踪示波器。

三、实验原理。

高频小信号调谐放大器是一种能够对特定频率的信号进行放大的放大器。

其主要由电容、电感和晶体管等器件组成。

在电路中,通过调节电容和电感的数值,可以实现对特定频率信号的放大。

四、实验步骤。

1. 按照实验电路图连接电路,注意接线的正确性。

2. 打开信号发生器和示波器,调节信号发生器的频率和幅度,观察示波器上的波形。

3. 通过改变电容和电感的数值,调节电路的共振频率,观察输出波形的变化。

4. 测量电路中各个元件的电压、电流等参数,并记录实验数据。

5. 根据实验数据,计算电路的增益、带宽等特性参数。

五、实验数据与分析。

在实验中,我们通过改变电容和电感的数值,成功调节了电路的共振频率,观察到输出波形的变化。

通过测量和计算,得到了电路的增益、带宽等特性参数,并与理论数值进行了对比分析。

六、实验结果与讨论。

根据实验数据分析,我们得出了电路的增益、带宽等特性参数,并与理论数值进行了对比。

通过对比分析,我们发现实验数据与理论计算结果基本吻合,验证了调谐放大器的工作原理和特性。

七、实验总结。

通过本次实验,我们深入了解了高频小信号调谐放大器的工作原理和特性参数的测量方法,掌握了调谐放大器的实际应用技巧。

实验结果与理论计算基本吻合,证明了实验的有效性和准确性。

八、参考文献。

1. 《电子电路分析与设计》,张三,XX出版社,2010年。

2. 《电子电路实验指导》,李四,XX出版社,2015年。

以上为高频小信号调谐放大器实验报告内容,谢谢阅读。

高频小信号谐振放大器的设计毕业设计(论文)

高频小信号谐振放大器的设计毕业设计(论文)

《高频电子线路》课程设计报告题目:高频小信号谐振放大器的设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

高频小信号调谐放大器的电路设计

高频小信号调谐放大器的电路设计

高频小信号调谐放大器的电路设计在无线通信系统中,高频小信号调谐放大器是一个重要的组成部分。

它可以用于放大输入信号并提高系统的灵敏度和动态范围。

本文将介绍高频小信号调谐放大器的电路设计原理和步骤,帮助读者了解如何设计一个高性能的调谐放大器。

1. 电路设计目标在开始设计之前,我们首先需要确定电路设计的目标。

高频小信号调谐放大器的主要目标是实现高增益和窄带宽。

高增益可以提高系统的灵敏度,使得输入信号的小幅变化也能够被放大器正确地检测到。

而窄带宽则可以避免不必要的噪声和干扰信号的干扰。

2. 选择合适的放大器类型根据设计目标,我们可以选择合适的放大器类型。

常见的高频小信号调谐放大器包括共集电极放大器、共射极放大器和共基极放大器。

不同的放大器类型有着不同的特性和适用范围。

根据具体的需求,选择合适的放大器类型是非常重要的。

3. 电路参数计算在确定放大器类型后,我们需要计算一些关键的电路参数,包括增益、带宽和输入阻抗等。

通过这些参数的计算,可以帮助我们进一步优化电路设计,使其更加符合实际需求。

同时,还需要考虑到电源电压和功耗等因素,以确保电路的正常工作。

4. 电路布局设计在完成电路参数计算后,我们需要进行电路布局设计。

良好的电路布局可以避免信号干扰和互相耦合等问题,提高电路的性能和稳定性。

同时,还需要考虑到信号路径的长度和阻抗匹配等因素,以确保信号的传输效果和质量。

5. 元器件选择和优化在进行元器件选择时,我们需要考虑到元器件的性能和可靠性等因素。

选择合适的元器件可以提高电路的工作效率和稳定性。

同时,还可以通过元器件的优化来进一步提高电路的性能,例如选择低噪声放大器和低失真元器件等。

6. 电路仿真和测试在完成电路设计后,我们需要进行电路的仿真和测试,以验证设计的正确性和性能。

电路仿真可以帮助我们预测电路的性能和行为,提前发现可能存在的问题。

而电路测试则可以确保电路的工作符合设计要求,满足实际应用的需求。

综上所述,高频小信号调谐放大器的电路设计是一个复杂而又关键的过程。

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学号:320708030112
姓名:杨新梅
年级:07电信本1班
专业:电子信息工程
指导老师:张炜
2008年12月3日
目录
一、选题意义 (3)
二、总体方案 (4)
三、各部分设计及原理分析 (7)
四、参数选择 (11)
五、实验结果 (17)
六、结论 (18)
七、参考文献 (19)
一、选题的意义
高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。

高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大,从信号所含频谱来看,输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。

高频小信号放大器的分类:
按元器件分为:晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器; 按频带分为:窄带放大器、宽带放大器;
按电路形式分为:单级放大器、多级放大器;
按负载性质分为:谐振放大器、非谐振放大器;
其中高频小信号调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在发射机的接收端,从天线上感应的信号是非常微弱的,这就需要用放大器将其放大。

高频信号放大器理论非常简单,但实际制作却非常困难。

其中最容易出现的问题是自激振荡,同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。

本文以理论分析为依据,以实际制作为基础,用LC振荡电路为辅助,来消除高频放大器自激振荡和实现准确的频率选择;另加其它电路,实现放大器与前后级的阻抗匹配。

二、总体方案
高频小信号调谐放大器简述:
高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。

按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器,而最常用的是窄带放大器,它是以各种选频电路作负载,兼具阻抗变换和选频滤波功能。

对高频小信号放大器的基本要求是:
(1)增益要高,即放大倍数要大。

(2)频率选择性要好,即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强,通常用Q值来表示,其频率特性曲线如图-1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7,品质因数Q=fo/2Δf0.7.
图-1频率特性曲线
(3)工作稳定可靠,即要求放大器的性能尽可能地不受温度、电源电压等外界因素变化的影响,内部噪声要小,特别是不产生自激,加入负反馈可以改善放大器的性能。

图-2 反馈导纳对放大器谐振曲线的影响
(4)前后级之间的阻抗匹配,即把各级联接起来之后仍有较大的增益,同时,各级之间不能产生明显的相互干扰。

根据上面各个具体环节的考虑设计出下面总体的电路:
图-3 接收机天线端及高频小信号放大器
图-4 改进后的高频小信号调谐放大器
三、各部分设计及原理分析
高频小信号调谐放大器与低频放大器的电路基本相同(如图-1所示)。

其中变压器T2的初级线圈为接收机前端选频网络的一部分,经次级线圈耦合后作为放大器的输入信号,输出端也采用变压器耦合方式来实现选频和输出阻抗匹配。

如图-1所示,Cb与Ce为高频旁路电容,使交流为通路。

本放大器的高频等效电路(不含天线下断的选频网络)如图-3所示:
图-5调谐放大器的高频等效电路电路中并联振荡回路两端间的阻抗为
其中R是和电感串联的电阻,由于ωL>>R因此有:
则并联回路两端电压为:
所以,当ωC=1/ωL时Vm有最大值,即回路谐振时输出电压最大。

实际制作中对基本电路的改进:
由于高频电路放大电路常常会自激振荡,也容易受各种因素的干扰,并且各级间很难实现阻抗匹配,所以要对基本电路进行适当的改进。

放大器内部电路的改进及理论依据:
如图-5所示,增加Re1形成交流负反馈,用以改变放大倍数和改善输出波形,由于电源内阻容易影响高频电路的工作,所以电源下端要接LCπ型网络作为电源去偶电路,以减少干扰,提高放大器的性能。

另外还要特别注意的是,高频电路很容易产生自激振荡,所以需要想办法消除,最常用的办法是在LC谐振回路中串联一小电阻或并
联一大电阻,从而减小回路的Q值,消除自激振荡。

图- 6外加射极跟随的高频放大器
实际制作过程及谐振频率的快速确定:
高频放大器制作中最关键也是最难的就是选取恰当的电感和电容值,使电路谐振。

谐振时有ωC=1/ωL,通过计算可以确定LC的值,但实际电路与理论计算往往相差很大,甚至能相差十几倍到几十倍,这就需要一定的操作技巧。

以33MHz放大器为例,经计算得电感为4.7uH时选用5—25pF的可调电容完全可以达到谐振频率,但接好电路后很少能够调到30MHz。

多次实验表明,实际振荡频率一般小于计算的频率,这就要用其它办法来确定放大器的谐振频率。

一个比较好的办法就是借助LC振荡电路来实现谐振。

如图-7所示,此电路为共基组态的“考毕兹”振荡器,原理不再赘
述,下面说明如何利用本电路:可调电容Cx选用和放大器电路中同一规格的,电感Lx是放大器中变压器接入谐振回路的电感值,由于本电路仅由Lx和Cx决定,但在实际电路中电容对电路的振荡频率的影响远远没有电感明显,因而先选定电容(5—20pF可调),则频率为33MHz时,电感需要4uH左右。

用一外径较大的磁芯(其中磁芯的Q 值一定要高,否则高频损耗太大,放大器就不能放大),然后用漆包线手工绕制电感(若要大批量生产,可把绕好的做样品),绕适当的圈数后再用高频Q表测量其电感值大小,不断改变其圈数,使Lx基本达到要求(4uH左右),然后把绕制好的电感作为Lx接入图-6所示的电路中,再用示波器测量此电路的震荡频率,调节Cx,看振荡频率是否为33MHz,若不是,则相应的减少或增加变压器(即接入的电感)的圈数,直到其频率为所要求的为止,最后再按照要求的比例(常用3:1)来绕变压器的次级线圈。

图-7 共基组态的“考毕兹”振荡器。

四、参数选择
图-8调谐放大器高频等效电路如图-8计算出放大器的技术指标
1.电压增益
根据定义,
,由上图得
从等效关系可知

放大器谐振时,对应的谐振频率为

通常,在电路计算时,电压增益用其模表示,即可表示为
2. 谐振曲线
放大器的谐振曲线是表示放大器的相对电压增益与输入信号频率的
关系。

由上式可得
对谐振放大器来讲,通常讨论的 f 与 f 0 相差不大,可认为 f 在 f 0 附近变化,则
式中,,称为一般失谐。

令,称为广义失谐。

代入上式得
取模得
下图是谐振特性的两中表示形式:
图2-7放大器的谐振特性
3.放大器的通频带
通频带的定义是
时所对应的
为放大器的通频带。

根据定义得


(2-32)
4.放大器的矩形系数
矩形系数的定义是
其中,是时所对应的频带宽度,即

根据矩形系数的定义得
五、实验结果
电容对电路的振荡频率的影响远远没有电感明显,因而先选定电容(5—20pF可调),则频率为33MHz时,电感需要4uH左右。

用一外径较大的磁芯(其中磁芯的Q值一定要高,否则高频损耗太大,放大器就不能放大),然后用漆包线手工绕制电感(若要大批量生产,可把绕好的做样品),绕适当的圈数后再用高频Q表测量其电感值大小,不断改变其圈数,使Lx基本达到要求(4uH左右),然后把绕制好的电感作为Lx接入图-7所示的电路中,再用示波器测量此电路的震荡频率,调节Cx,看振荡频率是否为33MHz,若不是,则相应的减少或增加变压器(即接入的电感)的圈数,直到其频率为所要求的为止,最后再按照要求的比例(常用3:1)来绕变压器的次级线圈。

多次的实验表明,用本方法来确定变压器初级线圈的圈数,既准确又方便,一旦把变压器的圈数确定下来,整个高频放大器就很好制作了,也可以把做好的变压器作为样品从而实现大批量的生产制作。

当然,也有其它可行的方法来确定谐振回路的频率,如:可以在放大器输入端加一幅度恒定的信号,然后改变其频率,用示波器观察输出信号在哪一频率下最大,从而找到谐振频率。

这一方法思路简单,可行性也较强,但是,如果放大器的工作频率过高,那么许多种类的高频信号源就很难输出恒定的正弦波,频率升高时,信号源的输出电压幅度明显的下降,甚至波形严重失真。

在这种情况下,借助于LC 振荡器可以很容易的找到谐振频率,从而确定变压器初级线圈的电感量及圈数。

六、结论
本文通过对实际电路的分析,结合实际实验,并利用其它电路作为辅助,提出了一种制作高频小信号调谐放大器的有效方法,解决了在制作高频放大器时经常出现的自激振荡、频率难以确定以及电路中各级间阻抗不匹配问题。

七、参考文献:
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[6] 黄智伟,基于射频收发芯片NRF403的无线接口电路设计[J],电子技术,2002.4.59-60.
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