小信号谐振放大器设计.doc

根据高频电子线路课程所学内容,设计一个小信号谐振放大器。通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题,掌握小信号谐振放大器的基本设计方法,加深对该门课程的理论知识的理解,提高电子实践能力。2、基本要求设计一个小信号谐振放大器,主要技术指标为:(1)谐振频率f0=;(2)谐振电压放大倍数Av0³20dB;(3)通频带BW=;(4)<10。3、主要参考资料[1]:高等教育出版社,2006.[2]张肃文,(第三版).北京:高等教育出版社,1993.[3]·实验·:华中科技大学出版社,2000.[4]:电子工业出版社,-3月4日指导教师专业负责人2011年2月25日高频电子线路课程设计(报告)一、(采用集成电路的可对芯片进行介绍)基本要求:(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=,品质因数Q=fo/.(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。(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所示电路为共发射极接法的晶体管小信号调谐回路谐振放大器。其等效电路如下图图—4。本电路不仅要放大高频信号,而且还要有一定的选频作用,因此,晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路。在高频情况下,晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数会影响放大器的输出信号的频率或相位。晶体管的静态工作点由电阻RB1和RB2以及RE决定,其计算方法与低频单管放大器相同。1高频电子线路课程设计(报告)图—3谐振放大器的电路图—4谐振放大器电路的等效电路放大器在谐振时的等效电路如图—4所示,晶体管的4个y参数分别如下:输入导纳:输出导纳:2高频电子线路课程设计(报告)正向传输导纳:反向传输导纳:式中为晶体管的跨导,与发射极电流的关系为:为发射结电导,与晶体管的电流放大系数及有关,其关系为:为基极体电阻,一般为几十欧姆;为集电极电容,一般为几皮法;为发射结电容,一般为几十皮法至几百皮法。晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作点的电流,电流放大系数有关外,还与工作角频率w有关。晶体管手册中给出了的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。图—4所示的等效电路中,p1为晶体管的集电极接入系数,即式中,N2为电感L线圈的总匝数;p2为输出变压器Tr0的副边与原边匝数比,即式中,N3为副边总匝数。为谐振放大器输出负载的电导,。通常小信号谐振放大器的。下一级仍为晶体管谐振放大器,则将是下一级晶体管的输入电导的表达式为由图3-1-2可见,并联谐振回路的总电导式中,3为LC回路本身的损耗电导。高频电子线路课程设计(报告)—5小信号放大器分析电路如上图图—5所示,输入信号分别用于测量输入信号电极电流由高频小信号发生器提供,高频电压表,与输出信号的值。直流毫安表mA用于测量放大器的集两端输出波形。表征高频小信号谐振放大器的的值,示波器监测负载主要性能指标有谐振频率,谐振电压放大系数Avo,放大器的通频带BW及选择性(),采用图—5所示电路可以粗略测各项指标。谐振放大器的性能指标及测量方法如下。谐振频率放大器的谐振回路谐振时所对应的频率称为谐振频率。的表达式为:式中,L为谐振放大器电路的电感线圈的电感量;表达式为:4为谐路的总电容,的高频电子线路课程设计(报告)式中,谐振频率为晶体管的输出电容;为晶体管的输入电容。,输出电压的测试步骤是,首先使高频信号发生器的输出频率为为几毫伏;然后调谐集电极回路即改变电容C或电感L使回路谐振。LC并联谐振时,直流毫安表mA的指示为最小(当放大器工作在丙类状态时),电压表指示值达到最大,且输出波形无明显失真。这时回路谐振频率就等于信号发生器的输出频率。:的测量电路如图3-2-1所示,测量条件是放大器的谐振回路处于谐振状态。计算公式如下:通频带由于谐振回路的选频作用,当工作频率偏离谐振频率时,放大器的电压放大倍数下降****惯上称电压放大倍数Av下降到谐振电压放大倍数时所对应的频率范围称为放大器的通频带BW,其表达式为:,为谐振放大器的有载品质因素