小信号谐振放大器设计.doc

. 东北石油大学课程设计 2011 年3月4日课程高频电子线路题目小信号谐振放大器设计院系电子科学学院专业班级电信 07-6 班学生姓名姜露学生学号 070901140601 指导教师. 东北石油大学课程设计任务书课程高频电子线路题目小信号谐振放大器设计专业电子信息工程姓名姜露学号 070901140601 主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容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 0 f?; (2) 谐振电压放大倍数 020dB vA?; (3) 通频带 BW ?; (4) 矩形系数 rk?。 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, 2002 . 完成期限 2月28日-3月4日指导教师专业负责人 2011 年2月25日. 一、电路原理 1. 电路原理及用途( 采用集成电路的可对芯片进行介绍) 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做负载,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=2 Δ ,品质因数 Q=f0 /2 Δ 。图1 (3 )工作稳定可靠,即要求放大器的性能尽可能的不受温度、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 (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。. 2 .主要技术指标(1) 谐振频率 0 f?; (2) 谐振电压放大倍数 020dB vA?; (3) 通频带 BW ?; (4) 矩形系数 rk?。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; 为谐路的总电容, 的表达式为: 式中, 为晶体管的输出电容; 为晶体管的输入电容。谐振频率的测试步骤是,首先使高频信号发生器的输出频率为,输出电压为几毫伏;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。电压增益放大器的谐振回路所对应的电压放大倍数 Avo o 的表达式为: 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 倍时所对应的频率范围称为放大器的通频带 BW,其表达式为: 式中, 为谐振放大器的有载品质因素。分析表明,放大器的谐振电压放大倍数与通频带 BW的关系为: 上式说明,当晶体管确定,且回路总电容为定值时,谐振电压放大倍数与通频带 BW的乘积为一常数。二、设计步骤和调试过程 1 、总体设计电路如图所示电路为 VT1 晶体三极管、偏执电路及集电极回路等组成的单级单调谐放大器,电路中 C1为耦合电容,R1、R2为基极偏置电阻,R3、C2为发射极偏置电阻及旁路电容。谐振回路由电感 L1及电容 C3、C4等组成。 C3为可变电容,改变 C3数值可以改变回路的谐振频率使放大器谐振在 10MH Z上, R4为回路阻尼电阻,改变其大小可改变回路 Q值。该级集电极输出是变压器耦合输出,输入输出匝数比为 2:1。C5 是下级耦合电容。由 VT1 、R5、R6、R7等组成的射极输出器,R5 、R6等组成基极偏置电路, R7为射极电阻。 L3、C7为滤波元件。. 电路图 2 、电路工作状态或元件参数的确定静态工作点的确定由于设计要求中心频率 0 f?,电压增益 020dB vA