高频小信号谐振放大器设计

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1、中南大学课程设计课程名称通信电子线路课程设计课题名称高频小信号谐振放大器设计专业通信工程班级1102班学号姓名董帅指导教师赵亚湘2014年3月4日设计完成日期：2014年3月7日星期五设计内容与设计要求一、设计内容：1.设计高频小信号谐振放大器：+Vcc=+9V，晶体管为3DG100C，β=50，查手册得rb,b=70Ω,Cb,c=3pF。当IE=1mA时，Cb,e=25pF，L≈4uH，测得N2=20匝，p1=0.25，p2=0.25，RL=1kΩ。2.技术指标：3.谐振频率fo=10.7MHz，4.谐振电压放大倍数AVO≥20d

2、B，5.通频带BW=1MHz二、设计要求：6.通过具体计算，选择器件给出设计电路；7.给出最终实现电路；8.进行仿真效验9.写出设计报告；1摘要放大高频小信号（中心频率在几百KHZ到几百MHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围内）的放大器，称为高频小信号放大器。这类放大器，按照所用器件可分为晶体管，场效应管和集成电路放大器；按照通过频谱的宽窄可分为窄带和宽带放大器；按照电路形式可分为单级和级联放大器；按照所用负载性质可分为谐振放大器和非谐振放大器。所谓谐振放大器，就是采用谐振回路作负载的放大器。根据谐振回路的特性，谐振放大器对于

3、靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。所以，谐振放大器不仅有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用。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

4、抗匹配。目录第一章设计总体思路及其计算11.1电路的功能11.2电路的基本原理11.3设计思路及测量方法3(1)谐振频率3(2)电压增益4(3)通频带4(4)矩形系数5第二章仿真结果及其说明52.1设置静态工作点52.2计算谐振回路参数52.3利用Multisim对电路的仿真图62.4设计结果与分析7第三章设计体会9第四章参考文献9高频小信号谐振放大器设计第一章设计总体思路及其计算1.1电路的功能高频小信号放大器的作用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。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能

5、电路，它所放大的信号频率在数百千赫。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。1.2电路的基本原理图1晶体管高频小信号单极单调谐回路谐振放大器10图1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号单极单调谐回路谐振放大器。它不仅放可以大高频信号，而且还有一定的选频作用，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等会影响放大器射出信号的频率或相位。放大器在谐振时的等效电路如图2所示，晶体管的4个y参数分

6、别为：输入导纳：输出导纳：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：图2谐振放大器的高频等效电路晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作电流、电流放大系数有关外，还与工作角频率有关。晶体管手册中给出的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。如在条件下测的2SC945的y参数：10如图所示等效电路中，为晶体管的集电极接入系数，即：式中，为电感线圈的总匝数；为输出变压器的副边与原边的匝数比，即：式中，为副边的总匝数；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

7、一级晶体管的输出电导。可见并联谐振回路的总电导：1.3设计思路及测量方法图中输入信号由高频信号发生器提供，高频电压表、分别用于测量放大器是输入电压与输出电压的值。直流毫安表mA用于测量放大器的集电极电流的值，示波器监测负载两端的输出波形。谐振放大器的各项性能指标及测量方法如下。(1)谐振频率放大器的谐振回路谐振是所对应的频率称为谐振频率。对于图所示电，的表达式为：式中，为谐振回路电感线圈的电感量；为谐振回路的总电容,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。并联回路谐振时，直流毫安表的指示值为最小，电压表10的指示值达

8、到最大，且输出波形无明显失真。这是回路的谐振频率就等于信号发生器的输出频率。由于分布参数的影响，有时谐振回路的输出电流的最小值与输出电压的最大值不一定同时出现，这时视电压表的指示值达到最大时的状态为谐振回路处于谐振状态。(2)电压增益