1、 通信电子电路课程设计通信电子电路课程设计 高频小信号谐振放大器设计高频小信号谐振放大器设计 班级：通信班级：通信 091 班班 姓名：姓名： 学号：学号： 日期：日期： 2 目 录 1 高频小信号调谐放大器的原理分析 3 1.1 小信号调谐放大器的主要特点.3 1.2 小信号调谐放大器的主要质量指标3 1.2.1 谐振频率3 1.2.2 谐振增益（Av） .4 1.2.3 通频带 .4 1.2.4 增益带宽积 6 1.2.5 选择性 .6 1.2.6 噪声系数7 1.3 晶体管高频小信号等效电路与分析方法.7 1.3.1 单级单调谐回路谐振放大器电路原理8 1.3.2 多级单调谐回路谐振放大
2、器9 1.4 自激 . 10 1.5 多级放大器的设计原则 . 12 1.6 集成宽带放大电路 12 2 高频小信号调谐放大器的设计与制作 14 2.1 主要技术指标 14 2.2 给定条件 . 14 2.3 设计过程 . 14 2.3.1 选定电路形式. 14 2.3.2 设置静态工作点 . 15 2.3.3 谐振回路参数计算 16 2.3.4 确定耦合电容与高频滤波电容 17 3 高频小信号谐振放大器电路仿真实验 17 3.1 仿真电路图 . 17 3.2 测量并调整放大器的静态工作点 . 18 3.3 谐振频率的调测与技术指标的测量 18 4 心得体会. 20 参考文献. 21 3 高频
3、小信号谐振放大器设计 1 高频小信号调谐放大器的原理分析 1.1 小信号调谐放大器的主要特点 晶体管集电极负载通常是一个由 LC 组成的并联谐振电路。由于 LC 并联谐 振回路的阻抗是随着频率变化而变化，理论上可以分析，并联谐振在谐振频率处 呈现纯阻，并达到最大值。即放大器在回路谐振频率上将具有最大的电压增益。 若偏离谐振频率，输出增益减小。总之，调谐放大器不仅具有对特定频率信号的 放大作用，同时也起着滤波和选频的作用。 1.2 小信号调谐放大器的主要质量指标 衡量小信号调谐放大器的主要质量主要包括以下几个方面： 1.2.1 谐振频率 放大器调谐回路谐振时所对应的频率称为放大器的谐振频率，理论
4、上，对于 LC 组成的并联谐振电路，谐振频率 的表达式为： 4 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量；C 为调谐回路的总电容。 谐振频率的测试方法：放大器的调谐回路谐振时所对应的频率 称为放大器 的谐振频 率，可以用扫频仪测出电路的幅频特性曲线，另外，也可以通过点频法改变输入 信号频率，得到输出增益随频率变化的幅频特性曲线，电压谐振曲线的峰值即对 应谐振频率点 。 1.2.2 谐振增益（Av） 放大器的谐振电压增益放大倍数指：放大器处在在谐振频率 f0 下，输出电 压与输入电压之比。 Av 的测量方法：当谐振回路处于谐振状态时，用高频毫伏表测量输入信号 Vi 和输出信号 Vo 大小，利用下式计
5、算： 另外，也可以利用功率增益系数进行估算： 1.2.3 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， 习惯上称电压放大倍数Av=Vo/Vi下降到谐振电压放大倍数Avo的 0.707 倍时所 对应的频 率偏移称为放大器的通频带带宽 BW，通常用 2f0.1 表示，有时也称 2f0.1 为 3dB 带宽。 通频带带宽： 5 式中，Q 为谐振回路的有载品质因数。 当晶体管选定后，回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数 fo 与通频带 BW 的乘积为 一常数。 频带 BW 的测量方法：根据概念，可以通过测量放大器的谐振曲线来求通频 带。测 量方法主要采用扫频法
6、，也可以是逐点法。 扫频法：即用扫频仪直接测试。测试时，扫频仪的输出接放大器的输入，放 大器的输出接扫频仪检波头的输入，检波头的输出接扫频仪的输入。在扫频仪上 观察并记录放大器的频率特性曲线，从曲线上读取并记录放大器的通频带。 逐点法：又叫逐点测量法，就是测试电路在不同频率点下对应的信号大小， 利用得到的数据，做出信号大小随频率变化的曲线，根据绘出的谐振曲线，利用 定义得到通频带。 具体测量方法如下： a、用外置专用信号源做扫频源，正弦输入信号的幅度选择适当的大小，并保持 不变； b、示波器同时监测输入、输出波形，确保电路工作正常（电路无干扰、无自激、 输出 波形无失真） ； c、改变输入信号的频率，使用毫伏表测量不同频率时输出电压的有效值； d、描绘出放大器的频率特性曲线，在频率特性曲线上读取并记录放大器的通频 带。测 试时，可以先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率 fo 及电压 放大倍数 Avo，然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压不变） ，并测 出对应的电压放大倍数。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振 曲线如图 1-1
