1、高頻課程設計說明書課程名稱：高頻電子線路設計題目：高頻小信號諧振放大器的設計院系：機械與電子信息工程學院學生姓名：學號：專業(yè)班級：電子信息工程小組成員：指導老師：羅大鵬日期：2010年12月高頻諧振放大電路關鍵詞：1.諧振頻率2 .電壓增益3 .通頻帶-4 .矩形系數(shù)學生應完成的工作：要求有課程設計說明書，并對總個所設計系統(tǒng)進行仿真調(diào)試，說明書中要有仿真結(jié)果和調(diào)試環(huán)節(jié)。0工作計劃：1 .確定電路形式。2 .設置靜態(tài)工作點。3 .計算諧振回路的參數(shù)。4 .確定輸入耦合回路及高頻濾波電容。5 .電路的安裝與調(diào)試。課程設計（論文）課題任務書指導教師羅大鵬學生姓名蔣慧專業(yè)：電子信息工程系：電氣與信息工

2、程2課題名稱高頻小信號諧振放大器內(nèi)容及任務已知條件：電源電壓Vcc=+12V,負裁電阻Rl=10。主要技術指標：中心頻率f°=10MHz,電壓增益Auw=35dB（56倍）。課程設計要求：要求后課程設計說明書，并制作出實際電路。實驗儀器設備：高頻信號發(fā)生器1臺數(shù)字存儲示波器1臺無感起子1把數(shù)字力用表1臺12V直流穩(wěn)壓電源1臺擬達到的要求或技術指標進起止日期工作內(nèi)容備注度安排主要參考資料設計任務說明、設計目的1,了解LC串聯(lián)諧振回路和并聯(lián)諧振回路的選頻原理和回路參數(shù)對回路特性的影響；2,掌握高頻單調(diào)諧放大器的構(gòu)成和工作原理；3,掌握高頻單調(diào)諧放大器的等效電路、性能指標要求及分析設計；4

3、,掌握高頻單調(diào)放大器的設計方案和測試方法。、主要技術指標及要求1 .技術指標已知：電源電壓Vcc=+12V,負載電阻RL=1KC條件下要求：1）中心頻率fo=10MHz2 ）電壓增益：35dB;2.設計要求1）設計高頻小信號諧振放大電路；2）根據(jù)設計要求和技術指標設計好電路，選好元件及參數(shù)；3）在萬用板或面包板上制作一個單級（或雙級）小信號調(diào)諧放大電路；4）擬定測試方案和測試步驟；5）寫出設計報告。第1章簡述11.1論述1第2章總體方案12.1 設計要求12.2 總體方案簡述2第3章電路的基本原理及電路的設計33.1 電路的基本原理33.2 主要性能指標及測試方法53.3 電路的設計與參數(shù)的計

4、算83.3.1 電路的確定83.3.2 參數(shù)計算8第4章電路的仿真與調(diào)試104.1 電路仿真104.2 電路的安裝與調(diào)試11第五章心得體會135.1心得體會13參考文獻14致謝16附錄A元件清單17附錄B電路圖18第一章簡述1.1論述高頻小信號放大器是通信設備中常用的功能電路，它所放大的信號頻率在數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫。高頻小信號放大器的功能是實現(xiàn)對微弱的高頻信號進行不失真的放大，從信號所含頻譜來看，輸入信號頻譜與放大后輸出信號的頻譜是相同的。高頻小信號放大器的分類：按元器件分為：晶體管放大器、場效應管放大器、集成電路放大器；按頻帶分為：窄帶放大器、寬帶放大器；000000000000000000

5、00000000第2章總體方案2.1 設計要求已知條件：電源電壓Vcc=+l2V,負載電阻R=1KC,高頻三極管3DG6主要技術指標：中心頻率fo=10MHz,電壓增益A史=35dB（56倍），通頻帶2頌=4MHz。課程設計要求：要求有課程設計說明書，并制作出實際電路。實驗儀器設備數(shù)量高頻信號發(fā)生器1臺數(shù)字存儲示波器1把無感起子1把數(shù)字力用表1臺12V直流穩(wěn)壓電源1臺2.2 總體方案簡述高頻小信號放大器的功用就是無失真的放大某一頻率范圍內(nèi)的信號。按其頻帶寬度可以分為窄帶和寬帶放大器，而最常用的是窄帶放大器，它是以各種選頻電路作負載，兼具阻抗變換和選頻濾波功能。對高頻小信號放大器的基本要求是：(

6、1)增益要高，即放大倍數(shù)要大。(2)頻率選擇性要好，即選擇所需信號和抑制無用信號的能力要強，通常用Qfi來表示，其頻率特性曲線如圖-1所示，帶寬BW=f2-f1=2Af0.7,品質(zhì)因數(shù)Q=fo/2Af0.7.(3)工作穩(wěn)定可靠，即要求放大器的性能盡可能地不受溫度、電源電壓等外界因素變化的影響，內(nèi)部噪聲要小，特別是不產(chǎn)生自激，加入負反饋可以改善放大器的性能。(4)阻抗匹配。第三章電路的基本原理及電路的設計3.1 電路基本原理圖3-1-1所示電路為共發(fā)射極接法的晶體管小信號調(diào)諧回路諧振放大器。它不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻作用，因此，晶體管的集電極負載為LC并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，

7、晶體管本身的極間電容及連接導線的分布參數(shù)會影響放大器的輸出信號的頻率或相位。晶體管的靜態(tài)工作點由電阻RB1和RB2以及RE決定，其計算方法與低頻單管放大器相同。Y7Ci'!FVcc圖3-1-1OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO3.2 主要性能指標及測量方法表征高頻小信號諧振放大器的主要性能指標有諧振頻率諧振電壓放圖3-2-1大系數(shù)Avo,放大器的通頻帶BW及選擇性（通常用矩形系數(shù)Kr0.1），采用3-2-1所示電路可以粗略測各項指標。輸入信號V.由高頻小信號發(fā)生器提供，高頻電壓表一，分別用于測量輸入信號與輸出信號寸口的值。直流毫安表

8、mA用于測量放大器的集電極電流的值，示波器監(jiān)測負載兩端輸出波形。諧振放大器的性能指標及測量方法如下。1.諧振頻率放大器的諧振回路諧振時所對應的頻率f稱為諧振頻率。的表達式為:式中，L為諧振放大器電路的電感線圈的電感量；為諧路的總電容，的表達式為：（7='+力"；十戶久工式中，廣為晶體管的輸出電容；（工為晶體管的輸入電容。諧振頻率f口的測試步驟是，首先使高頻信號發(fā)生器的輸出頻率為f。，輸出電壓為幾毫伏；然后調(diào)諧集電極回路即改變電容C或電感L使回路諧振。LC并聯(lián)諧振時，直流毫安表mA的指示為最?。ó敺糯笃鞴ぷ髟诒悹顟B(tài)時），電壓表V2指示值達到最大，且輸出波形無明顯失真。這時回路

9、諧振頻率就等于信號發(fā)生器的輸出頻率。10I八一八V。圖3-2-2由BW馬表達式可知：通頻帶越寬的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻帶，同時又能提高放大器的電壓增益，由式可知，除了選用3味較大的晶體管外，還應盡量減少調(diào)諧回路的總電容量。4.矩形系數(shù)3.3電路的設計與參數(shù)計算3.3.1 電路的確定電路形式如圖3-3-1所示。113.3.2 參數(shù)計算已知參數(shù)要求與晶體管3DJ6參數(shù)。(3)確定輸入耦合回路及高頻濾波電容高頻小信號諧振放大器的輸入耦合回路通常是指變壓器耦合的諧振回路。由于輸入變壓器Tri原邊諧振回路與放大器諧振回路的諧振頻率相等，也可以直接采用電容耦合，高頻耦合電容一般選擇瓷片電

10、容。第4章電路的仿真與調(diào)試4.1 電路的仿真(1)利用MULTISIM繪制出如圖4-1-1所示的仿真實驗電路12VCCL2GND圖4-1-1仿真電路(2)按圖設置各元件的參數(shù)，打開仿真開關，從示波器上兩個通道觀察輸出波形以及與輸入信號的關系。如4-1-2圖所示。圖4-2-2輸出波形在無信號輸入，僅有直流激勵的情況下用電流表測量三極管發(fā)射極極電流，測13得Ieq約為1mA。觀察示波器輸入輸出波形，按照設計要求調(diào)節(jié)中周。利用儀接入信號發(fā)生器,器測得各指標如下:f0=10MHzAvo=34dB仿真數(shù)據(jù)分析：在誤差允許范圍里，仿真測量所得數(shù)據(jù)與理論值相等。4.2 電路的安裝與測試將上述設計的元器件參數(shù)

11、值按照圖2-1所示電路進行安裝。先調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點，然后再調(diào)諧振回路使其諧振。調(diào)整靜態(tài)工作點的方法是，不加輸入信號(Vi=0),將C1的左端接地，將諧振回路的電容C開路，這時用萬用表測量電阻Re兩端的電壓，調(diào)整電阻Rb1使Veq=1.5V(Ie=1mA)0記下此時電路的Rb1值及靜態(tài)工作點Vbq>Vceq、Veq、及Ieq。調(diào)諧振回路使其諧振的方法是，按照圖5-1所示的測試電路接入高頻電壓表V1、V2,直流毫安表mA及示波器。再將信號發(fā)生器的輸出頻率置于fi=10MHZ,輸出電壓Vi=5mV0為避免諧振回路失諧引起的高反向電壓損壞晶體管，可先將電源電壓+Vcc降低，如使+Vcc=+

12、6V。調(diào)輸出耦合變壓器的磁芯使回路諧振，即電壓表V2的指示值達到最大，毫安表mA為最小且輸出波形無明顯失真。回路處于諧振狀態(tài)后，再將電源電壓恢復至+12V。實驗數(shù)據(jù)：f0=9.7MHzAvo=28dB數(shù)據(jù)分析：在誤差允許范圍內(nèi)，中心頻率的理論值與實際值一致，在放大器處于諧振狀態(tài)下，電壓放大倍數(shù)Avo放大倍數(shù)與理論值有一定的差距，導致誤差的原因有如下幾點：(1)實物的實際值與理論值有一定的差距。如電阻電容的理論值與標稱值不一致，并且電阻電容的標稱值也有一定的誤差。14(2)由于分布參數(shù)的影響，晶體管手冊中給出的分布參數(shù)一般都是在測試條件一定的情況下測得的。且分布參數(shù)還與靜態(tài)工作電流及電流放大系數(shù)

13、有關。放大器的各項技術指標滿足設計要求后的元器件參數(shù)值與設計計算值有一定的偏離。(3)性能指標參數(shù)的測量方法存在一定的誤差。如在調(diào)諧過程中，我們通過直接觀察波形的輸出值的大小來確定電路是否調(diào)諧。這樣調(diào)諧頻率的測量值存在誤差的同時，放大倍數(shù)的測量值也會產(chǎn)生誤差。(4)實驗儀器設備的老化等也會導致電路調(diào)試過程中出現(xiàn)一定的誤差。(5)由于工作頻率較高，高頻小信號放大器容易受到外界各種信號的干擾，特別是射頻干擾。通常采取的措施是把放大器裝入金屬屏蔽盒內(nèi)(屏蔽盒與地線應接觸良好)。但電路調(diào)試環(huán)境條件有限。第五章心得與體會5.1心得與體會本次課程設計的完成，收獲頗多，首先，鞏固和加深了對電子線路基本知識的

14、理解，提高了綜合運用所學知識的能力。其次，通過與實際電路方案的分析比較，設計計算，元件選取，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，讓我們學會初步掌握了簡單實用電路的分析方法和工程設計方法。最重要的是增強了動手能力和根據(jù)自己所學需要查閱資料的能力，以及自己分析和解決問題的能力。從電路的設計到文檔的處理以及電路板的制作，我們小組成員們緊密合作讓我感受到了團結(jié)的力量。在這次課程設計過程中最深刻的感觸是光有理論知識是遠遠不夠的，還必須懂一些實踐中的知識，比如，元器件的參數(shù)在設置時盡量選擇與標稱值相等或相近的(如電阻和電容值的選擇)；元器件的等效替換(實際電路板上，我們使用中周代替變壓器調(diào)諧)；電路板的調(diào)試。實踐中，我們應將課堂所學與實驗課結(jié)合起來，鍛煉自己的理論聯(lián)系實際的能力和實際動手能力。認識來源于實踐,實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準?？偠灾n程設計在我們努力下基本達到了預期目的，所制的產(chǎn)品在功15能上基本達到了設計要求，而且在工藝上也已經(jīng)盡可能的做到了經(jīng)濟，美觀。在制作中遇到的一些問題，雖然盡大家的能力解決了一些，但還是存在一些缺陷，望老師及讀者諒解。參考文獻1謝自美.電子線