1、遼寧工業(yè)大學(xué)高頻電子線路課程設(shè)計(jì)（論文）題目：單調(diào)諧小信號(hào)放大器院（系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱教師：起止時(shí)間：2012.6.292012.7.8I上挈遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書（論文）本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I5上挈課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電子與信息工程學(xué)院教研室：通信教研室學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目單調(diào)諧小信號(hào)放大器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)1論文>任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容：1 .用ewb仿真，能夠觀察輸入輸出波形。2 .針對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析，笄計(jì)算放大倍數(shù)。3 .采用單調(diào)諧做為負(fù)載。4 .米用二極管作為放大器設(shè)計(jì)參數(shù)：輸入信號(hào)頻率10000HZ,電壓500mV左右，放大

2、倍數(shù)10左右。設(shè)計(jì)要求：1 .分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2 .確定合理的總體方案。以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，笄考慮器件的來源，敲定可行方案。3 .設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4 .組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。指導(dǎo)教師評(píng)語及成績平時(shí)成績（20%:答辯成績（30%:論文成績（50%:總成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I挈高頻小信號(hào)

3、諧振放大器在通信、廣播等設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用，高頻調(diào)諧放大器廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中，特別是在發(fā)射機(jī)的接收端，從天線上感應(yīng)的信號(hào)是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號(hào)放大器理論非常簡單，但實(shí)際制作卻非常困難。其中最容易出現(xiàn)的問題是自激振蕩，同時(shí)頻率選擇和各級(jí)間阻抗匹配也很難實(shí)現(xiàn)。高頻小信號(hào)放大器是通信設(shè)備中常用的功能電路，它所放大的信號(hào)頻率在數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫。高頻小信號(hào)放大器的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的高頻信號(hào)進(jìn)行不失真的放大，從信號(hào)所含頻譜來看，輸入信號(hào)頻譜與放大后輸出信號(hào)的頻譜是相同的。關(guān)鍵詞高頻小信號(hào)；自激振蕩；頻譜II本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I挈目錄第1章緒論1第2章電路設(shè)

4、計(jì)方案22.1 設(shè)計(jì)任務(wù)22.2 高頻小信號(hào)放大器的特點(diǎn)22.3 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器簡述22.4 電路原理圖4第3章電路的工作原理5第4章主要性能指標(biāo)及測量方法74.1 電壓增益74.2 諧振曲線74.3 放大器的通頻帶84.4 放大器的矩形系數(shù)9第5章電路參數(shù)的設(shè)計(jì)105.1 設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)105.2 計(jì)算諧振回路參數(shù)10第6章電路仿真與性能分析116.1 仿真測試的內(nèi)容與步驟116.2 仿真測試結(jié)果與分析11總結(jié)13參考文獻(xiàn)14原件清單15iii本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I挈第1章緒論20世紀(jì)末，電子通訊獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)

5、力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。在無線通信中，發(fā)射與接收的信號(hào)應(yīng)當(dāng)適合于空間傳輸。所以，被通信設(shè)備處理和傳輸?shù)男盘?hào)是經(jīng)過調(diào)制處理過的高頻信號(hào)，這種信號(hào)具有窄帶特性。而且，通過長距離的通信傳輸，信號(hào)受到衰減和干擾，到達(dá)接收設(shè)備的信號(hào)是非常弱的高頻窄帶信號(hào)，在做進(jìn)一步處理之前，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過放大和限制干擾的處理。這就需要通過高頻小信號(hào)放大器來完成。這種小信號(hào)放大器是一種諧振放大器。高頻小信號(hào)放大器是通信設(shè)備中常用的功能電路，它所放大的信號(hào)頻率在數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫。高頻小信號(hào)放大器的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的高頻信號(hào)進(jìn)行不失真的放大，從信號(hào)所含頻譜

6、來看，輸入信號(hào)頻譜與放大后輸出信號(hào)的頻譜是相同的。高頻小信號(hào)放大器的分類：按元器件分為：晶體管放大器、場效應(yīng)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；按電路形式分為：單級(jí)放大器、多級(jí)放大器；按負(fù)載性質(zhì)分為：諧振放大器、非諧振放大器；其中高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中，特別是在發(fā)射機(jī)的接收端，從天線上感應(yīng)的信號(hào)是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號(hào)放大器理論非常簡單，但實(shí)際制作卻非常困難。其中最容易出現(xiàn)的問題是自激振蕩，同時(shí)頻率選擇和各級(jí)間阻抗匹配也很難實(shí)現(xiàn)。本文以理論分析為依據(jù)，以實(shí)際制作為基礎(chǔ)，用LC振蕩電路為輔助，來消除高頻放大器自激

7、振蕩和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的頻率選擇；另加其它電路，實(shí)現(xiàn)放大器與前后級(jí)的阻抗匹配。本科生課程設(shè)計(jì)(論文)I挈第2章電路設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器。要求中心頻率為10000hz電壓增益10左右的小信號(hào)放大器。2.2 高頻小信號(hào)放大器的特點(diǎn)(1)頻率較高中心頻率一般在幾百kHz到幾百M(fèi)Hz頻帶寬度在幾KHz到幾十MHz,故必須用選頻網(wǎng)絡(luò)。(2)小信號(hào)信號(hào)較小故工作在線性范圍內(nèi)(甲類放大器)即工作在線形放大狀(3)采用諧振回路作負(fù)載，即對(duì)靠近諧振頻率附近的信號(hào)有較大的增益，對(duì)遠(yuǎn)離諧振頻率附近的信號(hào)其增益迅速下降，即具有選頻放大作用。2.3 高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器簡述高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器簡

8、述：高頻小信號(hào)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(hào)。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(fù)載，兼具阻抗變換和選頻濾波功能。對(duì)高頻小信號(hào)放大器的基本要求是：(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(hào)和抑制無用信號(hào)的能力要強(qiáng)，通常用Q值來表示，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.本科生課程設(shè)計(jì)(論文)I心笊上挈圖2.1頻率特性曲線(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(fù)反饋

9、可以改善放大器的性能。圖2.2反饋導(dǎo)納對(duì)放大器諧振曲線的影響(4)前后級(jí)之間的阻抗匹配，即把各級(jí)聯(lián)接起來之后仍有較大的增益，同時(shí),各級(jí)之間不能產(chǎn)生明顯的相互干擾。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I鳥小挈2.4 電路原理圖根據(jù)上面各個(gè)具體環(huán)節(jié)的考慮設(shè)計(jì)出下面總體的電路:圖2.3高頻小信號(hào)放大器本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I鳥小挈第3章電路的工作原理小信號(hào)調(diào)諧放大器是各種電子設(shè)備、發(fā)射和接收機(jī)中廣泛應(yīng)用的一種電壓放大器。其主要特點(diǎn)是晶體管的輸入輸出回路（即負(fù)載）不是純電阻，而是由L、C元件組成的并聯(lián)諧振回路。小信號(hào)調(diào)諧放大器的類型很多，按調(diào)諧回路區(qū)分：有單調(diào)諧回路，雙調(diào)諧回路和參差調(diào)諧回路放大器。按晶體管連接方法

10、區(qū)分：有共基極、共發(fā)射極和共集電極放大器。高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器與低頻放大器的電路基本相同（如圖3.1所示）。其中變壓器T2的初級(jí)線圈為接收機(jī)前端選頻網(wǎng)絡(luò)的一部分，經(jīng)次級(jí)線圈耦合后作為放大器的輸入信號(hào)，輸出端也采用變壓器耦合方式來實(shí)現(xiàn)選頻和輸出阻抗匹配。圖3.1接受天線端及高頻小信號(hào)放大器本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I焦/笊/挈Cb與Ce為高頻旁路電容，使交流為通路。本放大器的高頻等效電路（不含天線下斷的選頻網(wǎng)絡(luò)）如圖3.2所示：圖3.2調(diào)諧放大器的高頻等效電路電路中并聯(lián)振蕩回路兩端間的阻抗為:1cRCR3.1L.RcjC其中雙和電感串聯(lián)的電阻，由于L>>R3此有:CRL/c1、jcoC一

11、、L-J3.2則并聯(lián)回路兩端電壓為:Vm|gm|om|omY、GGBBCR3.3所以，當(dāng)cdc=1/cdl時(shí)vmr最大值，即回路諧振時(shí)輸出電壓最大。Ii上挈本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4.1電壓增益第4章主要性能指標(biāo)及測量方法放大器輸出電壓VO（或功率PO）與輸入電壓Vi（或功率Pi）之比，稱為放大器的增益或放大倍數(shù)，用Av（或Ap）表示（有時(shí)以dB數(shù)計(jì)算）。V電壓增益：Ay=-j-功率增益：為二9分貝表示I4.1.4.24.34.44.2諧振曲線放大器的諧振曲線是表示放大器的相對(duì)電壓增益與輸入信號(hào)頻率的關(guān)系A(chǔ)二P1P2yfe1g工1+jQL%）04.5由上式可得:Au_Au01jQ-j，f0f4.

12、6對(duì)諧振放大器來講，通常討論的f與f0相差不大，可認(rèn)為f在f0附近變化，則：4.7AuAu01jQL2ff0,稱為一般失諧。令U=QL2&f/f0,稱為廣義失諧。代入上式得:本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I心笊上挈Au_14.8篇"1j取模得：Au14.9Au。一1”下圖是并聯(lián)諧振回路的單位諧振曲線：圖4.1放大器的諧振曲線4.3放大器的通頻帶放大器的電壓增益下降到最大值的。.7（即1/立）倍時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱為放大器的通頻帶，用BW2Af。.7表示，如圖2-1。2Af。.7也稱為3分貝帶寬。由于放大器所放大的一般都是已調(diào)制的信號(hào)，已調(diào)制的信號(hào)都包含一定的頻譜寬度，所以放大器必須

13、有一定的通頻帶，以便讓必要的信號(hào)中的頻譜分量通過放大器。與諧振回路相同，放大器的通頻帶決定于回路的形式和回路的等效品質(zhì)因數(shù)Ql。此外，放大器的總通頻帶，隨著級(jí)數(shù)的增加而變窄。并且，通頻帶愈寬，放大器的增益愈小。圖4.2高頻小信號(hào)放大器的通頻帶I5上挈本科生課程設(shè)計(jì)（論文）4.4放大器的矩形系數(shù)矩形系數(shù)的定義:Kr012fo.i2f74.10其中，2萬0是%uo=0.1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度，即4.114.12A1=1u0.1A.1.2訐0.1=Ql100-1f02f0-：99f0/QL4.13根據(jù)矩形系數(shù)的定義得：Ka=994.14本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I5上挈第5章電路參數(shù)的設(shè)計(jì)5.1 設(shè)置靜態(tài)

14、工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)的確定對(duì)于信號(hào)的穩(wěn)定的度和失真有著相當(dāng)重要的的有影響，本電路采用500歐姆的發(fā)射極調(diào)制電阻。使三極管達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。5.2 計(jì)算諧振回路參數(shù)（一）根據(jù)要求應(yīng)由諧振頻率選取電感L,中心頻率f0=20KHz取電容為250pF由公式5.1得L=300mH根據(jù)實(shí)物取L=280mH由各參數(shù)得出的結(jié)果可算出及以上結(jié)果可算出理論值為10,不過實(shí)際的仿真達(dá)不到該要求，這是由于各元件之間有能量消耗，和相互間的影響造成的。實(shí)際的增益約為8.10本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I鳥小挈第6章電路仿真與性能分析6.1 仿真測試的內(nèi)容與步驟用ewb軟件連接電路圖，修改參數(shù)。觀察示波器的輸入、輸出波形，求電壓增

15、益。觀察掃描儀的波形，求頻帶寬度。6.2 仿真測試結(jié)果與分析6.2.1 仿真原理圖仿真原理圖11本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I心挈6.2.2.示波器輸出仿真結(jié)果12本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I挈總結(jié)通過這次高頻課程設(shè)計(jì)小信號(hào)諧振放大電路，更加熟悉了解了小信號(hào)諧振的工作原理，掌握了諧振電路主要性能指標(biāo)的測量方法和主要參數(shù)的調(diào)整方法等。更進(jìn)一步的掌握用EWB繪制原理圖，在繪圖過程中，注意元器件的擺放，盡量做到布線美觀，節(jié)約材料，在制作實(shí)物時(shí)，鍛煉了自己的工程意識(shí)，動(dòng)手能力,分析解決實(shí)際問題的能力，以及設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新的精神，提高了自己的綜合素質(zhì).同時(shí)，熟練掌握了常用電工工具，常用電工電子測試儀器，儀表的使用方

16、法.本次課程設(shè)計(jì)不但鍛煉了我們最基本的高頻電子線路的設(shè)計(jì)能力，更重要的是讓我們更深刻的認(rèn)識(shí)了高頻電子線路這門課程在實(shí)際中的應(yīng)用。在此次設(shè)計(jì)時(shí)我們也遇到了不少的困難和問題，但在同伴們的幫助下，辛苦的去專研去學(xué)習(xí)，最終都克服了這些困難，使問題得到了解決。其中遇到的問題很多都是在書上不能找到的，所以我們必須自己查找相關(guān)資料，利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)，這是一個(gè)比較辛苦和漫長的過程，你必須從無數(shù)的信息中分離出對(duì)你有用的，然后加以整理，最后才學(xué)習(xí)到變?yōu)樽约旱牟⒂玫皆O(shè)計(jì)中的問題去。在此再次感謝楊恭威老師精心的指導(dǎo)和同學(xué)們的無私的幫助，讓我感覺團(tuán)隊(duì)的力量和溫馨，在以后的日子里我會(huì)更加地利用好這股力量，創(chuàng)造出屬于自已的空間。13本科生課程設(shè)計(jì)（論文）I挈參考文獻(xiàn)1曹才開高頻電子線路原理與實(shí)踐，中南大學(xué)出版社，2010.28622康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分，高等教育出版社，2006.1021813宋樹祥，周冬梅.高頻電子線路.北京:北京大學(xué)出版社，20074胡宴如.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).北京:高等教育出版社，20025陸秀令.模擬電子技術(shù).北京：北京大學(xué)出版社，20066謝