三、集中滤波器
1．陶瓷滤波器
陶瓷滤波器是由锆钛酸铅陶瓷材料制成的。把这种材料制成片状，经过直流高压极化后，它具有压电效应。所谓压电效应，就是指当陶瓷片受到机械力的作用而发生形变时，陶瓷片内将产生一定的电场，且它的两面出现与形变大小成正比的符号相反、数量相等的电荷；反之，若在陶瓷片两面之间加一定的电场，就会产生与电场强度成正比的机械形变。因此，如果在陶瓷片的两面加一高频交流电压，就会产生机械形变振动，同时机械形变振动又会产生交变电场，即同时产生机械振动和电振荡。当外加高频电压信号的频率等于陶瓷片的固有振动频率时，将产生谐振，此时机械振动最强，相应的陶瓷片两面所产生的电荷量最大，外电路的电流也最大。总之，陶瓷片具有串联谐振特性，可用它来制作滤波器。
陶瓷滤波器的工作频率可从几百千赫到几百兆赫，带宽可以做得很窄，其等效Q 值约为几百，它具有体积小、成本低、耐热耐湿性好、受外界条件影响小等优点。已广泛用于接收机中，如收音机的中放、电视机的伴音中放等。陶瓷滤波器的不足之处是频率特性的一致性较差，通频带不够宽等。
(1)二端陶瓷滤波器
二端陶瓷滤波器也称为陶瓷谐振器，其结构、符号、等效电路如图2-2-4所示，其电抗特性曲线如图2-2-5所示。
C L C R o
1
11
(b)
(c)
.............................................................涂银面
陶瓷片(a)
.....
........................
..
.
(a)结构 (b)符号 (c)等效电路
图2-2-4 两端陶瓷滤波器
由图可知串联支路的串联谐振频率
1
121C L f q π=
(2-2-1)
整个陶瓷滤波器的并联谐振频率
C
L f p 121π=
(2-2-2)
式中，C 为C 1和C ０串联后的总电容值。
当信号频率f
电容。
图2-2-5 电抗特性曲线
(2)四端陶瓷滤波器
两端陶瓷滤波器的通频带较窄、选择性较差。为此，可将不同谐振频率的陶瓷片进行组
合连接，就得到性能接近理想的四端陶瓷滤波器，如图2-2-6所示。
L
(a)(b)
(a)由两个陶瓷片构成 (b)由五个陶瓷片构成
图2-2-6 四端陶瓷滤波器
以图2-2-6(a)所示的二振子四端陶瓷滤波器为例，将L1、L2一串一并置于电路中，适当选择其频率，可得到较理想的滤波特性。如要求滤波器通过（465±5）kHz的信号，可使L1的串联谐振频率f q1＝465kHz，并联谐振频率f p1＝（465+5）kHz；使L2的并联谐振频率f p2＝465kHz，串联谐振频率f q2＝(462-5)k Hz。这样对465kHz的信号，L1串联谐振呈低阻抗状态，而L2并联谐振而呈高阻状态，故信号不会受衰减和分流而直接通过滤波器。而对（465+5）kHz的信号，L1并联谐振呈高阻状态，使信号强烈衰减而不能通过；对（462-5）kHz的信号，L2因串联谐振而呈低阻状态，故L2对其信号的分流作用很大，使输出端对（462-5）kHz信号为短路状态而无法输出。这就使电路具有了很好的带通和带阻特性。其电抗特性如图2-2-7所示。
图2-2-7 二振子四端陶瓷滤波电抗特性
本章要求：1．了解集成运算放大电路的组成与特点。 2．熟悉运算放大器的图形符号和工作特点。 3．掌握运算放大器闭环和开环状态下的分析方法。 4．熟悉单门限比较器、双门限比较器的组成和工作原理。本章重点：集成运放的符号、特点及其分析方法。 本章难点：集成运放的线性和非线性应用。 教学时数：4学时 教学方法：自学+多媒体教学 集成运算放大器简介 一、集成运算放大器的组成 1、输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差放。 2、中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。 3、输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。 4、偏置电路：向集成运放内部各级电路提供即合适又稳定的静态工作点电流，一般由各种电流源电路构成。 二、集成运放电路的图形符号及外形 三、集成运放的理想化条件 1、开环电压放大倍数趋于无穷，A uo 。 2、差模输入电阻趋于无穷， r id 。 3、开环输出电阻趋于0， r o 0 。 4、共模抑制比趋于无穷， K CMR 。 三、理想运放的两个重要结论 1、虚短----净输入电压u p－u N=0，即u p=u N 。教学方法说明 导入新课： 利用多媒体演示实际生产生活中集成运算放大器的外形和应用实例。 在讲集成运放的符号时，注意提醒学生旧的或国外的其他画法，如三角形画法。注意讲清符号中各个部分的含义。 对于理想运放
2、虚断----两个输入端的输入电流为零，即i p=i N=0。小结： 1、集成运算放大电路的组成及各部分电路的作用。 2、集成运算放大电路的图形符号及含义。 3、集成运算放大电路的理想化条件。 4、虚断和虚短。 布置作业：看书 集成运放的线性应用 一、比例运算电路 1、反相比例运算的“虚断”和“虚短”，要说清物理含义，阐明来龙去脉。
集成运算放大器介绍教 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
解：分析：电路由第一级的减法运算电路和第二级的加法运算电路组合而成。可分步一步一步求解，先求出o1u ，然后将o1u 看成是第二级的一个输入，即加法运算中的一个输入电压，套用公式： V u u R R u i i 1))2.0(3.0(50100)(121F1o1=--=-= V u R R u R R u o i 6)125 1004.020100()(15F234F2o =+-=+-= （题后感：要先考虑各个量之间的关系，选择合适的公式代入计算。） 四、课后练习 1、作业 同步练习：P41 第1、2、3题 （教学要求：老师提前将习题册题目完成，以备学生来询问及作业批改） 2、课后思考题（提高练习，可以部分学生思考，思考题可放在小黑板上） 求图示电路中u o 与ui 的关系。 R 3 ∞ － + Δ + u o u i 1 R 4 ∞ + － Δ + u o1 R 3 u i 2 ∞ － + Δ + R 1 R 2 R 2 R 4 u o2 A 1 A 2 A 3 附：解答过程（备学生课后来询问解答） 解：电路由两级放大电路组成。第一级由运放A 1、A 2组成，它们都是同相输入，输入电阻很高，并且由于电路结构对称，可抑制零点漂移。根据运放工作在线性区的两条分析依据可知： ) (2o2o12 11 21212 22111u u R R R u u u u u u u u u u i i i i -+= -=-====--+-+- 故： )(212112o2 o1i i u u R R u u -??? ? ??+=- 第二级是由运放A 3构成的差动放大电路，其输出电压为： )(21)(21123 41o 2o 34o i i u u R R R R u u R R u -???? ? ?+-=-= 巩 固 理 论 知 识 讲 解
高频电子线路课程设计报告 题目： __ 高频小信号谐振放大器 __ 院系：_xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx_ 专业：____电子信息科学与技术 班级： xxxxxxxxxxx 姓名： xxxxxx 学号： _ xxxxxxxxxxxxxxx __ 指导教师： xxxxxxxx 报告成绩： 2016年12月16日
目录 一设计目的 (1) 二设计思路 (1) 2.1 电路的功能 (1) 2.2 设计的基本要求 (1) 三设计过程 (1) 3.1 设计电路 (1) 3.2 测量方法 (4) 3.2.1谐振频率 (4) 3.2.2电压增益 (4) 3.2.3通频带 (5) 3.2.4矩形系数 (5) 四系统调试与结果 (6) 4.1 设置静态工作点 (6) 4.2 计算谐振回路参数 (6) 4.3 利用Multisim 对电路的仿真图 (7) 4.4 设计结果与分析 (8) 五主要元器件与设备 (10) 5.1 元器件与设备 (10) 5.2相关参数 (11) 六课程设计体会与建议 (11) 6.1 设计体会 (11) 6.2 设计建议 (12) 七参考文献 (12)
一设计目的 （1）了解LC谐振回路的选频原理和回路参数对回路特性的影响。 （2）掌握高频单调谐放大器的构成和工作原理。 （3）掌握高频单特性放大器的等效电路、性能指标要求及分析设计。 （4）掌握高频单调谐放大器的设计方案和测试方法。 二设计思路 2.1 电路的功能 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。高频小信号放大器的作用是无失真的放大某一频率围的信号。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。 2.2设计的基本要求 (1)通过具体计算，选择器件给出电路设计电路 (2)给出最终实现电路 (3)进行仿真校验 (4)作出设计总结 三设计过程 3.1设计电路
集成运算放大器电路分析及应用（完整电子教案） 3.1 集成运算放大器认识与基本应用 在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317实现电路电压检测，并通过三极管开关电路实现电路的控制。首先来看下集成运算放大器的工作原理。 【项目任务】 测试如下图所示，分别测量该电路的输出情况，并分析电压放大倍数。 R1 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 R1 15kΩR2 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 函数信号发生器函数信号发生器 (a)无反馈电阻(b)有反馈电阻 图3.1集成运算符放大器LM358测试电路(multisim) 【信息单】 集成运放的实物如图3.2 所示。 图3.2 集成运算放大 1.集成运放的组成及其符号 各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图3.3所示。输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。
图3.3集成运算放大电路的结构组成 集成运放的图形和文字符号如图 3.4 所示。 图3.4 集成运放的图形和文字符号 其中“-”称为反相输入端，即当信号在该端进入时， 输出相位与输入相位相反； 而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。 2.集成运放的基本技术指标 集成运放的基本技术指标如下。 ⑴输入失调电压 U OS 实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称，当输入电压为零时，输出电压并不为零。规定在室温(25℃)及标准电源电压下，为了使输出电压为零，需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压，称之为输入失调电压U OS ，U OS 越小越好，一般约为 0.5～5mV 。 ⑵开环差模电压放大倍数 A od 集成运放在开环时(无外加反馈时)，输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od 。它是决定运放运算精度的重要因素，常用分贝(dB)表示，目前最高值可达 140dB(即开环电压放大倍数达 107 )。 ⑶共模抑制比 K CMRR K CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即od CMRR oc A K =A ，其含义与差动放大器中所定义的 K CMRR 相同，高质量的运放 K CMRR 可达160d B 。 ⑷差模输入电阻 r id r id 是集成运放在开环时输入电压变化量与由它引起的输入电流的变化量之比，即从输入端看进去的动态电阻，一般为M Ω数量级，以场效应晶体管为输入级的r id 可达104M Ω。分析集成运放应用电路时，把集成运放看成理想运算放大器可以使分析简化。实际集成运 放绝大部分接近理想运放。对于理想运放，A od 、K CMRR 、r id 均趋于无穷大。 ⑸开环输出电阻 r o r o 是集成运放开环时从输出端向里看进去的等效电阻。其值越小，说明运放的带负载能力越强。理想集成运放r o 趋于零。 其他参数包括输入失调电流I OS 、输入偏置电流 I B 、输入失调电压温漂 d UOS /d T 和输入失调电流温漂 d IOS /d T 、最大共模输入电压 U Icmax 、最大差模输入电压 U Idmax 等，可通过器件
集成运算放大器的外特性及参数 1. 理想集成运算放大器 所谓理想运放就是将各项技术指标理想化的集成运放，即认为： 开环差模电压放大倍数 Od A ＝∞； 差模输入电阻 id R ＝∞； 输出电阻 O R ＝０； 共模抑制比 CMR K ＝∞； 输入偏置电流 id I ＝０； 上限频率 H f ＝∞ 。 2. 集成运算放大器的电压传输特性 我们称集成运放输出电压O U 与其输入电压id U 之间的关系曲线为电压传输特性，集成运放的电压传输特性如图2-15（a ）所示。 (a) (b) 图2-15 集成运放的电压传输特性 (a) 集成运放的电压传输特性 (b) 理想集成运放的电压传输特性 在id U 很小的范围内为线性区，id od O U A U =，输出电压的最大值为OM U ±，当
od OM A | |U U ＞||id 时，输出信号O U 不再跟随id U 线性变化，进入饱和工作区（非线性区） 。由于集成运放的开环差模电压放大倍数Od A 非常高，一般为10４ ～10７ ，即80～140dB ，所以它的线性区非常窄,图2-15（b ）为理性运算放大器的电压传输特性。如果输出电压最大值 V U O M 13±=±。Od A ＝５×10５，那么只有当输入信号｜id U ｜＜26μV 时，电路才会工作 在线性区。否则输出级就将工作在正向饱和或负向饱和状态，输出电压O U 不是OM U +就是 OM U -。其饱和值OM U ±接近正、负电源电压值。 3. 集成运算放大器的参数 集成运算放大器的性能可以用各种参数来表示，了解这些参数有助于正确选择和使用各种不同类型的集成运放。常用的典型集成运算放大器的参数详见表2－1。 表2－1典型集成运算放大器的参数表
高频小信号放大器——典型例题分析 1．集成宽带放大器L1590的内部电路如图7.5所示。试问电路中采用了什么方法来扩展通频带的？答：集成宽放L1590是由两级放大电路构成。第一级由V1、V2、V3、V6构成；第二级由V7~V10构成，三极管V11~V16、二极管V17~V20和有关电阻构成偏置电路。其中第一级的V1、V3和V2、V6均为共射－共基组合电路，它们共同构成共射－共基差动放大器，这种电路形式不仅具有较宽的频带，而且还提供了较高的增益，同时，R2、R3和R4引入的负反馈可扩展该级的频带。V3、V6集电极输出的信号分别送到V7、V10的基极。第二级的V7、V8和V9、V10均为共集－共射组合电路，它们共同构成共集－共射差动放大器，R18、R19和R20引入负反馈，这些都使该级具有很宽的频带，改变R20可调节增益。应该指出，V7、V10的共集组态可将第一级和后面电路隔离。由于采取了上述措施，使L1590的工作频带可达0~150MHZ。顺便提一下，图中的V4、V5起自动增益控制（AGC）作用，其中2脚接的是AGC电压。图7.5 集成宽放L1590的内部电路2．通频带为什么是小信号谐振放大器的一个重要指标？通频带不够会给信号带来什么影响？为什么？答：小信号谐振放大器的基本功能是选择和放大信号，而被放大的信号一般都是已调信号，包含一
定的边频，小信号谐振放大器的通频带的宽窄直接关系到信号通过放大器后是否产生失真，或产生的频率失真是否严重，因此，通频带是小信号谐振放大器的一个重要指标。通频带不够将使输入信号中处于通频带以外的分量衰减，使信号产生失真。3．超外差接收机（远程接收机）高放管为什么要尽量选用低噪声管？答：多级放大器的总噪声系数为由于每级放大器的噪声系数总是大于1，上式中的各项都为正值，因此放大器级数越多，总的噪声系数也就越大。上式还表明，各级放大器对总噪声系数的影响是不同的，第一级的影响最大，越往后级，影响就越小。因此，要降低整个放大器的噪声系数，最主要的是降低第一级（有时还包括第二级）的噪声系数，并提高其功率增益。综上所述，超外差接收机（远程接收机）高放管要尽量选用低噪声管，以降低系统噪声系数，提高系统灵敏度。4．试画出图7.6所示放大器的交流通路。工作频率f=465kHZ。答：根据画交流通路的一般原则，即大电容视为短路，直流电源视为短路，大电感按开路处理。就可以很容易画出其交流通路。对于图中0.01μF电容，因工作频率为465kHZ，其容抗为，相对于与它串联 和并联的电阻而言，可以忽略，所以可以视为短路。画出的交流通路如图7.7所示。图7.6 图7.75．共发射极单调谐放大器如图7.2所示，试推导出 谐振电压增益、通频带及选择性（矩形系数）公式。解：单
高频小信号选频放大器的测试与分析
Q值）的影响。 图1-2 单调谐回路谐振放大器 【实验内容】 1．用万用表测量晶体管各点（对地）电压VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点。 2．采用点测法测量单调谐放大器的幅频特性。 3．用示波器观察静态工作点、集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。 4．用示波器观察放大器输入、输出波形。 3、学会连接电路的方法。 4、按《实验报告》的要求做好记录。 【实验步骤】 1. 在实验箱上插上实验板1。接通实验箱上电源开关，此时电源指示灯点亮。 2. 把实验板1左上方单元（单调谐放大器单元）的电源开关（K7）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 3．单调谐回路谐振放大器静态工作点测量 ①取射极电阻R4=1kΩ（接通K4，断开K5、K6），集电极电阻R3=10kΩ（接通K1，断开K2、K3），用万用表测量各点（对地）电压VB、VE、VC，并填入表1.1内。 表1.1 射极偏置电阻 实测(V) 计算(V,mA) 晶体管工作于放大 区? 理由V B V E V C V BE V CE I C是否 R4=1kΩ 3.41 2.76 11.80 0.65 9.04 2.76 是V BE在0.6-0.7V间R4=510Ω 3.37 2.71 11.79 0.66 9.08 5.31 是V BE在0.6-0.7V间R4=2kΩ 3.45 2.81 11.80 0.64 8.99 1.41 是V BE在0.6-0.7V间 ②当R 4分别取510Ω（接通K 5 ，断开K 4 、K 6 ）和2kΩ（接通K 6 ，断开K 4 、K 5 ）时，重复上述过程，将 结果填入表1.1，并进行比较和分析。
小信号调谐放大器虽然有增益高、矩形系数好等优点而应用较广，但也还存在着一些缺点：如多级放大器中因谐振回路多，每级都要调谐，故调整不方便；回路直接与有源器件相联，其频率特性会受到来自晶体管参数、分布参数变化的影响，使其不能满足某些特殊频率特性的要求，如频带很窄，或者要求通频带外衰减很大的场合。 随着集成电路技术的飞速发展，许多具有不同功能特点的新的集成放大电路不断出现，给电子电路开发与应用提供了极为有利的条件。对干采用集成放大电路构成高频选频放大器来说，通常是采用集中滤波和宽频带集成放大电路相结合的方式来实现，它被称为集中选频式放大器。因多用于中频段，故又称为集成中频放大器。 目前，宽频带集成放大电路的型号很多，各自的性能和适应范围也有所不同。使用时可根据放大器的技术指标要求查阅有关的集成电路手册，选用合适的集成电路。对干集中滤波器可选用频率特性合适的陶瓷滤波器、晶体滤波器、声表面波滤波器或LC 滤波器。 一、集成中频放大器的组成 图2-2-1是集中选频式放大器的组成示意框图。它是由线性宽带放大器和集中滤波器组成，宽带放大器多用集成宽频带放大器，它体积小，性能好，可靠性高。由于集中滤波器通常是固定频率的，所以其宽放的频带也只需比滤波器的通频带宽些就可以了，如接收机的中频放大器。图(a)中，集中滤波器接在高增益宽带放大器的后面。这里宽带放大器只是表示放大器本身的频带宽度比放大的信号频带以及集中滤波器的频带更宽一些。 (a)(b) 前放大 宽放大 集滤波 (a)(b) 图2-2-1 集成中频放大器组成框图 当集成选频式放大器用于接收机中放时，为了避免有用信号频率附近的干扰信号在宽带放大器中产生的非线性作用，通常将集中滤波器放在高增益放大器之前，如图(b)所示。若集中滤波器衰减较大时，为避免使中放噪声系数加大，可在集中滤波器前加低噪声的前置放大器，以补偿滤波器的损耗。 起选频作用的部件是一个具有高选择性的集中滤波器，常用的有LC 带通滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面波滤波器等等。目前，这些滤波器已得到广泛应用。因晶体滤波器特性与陶瓷滤波器相似，下面简单介绍陶瓷滤波器和声表面波滤波器。
集成运算放大器教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第五章集成运算放大器 第一节直流放大器 教学目的：1、了解直流放大器的概念。 2、掌握直流放大器存在的问题。 3、掌握解决直流放大器零点漂移的问题。 4、掌握差动放大器的工作原理。 教学重点：1、直流放大器存在的问题。 2、差动放大器抑制零漂的工作原理。 教学难点：1、差动放大器抑制零漂的工作原理。 教学方法与手段：1、教师讲授与学生练习相结合。 2、板书与多媒体课件相结合。 课时计划：3课时 一、集成运算放大器 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。 集成电路的工艺特点： （1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。 （2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。 （3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。 （4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。 81
82 （5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。 直流放大器：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化的放大电路，称为直流放大器。 二、 流放大器存在的两个问题 1、 前后级静态工作点相互影响的问题。 解决的方法是：在后级发射极加电阻、在后级发射极加二极管、用PNP 型管与NPN 型管互补构成。 2、 存在零点漂移。 零点漂移：输入ui=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。 产生零漂的原因：由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。 零漂的衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。 3. 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 采用差动放大电路 三、 差动放大器 u o t u u i1 i2
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：电子1001班 指导教师：韩屏工作单位：信息工程学院题目：晶体管中频小信号选频放大器设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务： 1.采用晶体管或集成电路完成一个调幅中频小信号放大器的设计； 2.放大器选频频率f0＝455KHz，最大增益200倍，矩形系数不大于5； 3.负载电阻R L＝1KΩ时，输出电压不小干0.5V，无明显失真； 4.完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 时间安排： 1．2013年12月10日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。 2．2013年12月11日至2013年12月26日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。 3. 2013年12月27日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要............................................................................................................. I Abstract ...................................................................................................... I I 一、绪论 (1) 二、中频小信号放大器的工作原理 (2) 三、中频选频放大器的设计方案 (3) 3.1 稳定性分析 (3) 3.2 提高放大器稳定性的方法 (4) 3.3中频选频放大 (5) 3.4 信号负反馈 (6) 四、电路仿真与分析 (7) 4.1 multisim仿真软件简介 (7) 4.2 中频选频放大部分仿真 (7) 五、实物制作及调试 (9) 六、个人体会 (12) 参考文献 (13) 附录I 元件清单 (14) 附录II总电路图 (15)
《新标准下的LM324集成运算放大器原理图符号的制作》教案 学时：2课时刘金娟【教学目标】 知识和技能目标： 1.会建立多组件原理图库； 2.能够绘制LM324集成运算放大器的原理图符号。 过程和方法目标： 1. 通过对LM324集成运算放大器原理图符号的绘制掌握绘制多部件元器件原理图符号的方法； 2. 通过原理图的绘制提高元器件符号的制作与应用。 情感和态度目标： 1.养成善于观察和总结的良好习惯； 2.通过小组的检查培养团结协作精神。 【教学重点】 1. LM324集成运算放大器原理图符号用新符号绘制； 2. 多部件元器件符号的制作方法。 【教学难点】 多部件元器件符号的制作方法及应用。 【教学过程】 1.原理图的绘制。 绘制下述电路原理图。 第一节课让学生绘制上述电路原理图。
经过上节课原理图的绘制，大家可能会发现几个问题：1.任务书中的电位器需要自己进行绘制，元件库中没有相同的元器件；2.从元件库中搜索到的LM324与任务书中的LM324符号不一致。 2.对比从库中搜索到的LM324和任务书中的LM324。 教师讲解：这两个符号表示的都是LM324集成运放，之所以不同是因为一个是以前的老标准，一个是新标准下的图形符号。 引导学生对比这两个符号，找出其共同点和不同点。 相同点：都有5个引脚。不同点：形状不同；图形中的标注不同。 新标准下的图形符号中，“三角形”表示放大器，三角所指方向为信号传输方向，“无穷大”表示该放大器的开环电压放大倍数。注：开环电压放大倍数为无穷大是理想集成运算放大器的特性。分析完之后，就是绘制新标准下的LM324的原理图符号，由此引出本节课的课题。 3.新标准下的LM324集成运算放大器原理图符号的制作（重点）。 （1）电位器与LM324集成运算放大器构成的对比 前面已经讲解过电位器的制作过程，将LM324与电位器进行对比，找到构成他们的基本要素和构成部分。由此得出单部件元器件与多部件元器件的概念。
第1章 高频小信号谐振放大器 1.1给定串联谐振回路的0 1.5MHz f =，0100pF C =，谐振时电阻5R =Ω，试求0Q 和0L 。又若信号源电压振幅1mV ms U =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路上的电感电压振幅Lom U 和电容电压振幅Com U 。 解：（1）串联谐振回路的品质因数为 06120011 2122 1.510100105 Q C R ωπ-==≈????? 根据0f = 有： 402122212 0011 1.125810(H)113μH (2)100104 1.510 L C f ππ--= =≈?=???? （2）谐振时回路中的电流为 01 0.2(mA) 5 ms U I R === 回路上的电感电压振幅为 02121212(mV)Lom ms U QU ==?= 回路上的电容电压振幅为 02121212(mV)Com ms U Q U =-=-?=- 1.2在图题1.2所示电路中，信号源频率01MHz f =，信号源电压振幅0.1V ms U =，回路空载Q 值为100，r 是回路损耗电阻。将1－1端短路，电容C 调至100pF 时回路谐振。如将1－1端开路后再串接一阻抗x Z （由电阻x R 与电容x C 串联），则回路失谐；C 调至200pF 时重新谐振，这时回路有载Q 值为50。试求电感L 、未知阻抗x Z 。 图题1.2 x Z u 解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路 u u 根据0f = 42 12212 011 2.53310(H)253μH (2)10010410 L C f ππ--= = ≈?=??? 根据00011 L Q C r r ωω= =有： 61201011 15.92()21010010100 r C Q ωπ-= =≈Ω???? （2）有载时的电路图如图(b)所示。 空载时，1100pF C C ==时回路谐振，则0f = 00100L Q r ω= =； 有载时，2200pF C C ==时回路谐振，则0f ，050L x L Q r R ω= =+。 ∴根据谐振频率相等有2122x x x C C C C C C C ==+，解得：200pF x C =。 根据品质因数有：100 250 x r R r +==，解得15.92()x R r ==Ω。 1.3在图题1.3所示电路中，已知回路谐振频率0465kHz f =，0100Q =，160N =匝，140N =匝，210N =匝，200pF C =，16k Ωs R =，1k ΩL R =。试求回路电感 L 、有载Q 值和通频带B 。 图题1.3 i L 解：本电路可将部分接入电路（图（a ））等效成电路图（b ）。
电子课程设计电子课程设计报告 课题题目指导老师学生姓名学生学号完成时间： ： ： ： ： 窄带选频放大器 0808060413 2010.6.9
目录 摘要: (4) 1系统概述 (4) 1.1选频电路： (5) 1.2放大器： (5) 1.3低通滤波器： (5) 2单元电路设计与分析 (5) 2.1双T选频网络： (6) 2.2运算放大器 (7) 2.3低通滤波器 (8) 3电路的安装与调试 (9) 4结束语 (10) 4.1设计简单介绍 (10) 4.2设计调试中的难点 (11) 4.3改善及改进意向 (11) 4.4收获与体会 (11) 附上元件明细表及参考资料 (11)
(题目：窄带选频放大器) 摘要: 有源滤波器具有与rlc 串联谐振电路相同的特性曲线，利用数值计算的方法，得出两级级联的滤波器在临界偏调时各级中心频率f 0与q 值的关系，分析了电路不同q 值与平顶宽度的关系，在本设计中采用了RC 电路；据此，设计并制作了具有平顶特性的窄带通滤波器。仿真结果表明其特性与理论计算曲线大致相似。在制作过程中，为达到仿真效果及理论计算结果，不断对电路进行调试，还对电路的选择性、误差进行了分析。 关键词: 选频网络;运算放大器;低通滤波器;反馈电路。 1系统概述 本设计电路由选频电路、放大器和低通滤波器组成。 + + A + + A 2 3 2 3 6 4 5 5
1.1选频电路： 由UA741及电阻电容构成的双T选频网络构成，将输入的多种频率信号进行选频，运算放大器A1的反馈电路中，接入了窄频带滤波器，谐振频率f=1/2πRC=2KHz。 1.2放大器： 由UA741运算放大器构成半波整流器，输出正半周信号。 1.3低通滤波器： 由电阻电容构成，将高频经电容滤去，输出低频信号，因而该放大器仅选择2KHz(T=0.5ms)频率信号经放大后变为交流输出，其输出可接自动示波器显示输出波形。 2单元电路设计与分析
高频小信号放大器练习题 一、填空题 1、单向化是提高谐振放大器稳定性的措施之一，单向化的方法有 和 。 2、某小信号放大器共有三级，每一级的电压增益为10dB, 则三级放大器的总电压增益 为 。 3、高频小信号谐放大器的主要特点是以 作为放大器的交流负载，具有 和 功能。 4、噪声系数等于 与 之比。 5、通频带的定义是幅值下降到最大值的 时所对应的频带宽度。 6、单调谐放大器经过级联后电压增益 、通频带 、选择性 。 7、晶体管的噪声有 噪声、 噪声、 噪声和 噪声四种。 8、噪声系数越大，则内部噪声越 。对级联系统而言，其噪声系数主要取决于 。 9、在单调谐放大器中，矩形系数越 ，其选择性越好；在单调谐的多级放大器中， 级数越多，通频带越 ，其矩形系数越 。 10、消除晶体管yre 的反馈作用的方法有 和 。 11、在单调谐放大器中，矩形系数越接近于1、其选择性越 ；在单调谐的多级放大器中， 级数越多，通频带越 （宽或窄），其矩形系数越 （大或小） 12、小信号谐振放大器的主要特点是以 作为放大器的交流负载，具有 和 功能。 13、放大器的噪声系数的定义为 ，理想的噪声系数 ， 实际的噪声系数 。 14、小信号调谐放大器按调谐回路的个数分 和 。 15、从晶体管角度看,影响高频小信号放大器稳定性的因素为 ，可用 和 方法提高稳定性。 16、放大电路直流通路和交流通路画法的要点是：画直流通路时，把 视为开路； 画交流通路时，把 视为短路。 17、高频小信号调谐放大器一般工作在 （甲类，乙类，丙类）状态，它的主要技术 指标有 和选频性能，选频性能通常用 和 两个指标衡量。 18、在单调谐放大器中，矩形系数越 ，其选择性越好；在单调谐的多级放大器中， 级数越多，通频带越 ，其矩形系数越 。 19、小信号调谐放大器级联后，若每级放大器完全相同，增益为A ，带宽为702.f ，则n 级放大器的总增益计算式为 ，通频带的计算式为 。 二、选择题 1、在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其作用不包括（ ）。 A 、选出有用频率 B 、滤除谐波成分 C 、阻抗匹配 D 、产生新的频率成分 2、小信号谐振放大器的主要技术指标不包含（ ） A 、谐振电压增益 B 、失真系数 C 、通频带 D 、选择性 3、信号源和负载与谐振回路采取部分接入,其目的是____.
实验二集成选频放大器 一、实验目的 1、熟悉集成放大器的内部工作原理 2、熟悉陶瓷滤波器的选频特性 二、实验内容 1、测量集成选频放大器的增益。 2、测量集成选频放大器的通频带。 3、测量集成选频放大器的选择性。 三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、2 号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、扫频仪（可选）1台 四、实验原理 1、集成选频放大器的原理图见下图
图2-1 集成选频放大器电路原理图 由上图可知，本实验中涉及到的集成选频放大器是带AGC（自动增益控制）功能的选频放大器，放大IC用的是Motorola公司的MC1350。 2、MC1350放大器的工作原理 图2-2为MC1350单片集成放大器的电原理图。这个电路是双端输入、双端输出的全差动式电路，其主要用于中频和视频放大。
图2-2 MC1350内部电路图 输入级为共射-共基差分对，Q1和Q2组成共射差分对，Q3和Q6组成共基差分对。除了Q3和Q6的射极等效输入阻抗为Q1、Q2的集电极负载外，还有Q4、Q5的射极输入阻抗分别与Q3、Q6的射极输入阻抗并联，起着分流的作用。各个等效微变输入阻抗分别与该器件的偏流成反比。增益控制电压（直流电压）控制Q4、Q5的基极，以改变Q4、Q5分别和Q3、Q6的工作点电流的相对大小，当增益控制电压增大时，Q4、Q5的工作点电流增大，射极等效输入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益减小。 五、实验步骤 1、据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的的各测试点及 可调器件（具体指出）。 2、按下面框图（图2-3）所示搭建好测试电路。
窄带选频放大器 课题名称:窄带选频放大器课程设计说明书 设计题目： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 起止日期：
1.摘要： 设计目的：熟悉窄带频率放大器的设计方法、以及低通滤波器的工作原理、使用方法，并掌握还带选频放大器的工作原理。 本设计系统采用uA74型高增益运算放大器以及2CP11整流二极管。以u741为主要核心部件，由可控电位器R1,R2实现频率的变化，实现窄带选频放大器选择2KHz频率信号，并通过2CP11普通整流二极管实现波形的整形，通过由u741构成的RC低通滤波器后，最终获得2KHz频率信号经过放大后的直流信号。 实验方法可行，结果得到较为平整的输出波形。 2.关键词：窄带滤波器，u741型运放，RC低通滤波器 3.引言： 3.1.元器件的参数及选用 3.1.1UA741AN双列直插8脚式封装 UA741中文资料 uA741M，uA741I，uA741C（单运放）是高增益运算放大器。输入 电压±18V，允许功耗500mW. uA741M，uA741I，uA741C芯片引脚图和工作说明： 1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端， 4接地，6为输出，7接电源 8空脚 3.1.2普通整流二极管2CP11
参数：反向击穿电压50V;正向电流0.1A;正向压降1V;反向电流5μA; 4. 总体方案设计 4.1. 方案：采用UA741AN 为核心部件，信号通过前级放大控制增益系数， 因要求没有严格限定放大倍数，对于低频取10倍左右并由选频网络滤除2KHz 意外的信号频率，并用二极管产生的半波整流信号，通过后级放大再由低通滤波器滤除其余分量实现要求。其原理框图1 该方案电路设计简单灵活，器件需求小，且易于系统的扩展和计算。 5. 模块电路设计与计算 5.1. 放大环节和选频网络模块。 5.1.1. 放大电路部分 采用UA741AN 高增益运算放大器，构成反向放大电路。通过对R2电阻的调节实现增益的控制，在输入信号比较小的时候可以采用较高增益，增益公式为
2．声表面波滤波器 声表面波滤波器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻等特点，并且可采用与集成电路相同的生产工艺，制造简单，成本低，频率特性的一致性好，因此广泛应用于各种电子设备中。 声表面波滤波器的结构示意图及符号如图2-2-8所示。它是以石英、铌酸锂或锆钛酸铅等压电晶体为基片，经表面抛光后在其上蒸发一层金属膜，通过光刻工艺制成两组具有能量转换功能的交叉指型的金属电极，分别称为输入叉指换能器和输出叉指换能器。当输入叉指换能器接上交流电压信号时，压电晶体基片的表面就产生振动，并激发出与外加信号同频率的声波，此声波主要沿着基片的表面与叉指电极垂直的方向传播，故称为声表面波，其中一个方向的声波被吸声材料吸收，另一方向的声波则传送到输出叉指换能器，被转换为电信号输出。 (a)基本结构 (b)电路符号 图2-2-8 声表面波滤波器 由此可见，在声表面波滤波器中，信号经过电-声、声-电两次转换，且由于基片的压电效应，使得当输入信号频率与叉指换能器固有频率相同时，激发的声波最强，信号传输效率最高；如果输入信号的频率与其固有频率不同，则激发的声波弱，信号传输效率低，偏差越大效率越低，可见叉指换能器具有选频特性。显然，通过两个叉指换能器的共同作用，使声表面波滤波器的选频特性较为理想。声表面波滤波器的中心频率、通频带等性能与压电晶体基片的材料，以及叉指电极的几何形状和指条数目有关。只要设计合理，用光刻技术制造，可保证其有较高的精度，使用时不需调整。 图2-2-9所示为电视接收机中使用的声表面波滤波器的幅频特性。可见它具有很好的选择性和较宽的频带宽度，但由于内部多次电声转换，插入损耗较大。为了补偿这种损耗，通常在其前面加一级预中放电路。
小信号选频放大器——典型题1 ?1．试画出下图所示放大器的交流通路。工作频率f=465kHZ。 ?答：根据画交流通路的一般原则，即大电容视为短路，直流电源视为短路，大电感按开路处理。就可以很容易画出其交流通路。 ?对于图中0.01μF电容，因工作频率为465kHZ，其容抗为，相对于与它串联和并联的电阻而言，可以忽略，所以可以视为短路。画出的交流通路如图所示。 2. 某单调谐放大器中，若谐振频率f0=10.7MHZ，CΣ= 50pF，BW0.7=150kHz，求回路的电感L和Q e。如将通频带展宽为300kHZ，应在回路两端并接一个多大的电阻？ ?提示：（1）求L和Q e ?（2）求电阻并联前回路的总电导 ?（3）根据求并接的电阻
? ? （1）画出高频等效电路；（2）计算回路电容C ；（3）计算 ? 高频等效电路 ? ? 并联等效电路（忽略输入部分） ? 1．已知谐振功率放大器V CC ＝20V ，I c0＝250mA ，P o ＝4W ，U cm ＝0.9V CC ，试求该放大器的P D 、P c 、ηC 和I c1m 为多少？ 2．已知谐振功率放大器V CC ＝30V ，I c0＝100mA ，U cm ＝28V ，θ＝600，g 1(θ)＝1.8，试求P o 、R P 和ηC 为多少？ 1.07.0,2r K f
? 3.已知谐振功率放大器输出功率P o ＝4W ，ηC ＝60％，V CC ＝20V ，试求P c 和I c0。 若保持P o 不变，将ηC 提高到80％，试问P c 和I c0减小多少？ 4.谐振功率放大器工作频率f ＝2MHz ，实际负载R L ＝80Ω，所要求的谐振阻抗R P ＝8Ω，试求决定L 形匹配网络的参数L 和C 的大小？ 提示1：由于R L ＞R P ，则应选择高阻变低阻L 型匹配网络 提示2：高阻变低阻L 形匹配网络 提示： 5．某谐振功率放大器，原工作于欠压状态，现为提高输出功率，将其调整到工作于临界状态。试问：可分别改变哪些量来实现？达到目的后，分别对应的P o 是否都一样大？ 提示：调节R p 、调节V BB 、调节U im 。 注意：改变VCC 由欠压到临界，其输出功率是不会变的，因此不能采用改变VCC 。 谐振功率放大器负载特性曲线(调节RP) 虚线表示理论推导变化 基极调制特性 （调节VBB ） （a ）V BB 对i C 波形的影响 （b ）V BB 对I c0、I c1m 和U cm 的影响 1-= =P L L e R R C R Q ω
高频小信号谐振放大器实验 121180166 琛 一、 实验目的 1． 掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2． 掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3． 掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数，1dB 压 缩点）的测试方法。 二、实验使用仪器 1．小信号调谐放大器实验板 2．200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪（安泰信） 5. 高频信号源 6. 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路， 其作用是有选择地对某一频率围的高频小信号信号进行放大 。 所谓“小信号”，指输入信号电压一般在微伏~毫伏数量级围，对于这种幅度围的输入信号，放大器一半工作在线性围。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC 调谐回路）。此时放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最大的增益，而对其它远离0f 频率的输入信号，增益很小，如图1-1所示。 2、小信号调谐放大器技主要技术指标 1. 增益：表示高频小信号调谐放大器对输入信号的放大能力 电压增益的定义：01020log ()i U dB U ? (1_1） 其中输出信号和输入信号的有效值分别为0U ，i U 。
相对增益(d B )f 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 功率增益的定义： 01010log ()i P dB P ? (1_2） 其中输出信号和输入信号的功率分别为0P ，i P 。在高频和射频电路中功率的单位常用dBm 表示：dBm 和mW 之间的换算关系： 1010log ()1P dBm mW =?，10dBm =10mW (1_3） 2. 通频带和选择性：通常将小信号放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所对应的输入信号频率围定义为放大器的通频带，用B 0.7表示。为衡量放大器的频率选择性，通常引入参数——矩形系数K 0.1，它定义为： 0.10.10.7 B K B = (1_4） 式中，B 0.1为电压增益下降到最大值的0.1倍处的输入信号带宽，如图1.1所示。理想的电路频率选择性如图1.1的虚线所示。矩形系数越小，放大器的选择性越好，抑制邻近无用信号的能力就越强。 3．稳定性：高频小信号谐振放大器能够稳定工作是首要条件。由于高频放大器的工作频率较高，根据晶体管的Y 参数模型，当工作频率较高时，晶体管本身存在反馈参数fe y ，同样当工作频率较高时，需要考虑外电路元器件的引线电感和PCB 布线时的板间分布电容，平行信号线之间的寄生电容等，此时这些参数会构成分布参数电路，此外如果电源的去耦电路
实验八集成选频放大器 一、实验目的 1、熟悉集成放大器的内部工作原理 2、熟悉陶瓷滤波器的选频特性 二、实验内容 1、测量集成选频放大器的增益。 2、测量集成选频放大器的通频带。 3、测量集成选频放大器的选择性。 三、实验仪器 1、2 号板1块 2、双踪示波器1台 3、万用表1台 4、扫频仪（可选）1台 四、实验原理 1、集成选频放大器的原理图见下图
图8-1 集成选频放大器电路原理图 由上图可知，本实验中涉及到的集成选频放大器是带AGC（自动增益控制）功能的选频放大器，放大IC用的是Motorola公司的MC1350。 2、MC1350放大器的工作原理 图8-2为MC1350单片集成放大器的电原理图。这个电路是双端输入、双端输出的全差动式电路，其主要用于中频和视频放大。
图8-2 MC1350内部电路图 输入级为共射-共基差分对，Q1和Q2组成共射差分对，Q3和Q6组成共基差分对。除了Q3和Q6的射极等效输入阻抗为Q1、Q2的集电极负载外，还有Q4、Q5的射极输入阻抗分别与Q3、Q6的射极输入阻抗并联，起着分流的作用。各个等效微变输入阻抗分别与该器件的偏流成反比。增益控制电压（直流电压）控制Q4、Q5的基极，以改变Q4、Q5分别和Q3、Q6的工作点电流的相对大小，当增益控制电压增大时，Q4、Q5的工作点电流增大，射极等效输入阻抗下降，分流作用增大，放大器的增益减小。 五、实验步骤 1、据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的的各测试点及 可调器件（具体指出）。 2、打开集成选频放大器的电源开关 3、测量电压增益A v0 将拨码开关S1的1、2全拨下，将4.5M左右的高频小信号从J2输入（V p-p≈50mV，在TH3处观测），调节W1，用示波器观测J3输出幅度，使输出幅度最大。用示波器分别观测输入和输出信号的幅度大小，则A v0即为输出信号与输入信号幅度之比。