任务二集中选频放大器
任务引入
在高频小信号谐振放大器中，为了获得更高的增益和较好的谐振特性，往往采用多级放大器级联，各级谐振回路的谐振频率参差错开，此种方式虽然也有较广泛的应用。但受单调谐回路、双?餍郴芈纷陨硇阅艿南拗疲 薹ɑ竦媒咏 诶硐氲男痴裉匦浴４送猓 骷缎痴窕芈芬 直鸬餍常 髡 脑 隙啵 蚁嗷ビ杏跋欤 髡 下榉常桓骷毒 骞懿问 云湫痴
窕芈返?和都有影响，这会影响到各级增益、通频带和选择性的稳定性。
随着无线通信技术的发展与应用，对放大器增益与选频特性、应用的方便性有了更高的要求。从高频小信号放大器的基本功能而言，就是放大加选频，为此提出放大和选频能否分别设计，即引出了集中选频放大器。
任务分析
近年来，随着电子技术的发展，出现了越来越多的高频线性集成电路，有的宽带运算放大器的增益带宽积可达几个吉赫（GHz），专用的高频集成放大器在几十兆赫上可以得到50dB 以上的增益，在一、二百兆赫上可以得到30～40dB的增益。因此，在许多新的无线电设备中，越来越广泛地采用高频集成放大器。
与此同时，也出现了各种集中选择性滤波器，简称集中滤波器。例如，LC集中选择滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等。
高频集成放大器和集中滤波器的发展，为采用把放大和选频两个功能分开的集中选频中频放大器创造了条件。集中选频中频放大器用高频放大器集中放大中频信号，用集中滤波器集中选频滤波，克服了调谐中频放大器分级选频的缺点，而被广泛地采用于要求增益高、频带宽、选频特性好的无线电设备中。例如，用于要求较高的电视接收机、通信接收机中作中频放大器。
作为线路设计人员，设计集中选频中频放大器的任务：一是在了解器件（集成放大器和集中滤波器）性能的基础上，正确地选用满足性能要求的器件；另一任务是掌握器件间的接口技术，正确地进行相互连接，以发挥各器件的功能。
相关知识
一、集中选频放大器的优点
1．采用集中放大与集中滤波，把放大和选频两个任务分别由高频集成放大器和集中滤波器来担任。它们作为两个基本部件，分别由厂家惊心设计、生产。使用它们组成的集中选频中频放大器具有线路组成简单，性能稳定可靠，价格便宜的优点。
2．集中选频中频放大器中的集中滤波器是经过专门的设计、生产、调试的，它具有近似理想矩形特性的谐振曲线，是分级选频的级联调谐放大器难以达到的，甚至可以说整个接收机的选择性都可以由集中滤波器来完成，对其余各级的选择性要求就不高了。此外，由于集中选频放大器的选择性好，对干扰信号的衰减很大，如果把它放在中放级的前端，就有利于减少以后各级放大时由于干扰信号引起的交调、互调等非线性失真。
3．对于集中选频中频放大器的线路和设备设计人员来说，主要是正确地选择和使用高频集成放大器和集中滤波器这两个部件。大大地简化了高频放大器的设计与调整，从而缩短了线路和设备的设计与制作周期。
二、集中选频放大器的组成方式
集中选频放大器有两种组成方式。
1）方式一：集中滤波器接于宽带放大器的后面，见图3-2-16。这种接法要注意的问题是集成放大器与集中滤波器阻抗匹配的问题，一是集成放大器的输出阻抗与滤波器的输入阻抗匹配，二是滤波器的输出阻抗与负载阻抗相匹配。
图3-2-16 高频集中选频组成方式一
2）方式二：集中滤波器放在集成宽带放大器的前面，见图3-2-17。
图3-2-17 高频集中选频组成方式二
这种接法的优势是：当所需要放大信号的频带以外有强干扰信号时，强干扰信号被集中滤波器滤除，不致直接集成宽带放大器，可避免在强干扰作用下，由于放大器的非线性而产生的交调、互调干扰。但考虑到有些集中滤波器对有用信号也有较大的衰减，使集中滤波器输出的有用信号减弱，从而使集成放大器中噪声对信号的影响加大，致使整个放大器的输出信噪比下降，为此，可以在集中滤波器的前面加一级前置放大器，用以补偿集中滤波器对有用信号的衰减。
三、集中滤波器
集中滤波器是集中选频放大器的一个重要组成部分，包括有：集中选择滤波器、压电陶瓷滤波器、晶体滤波器和声表面波滤波器等。
1．集中选择滤波器
集中选择滤波器是由多级滤波器组成，每个单节滤波器是由电容耦合的两个并联谐振回路组成，如图3-2-18所示。
图3-2-18 集中选择滤波器
a）集中选择滤波器 b) 单节滤波器
2．陶瓷滤波器
陶瓷滤?ㄆ魇怯啥嗉短沾尚痴褡幼槌傻摹?
陶瓷谐振子是用一种经极化后的锆钛酸铅陶瓷材料片（称作“压电陶瓷片”），两面涂上银层作为电极而制成。压电陶瓷片具有一种“压电物理效应”，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，相应的陶瓷两面所产生的电荷量最大，此时外电路的电流最大。因此，陶瓷片具有谐振特性，可代替电路中的谐振回路用作滤波器。
（1）两端陶瓷滤波器
两端陶瓷滤波器的结构示意图、图形符号及等效电路如图3-2-19所示。两端陶瓷滤波器相当于一个单调械回路，由于它频率稳定、选择性好、具有合适带宽，常把它做成固定的中频滤波器使用。
a) b) c)
图3-2-19 两端陶瓷滤波器及其等效电路
a) 结构图 b) 符号 c) 等效电路
（2）三端陶瓷滤波器
三端陶瓷滤波器的结构示意图、图形符号及等效电路如图3-2-20所示，其中1、3端是输入端，2、3端是输出端。如果输入信号频率等于陶瓷滤波器的串联谐振频率，陶瓷片便产生相当于谐振频率的机械振动，由于压电效应，输出端将产生频率为谐振频率的输出电压。三端陶瓷滤波器相当于一个双调谐回路，可以替代中频放大电路的中频变压器。三端陶瓷滤波器目前在集成电路接收机中得到广泛应用。
a) b) c)
图3-2-20 三端陶瓷滤波器的结构示意图、图形符号及等效电路
a) 结构图 b) 符号 c) 等效电路
（3）四端陶瓷滤波器
为提高陶瓷滤波器的滤波效果，可将陶瓷械振子通过串、并联的形式组合在一起，构成四端口陶瓷滤波器。一般来说，陶瓷片数目越多，滤波效果越好。图3-2-21是两种四端滤波器，图a）是二单元形，图b）是五单元形。
a) b)
图3-2-21 四端陶瓷滤波器
a) 二单元型 b) 五单元型
3．晶体滤波器
晶体滤波器由多级晶体谐振子组成的。晶体谐振子（石英晶体）是用特殊方式切割成的石英晶体片两面涂上银层作为极板，焊上引线作为电极，再加上金属壳、玻璃壳或胶壳封装而制成的，简称晶振，见图3-2-22。
a) b)
图3-2-22 石英晶体外形图
a) 内部结构 b) 外形
晶体谐振子与陶瓷谐振子一样，它也是利用石英晶体的压电物理效应而制成的，具有谐振特性。其电路符号与等效电路也与陶瓷谐振子一致，见图3-2-19。由于晶体谐振子的固有机械振动频率，即谐振频率只与晶片的几何尺寸有关，所以晶片具有很高的频率稳定性，而且晶片尺寸做得越精确，谐振频率的精度越高。因此，石英晶片是一个十分理想的谐振系统，常采用晶体谐振子代替谐振回路构成石英晶体振荡器，其频率稳定度一般可达10-8～10-6数量级，甚至更高；同时，也像陶瓷滤波器一样，可用晶体谐振子通过串、并联组合在一起，构成效果更好的四端晶体滤波器。
4．声表面波滤波器
（1）声表面波滤波器的结构与工作原理
声表面波滤波器是一种新型的电子元件，常称为SWAF（Surface Acoustic Wave Filter）。声表面波滤波器的结构示意图和符号如图3-2-23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
a) b)
图3-2-23 声表面波滤波器的结构示意图与电路符号
a) 结构示意图 b) 符号
成两组具有能量转换功能的交叉指型（简称叉指）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，此声波沿着基片的表面在与叉指电极垂直的方向传播，即声表面波。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。
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，信号的传输效率最高；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。通过两个叉指换能器的共同作用，使声表面波的选频特性较为理想，图2-8所示为电视接收机使用的声表面滤波器的幅频特性。声表面滤波器的中心频率、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与指条数目有关。只要设计合理，可保证其有较高的精度，使用时不需调整。但带内衰减较大，宜采用方式二构成集中选频放大器。
目前，声表面波滤波器的使用工作频率范围可从十几兆赫做到上千兆赫；相对带宽
可以从百分之几做到50%；带内衰减一般为10～15dB，可以做到07dB；最大带外抑制可以做到60～80dB；矩形系数可以做到2～1.1。图3-2-24是一种用于通信机中声表面波滤波器的幅频特性。
图3-2-24 一种用于通信机中声表面波滤波器的幅频特性
（2）声表面波滤波器的特点
1）体积小、重量轻、中心频率可以做得很高、相对带宽较宽、矩形系数接近于1。2）采用与集成电路工艺相同的平面加工工艺制作，适宜大规模生产。
3）性能稳定可靠，使用时不需调整。
5．各种集中滤波器的性能比较
各种集中滤波器的共同特性是具有谐振特性、具有选频作用，但不同的集中滤波器的结构、原理与工作性能不尽相同。在此，以表的形式将各种集中滤波器的性能特点进行对比，以加深对各种集中滤波器的理解，详见表3-2-3。
表3-2-3 各种集中滤波器的主要特点
（
任务实施
一、各种集中滤波器的识别、选用与测试
以学生课外实践为主，通过查看书籍或上网查阅相关资料，列举常用集中滤波器的型号、规格与性能参数，以及产品的适用范围与主要生产厂家或供货渠道。
二、收集常用集成宽带高频放大器的资料
以学生课外实践为主，通过查看书籍或上网查阅相关资料，列举常用集成宽带高频放大器的型号、规格与性能参数，以及产品的适用范围与主要生产厂家或供货渠道。
三、典型集中选频放大器应用分析
由于线性宽频带集成电路能对高频小信号提供高增益、宽频带、稳定性好的放大，可将它与选频电路相结合组成各种常用的集中选频放大器。
1．μPC1018集成中频放大器
μPC1018是一种广泛应用于调频（FM）、调幅（AM）的集成中频放大器。它为双列直插式16脚塑料封装，工作电压为2.5～6V;它的内部有调频、调幅分开的中频放大器，还有调幅的本振、混频及自动增益控制等电路。图3-2-25是集成电路μPC1018构成的中频放大器，点划线框内是集成电路的内部结构框图，点划线外是它的外围电路。
图3-2-25 集成电路μPC1018构成的中频放大器
（1）调幅（AM）中频放大器工作原理：调幅部分由输入选频、本振混频和中频放大三
个电路组成。输入选频电路由L
3、C
2
．组成，其作用是从天线接收的信号号中选出需要的电
台信号，经过L
4耦合，从16脚送入混频电路。L
1
、C
1
本振的振荡回路，本振信号经L
2
耦合，
从1脚送入混频电路。经混频后获得的多种频率信号从15脚输出。L
5、C
4
和L
6
、C
5
、C
6
组成
双调谐中频选频回路，具有较好的选频特性，其谐振频率为465KH
Z 。选出的中频信号从C
5
、
C
6
连接点以电容分压部分接入方式，经14脚送入中频放大器。这种部分接入方式能实现级间阻抗匹配，减小放大器对选频回路的影响。中频放大器为线性宽频带放大器，其内部是直接耦合的多级放大器，具有高增益、稳定性好的特点。经放大后的中频信号从11脚输出，
其输出负载L
7、C
8
是一单调谐选频回路，放大器与选频回路之间也采用部分接入方式，以实
现阻抗匹配，改善选频性能。最后由L8耦合，将中频信号送到二极管检波器中进行检波。
（2）调频（FM）中频放大工作原理。μPC1018集成电路的调频中放由两级中放（中放Ⅰ、中放Ⅱ）组成。调频的中频信号从2脚输入中放Ⅰ，经放大后从4脚输出，外接三端陶瓷滤波器选频。三端陶瓷滤波器等效为一个固定的双调谐选频回路，谐振频率是调频中频10.7MHz，其Q值较高，具有良好的选频特性。选频后的信号从5脚送入中放Ⅱ，经放大后调频中频信号由7脚输出加到双调谐中频选频回路进行选频，最后将放大了的调频信号送入
后级的鉴频器进行鉴频。为了减小中频放大器对双调谐回路的影响，放大器与选频回路之间采用部分接入，这样一方面可以达到阻抗匹配，另一方面也可保持良好的选频性能。
2．TA7680AP图像中频放大器
TA7680AP是一块大规模集成电路，双列直插式24个引脚，内部包括图像中放和伴音中放两部分。其中，图像中频放大器是三级直接耦合的、具有自动增益控制功能的、高增益、宽频带的差分放大器。图3-2-26为彩色电视机中TA7680AP图像中频放大器的应用电路。
图3-2-26为彩色电视机中TA7680AP图像中频放大器的应用电路
由高频调谐器IF OUT端输出的图像中频信号经C
1加至预中放管V
1
的基极。R
2
、R
3
是V
1
的偏置电阻，R
6是V
1
发射极负反馈电阻。L
2
是匹配电感，R
5
是阻尼电阻，它们与V1输出电
容和Z
1
的输入分布电容共同组成中频宽带并联谐振回路。选频放大后的信号由V1集电极输
出，经C
3耦合加至声表面波滤波器Z
1
，预中放电路的供电电源退耦电路由R
4
、C
2
组成。声
表面波滤波器Z
1的输出端接有匹配电感L
3
，它与Z
1
的输出分布电容组成中频谐振回路，可
减少插入损耗，提高图像的清晰度。声表面波滤波器输出的中频信号，经C
4
耦合，从集成
电路IC
1
（TA7680AP）的7脚和8脚输入到集成块内部的图像中频放大器。由图像中放输出的信号，经视频检波、视频放大后从15脚输出彩色全电视信号。
四、实验技能与训练－集中选频放大器
1．实验目的
（l）熟悉集中选频放大器的工作原理
（2）熟悉陶瓷滤波器的选频特性
2．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
3．集成选频放大器的实验电路
集成选频放大器的电路原理图如图3-2-27所示。
图3-2-27 集中选频放大器实验电路
本实验中涉及的集成选频放大器是带AGC（自动增益控制）功能的集成选频放大器，S1断开，即无AGC；S1若接通，则有AGC功能。本实验主要测试集中选频放大器的特性，因此不涉及AGC控制特性，有关AGC控制内容在AGC控制任务内完成。单片集成放大器是Motorola 公司的MC1350，MC1350是双端输入、双端输出的全差动式电路，主要用于中频或视频放大。
为陶瓷滤波器（中心频率为4.5），选频放大器的输出信号通过耦合电容连接到输出插孔J3。
4．实验步骤
集中选频放大器的实验单元位于图3-2-13的右侧。
（1）根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测试点和可调部件。
（2）按图3-2-14所示，搭建好测试电路。
（3）打开集成选频放大器的电源开关
（4）测试电压增益
将频率为4.5、峰-峰值（）为200mV左右的高频小信号从J2处输入，调节
使J3输出幅度最大，用示波器分别测量输入和输出信号的幅度大小，则即为输出信号与输入信号幅度之比。
??5）测量放大器通频带
放大器通频带的测量有两种方式：
1）用扫频仪为测量仪器，测出已调谐电路的幅频特性曲线，分别读出电压增益下降为0.7时对应的上、下频率点值，其差值即为通频带。
2）用高频信号源、示波器为测量仪器，采用电频法测量。通过调节放大器输入信号的
频率，使信号频率在4.5附近变化（以20KH
Z 或500KH
Z
为步进间隔），并用示波器测量
各频率点的输出信号幅度，然后作出幅频特性曲线，再分析、计算通频带。
（6）测量放大器的选择性（矩形系数）
在测量通频带的基础上，继续利用幅频特性曲线分析、计算出电路放大增益下降为0.1处的带宽，与之比即为放大器电路矩形系数。
5．实验报告要求
（1）查找MC1350集成宽带放大器的资料，说明其内部结构与各引脚功能。
（2）说明集中选频放大器电压增益、通频带与矩形系数的测量方法。
（3）整理与分析实验数据，画出幅频特性曲线，并与前面高频小谐振放大器作对比。
6．实验仪器
高频实验箱 1 台
双踪示波器 1 台
万用表 1 块
扫频仪 1 台
课外实践
了解与收集常用集成宽频带放大器与各种集中滤波器的型号与规格，列表整理出其主要特性以及主要应用领域。
课题小结
本课题涉及的是以并联谐振回路为负载的高频小信号放大器和集中选频放大器。
高频小信号谐振放大器任务中，重点介绍了单级单调谐放大器的电路组成、性能指标以及有关性能参数的计算，并以单调谐放大器为基础，介绍了双调谐放大器、多级调谐放大器的电路组成以及其性能指标与单调谐放大器性能之间的关系。
单调谐放大器的性能与并联谐振回路的特性有密切关系。回路的品质因素越高，回路的谐振增益就越大，选择性就越好，但通频带会变窄。在满足通频带的前提下，应尽量使回路的有效品质因素增加。此外，由于晶体管寄生电容的影响，再加上谐振回路的阻抗大小与性质随频率剧烈变化，会使谐振放大器工作不稳定，因此应采取一定的措施?幢Ｖし糯笃鞴ぷ鞯奈榷ㄐ裕 Ｓ玫姆椒ㄊ侵泻头ê褪 浞ā?
集中选频中频放大器同谐振放大器的功能、任务是一致的，即选频加放大。本任务主要了阐述什么是集中选频放大器，为什么要采用集中选频放大器？集中选频放大器相比谐振放大器有哪些优势？
单调谐回路、双调谐回路的谐振特性，受其自身的限制，一是无法获得接近于理想的谐振特性，在对谐振特性要求严格的场合，它们是不能满足要求的；二是各级中频谐振回路都要分别调谐，要调整的元件多，且相互有影响，调整较麻烦；三是各级晶体管参数对其谐振回路的和都有影响，这会影响到各级增益、通频带和选择性的稳定性。
在一些新型超外差接收机的中频系统中，为了获得接近于理想的谐振特性和高增益，常常把中频系统的放大和选频任务分开，进行集中放厂和集中选频。集中放大任务由高频集成放大器完成；集中选频任务则由专门制作的、性能指标满足严格要求的声表面波滤波器、陶瓷滤波器等集中选择滤波器完成。以这种形式组成的中频系统叫做集中选频中频放大器。
采用集中选频中频放大器后，依靠专业化设计、制作的集中选择滤波器，可以获得性能指标很高、符合要求的选频滤波特性；减小了晶体管参数对集中选择滤波器的影响，提高了整个中频系统的增益、通频带、选择性的稳定性；通常集中选择滤波器接在中频系统的前端，使强干扰信号，主要是邻近干扰信号受到很大衰减，难以进入后级中放，从而大大减弱了白干扰信号引起的交调、互调干扰；由于采用了集中选择滤波器和高频集成放大器部件，使设计、生产、装配和调试中频系统都大大简化，十分方便。
第九章集成运算放大器及其应用（易映萍） 9.1 差分放大电路 9.2互补功率放大电路 9.3 集成运算放大电路 9.4 理想集成运放的线性运用电路 9.5 理想集成运放的非线性运用电路 习题 第九章集成运算放大器及其应用 9.1 差分放大电路 9.1.1 直接耦合多级放大电路的零点漂移现象 工业控制中的很多物理量均为模拟量，如温度、流量、压力、液面和长度等，它们通过不同的传感器转化成的电量也均为变化缓慢的非周期性连续信号，这些信号具有以下两个特点： 1．信号比较微弱，只有通过多级放大才能驱动负载； 2．信号变化缓慢，一般采用直接耦合多级放大电路将其放大。 u＝0）时，人们在试验中发现，在直接耦合的多级放大电路中，即使将输入端短路（即 i u≠0）,这种现象称为零点漂移（简称为零漂），如图输出端还会产生缓慢变化的电压（即 o 9.1所示。 （a）测试电路（b）输出电压u o的漂移 图9.1 零点漂移现象 9.1.2 零漂产生的主要原因 在放大电路中，任何参数的变化，如电源电压的波动、元件的老化以及半导体元器件参数随温度变化而产生的变化，都将产生输出电压的漂移，在阻容耦合放大电路中，耦合电容对这种缓慢变化的漂移电压相当于开路，所以漂移电压将不会传递到下一级电路进一步放
大。但是，在直接耦合的多级放大电路中，前一级产生的漂移电压会和有用的信号（即要求放大的输入信号）一起被送到下一级进一步放大，当漂移电压的大小可以和有用信号相当时，在负载上就无法分辨是有效信号电压还是漂移电压，严重时漂移电压甚至把有效信号电压淹没了，使放大电路无法正常工作。 采用高质量的稳压电源和使用经过老化实验的元件就可以大大减小由此而产生的漂移，所以由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因而也称零点漂移为温度漂移，简称温漂，从某种意义上讲零点漂移就是静态工作点Q点随温度的漂移。 9.1.3抑制温漂的方法 对于直接耦合多级放大电路，如果不采取措施来抑制温度漂移，其它方面的性能再优良，也不能成为实用电路。抑制温漂的方法主要由以下几种： （1）采用稳定静态工作的分压式偏置放大电路中Re的负反馈作用； （2）采用温度补偿的方法，利用热敏元件来抵消放大管的变化； （3）采用特性完全相同的三极管构成“差分放大电路”； 9.1.4 差分放大电路 差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路。直接耦合的多级放大电路的组成框图如图9.2所示。 图9.2 多级放大的组成框图 A倍后传送到负载上，对电路造从上图可知输入级一旦产生了温漂，会经中间级放大 u2 A≈1，对电路造成的成严重的影响，而中间级产生的温漂，由于直接到达功放级而功放的 u 影响跟输入级相比少得多，所以，我们主要应设法抑制输入级产生的温漂，故在直接耦合的多级放大电路中只有输入级常采用差分放大电路的形式来抑制温漂。 9.1.4.1 差分放大电路的组成及结构特点 一．电路组成 差分放大电路如图9.3所示。
实验名称 集成运算放大器的基本应用 一.实验目的 1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法，重点掌握积分输入，输出波形的测量和描绘方法。 二.实验元器件 集成运算放大器 LM324 1片 电位器 1k Ω 1只 电阻 100k Ω 2只；10k Ω 3只；5.1k Ω 1只；9k Ω 1只 电容 0.01μf 1只 三、预习要求 1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的vi 、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值，以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。 四.实验原理及参考电路 本实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。 1. 反向比例运算 反向比例运算电路如图1所示，设组件LM324为理想器件，则 11 0υυR R f -=
R f 100k R 1 10k A 10k R L v o v 1 R 9k 图1 其输入电阻1R R if ≈，图中1//R R R f ='。 由上式可知，改变电阻f R 和1R 的比值，就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。 在选择电路参数是应考虑： ○ 1根据增益，确定f R 与1R 的比值，因为 1 R R A f vf - = 所以，在具体确定f R 和1R 的比值时应考虑；若f R 太大，则1R 亦大，这样容易引起较大的失调温漂；若f R 太小，则1R 亦小，输入电阻if R 也小，可能满足不了高输入阻抗的要求，故一般取f R 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求，则可根据1R R i =先确定1R ，再求f R 。 ○ 2运算放大器同相输入端外接电阻R '是直流补偿电阻，可减小运算放大器偏执电流产生的不良影响，一般取1//R R R f ='，由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈，其输入、输出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。 2. 反向比例加法运算 反向比例加法运算电路如图2所示，当运算放大器开环增益足够大时，其输入端为“虚地”，11v 和12v 均可通过1R 、2R 转换成电流，实现代数相加，其输出电压 ??? ??+-=122111 v R R v R R v f f o 当R R R ==21时 ()1211v v R R v f o +- = 为保证运算精度，除尽量选用精度高的集成运算放大器外，还应精心挑选精度高、稳定性好的电阻。f R 与R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理，图中的21////R R R R f ='。
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
实验集成运算放大器的基本应用（Ⅱ）——有源滤波器 一、实验目的 1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。 2、学会测量有源滤波器的幅频特性。 二、实验原理 （a）低通（b）高通 (c) 带通（d）带阻 图9－1 四种滤波电路的幅频特性示意图 由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图9－1所示。 具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有滤波器级联实现。 1、低通滤波器（LPF） 低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。 如图9－2（a）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。 图9－2（b）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。
(a)电路图 (b)频率特性 图9－2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A + = 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1 f O = 截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 uP A 31 Q -= 品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。 2、高通滤波器（HPF ） 与低通滤波器相反，高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号。 只要将图9－2低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成二阶有源高通滤波器，如图9－3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反，其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系，仿照LPH 分析方法，不难求得HPF 的幅频特性。 (a) 电路图 (b) 幅频特性 图9－3 二阶高通滤波器 电路性能参数A uP 、f O 、Q 各量的函义同二阶低通滤波器。 图9－3（b ）为二阶高通滤波器的幅频特性曲线，可见，它与二阶低通滤波器的幅频特性曲线有“镜像”关系。 3、 带通滤波器（BPF ）
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。
实验--集成运算放大器的基本应用
实验集成运算放大器的基本应用（Ⅱ）——有源滤波器一、实验目的 1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器。 2、学会测量有源滤波器的幅频特性。 二、实验原理 （a）低通（b）高通 (c) 带通（d）带阻 图9－1 四种滤波电路的幅频特性示意图 由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图9－1所示。
具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC 网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC 有滤波器级联实现。 1、 低通滤波器（LPF ） 低通滤波器是用来通过低频信号衰减或抑制高频信号。 如图9－2（a ）所示，为典型的二阶有源低通滤波器。它由两级RC 滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C 接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性。 图9－2（b ）为二阶低通滤波器幅频特性曲线。 (a)电路图 (b)频率特性 图9－2 二阶低通滤波器 电路性能参数 1 f uP R R 1A += 二阶低通滤波器的通带增益 RC 2π1f O = 截止频率，它是二阶低通滤波 器通带与阻带的界限频率。 uP A 31Q -= 品质因数，它的大小影响低 通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。
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)
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。
单电源供电集成运算放大器的电路及其应用 文章包括以下四个部分 一、单电源运放应用：基础知识 二、单电源运放应用：基本电路 三、单电源运算放大器电路应用：滤波 四、单电源运算放大器的偏置与去耦电路设计 大多数集成运算放大器电略部采用正、负对称的双电源供电，在只有一组电源的情况下，集成运算放大器也能正常工作。图1所示为两种采用单电源供电的供电电路。 采用单电源对集成这算放大器供电的常用方法是，把集成运算放大器两输入端电位抬高（且通常抬高至电源电压的一半，即E＋/2），抬高后的这个电位就相当于双电源供电时的“地”电位，因此在静态工作时，输出端的电位也将等于两输入端的静态电位，即E＋/2。 图中，集成运算放大器两输入端抬高的电压由R4、R5对电源分压后产生，约等于E+ /2；C2为滤波电容；C1和C3分别为输入、输出隔直电容。为了减小输入失调电流的影响，图1（a）中R1应等于R2与R4的并联值，图1（b）中R1应等于R2与R3的并联值。 图1（a）为反相输入方式，电路的交流放大倍数为R4/R3=100倍；图1（b）为同相输入方式，电路的交流放大倍数为R3/R2=10倍。
单电源运放应用图集(一)：基础知识 我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集，但是这些应用都建立在双电源的基础上，很多时候，电路的设计者必须用单电源供电，但是他们不知道该如何将双电源的电路转换成单电源电路。 在设计单电源电路时需要比双电源电路更加小心，设计者必须要完全理解这篇文章中所述的内容。 1．1 电源供电和单电源供电 所有的运算放大器都有两个电源引脚，一般在资料中，它们的标识是VCC＋和VCC －，但是有些时候它们的标识是VCC＋和GND。这是因为有些数据手册的作者企图将这种标识的差异作为单电源运放和双电源运放的区别。但是，这并不是说他们就一定要那样使用――他们可能可以工作在其他的电压下。在运放不是按默认电压供电的时候，需要参考运放的数据手册，特别是绝对最大供电电压和电压摆动说明。 绝大多数的模拟电路设计者都知道怎么在双电源电压的条件下使用运算放大器，比如图一左边的那个电路，一个双电源是由一个正电源和一个相等电压的负电源组成。一般是正负15V，正负12V和正负5V也是经常使用的。输入电压和输出电压都是参考地给出的，还包括正负电压的摆动幅度极限Vom以及最大输出摆幅。 单电源供电的电路(图一中右)运放的电源脚连接到正电源和地。正电源引脚接到VCC ＋，地或者VCC－引脚连接到GND。将正电压分成一半后的电压作为虚地接到运放的输入引脚上，这时运放的输出电压也是该虚地电压，运放的输出电压以虚地为中心，摆幅在Vom 之内。有一些新的运放有两个不同的最高输出电压和最低输出电压。这种运放的数据手册中会特别分别指明Voh 和Vol 。需要特别注意的是有不少的设计者会很随意的用虚地来参考输入电压和输出电压，但在大部分应用中，输入和输出是参考电源地的，所以设计者必须在输入和输出的地方加入隔直电容，用来隔离虚地和地之间的直流电压。(参见1.3节) 图一 通常单电源供电的电压一般是5V，这时运放的输出电压摆幅会更低。另外现在运放的供电电压也可以是3V 也或者会更低。出于这个原因在单电源供电的电路中使用的运放
集成运算放大器的应用实验报告 【摘要】：本题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器
一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a），实现下述功能： 使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1（b）所示， T1=0.5ms，允许T1有±5%的误差。 （a） （b） 图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。 二、设计方案 1、三角波发生器 由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。电路仿真如下图所示：
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