高频电路期末课程设计
课程名称：高频小信号调谐放大器设计学院：
专业：
姓名：SpadesQ
学号：
任课教师：
2016年6月12日
摘要
高频小信号调谐放大器是一种中心频率在几百KHZ到几百MHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围内的放大器。按照所用器件可分为晶体管，场效应管和集成电路放大器；按照通过频谱的宽窄可分为窄带和宽带放大器；按照电路形式可分为单级和级联放大器；按照所用负载性质可分为谐振放大器和非谐振放大器。
调谐放大器采用谐振回路作负载，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。
小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路，其作用是对信道中的微弱高频小信号进行不失真的放大。在无线电接收机中主要用做高频和中频选频放大，高频调谐放大器的集电极负载为可变频率调谐。
对小信号调谐放大器的主要要求有：有足够高的增益、满足选择性和通频带要求、稳定性与噪声系数要好、动态范围要宽。
本文以理论分析为依据，得到10.7Mhz中心频率，带宽3Mhz的高频小信号调谐放大器，并用multisim仿真进行调试，实际制作来验证理论分析。
关键字：三极管；LC谐振回路；高频小信号；放大器
目录
摘要................................................................................................................................................ II
1.2.1谐振频率 (2)
1.3晶体管高频小信号等效电路 (5)
1.3.1单级单调谐回路谐振放大器 (6)
1.4自激原理及消除方法 (8)
2.3.1选定电路形式 (10)
3高频小信号谐振放大器电路仿真实验 (13)
高频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，理论上，对于LC 组成的并联谐振电路，谐振频率的表达式为：
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2Δf0.1表示，有时也称2Δf0.1为 3dB 带宽。
通频带带宽：
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，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 所示。
图1-1 放大器的通频带和谐振曲线
1.2.4增益带宽积
增益带宽积BW?G也是通信电子电路的一个重要指标，通常，增益带宽积可以认为是一个常数。放大器的总通频带宽度随着放大级数的增加而变窄，BW越大，增益越小。二者是一对矛盾。
不同电路中，放大器的通频带差异可能比较大。如：在设计电视机和收音机的中频放大器时，对带宽的考虑是不同的，普通的调幅无线电广播所占带宽是9kHz，而电视信号的带宽需要6.5MHz，显然，要获得同样的增益，中频放大器的带宽设计是完全不同的。1.2.5选择性
放大器从含有各种不同频率的信号总和中选出有用信号，排除干扰信号的能力，称为
放大器的选择性。选择性的基本指标是矩形系数。其中，定义矩形系数k v1.0是电压放大倍数下降到谐振时放大倍数A v0的10％所对应的频率偏移和电压放大倍数下降为0.707A v0时所对应的频率偏移2Δf0.1之比，即：
同样还可以定义矩形系数k r01.0，即：
显然，矩形系数越接近1，曲线就越接近矩形，滤除邻近波道干扰信号的能力愈强。
1.2.6噪声系数
NF越接近 1 越好。
1.3 晶体管高频小信号等效电路与分析方法
高频小信号放大器由于输入信号幅值小，可以认为晶体管工作在线性区，经常采用有源线性四端网络进行分析。如图1-2，1-3 所示，Y 参数等效电路和混合π等效电路是描述晶体管高频小信号下工作状况的重要模型。
图1-2混合π等效电路图图 1-3 y参数等效电路
Y参数等效电路与混合π等效电路参数的转换，用混合π参数表示的 Y 参数：
其中。
1.3.1单级单调谐回路谐振放大器电路原理
图 1-4 单级单调谐回路谐振放大器
图 1-4 是一个单级单调谐回路谐振放大器的原理图，理论上分析，谐振时电压增益：
放大器的增益可用带宽表示为：
其中
单调谐放大器的选择性用矩形系数来表示为：
所以单调谐放大器的矩形系数比 1大得多，选择性比较差。
为了简化电路板制作，本设计是单级单调谐回路谐振放大器。
1.3.2多级单调谐回路谐振放大器
实际的实验和应用中，需要把微弱的信号进行多级放大，这要求电路有较大增益，因此，高频放大器大多是多级级联而成，多级放大器的电压增益指当放大器有 m 级时，各级的电压增益分别为Av1、Av2 …Avm，则总增益Av是各级增益的乘积，即
如果多级放大器是由完全相同的单级放大器组成，则
对 m级放大器而言，通频带为：
式中，2Δf7.0为单级放大器的通频带，称为带宽缩减因子，其物理意义是：随着级数增加，总通频带变窄。
m级单调谐回路放大器的矩形系数为：
1.4 自激
在做高频实验时，经常在测试电路中会出现自激的现象，特别是在多级放大的情况中。我们将这种没有外部输入信号，由于电路内部正反馈作用而自动维持输出交流信号的现象称为自激。它经常和进行高频电路设计相违背，我们把这种具有自激现象的放大器称为自激振荡器，它实际上就是一个有足够反馈量的正反馈放大器。
产生自激振荡的条件和振荡电路的原理一致。即满足：
（1）相位平衡条件
放大器的反馈信号与输入信号必须同相位，即相位差是 180°(或π)的偶数倍。（2）振幅平衡条件
指放大器的反馈信号必须有一定的幅度。在振荡建立的初期，必须使反馈信号大于原输入端的信号。
交流负反馈能够改善放大电路的许多性能，改善的程度由负反馈的深度决定。但是，如果电路组成不合理，反馈过深，且电路附加相移(高频区或低频区)改变了反馈信号的极性时，电路中的负反馈就会变成正反馈。反而会使放大电路产生自激振荡。这种自激振荡是一定要消除的。克服自激的方法在这里介绍以下几种：
（1）中和法：
在晶体管的输出和输入端之间插入一个外加的反馈电路，使它的作用恰好和晶体管的内反馈互相抵消。具体线路如图 1-5，C N为外接电容，
图 1-5 外加的反馈电路克服自激
（2）失配法：
失配法一般采用共发一共基级联放大器实现，失配法是用牺牲增益换来提高放大器的稳定性。如图 1-6 所示。
图1-6 共发共基级联放大器电路
2高频小信号调谐放大器的设计与制作
2.1技术要求
使用MMBT2222A 设计一个高频小信号谐振放大器
技术指标如下：
谐振频率：o f ＝10.7MHz
谐振电压放大倍数：A VO ≥10dB
2.2晶体管MMBT2222A
集电极的电流是mA I CQ 5.1=,此时的放大倍数β大概是50到70之间，此处的估计值设为60进行静态工作点的计算，实际情况在仿真和实际调试的时候进行微调即可；基极和射极的导通电压大概是0.7V 左右，经过查找资料，集射极电压在放大工作的状态的时候，大概是4.0v 左右是可以满足条件的，电源供电V V cc 12=。
2.3设计过程
高频小信号放大器一般用于放大微弱的高频信号,此类放大器应具备如下基本特性: 只允许所需的信号通过,即应具有较高的选择性。放大器的增益要足够大。放大器工作状态应稳定且产生的噪声要小。放大器应具有一定的通频带宽度。
2.3.1选定电路形式
依设计技术指标要求，考虑高频放大器应具有的基本特性,可采用共射晶体管单调谐回路谐振放大器，设计参考电路见图2-1所示。
图2-1 单调谐高频小信号放大器电原理图
图中放大管选用mmbt2222a ，该电路静态工作点Q 主要由1b R 和1w R 、2b R 、Re 与Vcc 确定。利用1b R 和1w R 、2b R 的分压固定基极偏置电位BQ V ，如满足条件BQ I I >>1：当温度变化
CQ I ↑→BQ V ↑→BE V ↓→BQ I ↓→CQ I ↓，抑制了CQ I 变化，从而获得稳定的工作点。 由此可知，只有当BQ I I >>1时，才能获得BQ V 恒定，一般取， BQ I I )105(1-=。只有当负反
馈越强时，电路稳定性越好，故要求BE BQ V V >，一般取：BE BQ V V )53(-=。
2.3.2设置静态工作点
由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流CQ I 一般在0.8－2mA 之间选取为宜，设计电路中取 mA I c 5.1=，设Ω=K R e 1。
因为：EQ EQ e V I R = 而EQ CQ I I ≈所以： 1.51 1.5EQ V mA K V
=?Ω=因为：BQ EQ BEQ V V V =+(发射结电压BEQ V 为0.7V)
所以： 1.50.7 2.2BQ V V V V
=+=因为：EQ CC CEQ V V V -= 所以：V
V V V CEQ 8.92.212=-=因为：BQ BQ b I V R )105/(2-= 而mA mA I I CQ BQ 025.060/5.1/===β
则： 2.2V/ 0.25≈10KΩ
因为：21]/)[(b BQ BQ CC b R V V V R -=
则：?10KΩ≈45KΩ考虑调整静态电流
CQ I 的方便，1b R 用50K ?电位器与5K ?电阻串联。
2.3.3谐振回路参数计算
1）回路电感L
取定电感值为4uH 。
2）回路中的总电容C ∑
因为：
o f = 则:
pf L
f C o 3.55)2(12==∑π
3）回路电容C
因有 21()oe C C p C ∑=-* （C oe 为三极管输出电容，估计值7pF ）
所以255.3(17)48.3C pF pF pF =-*=
取标称值33pf 的固定电容为与30Pf 可调电容并联。
2.3.4确定耦合电容与高频滤波电容
耦合电容C1、C6的值，可在1000 pf —0.01uf 之间选择。旁路电容C2 、C3、C7的取值一般为0.01-1μF ，滤波电感的取值一般为220-470uH 。
3高频小信号谐振放大器电路仿真实验
3.1仿真电路图
用Multisim 仿真软件构建如图2-1所示设计实验电路，如下所示：
图 3-1 仿真电路总图
3.2测量并调整放大器的静态工作点
仿真条件：晶体管用库中的理想器件。电感线圈用固定电感L1=2.8uH 、L2=1.2uH ，中间抽头。其余元件参数参见图2-1。调整静态工作点的方法是：不加输入信号，将C1的左端接地，将谐振回路的电容C5开路，记下此时电路的静态工作点BQ V ，CEQ V ，EQ V 及EQ I 。仿真结果表3-1：
表 3-1 静态工作点数据测量
3.3谐振频率的调测与技术指标的测量
仿真条件：输入高频信号频率fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）15mV。
使用波特仪分析谐振电路的幅频特性，谐振频率和通频带与矩形系数等：
图 3-2 波特测试仪测中心频率与增益
图 3-3 波特测试仪测通频带
图 3-4 波特测试仪测矩形系数
1)电压增益
由图3-2可知，放大倍数为43dB，满足设计要求。
2)中心频率
由图3-2可知，中心频率为10.743Mhz，非常接近设计要求。
3)通频带
测量的方法是：根据通频带的定义，只需要在谐振频率的放大倍数43dB的基础上减去3dB，读出相应的频率减去fo再成2即2?f（通频带Bw）。由图3-3可知，B w≈3Mhz。
4)矩形系数
测量的方法是：根据矩形系数的定义，只需要在谐振频率的放大倍数43dB的基础上减去20dB，读出相应的频率减去fo再成2即2?f0.1，最后除以Bw（Bw0.1/Bw）。由图计算得，Kr0.1=5.6
矩形系数比较小是由于图3-3，图3-4波特图测量有误差。
4高频小信号调谐放大器的电路板制作
4.1原理图转换为PCB
为了简化制作，去掉了开关和可变电阻，可变电容仍然保留，因为中心频率较为难调。
4.2实物图
图中红色的为可变电容。
4.3示波器测量
输入高频信号频率fo=10.7MHz,幅度（峰-峰值）50mV的正弦波。
图4-1示波器测量中心频率
图4-2示波器测量通频带
1）电压增益
Av=1.241V/0.050V=24.82≈90dB，满足设计要求
2）中心频率
由图4-1可知中心频率为10.75Mhz,满足设计要求。
3）通频带
只需要在谐振频率时的峰峰值X0.707，读出相应的频率减去fo再成2即2?f（通频带Bw）。由图4-2可知，Bw≈5Mhz。
4.4误差分析
分析设计总结导致误差的原因如下：
1）实物的实际值与理论值有一定的差距。如电阻电容电感的理论值与标称值存在一些差异，并且电阻电容电感的标称值也有一定的误差。
2）晶体管数据为查数据手册所得，而由于分布参数的影响，晶体管手册中给出的分布参数一般都是在测试条件一定的情况下测得的。且分布参数还与静态工作电流及电流放大系数有关。放大器的各项技术指标满足设计要求后的元器件参数值与设计计算值有一定的偏离。
放大倍数差距比较大，是由于在实际电路板制作时为了得到较高的增益，在不超过Icm的
前提下，尽可能提高了静态工作点。
3）性能指标参数的测量方法存在一定的误差。如在调谐过程中，我们通过直接观察波形的输出值的大小来确定电路是否调谐，并没有使用波特仪。这样调谐频率的测量值存在误差的同时，放大倍数的测量值也会产生误差。
4）由于增加了可变电容，所以很容易使得谐振频率fo在10.7Mhz，没有很大误差。
5）实验仪器设备的老化等也会导致电路调试过程中出现一定的误差。
4 总结（心得体会）
通过这一课程设计，我掌握了独立查找资料、思考分析问题的能力和独立学习的能力。通过对电路设计的仿真和实际制作，对书本的理论知识有了更深刻的了解。
完成这一课设后，我对高频小信号放大器也有了更深刻地理解。高频小信号放大器广泛用于广播,电视,通信,测量仪器等设备中.高频小信号放大器可分为两类:一类是以谐振回路为负载的谐振放大器;另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器.它们的主要功能都是从接收的众多电信号中,选出有用信号并加以放大,同时对无用信号,干扰信号,噪
声信号进行抑制,以提高接收信号的质量和抗干扰能力.
电路板实物制作的过程中，从电路的布局、元件的选择、电路板的制作到电路板的调试我都尽心尽力。尽管电路简单，仍然遇到了很多问题，比如第一次制的板铜线很多断开了，第二次制版有些孔是焊完元件才打的可能导致接触不良，所幸调试一天后电路仍能正常工作。
实验一高频小信号单调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理； 2.熟悉放大器静态工作点的测量方法； 3.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 4.了解高频单调谐小信号放大器幅频特性曲线的测试方法。 二、实验原理 小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号的线性放大。其实验原理电路如图1-1所示。该电路由晶体管BG、选频回路（LC并联谐振回路）二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。 1．单调谐回路谐振放大器原理 单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。C E是R E的旁路电容，C B、C C 是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R C是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。 2．单调谐回路谐振放大器实验电路 单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。
图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路 高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0，谐振电压放大倍数A u0，放大器的通频带BW 0.7及选择性（通常用矩形系数K 0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑=LC f π21 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，∑C 的表达式为 21oe C C n C ∑=+ 式中， C oe 为晶体管的输出电容； n 1（注：此图中n 1=1）为初级线圈抽头系数；n 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，微调C3，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A u0称为调谐放大器的电压放大倍数。A u0的表达式为
实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 二、实验内容 1、谐振频率的调整与测定。 2、主要技术性能指标的测定：谐振频率、谐振放大增益Avo及动态范围、通频带 BW0.7、矩形系数Kr0.1。 三、实验仪器 1、高频信号发生器1台 2、2号板小信号放大模块1块 3、频率计1台 4、双踪示波器1台 5、万用表1台 6、扫频仪（可选）1台 四、实验原理 （一）单调谐小信号放大器
图1-1 单调谐小信号放大电路图 小信号谐振放大器是接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线形放大。图1-1为单调谐回路小信号谐振放大器的原理电路，实验单元电路由晶体管N1和选频回路T1组成，不仅对高频小信号放大，而且还有选频作用。其中W1,R5,R6,R7为直流偏置电阻（因与C3并联相接,所以C3仅有直流负反馈作用），同时调节W1可为放大器选择合适的静态工作点。C5为输入信号的耦合电容，E4,C3,C5为旁路滤波电容，R1为中周初级负载。C1与电感L 组成并联谐振回路，调节C1或改变中周T1磁芯的位置可以使回路谐振在信号中心频率上。本实验中单调谐小信号放大的谐振频率为fs=10.7MHz 。因此频率为10.7的小信号自C5耦合输入，经选频、放大后，中周次级将获得最大输出。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1、谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑ = LC f π210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量；
实验一单调谐高频小信号放大器 一、实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2．熟悉谐振回路的幅频特性分析--通频带与选择性。 3．熟悉和了解放大器的动态范围及测试方法。 4．熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。 二、实验仪器 1．双踪示波器SS-7804 2．扫频仪PD1250 3．高频信号发生器WY1052 4．万用表 5．实验板1 三、预习要求 1、复习谐振回路的工作原理。 2、了解谐振放大器的电压放大倍 数、动态范围、通频带及选择性相互 之间的关系。 3、实验电路中，若电感量L=1uh, 回 路总电容C=220pf (分布电容包括在 内)，计算回路中心频率f。 四、实验内容及步骤 图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图（一）单调谐回路谐振放大器。 1．实验电路见图1-1 （1）按图1-1所示连接电路（注意接线前先测量+12 V电源电压，无误后，关断电源再接线） （2）接线后仔细检查，确认无误后接通电源。 2．静态测量 实验电路中选Re=1K 测量各静态工作点，计算并填表1.1
表 1.1 实测实测计算根据V CE判断V是否工作 在放大区 原因 V B V E I C V CE 是否 * V B , V E是三极管的基极和发射极对地电压。 3. 动态研究 （1）测放大器的动态范围V i~V O（在谐振点） 选R=10K , Re=1k 。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器，选择正常放大区的输入电压V i, 调节频率f 使其为10.7MH Z, 调节C T使回路谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节V i由0.02伏变到0.8伏，逐点记录Vo电压，并填入表1.2 。Vi的各点测量值可根据（各自）实测情况来确定。 表 1.2 V i(v) （峰值）0.02 0.8 V0(v) Re =1KΩRe =500ΩRe =2KΩ （2）用扫频仪调回路谐振曲线。 仍选R=10K, Re=1K。将扫频仪射频输出送入电路输入端，电路输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线（扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当的位置，如30dB），调回路电容C T, 使f 0 = 10 .7 MHz 。 （3）测量放大器的频率特性 当回路电阻R=10K时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器输出端接至电路输入端，调节频率f使其为10.7MHz，调节C T使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率为f0=10.7MHZ 为中心频率，然后保持输入电压Vi 不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压V0,将测得的数据填入表1-3。频率偏离范围可根据（各自）实测情况来确定。 f(MHz) 10.7 V0 R=10KΩR=2KΩR=470Ω
本科生实验报告 实验课程高频电路实验 学院名称信科院 专业名称物联网工程 学生姓名刘鑫 学生学号201313060108 指导教师陈川 实验地点6C1001 实验成绩 二〇年月二〇年月
高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理； 2.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法； 二、实验仪器与设备 高频电子线路综合实验箱； 扫频仪； 高频信号发生器； 双踪示波器 三、实验原理 （一）单调谐放大器 小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率f S＝12MHz。基极偏置电阻R A1、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数A v0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为
∑ = LC f π210 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，∑ C 的表达式为 ie oe C P C P C C 2221++=∑ 式中， C oe 为晶体管的输出电容；C ie 为晶体管的输入电容；P 1为初级线圈抽头系数；P 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，用扫频仪测出电路的幅频特性曲线，调变压器T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的表达式为 G g p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fe i V ++-=-=- =∑2 22 1212100 式中，g Σ为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y fe 本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V 0与输入电压V i 相位差不是180o 而是为（180o + Φfe ）。 A V0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1中R L 两端的电压V 0及输入信号V i 的大小，则电压放大倍数A V0由下式计算： A V0 = V 0 / V i 或 A V0 = 20 lg (V 0 /V i ) d B 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A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW ，其表达式为 BW = 2△f 0.7 = fo/Q L 式中，Q L 为谐振回路的有载品质因数。 分析表明，放大器的谐振电压放大倍数A V0与通频带BW 的关系为 ∑ = ?C y BW A fe V π20
基于Multisim的通信电路仿真实验 实验一高频小信号放大器 1.1 实验目的 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 1.2 实验内容 1.2.1 单调谐高频小信号放大器仿真 图1.1 单调谐高频小信号放大器 1、根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp。 ωp=1/(L1*C3)^2=2936KHz fp=ωp/(2*pi)=467KHz 2、通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。
下图中绿色为输入波形，蓝色为输出波形 Avo=Vo/Vi=1.06/0.252=4.206 3、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。 通频带BW=2Δf0.7=7.121MHz-28.631KHz=7.092MHz 矩形系数Kr0.1=(2Δf0.1)/( 2Δf0.7)= （14.278GHz-9.359KHz）/7.092MHz=2013.254 4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出
电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av 相应的图，根据图粗略计算出通频带。 Fo(KHz ) 65 75 165 265 365 465 1065 1665 2265 2865 3465 4065 Uo(mV ) 0.66 9 0.76 5 1 1.05 1.06 1.06 0.97 7 0.81 6 0.74 9 0.65 3 0.574 0.511 Av 2.65 5 3.03 6 3.96 8 4.16 7 4.20 6 4.20 6 3.87 7 3.23 8 2.97 2 2.59 1 2.278 2.028 5、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。 2次谐波 4次谐波
高频小信号单调谐与双调谐放大器 实验报告 14044012 孙胤邦 14 级电子一班
?输出电压幅值U/mV 1 \ j \ J____ ■ 实验表格及图像 单调谐放大器的电压幅值 输入信号频率f/fHz 5. 4 5. 5 5. 6 5. 7 5. 8 5. 9 6 6. 1 6. 2 6. 3 6. 4 6. 5 6. 6 6. 7 6. 8 6. 9 输出电压幅值 U/m V 1. 6 1. 76 2 2. 16 2. 4 2. 7 3. 12 3. 84 4. 8 6. 32 7. 92 8. 08 7. 52 6. 08 4. 8 3. 84 单调谐放大器幅频特性 输入信号频率 9 8 7 2 1
如图所示（纵坐标为幅值mV ,横坐标为频率MHZ ）单调谐的峰值为8.08mV , 下降到0.707倍时的值为5.71mv 。 输入 信号 频率 f/MHz 4 8 5 5 2 5 4 5 6 5 7 5 8 5 9 6 6 1 6 2 6 3 6 4 6 5 6 6 6 7 6 8 6 9 7 7 1 输出 电压 幅值 U/mV 0 6 1 1 4 2 5 7 4 6 8 5 8 5 4 5 6 6 4 7 2 7 4 6 2 4 4 3 6 2 2 8 1 6 8 1 4 1 1 2 双调谐回路幅频特性 如图所示（纵坐标为幅值mV ,横坐标为频率MHZ ）双调谐的峰值为7.40mV 和7.40mv 下降到0.707倍时的值为5.23mV 和5.23mV 。 这样看来，单调谐放大器优点是电路简单，缺点是通频带窄、选择性差、增益低。 双调谐放大器具有良好的选择性、 较宽的通频带。而且由图可以看出双调谐的选 择性明显优于单调谐放大器。 值幅压电岀输 2 3 4 5 输入信号频率 6 7 8 8 7 6 5 4 3 2 1 0
实验设计报告 （模拟电子技术基础实践） 学院：电气工程与自动化学院 题目：小信号放大器的设计 专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：曾璐 2014年10月20日
第一章理论设计 1.设计目标与技术要求 1.1 设计目标：设计一个放大倍数约为10倍的小信号交流放大器 1.2 技术要求： （1）保证电路要有较大的输入电阻，主要是为了增大获取输入信号的能力。 （2）电路要有较小的输出电阻，主要是为了增大信号输出的能力。 （3）设计该放大电路，通过测试相应的参数，理解该放大电路的工作原理，掌握一些参数（输入阻抗、输出阻抗、放大倍数）的测量和计算方法。 2.设计方法（电路、元器件选择与参数计算） 2.1 实验原理图如下：
2.2 元件的选择： 电阻：需要33KΩ、16KΩ、3.9KΩ、2KΩ、1.2KΩ、390Ω的电阻各一个； 电容：需要47uF的4个，0.1uF的一个； 三极管：需要NPN型通用小信号晶体管2SC2458两个； 2.3 参数的计算： (1)基极的直流电位Ve是用R1和R2对电源电压Vcc分压后的电位，则 Vb=（R2/(R1+R2))*Vcc (2)发射机的直流电位Ve，则 Ve=Vb-Vbe (3)发射极上流过的直流电流Ie，则 Ie=Ve/Re=(Vb-Vbe)/Re (4)集电极的直流电压Vc等于电源电压减去Rc的压降而得到的值，则 Vc=Vcc-Ic*Rc (5)由于基极电流很小，我们在计算的时候可以省去， 则 Ic=Ie，Vc=Vcc-Ie*Rc (6)交流电压的放大倍数，则 Av=Rc/Re (7)确定耦合电容C1,C2和C3,C4的阻值 因为C1和C2是将基极或集电极的直流电压截止，仅让交流成分进行输入输出的耦合电容，电路中C1和输入阻抗，C2和连接在输出端的负载电阻分别形成高通滤波器--也就是让高频通过的滤波器，所以C1=C2=10uF，而C3和C4是电源的耦合电容应该是降低电源对GND交流阻抗的电容，如果没有这个电容的话，电路中可能产生振荡。所以要在电源上并联连接好小容量的C3=0.1uF电容器和大容量的C4=10uF电容器，能在宽频范围降低电源对GND的阻抗。 (8)静态工作点： Vbq=5*(R2/(R1+R2))=5*(33/(33+16))=3.44V Ieq=Ve/Re=(Vb-Vbe)/Re=Icq=0.5mA Vceq=Vcc-Ieq*Rc-Icq*Re=2.8V Ibq=Icq/(1+β)=0.05mA (9)动态工作点: Av=Rc/Re=3.9K/(2K//390)=10 Ri=Rb1//Rb2=33K//16K=0.093KΩ Ro=Rc=0Ω
实验一 小信号调谐放大器实验报告 一 实验目的 1．进一步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）的测试。 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 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 所谓“小信号”，通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近，放大这种信号的放大器工作在线性范围内。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）。这种放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最强的放大作用，而对其它远离0f 的频率信号，放大作用很差，如图1-1所示。 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 小信号调谐放大器技术参数如下： 1 0.707
1.增益:表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 2.通频带和选择性：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围为高频放大器的通频带，用B0.7表示。衡量放大器的频率选择性，通常引入参数——矩形系数K0.1。 2.实验电路 原理图分析： In1是高频信号输入端，当信号从In1输入时，需要将跳线TP1的上部连接起来。In2是从天线接收空间中的高频信号输入，电感L1和电容C1,C2组成选频网络，此时，需要将跳线TP1的下部连接起来。电容C3是隔直电容，滑动变阻器RW2和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻，用来决定晶体管基极的直流电压，电阻R1是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie。晶体管需要设置一个合适的直流工作点，才能保证小信号谐振放大器正常工作，有一定的电压增益。 通常，适当的增加晶体管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交流放大倍数 ，增大小信号谐振放大器的放大倍数。但Ie过大，输出波形容易失真。一般控制Ie在1-4mA之间。 电容C3是射极旁路电路，集电极回路由电容和电感组成，是一个并联的LC 谐振回路，起到选频的作用，其中有一个可变电容可以改变回路总的电容值。电
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
高频小信号调谐放大器 一、实验目的 1.进一步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）的测试方法。 4.熟练掌握multisim软件的使用方法，并能够通过仿真而了解到电路的一些特性以及各电路原件的作用 二、实验仿真 利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9（10）软件，参照实验电路图，进行仿真 仿真电路图如下：
六、数据处理
()f MHz 7 8 9 9.7 9.8 9.9 10 10.1 10.2 10.3 ()i u mV 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 () o u mV 19 28 55 120 128 138 143 150 140 130 (/) u o i A u u 1.27 1.87 3.67 8.00 8.53 9.20 9.53 10.00 9.33 8.67 ()f MHz 10.4 10.5 10.6 10.7 11 12 13 14 15 16 ()i u mV 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 () o u mV 120 100 90 80 64 39 28 24 20 18 (/) u o i A u u 8.00 6.67 6.00 5.33 4.27 2.60 1.87 1.60 1.33 1.20 78910111213141516 25 50 75 100 125 1 50 f(MHz) 二、实验仿真 利用实验室计算机或者自己计算机上安装的Multisim9（10）软件，参照实验电路图，进行仿真 仿真电路图如下：
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
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告 专业班级测控1001班 学号 姓名 指导教师
实验一高频小信号调谐放大器 一、实验目的 小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路，主要用于高频小信号微弱信号的线性放大。在本实验中，通过对谐振回路的调试，对放大器处于谐振时各项技术指标的测试（电压放大倍数、通频带、矩形系数），进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。学会小信号调谐放大器的设计方法。 二、实验仪器 1．BT-3（G）型频率特性测试仪（选项）一台 2．20MHz模拟示波器一台 3．数字万用表一块 4．调试工具一套 三、实验原理 图1-1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻RB1，RB2及RE决定，其计算方法与低频单管放大器相同。 图1 小信号调谐放大器 该放大电路在高频情况下的等效为如图1-2所示，晶体管的4个y参数y ie，y oe，y fe 及y re分别为：
输入导纳（1-1） 输出导纳（1-2） 正向传输导纳（1-3） 反向传输导纳（1-4） 图1-2 放大器的高频等效回路 式中，gm——晶体管的跨导，与发射极电流的关系为 (1-5) gb’e——发射结电导，与晶体管的电流放大系数β及IE有关 其关系为（1-6） rb’b——基极体电阻，一般为几十欧姆; Cb’c——集电极电容，一般为几皮法； Cb’e——发射结电容，一般为几十皮法至几百皮法。 由此可见，晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作电流IE，电流放大系数β关外，还与工作频率ω有关。晶体管手册中给出的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。如在f0=30MHz，I E=2mA，U CE=8V条件下测得3DG6C的y参数为： 如果工作条件发生变化，上述参数则有所变动。因此，高频电路的设计计算一般采用工
南京信息工程大学滨江学院高频电子线路实验报告 作者徐飞 学号 20092334925 系部电子工程系 专业班级通信三班
实验一 高频小信号放大器实验 一、实验原理 高频小信号放大器的作用就是放大无线电设备中的高频小信号， 以便作进一步变换或处 理。所谓“小信号” ，主要是强调放大器应工作在线性范围。高频与低频小信号放大器的基 本构成相同，都包括有源器件（晶体管、集成放大器等）和负载电路，但有源器件的性能及负载电路的形式有很大差异。 高频小信号放大器的基本类型是以各种选频网络作负载的频带 放大器，在某些场合，也采用无选频作用的负载电路，构成宽带放大器。 频带放大器最典型的单元电路如图所示， 由单调谐回路做法在构成晶体管调谐放大器。 图电路中，晶体管直流偏置电路与低频放大器电路相同，由于工作频率高，旁路电 容C b.、C e 可远小于低频放大器中旁路电容值。调谐回路的作用主要有两个： 晶体管单调谐回路调谐放大器 第一、选频作用，选择放大0f f =的信号频率，抑制其它频率信号。 第二、提供晶体管集电极所需的负载电阻，同时进行阻抗匹配变换。 高频小信号频带放大器的主要性能指标有： （1）中心频率 0f ：指放大器的工作频率。它是设计放大电路时，选择有源器件、计算 谐振回路元件参数的依据。 （2）增益：指放大器对有用信号的放大能力。通常表示为在中心频率上的电压增益和 功率增益。 电压增益 /VO O i A V V = 功率增益 /PO O i A P P = 式中 O V 、i V 分别为放大器中心频率上的输出、输入电压幅度， O P 、i P 分别为放大器中心频率上的输出、输入功率。增益通常用分贝表示。 （3）通频带：指放大电路增益由最大值下降 3db 时对应的频带宽度。它相当于输入不 变时，输出电压由最大值下降到 0.707 倍或功率下降到一半时对应的频带宽度。
高 频 小 信 号 放 大 器 设 计 学号:320708030112 姓名:杨新梅 年级:07电信本1班 专业:电子信息工程 指导老师:张炜 2008年12月3日
目录 一、选题意义 (3) 二、总体方案 (4) 三、各部分设计及原理分析 (7) 四、参数选择 (11) 五、实验结果 (17) 六、结论 (18) 七、参考文献 (19)
一、选题的意义 高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。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。 高频小信号放大器的分类： 按元器件分为：晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器; 按频带分为：窄带放大器、宽带放大器; 按电路形式分为：单级放大器、多级放大器; 按负载性质分为：谐振放大器、非谐振放大器; 其中高频小信号调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。其中最容易出现的问题是自激振荡，同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。本文以理论分析为依据，以实际制作为基础，用LC振荡电路为辅助，来消除高频放大器自激振荡和实现准确的频率选择；另加其它电路，实现放大器与前后级的阻抗匹配。
二、总体方案 高频小信号调谐放大器简述： 高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。对高频小信号放大器的基本要求是： （1）增益要高，即放大倍数要大。 （2）频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用Q值来表示，其频率特性曲线如图-1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7，品质因数Q=fo/2Δf0.7. 图-1频率特性曲线
沈阳航空航天大学北方科技学院 课程设计说明书 课设题目单调谐高频小信号放大器设计 专业通信工程 班级 B141211 学号 B14121137 学生姓名杨一凡 指导教师李秀人 日期 2013.12
沈航北方科技学院 课程设计任务书 教学系部信息工程系专业通信工程 课程设计题目单调谐高频小信号放大器设计 班级B141211学号姓名 课程设计时间: 2013 年12 月16 日至2013 年12 月29 日 课程设计的内容及要求： （一）主要内容 本课题旨在根据已有的知识及搜集资料设计一个单调谐高频小信号放大器，要求根据给定参数设计电路，并利用multisim仿真软件进行仿真验证，达到任务书的指标要求，最后撰写课设报告。报告内容参照课设报告文档模版要求，主要包括有关理论知识介绍，电路设计过程，仿真及结果分析。 技术指标：谐振频率6MHz，谐振增益≥20dB，通频带≥0.5MHz。输入高频小信号（峰－峰值）100mv。Vcc＝12V，R L=1KΩ。 （二）基本要求 根据题目及基本要求（技术指标）查阅相关资料和书籍，设计（计算）电路，确定元器件参数（3天）。 待电路设计完成后，上机进行电路仿真（使用Multisim）。仿真过程中用到的仪器、调试方法、排故过程及电路技术指标的测量要做记录，最终写到报告中（4天）。报告正文按目录要求撰写，其他内容见格式说明（3天）。
（三）主要参考书 [1] 高如云等.通信电子线路(第三版). 西安电子科技大学出版社，2007，11 [2] 赵春华等. Multisim9电子技术基础仿真实验. 机械工业出版社，2007，05 [3] 华永平.电子线路课程设计—仿真、设计与制作.东南大学出版社，2002 （四）评语 （五）成绩 指导教师年月日
实验室 时间段 座位号 同组人翁洁意 电子科技大学 信息工程学院 通信电子线路实验报告 实验名称小信号调谐放大器 姓名王颖 学号 15934104 指导老师建岚
一．实验目的 1.利用实验箱熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2.掌握单调谐和双调谐放大器在有负载和无负载的情况下的基本工作原理； 3.掌握用点测法测量放大器幅频特性的方法； 4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响； 5.了解放大器动态围的概念和测量方法。 二．实验容 1.采用点测法测量单调谐和双调谐放大器的幅频特性； 2.用示波器测量输入、输出信号幅度，并计算放大器的放大倍数； 3.用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响； 4.用示波器观察放大器的动态围； 5.观察集电极负载对放大器幅频特性的影响。 三．实验步骤 1.实验准备 在实验箱主板上插装好无线接收与变频模块，接通实验箱上电源开关，按下模块上白色电源开关（POWER），此时模块上电源指示灯亮。 2.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量 我们测量幅频特性使用的是点测法。点测法采用示波器进行测试，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路谐振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。 点测法，其步骤如下： ①2K1置“OFF”位，即断开集电极电阻2R3。2K2置“单调谐”位，此时2C6被短路，放大器为单调谐回路。高频信号源输出连接到调谐放大器的输入端（2P01）。示波器CH1接放大器的输入端2TP01，示波器CH2接调谐放大器的输出端2TP02，调整高频信号源
高频电子线路实验报告姓名： 班级：
实验一高频小信号调谐放大器 一、实验目的 1．掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。 2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路Q值的影响。 3．掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。 二、实验内容： 1．调测小信号放大器的静态工作状态。 2．用示波器观察放大器输出与偏置及回路并联电阻的关系。 3．观察放大器输出波形与谐振回路的关系。 4．调测放大器的幅频特性。 5．观察放大器的动态范围。 三、实验仪器设备： 1、高频电子线路实验箱GP-4。 2、数字存储示波器TDS-1002 3、高频信号发生器WY-1052A 4、数字万用表 四、实验步骤： 实验用单调谐回路谐振放大器电路如图1所示。图中，R1、R2、RE用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于
甲类。 C2是RE的旁路电容，C1、C7是输入、输出耦合电容，L、C3、C4是谐振回路，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极回路的阻尼电阻R3，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值） 的影响。K4、K5、K6用 以改变射极偏置电阻R4， 以观察放大器静态工作 点变化对谐振回路 （包括电压增益）的 影响。为了减轻负载 对回路Q值的影响， 输出端采用了（部分 接入方式），即电感 抽头输出方式。
（一）：单级单调谐电路 用示波器在小信号放大器的模块的TT2处观察，调节小信号放大器的T2，CC2，适当调节该模块的w3,使TT2处信号V o的峰值V op-p 最大不失真。记录各数据，填表中。 电压增益系数： 放大器的谐振回路对应的电压放大系数Avo 称为谐振放大器的电压增益系数。当电路处于谐振放大状态时，Avo 计算公式如下: Avo = V o / Vi 或Avo = lg（V o / Vi）dB
小信号谐振放大电路实验报告 预习报告 一、实验目的 1. 掌握小信号调谐放大器的工作原理； 2. 掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法等。 二、实验仪器 三、实验基本原理和相关知识 小信号调谐放大器广泛用作高频和中频放大器，特别是用在通信接收端的前端电路，其主要目的就是实现对高频小信号的放大。高频小信号放大器按频谱宽度分为窄带放大器和宽带放大器；按电路形式分为单级放大器和级联放大器；按照负载性质：谐振放大器和非谐振放大器。其中，谐振放大器的负载是采用具有放大、滤波和选频作用的谐振回路。非谐振放大器的负载由阻容放大器和各种滤波器组成，结构简单。 由于LC并联谐振回路的阻抗随着频率变化而变化，理论上可以分析得出：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，输出增益则减小。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。
四、实验电路及方法步骤 图1 实验原理图1 图2 实验原理图2 实验步骤如下： 1．由高频信号发生器输出单频信号，调节信号振幅，使峰-峰值Vpp=50mV左右；2．将示波器探头连接在放大器的输出端，调节输入信号频率及示波器观察输出信号波形，先粗测、再细测谐振放大器谐振频率f0；调节中周铁芯观察电感值对谐振频率的影响； 3．测量电压增益A V0 在放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器分别观测输入和输出信号的幅度大小，计算谐振时的电压增益A V0。 4．测量放大器通频带BW0.7
五、实验准备 （1）电路仿真如下： 仿真结果如下： 谐振频率下输入信号：输出信号：
《高频电子线路》课程设计说明书高频小信号调谐放大器设计与制作 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称副教授 专业：通信工程 班级：通信1103班 完成时间：2013年12月16日
摘要 高频小信号调谐放大器是为了对一些幅度比较小的高频信号进行有目的放大，在广播和通信设备中有广泛的应用,通常用于各种发射机的接收端。 本设计围绕高频小信号调谐放大器设计工作进行研究和实现，详细介绍了高频小信号调谐的整体结构，硬件设计，系统方案，单元电路模块和仿真情况的具体实现，介绍了一种利用三极管放大，LC并联谐振选频将特定的信号进行放大和选出相对应频率的信号，达到了设计要求，该设计适用于高频电路发射机的接收端。 关键词高频小信号； LC谐振；放大器；谐振电压放大倍数
ABSTRACT High frequency small signal for some smaller amplitude tuned amplifier is to have a purpose on high frequency signal amplification, widely used in radio and communication equipment. This design around the high frequency small signal tuned amplifier design work for research and implementation, introduces in detail the overall structure of the high frequency small signal tuning, hardware design, system solutions, unit circuit module and the concrete realization of the simulation conditions, the paper introduces a using triode amplifier, LC parallel resonant frequency selective specific signal amplification and to select the corresponding frequency of the signal, meet the design requirements, the design is suitable for hf transmitter circuit at the receiving end. Keywords triode High frequency small signal; LC resonance; Amplifier; Resonant voltage magnification
高频实验一 高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1.进一步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）的测试方法。 4.熟练掌握multisim 软件的使用方法,并能够通过仿真而了解到电路的一些特性以及各电路原件的作用 二、实验仪器 1．小信号调谐放大器实验板 2．200MHz 泰克双踪示波器(Tektronix TDS 2022B) 3. 8808A FLUKE 万用表 4.220V 市电接口 5.EE1461高频信号源 6.AT6011 频谱分析仪 7.PC 一台(附有multisim 仿真软件) 三、实验原理 1.小信号调谐放大器的基本原理 小信号调谐放大器的作用是有选择地对某一频率范围的高频小信号进行放大 。 所谓“小信号”,通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近,由于信号小,从而可以认为放大器工作在晶体管的线性范围内。所谓“调谐”,主要是指放大器的集电极负载为调谐回路。这种放大器对谐振频率 f 及附近频率的信号具有较强的放大作用,而对其它远离 f 的频率信号,放大作用很差。 高频小信号调谐放大器是我主要质量指标如下： 1.增益:放大器输出电压与输入电压之比,用来表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 ,即 2.通频带：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时,所对应的频率范围为高频放大器的通频带,用B 0.7表示。 3.选择性：从含有各种不同频率的信号总和（有用和有害的）中选出有用信 号排除有害（干扰）信号的能力,称为放大器的选择性。衡量选择性的基本指标 一般有两个：矩形系数和抑制比。矩形系数通常用K 0.1表示,它定义为 ,其中是指放大倍数下降至0.1处的带宽。且矩形系数越小,选择性越好,其抑制邻近无用信号的能力就越强。抑制比见末尾附录,此处略。 4.稳定性：指放大器的工作状态（直流偏置）、晶体管的参数、电路元件参数等发生可能的变化时,放大器的主要特性的稳定程度。 5.噪声系数：高频放大器由多级组成,降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。因此,在设计前级放大器时,要求采用低噪声器件,合理地设置工作电流等,使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数最小。其计算表达式为 , 越接近1越说明噪声越小,电路的性能越好。 2.实验箱电路图 图2-2 小信号调谐放大器实验电路 说明：我们做实验的时候只要使用IN1连R1经C2再至晶体管放 大器后经C4输出这条通路即可,分别测试放大器的放大倍数、通频带以及电路的品质因数对通频带以及幅频特性的影响。 四、实验前的准备： 第一部分：理论计算 该放大电路在高频情况下的等效为如图1-2 所示,晶体管的 4 个y 参数yie,yoe, yfe 及yre 分别为