噪声与高频小信号放大器
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北方民族大学课程设计报告院(部、中心)电气信息工程学院姓名学号专业班级 2班同组人员课程名称通信电路课程设计设计题目名称 300KHZ小信号谐振放大器的设计起止时间 2011.10.30——2011.12.25成绩指导教师签名北方民族大学教务处制摘要:我们知道,无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是(μV)到几毫伏(mV),而接收电路中的检波器(或鉴频器)的输入电压的幅值要求较高,最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此,我们就需要设计高频小信号放大器,完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大,即从众多的无线电波信号中,选出需要的频率信号并加以放大,而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制,以提高信号的幅度与质量。
在此,首先引入应用广泛的高频小信号谐振放大器。
关键字:谐振选频放大 300KHzABSTRACT:we know, wireless communication receiving equipment receiving antenna receive from space of electromagnetic induction and came out of the high frequency signal voltage amplitude is (μ V) to several millivolt (mV), and the detectors receiving circuit (or frequency of an ancient) input voltage amplitude of the demand is higher, had better be in 1 V or so.This needs in the detection of high frequency amplifier and before the medium frequency amplifier. for this, we need to design high frequency small signal amplifiers and the completion of the antenna to choose a weak signal and amplified, that is, from many of the radio signal, elected as the frequency of the signal to need and amplification, and for other useless signal, interference and noise suppression on, in order to improve the amplitude of a signal and quality.Here ,we introduces application extensive high frequency small signal harmonic oscillator amplifier at first .Key words: resonance frequency selective amplification 300KHz一、课题要求 (4)二、试验目的 (4)三、实验原理及电路图 (4)3.1设计原理介绍 (4)3.1.1 小信号谐振放大器的分类 (5)3.1.2调谐放大器的稳定性 (6)3.2 主要性能指标 (6)3.2.1 谐振频率 (6)3.2.2 电压增益 (6)3.2.3 选择性 (7)3.2.4 通频带 (7)3.2.5 矩形系数 (8)3.3 实验电路仿真图 (9)四、相关元件的选择 (9)4.1、确定R E (9)4.2、确定R1,R3 (9)4.3、三极管的选择 (10)五、实验测试结果及分析 (10)5.1输入电压检测 (10)5.2输出电压检测 (10)5.3波形检测 (11)5.4效率测试 (12)六小结: (12)七.附录: (13)7.1 实验器材: (13)7.2参考文献: (13)一、课题要求设计300KHz小信号谐振放大器,要求:工作频率300KHz;输出信号有效值3V;总效率>0.5;输入信号有效值30mV;Q值为50;电源电压+12V。
任务一高频小信号谐振放大器任务引入我们知道,无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是(μV)到几毫伏(mV),而接收电路中的检波器(或鉴频器)的输入电压的幅值要求较高,最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此,我们就需要设计高频小信号放大器,完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大,即从众多的无线电波信号中,选出需要的频率信号并加以放大,而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制,以提高信号的幅度与质量。
在此,首先引入应用广泛的高频小信号谐振放大器。
任务分析高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理,与低频小信号放大电路是基本一致的。
不同的是:一是在高频小信号谐振放大器中,所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高;二是高频小信号谐振放大器的频宽是窄带(要求只放大某一中心频率的载波信号)。
因此,首先在电路组成上应将低频放大电路中的低频三极管换成具有更高截止频率的高频三极管,将集电极负载换成了LC选频网络;再是在电路分析与设计中,应重点考虑电路的高频特性与选频特性。
高频小信号谐振放大器的核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
相关知识一、高频小功率晶体管与LC并联谐振回路1.高频小功率晶体管高频小信号放大电路中采用的高频小功率晶体管与低频小功率晶体管不同,主要区别是工作截止频率不同。
低频晶体管只能工作在3MHz以下的频率上,而高频晶体管可以工作在几十到几百兆赫兹,甚至更高的频率上。
目前高频小功率晶体管工的作频率可达几千兆赫,噪声系数为几个分贝。
高频小功率晶体管的作用与低频小功率晶体管一样,工作在甲类工作状态,起电流放大作用。
2.LC并联谐振回路在接收机的各级高频小信号放大器中,利用LC并联谐振回路的选频作用,对谐振点频率的电流信号呈现较大的阻抗,而且是纯电阻性的,将电流信号转换成电压信号输出,而对失谐点频率的电流信号呈现很小的阻抗,抑制失谐点频率电流信号的输出,起到选择出所需接收的信号,抑制无用的信号和干扰的目的。
第四章--高频小信号放大器(高频电子技术)高频电子技术第四章高频小信号放大器§4.1 概述低频放大器:工作频率较低,但带宽较宽;高频放大器:工作频率很高(中心频率在几百千赫至几百兆赫以上),但带宽很窄。
故高频放大器一般都是采用选频网络组成谐振放大器或非谐振放大器。
(1)谐振放大器:采用谐振回路(串、并联或耦合回路)作负载的放大器。
它又分为调谐放大器(高频放大器)和频带放大器(中频放大器)。
(2)非调谐放大器:由滤波器和阻容放大器组成的各种窄带、宽带放大器。
高频小信号放大器的主要质量指标:(1)增益:放大器输出电压与输入电压之比;(2)通频带:放大器的电压增益下降到最大值的0.7倍(2/1)时对应的频率范围:3db带宽;放大器的电压增益下降到最大值的0.5倍(2/1)时对应的频率范围:6db带宽;(3)选择性:抑制干扰的能力。
(4)工作稳定性:电路元件参数发生改变时放大器的稳定程度。
(5)噪声系数:噪声系数=输入端信噪比/输出端信噪比,如放大器内部噪声接近于零,则噪声系数接近于1,说明放大器本身引入的噪声很小。
§4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路的两种形式:形式等效电路和物理模拟等效电路。
形式等效电路:将晶体管等效为有源线性四端网络。
优点:分析电路方便,具有普遍意义;缺点:网络参数与频率有关。
物理模拟等效电路:用RLC元件表示晶体管内部的复杂关系,即每一元件与晶体管内发生的某种物理过程有明显的关系,用这种物理模拟的方法得到的物理等效电路就是混合π等效电路。
优点:各个元件在很宽的频率范围内保持常数;缺点:分析电路不够方便。
4.2.1 形式等效电路(网络参数等效电路)(P91)一、双口网络压控型伏安关系V AR(y参数):1V 2端口1和端口2都外接电压源。
端口电流1I 的表示式:sc1212111111211y y )1N ()1()1(I V V I I IV V I ++='''+''+'=++=产生的电流口中所有独立源作用在端只由网络产生的电流单独作用在端口电压源产生的电流单独作用在端口电压源端口电流2I 的表示式: sc21212222y y I V V I++= 其中,0,0111112===sc I V V I y 为端口1(输出)短路策动点(输入)导纳;iy,0211211===sc IV V I y 为端口1(输入)短路反向转移导纳;ry0,0122122===sc I VV I y 为端口2(输出)短路正向转移导纳;fy,0222221===sc IV V I y 为端口2(输入)短路策动点(输出)导纳;oy 0,01sc121===V V I I 为两端短路时端口1的短路电流;0,02sc221===V V I I 为两端短路时端口2的短路电流;写成矩阵形式:scI V Y I +=,即⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡21212221121121sc sc I I V V y y y y I I一个双口网络可以用短路导纳矩阵Y 和短路电流向量scI 来表征,矩阵Y 中的各元素称为y 参数。
高频小信号放大器的主要技术指标一、引言高频小信号放大器是现代电子通信系统中的重要组成部分,它用于放大微弱的高频信号,以便在电信、广播、无线通信等领域中进行数据传输和通信。
本文将详细讨论高频小信号放大器的主要技术指标及其影响因素,以及如何优化这些指标以提高放大器的性能。
二、频率响应频率响应是高频小信号放大器的重要技术指标之一。
它描述了放大器对不同频率信号的增益特性。
在设计放大器时,需要保证频率响应尽可能平坦,以便在整个频率范围内都能够实现高增益。
频率响应的平坦度可以通过调整电路的带宽和谐振频率来实现,同时还需要考虑放大器的稳定性和噪声特性。
1. 带宽带宽是指放大器能够放大信号的频率范围。
在设计放大器时,需根据实际应用需求选择适当的带宽。
带宽的选择取决于信号频率范围和需要放大的信号的带宽。
2. 谐振频率谐振频率是指放大器在谐振状态下的工作频率。
谐振频率取决于放大器的电感和电容参数,通过调整这些参数可以改变谐振频率。
谐振频率的选择与应用场景密切相关,不同的应用可能需要不同的谐振频率。
三、增益增益是高频小信号放大器另一个重要的技术指标,它描述了放大器对信号的放大倍数。
增益的大小直接影响到放大器的灵敏度和信噪比。
1. 功率增益功率增益是指放大器输出功率与输入功率之间的比值。
放大器的功率增益越大,表示放大器将输入信号放大得更强,提高了信号传输的距离和可靠性。
2. 电流增益电流增益是指放大器输出电流与输入电流之间的比值。
电流增益反映了放大器对信号电流的放大效果,也是判断放大器性能优劣的重要指标之一。
3. 电压增益电压增益是指放大器输出电压与输入电压之间的比值。
电压增益决定了放大器对信号电压的放大倍数,也是评估放大器性能的关键指标。
四、线性度线性度描述了放大器输出信号与输入信号之间的线性关系,也反映了放大器的失真程度。
线性度越高,表示放大器输出的信号与输入信号的关系越接近直线,失真越小。
1. 非线性失真非线性失真是指放大器输出信号与输入信号之间的偏离程度。
《通信电子线路》课程设计说明书高频小信号调谐放大器学院:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:职称副教授专业:电子信息工程班级:电子1302学号: 13303402完成时间: 2016年1月8日摘要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。
它能感应到的众多微弱高频小信号(输入信号电压一般在uV至mV量级附近的信号),然后利用LC谐振回路作为选频网络,和三极管的放大作用,选出有用的频率信号加以放大,并且对于无用的频率信号进行抑制。
所以位于接收机接收端的高频小信号谐振放大器是构成无线电通信设备的重要电路。
该课题所设计的谐振放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成,设计过程中,先在Multisim10电路仿真软件上进行了电路仿真,然后结合实际情况,绘制原理图,购买元器件画PCB电路图,最后进行了实物制作和调试。
实际电路里,使用10MHz的中周代替了不易调节的LC选频回路,选用了s9014三极管来实行放大环节的放大,而射极电阻选了一个电位器,用于调整射极电阻从而改变放大器的放大增益。
仿真及实物调试结果:谐振频率在10MHz,电路也有一定的增益,说明设计成功。
关键词:高频小信号;LC谐振回路;s9014目录1 绪论 (i)1.1 课题的研究意义 (i)2 电路分析及原理分析 (iii)2.1 单元电路分析 (iii)2.2 整体电路分析 (iv)3 性能指标 (viii)3.1 电压增益 (viii)3.3 通频带 (ix)3.4 矩形系数 (ix)4 仿真与调试结果 (x)4.1仿真结果分析 (x)4.2 实物调试数据 (xi)4.3 性能指标计算 (xi)4.4 误差分析 (xi)心得体会 (xiii)参考文献 (xiv)致谢 (xv)附录 (xvi)附录A (xvi)附录B .................................................................................................................................... x vii 附录C ................................................................................................................................... x viii 附录D ..................................................................................................................................... x ix1 绪论1.1 课题的研究意义随着科学技术的不断发展,无线电技术广泛应用于国民经济、军事和人们日常生活的各个领域,技术水平也越来越高。