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。