高频小信号单调谐振放大器

I 摘 要

本次电子线路设计对高频调谐小信号放大器，LC振荡器，高频功放电路设计原理作了简要分析，研究了各个电路的参数设置方法。并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路，解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。 同时也给出了具体的理论依据和调试方案，从而实现了快速、有效的分析和制作高频放大器，振荡器和功放电路。

高频小信号谐振放大电路是将高频小信号或接收机中经变频后的中频信号进行放大，已达到下级所需的激励电压幅度。LC振荡器的作用是产生标准的信号源。高频功放的作用是以高的效率输出最大的高频功率。三部分都是通信系统中无线电收发信机所用到的技术，所以在现实生活中具有着相当广泛的应用。

关键词：高频小信号放大器；LC振荡器；高频功放电路；放大电路 II ABSTRACT

The electronic circuit design of high-frequency tuned small-signal amplifier, LC

oscillator, high-frequency power amplifier circuit design principles briefly analyzed to

study the various circuit parameters to set methods. And to use other related tools to

debug the circuit for the auxiliary amplifier circuit solve the amplifier circuit that

often appear in self-oscillation problems and difficult to accurately tuning problems.

Also given in detail the theoretical basis and debug programs in order to achieve a

rapid, effective analysis and production of high-frequency amplifiers, oscillator and

power amplifier circuits.

High-frequency small-signal amplification circuit is the resonant frequency

small-signal or a receiver through the frequency of IF signals, after amplification, has

reached the lower the required excitation voltage amplitude. The role of the LC

oscillator is to generate a standard signal source. The role of high-frequency power

amplifier's efficiency is the largest high-frequency power output. Three parts are the

communication systems used by the radio transceiver technology, so in real life, with

a fairly wide range of applications.

Key words: high-frequency small-signal amplifier; LC oscillator; high-frequency power

amplifier circuit; amplifier circuit

1

目 录

1 设计任务与总体方案………………………………………………………………1

1.1设计任务…………………………………………………………………… 1

1.2总体方案简述……………………………………………………………… 2

2 电路的基本原理……………………………………………………………………3

2.1电路的基本原理………………………………………………………3

2.2 主要性能指标及测试方法……………………………………………5

3 电路的设计与参数的计算…………………………………………………………8

3.1电路的确定…………………………………………………………………8

3.2参数计算……………………………………………………………………8

4 电路的仿真………………………………………………………………………10

4.1 电路仿真……………………………………………………………………10

5实物的制作与调试………………………………………………………………12

5.1元件的焊接…………………………………………………………………12

5.2电路板的调试………………………………………………………………12

结束语………………………………………………………………………………13

致谢…………………………………………………………………………………14

参考文献……………………………………………………………………………15

附录 A电路原理图………………………………………………………………16

附录B PCB图………………………………………………………………………17

附录C 实物图…………………………………………………………………… 18

附录D 元器件清单…………………………………………………………………19

2 1 设计任务与总体方案

1．1 设计任务

一．设计要求

要求有课程设计说明书，并制作出实际电路。

二．技术指标

已知条件：电源电压VVCC12，负载电阻KRL1。

主要技术指标：中心频率MHzf100，电压增益)56(35倍dBAu。

三．实验仪器设备

高频信号发生器 1台

数字存储示波器 1台

无感起子 1把

数字万用表 1台

12V直流稳压电源 1台

3 1.2 总体方案简述

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。

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。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1.2．1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7，品质因数Q=fo/2Δf0.7.

（3）工作稳定可靠，即要求放大器的性能尽可能地不受温度、电源电压等外界因素变化的影响，内部噪声要小，特别是不产生自激，加入负反馈可以改善放大器的性能。反馈导纳对放大器谐振曲线的影响如图1.2．2所示。

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图1．2．1频率特性曲线 图1．2．2反馈导纳对放大器谐振曲线的影响

（4）前后级之间的阻抗匹配，即把各级联接起来之后仍有较大的增益，同时，各级之间不能产生明显的相互干扰。

2 电路的基本原理

2.1 电路基本原理

图2．1．1所示电路为共发射极接法的晶体管小信号调谐回路谐振放大器。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会影响放大器的输出信号的频率或相位。晶体管的静态工作点由电阻RB1和RB2以及RE决定，其计算方法与低频单管放大器相同。

图2．1．1

5 放大器在谐振时的等效电路如图2．1．2所示，晶体管的4个y参数分别如下：

输入导纳： (2-1)

输出导纳： (2-2)

正向传输导纳： (2-3)

反向传输导纳： (2-4)

式中，为晶体管的跨导，与发射极电流的关系为：

（2-5）

为发射结电导，与晶体管的电流放大系数及有关，其关系为

(2-6)

为基极体电阻，一般为几十欧姆；为集电极电容，一般为几皮法；为发射结电容，一般为几十皮法至几百皮法。

图2.1.2

晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作点的电流 ，电流放大系数有关外，还与工作角频率w有关。晶体管手册中给出了的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。

图2.1.2所示的等效电路中，p1为晶体管的集电极接入系数，即