高频小信号调谐放大器设计-

《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ABSTRACTHigh 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目录1 高频小信号放大器的设计1.1 高频小信号放大器简介高频小信号放大器是用于无失真的放大某一频率范围的信号。

实验一高频小信号调谐放大器实验高频小信号调谐放大器实验一、实验目的1.熟悉高频电路实验箱,示波器，扫频仪的使用。

2.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。

3.熟悉谐振回路的调谐方法及幅频特性测试分析方法。

4.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、谐振回路的幅频特性的测量与分析--通频带与选择性。

3、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、实验原理1、单调谐小信号放大器高频信号放大器工作频率高，但带宽相对工作频率却很窄。

按器件分：BJT、FET、集成电路(IC) ;按带宽分：窄带、宽带；按电路形式分：单级、多级；按负载性质分：谐振、非谐振。

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。

调谐放大器不仅具有对特定频率信号的放大作用，同时一也起着滤波和选频的作用。

单调谐放大器电路原理图单调谐放大器质量指标谐振频率谐振增益AV 0 p1 p2 y fe g通频带选择性2、双调谐放大器电路原理图AV 0v0 p1 p2 y fe vi 2g双调谐回路放大器具有频带宽、选择性好的优点，并能较好地解决增益与通频带之间的矛盾，从而在通信接收设备中广泛应用。

在双调谐放大器中，被放大后的信号通过互感耦合回路加到下级放大器的输入端，若耦合回路初、次级本身的损耗很小，则均可被忽略。

p1 p2 y fe 电压增益为AV 0 2g 通频带为弱耦合时，谐振曲线为单峰；为强耦合时，谐振曲线出现双峰；临界耦合时，双调谐放大其的通频带BW2 f 0.7f0 2 QL四、实验步骤单调谐小信号放大器单元电路实验1、单频率谐振的调整断电状态下，按如下框图进行连线：单调谐小信号放大电路连线框图用示波器观测TP3,调节①号板信号源模块，使之输出幅度为200mV、频率为10.7MHz正弦波信号。

设计任务书（一）设计目的1、学习高频小信号调谐放大器的设计方法2、掌握高频单调谐放大器的等效电路、性能指标要求及分析设计3、掌握中心频率0f 和电压增益∑u A 的测试方法4、通过设计熟练各种仿真软件，增强学生理论联系实际的能力 （二）设计已知条件和要求技术指标1、设计已知条件：电源电压V V cc 12+=，负载电阻Ω=K R L 1。

2、设计技术指标：中心频率MHz f 100=，电压增益)56(35倍dB A u =∑。

3、设计要求：1、根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数；2、 绘出pcb 原理图，并用仿真；3、在万能板或面包板或PCB 板上制作出电路；4、分析设计中遇到的问题并撰写设计报告（三）实验仪器设备：（四）设计总结：1、总结高频小信号调谐放大器的设计方法和运用到的主要知识点。

2、总结中心频率0f 和电压增益 u A 的测试目录第一章高频小信号放大器设计 (5)1.1高频小信号放大器简介 (5)1.2高频小信号的设计原理 (6)1.3主要性能指标及测量方法 (9)1.4电路设计方案 (12)第二章电路板制作及调试 (16)第三章2.1元件的焊接 (16)2.2调试及结果分析 (16)第四章心得体会 (18)第五章3.1心得体会 (18)第六章参考文献及附录 (19)第七章4.1参考文献 (19)4.2附录 (19)高频小信号放大器的设计1.1高频小信号放大器简介高频小信号放大器是用于无失真的放大某一频率范围的信号。

按其频带宽度可分为窄带与宽带放大器，而最常用的为窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻变换和选频滤波功能。

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。

调谐放大主要用于无线电接收系统中高频和中频信号的放大。

⾼频⼩信号谐振放⼤器的设计⾼频⼩信号谐振放⼤器的设计⾼频⼩信号谐振放⼤器课程设计任务书1、设计课题：⾼频⼩信号谐振放⼤器2、设计⽬的：设计⼀个⼯作电压为9V ，中⼼频率为20MHz 的⾼频⼩信号谐振放⼤器，可⽤作接收机的前置放⼤器和中频放⼤器。

3、主要技术指标及要求 (1)已知条件及主要技术指标已知条件：负载电阻Ω=k R L 1，电源电压V V cc 9+=。

技术指标：1中⼼频率MHz f o 20=； 2电压增益dB A uo 1≥∑(10倍)； 3通频带MHz f 427.0=?； 4电路结构采⽤分⽴元件。

(2)设计的主要⼯作 1收集资料、消化资料；2选择原理电路，计算电路参数并仿真分析； 3制作印制电路板⼀张；4绘制电路原理图⼀张(A4图纸)； 5绘制元件明细表⼀张(A4图纸)； 6绘制印制电路板底图⼀张(A4图纸)；7撰写设计报告⼀份，要求字数在3000字以上。

(3)时间安排1总时间四天，最后半天(4学时)为答辩时间；2星期⼀完成系统⽅案、电路原理图设计并计算电路参数； 3星期⼆上午完成电路参数的计算； 4星期⼆下午完成电路仿真； 5星期三撰写设计报告、绘图；6星期四完善资料，准备答辩，答辩过程分两步完成，前2节课时间分⼩组答辩，并初步推举出优秀设计2~4个；后2节课时间为优秀设计集中答辩时间。

(4)注意事项1作图必须规范，图幅整洁；2设计报告内容详细，叙述清楚，计算准确，有根有据，书写⼯整； 3独⽴完成任务。

第⼀章系统⽅案设计⼀、电路结构的选择根据设计任务书的要求，因放⼤器的增益⼤于20dB ，且MHz f o 20=，MHz f 427.0=?，采⽤单级放⼤器即可实现，拟定⾼频⼩信号谐振放⼤器的电路原理图如图1-1所⽰。

⼆、电路的⼯作过程(⼀)静态⼯作过程当输⼊信号ui=0V 时，放⼤器处于直流⼯作状态(静态)。

理想情况下，变压器T1的次级、变压器T2的初级视为短路，电容器Cb 、Ce 、Cf 视为开路，放⼤器的直流通路如图1-2(a)所⽰。

实验4.2 高频小信号调谐放大器一、实验目的（1）掌握高频小信号调谐放大器基本单元电路的工作原理，进行性能分析。

（2）熟悉当谐振放大器处于谐振时，谐振回路的调试和各项技术指标的测试（电压放大倍数、通频带、矩形系数）。

（3）学会高频小信号调谐放大器的设计方法。

二、实验设备及材料实验箱及实验箱配置的低频信号源、高频信号源，双踪示波器（MOS-620/640型），MAG-450（100 kHz —150 MHz ）射频信号发生器，交流毫伏表，数字万用表，调试工具。

三、实验原理高频小信号调谐放大器原理图如图4.2.1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，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R B1、R B2及R E 决定，计算方法与低频单管放大器相同。

1、晶体管高频小信号调谐放大器参数晶体管高频小信号调谐放大器在高频情况下的等效电路如图4.2.2所示， 4个y 参数y ie ，y oe ，y fe 及y re 分别为输入导纳： ()e b e b b b eb e b ie jwc g r jwc g y '''''1+++≈， （4-2-1）输出导纳： ()e b e b e b b b eb b b m oe jwc jwc g r jwc r g y ''''''1+++≈，（4-2-2）图4.2.1 高频小信号调谐放大器原理图正向传输导纳： ()e b e b b b mfe jwc g r g y '''1++≈， （4-2-3）反向传输导纳： ()eb e b b b eb re jwc g r jwc y ''''1++-≈， （4-2-4）式（4-2-1）至（4-2-4）中，g m ——晶体管的跨导，与发射极电流的关系式为： {}S m I g E m 26A =（4-2-5）g b ’e ——发射结电导，与晶体管的电流放大系数β及I E 有关，关系式为{}S m I r gE eb eb β261''A ==， （4-2-6）r b ’b ——基极体电阻，一般为几十欧姆； C b ’c ——集电极电容，一般为几皮法； C b ’e ——发射结电容，一般为几十皮法至几百皮法。

摘要放大高频小信号（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，称为高频小信号放大器。

这类放大器，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。

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，增益很小。

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。

本文以理论分析为依据，以实际制作为基础，运用LC电路的谐振作为选频和滤波，利用三极管的放大作用来实现小信号放大的作用。

关键字：三极管；LC电路；放大器；高频小信号AbstractZoom in high frequency small signal (center frequency in hundreds of KHZ to several hundred MHZ, spectrum width in the range of a few KHZ to dozens of MHZ) amplifier, known as the high frequency small signal amplifier. This kind of amplifier, according to the device can be divided into the transistor, field effect tube and integ- rated circuit amplifier; According to the through spectrum width can be divided into narrowband and broadband amplifier; According to the circuit form can be divided into single-stage and cascade amplifier; According to the nature of the load can be divided into resonance amplifier and the resonant amplifier. The so-called resonance amplifier, is to use as a load resonance loop of the amplifier. According to the pro- perties of the resonant circuit, the resonance amplifier for close to the resonant fre- quency of the signal, have bigger gain; To stay away from the resonance frequency of the signal, gain is small. So, resonance amplifier has amplification effect not only, and also to play the role of a filter or frequency selective. High frequency small signal tuned amplifier is widely used in communication systems and other radio systems, especially in the receiving end of a transmitter, induction from the antenna signal is very weak, this needs with the amplifier to enlarge it. In this paper, based on theo- retical analysis, based on the actual production, using the LC resonance frequency selective and filtering circuit, triode amplifying function is used to realize the role of small signal amplifier.Key words: triode; LC circuit; Amplifier; High frequency small signal目录1 绪论 (1)1.1 高频小信号调谐放大器的由来 (1)1.2 高频小信号调谐放大器的用途及其功能 (1)2 高频小信号放大器电路设计的原理 (2)2.1 高频小信号调谐放大器的基本原理 (2)2.2 高频小信号调谐放大器主要质量指标 (2)2.2.1 增益 (2)2.2.2 通频带 (2)2.2.3 选择性 (2)2.2.4 品质因素 (2)2.2.5 噪声系数 (2)2.3 各元器件参数设计 (3)2.3.1 静态工作点的选择 (3)2.3.2 谐振回路的参数计算 (4)3 电路仿真 (6)3.1 电路仿真图 (6)3.2 电路的输入与输出比较 (7)4 调试与误差分析 (8)4.1 电路板调试 (8)4.1.1 元件的焊接 (8)4.1.2 调试所用到的元器件 (8)4.1.3 调试步骤与波形图 (8)4.2 误差分析 (9)结束语 (10)参考文献 (11)附录一电路图 (12)附录二 PCB版图 (13)附录三元件清单 (14)附录四实物图 (15)1 绪论1.1 高频小信号调谐放大器的由来20世纪末，电子通讯获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

一、设计任务设：高频小信号调谐放大器 二、 设计原理图：三、工作原理：该电路静态工作点Q 主要由R1和R2、R3与Vcc 确定。

利用R1和R2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，故硅管应用时，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 >，一般硅管取：BE BQ V V )53(-=。

1、谐振回路参数计算1）回路中的总电容C ∑因为：o f =则:pf Lf C o 3.55)2(12==∑π 2）回路电容C 因有 21()oe C C p C ∑=-*所以255.3(17)48.3C pF pF pF =-*=取C 为标称值30pf,与5-20Pf 微调电容并联。

本次选择元件为50pf 与微调电容并联，可能导致谐振频率的微变。

3）求电感线圈N2与N1的匝数：根据理论推导，当线圈的尺寸及所选用的磁心确定后，则其相应的参数就可以认为是一个确定值，可以把它看成是一个常数。

此时线圈的电感量仅和线圈匝数的平方成正比，即： 2KN L =式中：K-系数，它与线圈的尺寸及磁性材料有关；N-线圈的匝数一般K 值的大小是由试验确定的。

当要绕制的线圈电感量为某一值m L 时，可先在骨架上(也可以直接在磁心上)缠绕10匝，然后用电感测量仪测出其电感量O L ，再用下面的公式求出系数K 值：2/o o K L N =式中： O N -为实验所绕匝数，由此根据m L 和K 值便可求出线圈应绕的圈数，即：KL N m =实验中，L 采用带螺纹磁芯、金属屏蔽罩的10S 型高频电感绕制。

在原线圈骨架上用0.08mm 漆包线缠绕10匝后得到的电感为2uH 。

高频小信号调谐放大器实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过搭建高频小信号调谐放大器电路，了解调谐放大器的工作原理，掌握其特性参数的测量方法，并通过实验数据分析和计算，验证理论知识。

二、实验仪器与设备。

1. 信号发生器。

2. 示波器。

3. 电压表。

4. 电流表。

5. 电阻箱。

6. 电容箱。

7. 电感箱。

8. 双踪示波器。

三、实验原理。

高频小信号调谐放大器是一种能够对特定频率的信号进行放大的放大器。

其主要由电容、电感和晶体管等器件组成。

在电路中，通过调节电容和电感的数值，可以实现对特定频率信号的放大。

四、实验步骤。

1. 按照实验电路图连接电路，注意接线的正确性。

2. 打开信号发生器和示波器，调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形。

3. 通过改变电容和电感的数值，调节电路的共振频率，观察输出波形的变化。

4. 测量电路中各个元件的电压、电流等参数，并记录实验数据。

5. 根据实验数据，计算电路的增益、带宽等特性参数。

五、实验数据与分析。

在实验中，我们通过改变电容和电感的数值，成功调节了电路的共振频率，观察到输出波形的变化。

通过测量和计算，得到了电路的增益、带宽等特性参数，并与理论数值进行了对比分析。

六、实验结果与讨论。

根据实验数据分析，我们得出了电路的增益、带宽等特性参数，并与理论数值进行了对比。

通过对比分析，我们发现实验数据与理论计算结果基本吻合，验证了调谐放大器的工作原理和特性。

七、实验总结。

通过本次实验，我们深入了解了高频小信号调谐放大器的工作原理和特性参数的测量方法，掌握了调谐放大器的实际应用技巧。

实验结果与理论计算基本吻合，证明了实验的有效性和准确性。

八、参考文献。

1. 《电子电路分析与设计》，张三，XX出版社，2010年。

2. 《电子电路实验指导》，李四，XX出版社，2015年。

以上为高频小信号调谐放大器实验报告内容，谢谢阅读。

高频小信号调谐放大器的电路设计在无线通信系统中，高频小信号调谐放大器是一个重要的组成部分。

它可以用于放大输入信号并提高系统的灵敏度和动态范围。

本文将介绍高频小信号调谐放大器的电路设计原理和步骤，帮助读者了解如何设计一个高性能的调谐放大器。

1. 电路设计目标在开始设计之前，我们首先需要确定电路设计的目标。

高频小信号调谐放大器的主要目标是实现高增益和窄带宽。

高增益可以提高系统的灵敏度，使得输入信号的小幅变化也能够被放大器正确地检测到。

而窄带宽则可以避免不必要的噪声和干扰信号的干扰。

2. 选择合适的放大器类型根据设计目标，我们可以选择合适的放大器类型。

常见的高频小信号调谐放大器包括共集电极放大器、共射极放大器和共基极放大器。

不同的放大器类型有着不同的特性和适用范围。

根据具体的需求，选择合适的放大器类型是非常重要的。

3. 电路参数计算在确定放大器类型后，我们需要计算一些关键的电路参数，包括增益、带宽和输入阻抗等。

通过这些参数的计算，可以帮助我们进一步优化电路设计，使其更加符合实际需求。

同时，还需要考虑到电源电压和功耗等因素，以确保电路的正常工作。

4. 电路布局设计在完成电路参数计算后，我们需要进行电路布局设计。

良好的电路布局可以避免信号干扰和互相耦合等问题，提高电路的性能和稳定性。

同时，还需要考虑到信号路径的长度和阻抗匹配等因素，以确保信号的传输效果和质量。

5. 元器件选择和优化在进行元器件选择时，我们需要考虑到元器件的性能和可靠性等因素。

选择合适的元器件可以提高电路的工作效率和稳定性。

同时，还可以通过元器件的优化来进一步提高电路的性能，例如选择低噪声放大器和低失真元器件等。

6. 电路仿真和测试在完成电路设计后，我们需要进行电路的仿真和测试，以验证设计的正确性和性能。

电路仿真可以帮助我们预测电路的性能和行为，提前发现可能存在的问题。

而电路测试则可以确保电路的工作符合设计要求，满足实际应用的需求。

综上所述，高频小信号调谐放大器的电路设计是一个复杂而又关键的过程。