小信号放大电路的设计
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授课:XXX 为什么说提高电压放大倍数Au0时,通频带2△f0.7会减小?一、实验目的
①通过实验进一步熟悉小信号调谐放大器的工作原理,初步了解工程估算的方法。
②掌握调谐放大器的电压增益、选择性、通频带及动态范围的测试方法。
③掌握使用频率特性测试仪调整小信号谐振放大器谐振特性的方法。
二、实验原理
小信号调谐放大器的主要特点是晶体管的集电极负载不是纯电阻,而是由LC组成的并联谐振回路,如图1-1所示。由于LC并联谐振回路的阻抗是随频率而变的,在谐振频率
处其阻抗是纯电阻,达到最大值。因此,用并联谐振回路作集电极负载的调谐放大器在回路的谐振频率上具有最大的电压增益。稍离开此频率,电压增益迅速减小。我们用这种放大器可以放大所需要的某一频率范围的信号,而抑制不需要的信号或外界干扰信号。因此,调谐放大器在无线电通信系统中被广泛用作高频和中频放大器。
图1—1 小信号调谐放大器
三、实验电路
图1-1所示电路为实验电路,它是由共发射极组态的晶体管和并联谐振回路组成的单级单调谐放大器。
本实验电路要求完成单级调谐放大器的技术指标:中心频率f0=15MHz,通频带2△f0.7=4MHz,增益A>20dB,RL=1 kΩ。希望对大家有所帮助,多谢您的浏览!
授课:XXX 电路主要元件参数:晶体管3DG6C,β=60,查手册知在f0=30MHz,IC=2mA,Vcc=9V条件下测得y参数为gie=2mS,Cie=12PF,goe=250μs,Coe=4pF,yfc=40mS,yre=350μS。如果工作条件发生变化,则上述参数值仅作为参考。要得到晶体管的y参数也可由混合π参数计算出y参数。中频变压器参数:L=4μH,Q0=100,P1=0.6,P2=0.3。回路电容C1=10PF,C2=(5~20)PF,在调谐过程中使用微调电容C2,调整中心频率。直流偏置由Rb1、Rb2、Rc实现,电阻器W1为47kΩ,用于调整静态工作点。电路中的电容一般使用体积小的瓷片电容。
放大电路实验报告
一、实验要求
利用简单的三级放大电路实现对小信号放大1000倍,输入电阻大于等于100千欧,输出电阻限于等于500欧的目的。
二、实验环境
Pspice仿真软件。
三、实验过程与分析
初步设计:
1、初步设计为第一级为共集放大电路,第二、三级为共射放大电路,分两次对信号进行放大。
2、由于输出电阻为500欧,设计第三级RC为500Ω,放大倍数为25倍,射级电阻的目的是保证一定的输入电阻,防止二、三级间损耗过大。
3、第二级放大倍数较大所以设计不带射级电阻,以尽量扩大放大倍数。但需要考虑到第二级输出电阻不能过大,所以RC不应该过大。
4、第一级应保证足够大的输入电阻,由于共集电路的限制所以暂时没有考虑输出电阻。
5、电源利用正负6V电源。
6、为了使计算方便,三级间的连接方式使用阻容耦合的方式,使其静态工作点不互相影响。
7、利用以上的初步设计计算了电阻,在电阻的选取中主要考虑了各级放大电路的静态工作点,使UCE尽量保持在6V左右,以保证较大的放大幅度。
进行仿真:
1、 仿真过程中放大倍数没有准确的稳定在1000倍,通过调整了一些电阻的值使其在一定的频率范围内保持了1000(电容的值选取较大)。
2、 在输出电阻的测量中没有问题,输出电阻在允许范围内。
3、 在测量输入电阻时遇到了较大的问题,比计算中的共集输入电阻小了很多,被这个问题困惑了很久,最终通过仔细分析交流微变等效电路,发现第二级的输入电阻也对第一级的输入电阻产生了很大的影响(相当于负载),由于第二级的Rπ较小,所以极大的影响了第一级的输入电阻。所以通过进一步的调整第二级的ICQ,来改变第二级的Rπ,使输入电阻达到100KΩ。
仿真结果:
下面是我设计电路一些主要仿真结果的截图:
上图为实验电路图及最终的各项参数
上图为各三极管的静态工作点
上图为取分贝后的放大倍数
在一定的范围内分贝值为60,即放大倍数为1000倍
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;. 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。
RRRRCCCcCBGLINOUTB1B2BEECVcc图1-1 单调谐回路放大器原理电路
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,RB1、RB2、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。CE是RE的旁路电容,CB、CC是输入、输出耦合电容,L、C是谐振回路,RC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。 .;
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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f0,谐振电压放大倍数Au0,放大器的通频带BW0.7及选择性(通常用矩形系数K0.1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所示电路(也是以下各项指标所对应电路),f0的表达式为
(一)小信号调谐放大器基本工作原理
小信号调谐放大器是一种高频电子电路,特别设计用于接收弱信号调谐放大的放大器。其主要工作是将输出信号与输入信号放大,并将通过调谐电路产生的选择性滤波,使得输出信号只包含输入信号的所带有的频率成分。小信号调谐放大器是电视机、收音机、电话等接收装置中必需的基本元件之一。
小信号调谐放大器的工作原理基本上分为两个过程,即放大过程和滤波过程。在放大过程中,输入信号首先经过一个低噪声放大器,其作用是对输入信号进行放大,将其变成一个强度相对较大的信号;然后,信号输入到一个中频放大器中进行进一步的放大,从而达到所需的放大程度。在滤波过程中,信号经过一个陶瓷滤波器,其作用是去除输入信号中不需要的频率成分,确保输出信号保留所需的频率成分。最后,放大后的信号经过输出放大器输出,可供下一级电路使用。
在小信号调谐放大器的工作中,输入信号相对较弱,因此需要一个低噪声放大器进行放大。这个低噪声放大器一般是以晶体管的形式存在,其电路中要保证低噪声升压放大器前置级的全温度噪声系数尽量小,在输入端加一个抗干扰网络来降噪,将输入信号放大的电路作为放大器的前置放大器,可以达到提高系统信噪比的目的。
中频放大器通常采用叠接放大器和差分放大器两种形式。叠接放大器是将多级电路串联起来,每一级都是共射霍尔放大器,其中第一级的放大倍数较大,后续级数的放大倍数略有减少。差分放大器是将两个共源霍尔放大器串联起来,其中一个放大器的输出级作为另一个放大器的输入级,通过抵消共模噪声的作用可有效提高信噪比。
陶瓷滤波器是小信号调谐放大器关键的组成部分,其内部包含多个陶瓷滤波片。它是一种频率可控的带通滤波器,能够将外部传输过来的频率成分进行选择性地滤波。陶瓷滤波器制作采用陶瓷质量好的材料,经特殊加工处理而成,具有良好的稳定性和高的Q值。因此,它可以快速滤掉不必要的高或低频能量,只留下需要的信号能量。