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高频小信号谐振放大器设计(湖南工程学院)

高频小信号谐振放大器设计(湖南工程学院)
高频小信号谐振放大器设计(湖南工程学院)

等级: 湖南工程学院

课程设计

课程名称高频电子线路课程设计

课题名称高频小信号谐振放大器设计

专业电子科学与技术

班级1202 班

学号

姓名

指导教师刘正青

2014 年12 月31 日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称高频电子线路课程设计

题目高频小信号谐振放大器设计

专业班级电科1202班

学生姓名学号

指导老师刘正青

审批

任务书下达日期:2014 年12月22日星期一设计完成日期:2015年01月2 日星期五

设计内容与设计要求

一、设计内容:

设计高频小信号谐振放大器:+Vcc=+9V,晶体管为3DG100C,β=50,查手册得rb,b=70Ω,Cb,c=3pF。当IE=1mA时,Cb,e=25pF,L≈4uH,测得N2=20匝,p1=0.25,p2=0.25,RL=1kΩ。

技术指标:

谐振频率fo=10.7MHz,

谐振电压放大倍数AVO≥20dB,

通频带BW=1MHz

二、设计要求:

1、通过具体计算,选择器件给出设计电路;

2、给出最终实现电路;

3、进行仿真效验

4、写出设计报告;

主要设计条件提供计算机和必要的实验仪器

说明书格式

1.课程设计报告书封面;2.任务书;

3.说明书目录;

4.电路具体设计计算;

5.仿真结果及结论;

6.最终电路的确定;

7.设计体会;

8.参考文献。

进度安排

第一周:星期一:安排任务、讲课;

星期二~星期五:查资料、设计;

第二周:星期一~星期二:实验系统调试;

星期三~星期四:写总结报告

星期五:答辩。

参考文献

《电子线路设计·实验·测试》谢自美主编华中科技大学出版《高频电子线路》(第三版)高吉祥主编电子工业出版社《电子技术基础(模拟部分)》康华光主编高等教育出版社

目录

1电路的基本原理 (1)

1.1电路结构 (1)

1.2高频小信号放大电路等效电路 (1)

2主要性能指标及测量方法 (3)

2.1谐振频率 (3)

2.2电压增益 (3)

2.3通频带 (3)

3计算参数 (4)

3.1 设置静态工作点 (4)

3.2计算谐振回路参数 (4)

4电路仿真与调试 (5)

4.1电路仿真图 (5)

4.2调试方法与注意事项 (6)

4.3结果分析 (6)

参考文献 (9)

1电路的基本原理

1.1电路结构

如图所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号单级调谐回路谐振放大器,它不仅要放大高频小信号,而且还要有一定的选频作用,因此,晶体管的集成电极负载为LC 并联谐振回路。晶体管的静态工作点由电阻

1B R ,2B R ,及E R 决定,其计算方法与低频单管放大器相同。

图 1 高频小信号单级调谐回路谐振放大电路

1.2高频小信号放大电路等效电路

高频小信号放大电路等效电路图如下:

图 2 谐振放大器的高频等效电路

晶体管的4个y 参数分别为 输入导纳 )

(1e b e b b b e

b e b ie

c j g r c j g y '''''+++≈

ωω

输出导纳 e b e b e b b b m

b b

c b oe c j c j g r g r c j y ''''''+++≈

ωωω)

(1

正向传输导纳 )

(1e b e b b b m

fe c j g r g y '''++≈

ω

反向传输导纳 )

(1r e b e b b b c

b e

c j g r c j y ''''++-≈

ωω

式中,m g 为晶体管的跨导,与发射极电流关系为

s I g mA E m 26

}{=

g be 为发射结电导,与晶体管的电流放大系数β及E I 有关,其关系为

s I r g mA

E be be β

26}{1==

b b r

'为基极电阻,一般为几十欧姆;c b c '为集电极电容,一般为几十皮法;e b c '为发射结电容,一般为几十皮法至几百皮法。

P1为晶体管的集成电极接入系数,即 211N N p =

P2为输出变压器

o

Tr 的副边与原边的比,即 232/N N p =

2主要性能指标及测量方法

2.1谐振频率

放大器的谐振回路谐振是所对应的频率0f 称为谐振频率。 0f 的表达式为:LC f π210=

式中,L 为谐振回路电感线圈的电感量;

C 为谐振回路的总电容, C 的表达式为ie oe C P C P C C 2

221--=∑。 式中,oe C 为晶体管的输出电容;ie C 为晶体管的输入电容。

LC 并联回路谐振时,直流毫安表mA 的指示值为最小,电压表2V 的指

示值达到最大,且输出波形无明显失真。这时回路的谐振频率就等于信号发生器的输出频率。

2.2电压增益

谐振回路谐振时所对应的电压放大倍数VO A 称为谐振放大器的电压增益。

2.3通频带

由于谐振回路的选频作用,当工作频率偏离谐振频率时,放大器的电压放大倍数下降,习惯上称电压放大倍数V A 下降到谐振电压放大倍数VO A 的0.707倍时所对应的 频率范围称为放大通频带BW ,其表达式为:

L

O

Q f BW =

。式中,L Q 为谐振回路的有载品质因数。 3计算参数

3.1 设置静态工作点

取mA I EQ 1=,V V EQ 5.1=,V V CEQ 5.7=,则 Ω==k I V R EQ EQ E 5.1

Ω=?≈=k I V I V R CQ BQ BQ BQ B 3.18662β 取标称值18Ωk Ω=-=

K R V V V R B BQ

BQ

CC B 6.5521

3.2计算谐振回路参数

{}m S

S m A

I g E m 3826

==

{}mS

S mA I g E

e b 77.026==

下面计算4个y 参数, mS j mS jwC g r jwC g y e b b b b b e

b e b ie 5.196.0)

(1+≈+++=

'''''

因为ie ie ie C j g y ω+=,所以

mS g ie 96.0= Ω≈=k g r ie

ie 11

pF ms

Cie 235.1==

ω

mS j mS C j C j g r g r C j y c b e b e b b b m

b b

c b oe 5.006.0)

(1+≈+++=

''''''ωωω

因为oe oe oe C j g y ω+=,所以

mS g oe

06.0= pF mS

C oe 75.0==

ω

mS j mS C j g r g y e b e b b b m

fe 1.437)

(1-≈++=

'''ω

故模mS mS y fe 371.43722≈+=。 先由下式计算求回路电容

pF L

f C 2.55)2(1

20==

∑π

再求回路电容

pF C p C p C C ie oe 3.532

22

1=--=∑ 取标称值

pF 51

求出输出耦合变压器o Tr 的原边抽头匝数1N 及副边匝数3N ,即 5211==N p N 匝 5223==N p N 匝

4电路仿真与调试

4.1电路仿真图

将元件参数值进行安装。先调整放大器的静态工作点,然后再调谐振回路使其谐振。

图 3高频小信号放大器测试电路图

4.2调试方法与注意事项

调整静态工作点,不加输入信号,将1C 的 左端接地,将谐振回路的电容C 开路,这时用万用表测量电阻E R 两端的电压,调整电阻1B R 使

V V BQ 5.1=。

在放大器处于谐振状态下测量各项技术指标,若将这些指标的测量值与设计要求相差较远,则根据它们的表达示进行分析。如果电压放大倍数

VO A 较小,则可以通过调整静态工作点Q 或接入系数P1使VO A 增大或更换β

较大是晶体管。

4.3结果分析

以下是利用Multisim 软件仿真高频谐振放大器电路的效果图。

输入输出波形:

Auo=20lg(vo/vi)=20*lg(205.478/13)=24db>=20db 波特图测试:

谐振频率f0=10.67MHz

Bw=(11.104—10.201)MHZ=0.903MHz

根据以上可知设计符合要求。

5心得体会

为期两周的课程设计结束了,在这两周的时间我收获了许多。刚开始拿到课题头脑里毫无思绪,通过看书查资料,把一些知识弄清楚后,知道了电路的原理,同时对理论知识有了更深刻的理解:高频小信号放大器的主要功能都是从接收的众多电信号中,选出有用信号并加以放大,同时对无用信号,干扰信号,噪声信号进行抑制,以提高接收信号的质量和抗干扰能力。仿真过程中也遇到了许多麻烦,首先不熟悉软件的使用,找不到各种元件等,但我还是慢慢地摸索,渐渐的熟悉软件的使用。在仿真的过程中,发现谐振频率不是10.7MHz,相差较大;通频带宽也太窄,不符合要求,通过询问老师,才恍然大悟,将C变成可变电容,通过调节电容使谐振频率出现在10.7MHz。每当出现问题,老师都会根据理论分析:是什么导致了问题的出现,如通频带B=f0/Q,而谐振回路R值和Q相关,并一个可变电阻即可使通频带符合要求。听了老师的指导,我懂得了要利用课堂所学理论知识调整电路,理论联系实践。在做课程设计的过程中,遇到困难的时候不要退缩,坚持下去就能成功。

参考文献

《电子线路设计·实验·测试》谢自美主编华中科技大学出版《高频电子线路》(第三版)高吉祥主编电子工业出版社《电子技术基础(模拟部分)》康华光主编高等教育出版社

电气信息学院课程设计评分表

评价

项目

优良中及格差设计方案合理性与创造性(10%)

开发板焊接及其调试完成情况*(10%)

硬件设计或软件编程完成情况(20%)

硬件测试或软件调试结果*(10%)

设计说明书质量(20%)

答辩情况(10%)

完成任务情况(10%)

独立工作能力(10%)

出勤情况(10%)

综合评分

指导教师签名:________________

日期:________________

注:①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容;

②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序:封面、任务书、目录、正文、评分表、附件(非16K大小的图纸及程序清单)。

实验一小信号调谐(单调谐)放大器实验指导

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。 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,R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类。C E是R E的旁路电容,C B、C C 是输入、输出耦合电容,L、C是谐振回路,R C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。

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f 0,谐振电压放大倍数A u0,放大器的通频带BW 0.7及选择性(通常用矩形系数K 0.1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f 0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),f 0的表达式为 ∑=LC f π21 式中,L 为调谐回路电感线圈的电感量; ∑C 为调谐回路的总电容,∑C 的表达式为 21oe C C n C ∑=+ 式中, C oe 为晶体管的输出电容; n 1(注:此图中n 1=1)为初级线圈抽头系数;n 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是: 用扫频仪作为测量仪器,测出电路的幅频特性曲线,微调C3,使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时,所对应的电压放大倍数A u0称为调谐放大器的电压放大倍数。A u0的表达式为

高频小信号谐振放大器的设计

课程设计(论文) 题目名称CMOS集成电路 课程名称高频小信号谐振放大器设计 学生姓名黄敏虹 学号1241304009 系、专业信息工程系、计算机科学与技术 指导教师许建明 2014年11 月14 日

目录 第1章绪论 (1) 1.1 高频小信号放大器简介 (1) 第2章方案设计 (3) 2.1 设计要求 (3) 2.2 总体方案简述 (4) 第3章模块电路设计 (5) 3.1电路的基本原理 (5) 3.2主要性能指标及测试方法 (6) 3.3电路的设计与参数的计算 (8) 3.3.1电路的确定 (8) 3.3.2参数计算 (8) 第4章电路的仿真与调试 (9) 4.1 电路仿真 (9) 4.2 电路的安装与调试 (10) 总结 (13) 参考文献 (14)

第 1 章绪论 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。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; 高频小信号放大器的特点: 频率较高中心频率一般在几百kHz到几百MHz频带宽度在几KHz到几十MHz,故必须用选频网络

设计一个射频小信号放大器[1]要点

射 频 课 程 设 技 论 文 院系:电气信息工程学院 班级:电信2班 姓名:贾珂 学号:541101030211

1射频小信号放大器概述 射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,所谓小信号,一是信号幅度足够小,使得所有有源器件(晶体三极管,场效应管或IC)都可采用二端口Y参数或线性等效电路来模型化;二是放大器的输出信号与输入信号成线性比例关系.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。 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;. 小信号谐振放大器除具有放大功能外,还具有选频功能,即具有从众多信号中选择出有用信号,滤除无用的干扰信号的能力.从这个意义上讲,高频小信号谐振放大电路又可视为集放大,选频一体,由有源放大元件和无源选频网络所组成的高频电子电路.主要用途是做接收机的高频放大器和中频放大器. 其中射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。2电路的基本原理 图2-1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号单级单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等会影响放大器输出信号的频率或相位。晶体管的静态工作点由电阻R b1、R b2及Re决定,其计算方法与低频单管放大器相同。

GSM900低噪声放大器设计

微波电路与系统仿真实验报告 一、实验名称:GSM900频段低噪声放大器仿真 二、实验技术指标: 1.频段:909-915MHz 2.增益:≥17dB 3.噪声系数:<0.7dB 4.输入反射系数:优于-20dB 5.输出反射系数:优于-15dB 6.芯片选择:A TF-54143或VMMK-1218 三、报告日期:2015年12月14日 四、报告页数:共7页 五、报告内容: 1.电路原理图(原理图应标明变量名称的含义,可用文字表述或画图说明) 如下图所示,a为低噪声放大器的原理框图,包括晶体管以及输出输入匹配,在图中未画出部分还有晶体管的偏置电路。对于低噪声放大器设计与最大功率传输的放大器设计不同,最大功率传输放大器的设计必须满足双共轭匹配,而这样噪声的功率也会很大,所以为了获得最小噪声系数,应选择最佳信源反射系数Гopt。此时放大器的输入匹配网络的任务是使管子端口满足如下图b中所示的要求。 (a)微波晶体管放大器原理图(b)最佳噪声匹配放大器的设计步骤为:1、选管;题目指标给出了放大器设计可选择的管子,所以本次设计选择了ATF-54143,查阅ATF-54143晶体管的模型参数,由于ATF-54143晶体管在ADS2011中没有模型,所以本文是查找网络资源下载的ATF-54143的模型文件导入到设计中的,A TF-54143模型如下图所示,左图为晶体管封装模型,右图为内部电路。2、确定工

作电流和工作电压;查阅ATF-54143介绍资料确定Vds和Ids的值,如下图所示,可以看出工作频率为900MHz时的晶体管在不同电压电流下的增益、噪声系数、P1dB、三阶截断功率的值,根据这些值选择Vds=4V,Ids=60mA,此时的Vgg=0.58V。设置电压电流,建立晶 体管的直流偏置电路。

实验一 高频小信号调谐放大器实验.doc

实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1、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。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、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、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、实验仪器 1、高频信号发生器1台 2、2号板小信号放大模块1块 3、频率计1台 4、双踪示波器1台 5、万用表1台 6、扫频仪(可选)1台 四、实验原理 (一)单调谐小信号放大器

图1-1 单调谐小信号放大电路图 小信号谐振放大器是接收机的前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线形放大。图1-1为单调谐回路小信号谐振放大器的原理电路,实验单元电路由晶体管N1和选频回路T1组成,不仅对高频小信号放大,而且还有选频作用。其中W1,R5,R6,R7为直流偏置电阻(因与C3并联相接,所以C3仅有直流负反馈作用),同时调节W1可为放大器选择合适的静态工作点。C5为输入信号的耦合电容,E4,C3,C5为旁路滤波电容,R1为中周初级负载。C1与电感L 组成并联谐振回路,调节C1或改变中周T1磁芯的位置可以使回路谐振在信号中心频率上。本实验中单调谐小信号放大的谐振频率为fs=10.7MHz 。因此频率为10.7的小信号自C5耦合输入,经选频、放大后,中周次级将获得最大输出。 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f 0称为放大器的谐振频率,对于图1-1所示电路(也是以下各项指标所对应电路),f 0的表达式为 ∑ = LC f π210 式中,L 为调谐回路电感线圈的电感量;

高频小信号调谐放大器设计-要点

《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

ABSTRACT High 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

通信电子电路课程设计小信号放大器

通信电子线路课程设计-- 高频小信号谐振放大器 学校: 姓名: 学号: 班级: 指导老师:

目录 一、刖言 (3) 二、电路基本原理................................................. .3 三、主要性能指标及测量方法....................................... .5 1谐振频率 (7) 2、电压增益 (7) 3、通频带 (8) 4、矩形系数 (9) 四、设计方案 (10) 1设置静态工作点 (10) 2、计算谐振回路参数 (10) 3、电路图、仿真图和PCB图 (11) 五、电路装调与测试.......................................... ??13 六、心得体会................................................. ??14 七、参考文献............................................... ???15

一、前言高频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。其中最容易出现问题是自激震荡,同时频率选择和各级建阻抗匹配也恶化你难实现。 Protel DXP 软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。今天的Protel DXP 软件已不是单纯的PCB 设计工具,而是一个系统,它覆盖了以PCB 为核心的全部物理设计。使用Protel、等计算机软件对产品进行辅助 设计在很早以前就已经成为了一种趋势,这类软件的问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业的产品设计质量与效率。 通过《通信电子线路》的学习,使用Protel DXP 软件设计了一个高频小信号放大器。 二、电路的基本原理高频小信号放大器的功用就是五失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫。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。

小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区别是什么

1. 小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区别是什么? 答:1)小信号谐振放大器的作用是选频和放大,它必须工作在甲类工作状态;而谐振功 率放大器为了提高效率,一般工作在丙类状态。 2)两种放大器的分析方法不同:前者输入信号小采用线性高频等效电路分析法,而后者输入信号大采用折线分析法。 2. 高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后,信号中包含哪些成分?如何取出需要的 成分? 答:高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后,信号中包含直流分量、基波分量、谐波、和频、差频分量,通过LC 并联谐振回路这一带通滤波器取出差频分量,完成混频。 2. 画出锁相环路的组成框图并简述各部分的作用,分析系统的工作过程。 解:锁相环路的系统框图如下图所示。 锁相环路是由鉴相器PD(Phase Detector)、环路滤波器LF(Loop Filter)和压控振荡器VCO 组成的,其中LF 为低通滤波器。各部分功能如下: (1)鉴相器PD :鉴相器是一个相位比较器,完成对输入信号相位与VCO 输出信号相位进行比较,得误差相位)()()(t t t o i e ???-=。 (2)环路滤波器LF :环路滤波器(LF)是一个低通滤波器(LPF),其作用是把鉴相器输出电压u d (t )中的高频分量及干扰杂波抑制掉,得到纯正的控制信号电压u c (t )。 (3)压控振荡器VCO :压控振荡器是一种电压-频率变换器,它的瞬时振荡频率o ω(t )是用控制电压u c (t )控制振荡器得到,即用u c (t ) 控制VCO 的振荡频率,使i ω与o ω的相位不断减小,最后保持在某一预期值。 1.无线电通信为什么要进行调制?常用的模拟调制方式有哪些? 答:1) 信号不调制进行发射天线太长,无法架设。 2) 信号不调制进行传播会相互干扰,无法接收。 常用的模拟调制方式有调幅、调频及调相

低噪声放大器的设计制作与调试

微波电路 CAD 射频实验报告 姓名 班级 学号

实验一低噪声放大器的设计制作与调试 一、实验目的 (一)了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。 (二)学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计,优化,仿真。 (三)掌握低噪声放大器的制作及调试方法。 二、实验内容 (一)了解微波低噪声放大器的工作原理。 (二)使用ADS软件设计一个低噪声放大器,并对其参数进行优化、仿真。 (三)根据软件设计的结果绘制电路版图,并加工成电路板。 (四)对加工好的电路进行调试,使其满足设计要求。 三、实验步骤及实验结果 (一)晶体管直流工作点扫描 1、启动软件后建立新的工程文件并打开原理图设计窗口。 2、选择File——New Design…进入下面的对话框; 3、在下面选择BJT_curve_tracer,在上面给新建的Design命名,这里命名为BJT Curve; 4、在新的Design中,会有系统预先设置好的组件和控件; 5、如何在Design中加入晶体管;点击,打开元件库; 6、选择需要的晶体管,可以点击查询; 7、对41511的查询结果如下,可以看到里面有这种晶体管的不同的模型; 8、以sp为开头的是S参数模型,这种模型不能用来做直流工作点的扫描; 9、选择pb开头的模型,切换到Design窗口,放入晶体管,按Esc键终止当前操作。 10对41511的查询结果如下,可以看到里面有这种晶体管的不同的模型 11、以sp为开头的是S参数模型,这种模型不能用来做直流工作点的扫描 12、选择pb开头的模型,切换到Design窗口,放入晶体管,按Esc键终止当前操作。

图1 BJT Curve仿真原理图 13、按Simulate键,开始仿真,这时会弹出一个窗口,该窗口会现实仿真或者优化的过程信息。如果出现错误,里面会给出出错信息,应该注意查看。 14、仿真结束,弹出结果窗口,如下页图。注意关闭的时候要保存为适宜的名字。另外图中的Marker是可以用鼠标拖动的。由于采用的是ADS的设计模板,所以这里的数据显示都已经设置好了。一般情况下,数据的显示需要人为自行设置。

实验一_高频小信号调谐放大器实验报告

本科生实验报告 实验课程高频电路实验 学院名称信科院 专业名称物联网工程 学生姓名刘鑫 学生学号201313060108 指导教师陈川 实验地点6C1001 实验成绩 二〇年月二〇年月

高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理; 2.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; 3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法; 二、实验仪器与设备 高频电子线路综合实验箱; 扫频仪; 高频信号发生器; 双踪示波器 三、实验原理 (一)单调谐放大器 小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号放大,而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率f S=12MHz。基极偏置电阻R A1、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点,从而可以改变放大器的增益。 表征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A v0,放大器的通频带BW及选择性(通常用矩形系数K r0.1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1-1所示电路(也是以下各项指标所对应电路),f0的表达式为

∑ = LC f π210 式中,L 为调谐回路电感线圈的电感量; ∑ C 为调谐回路的总电容,∑ C 的表达式为 ie oe C P C P C C 2221++=∑ 式中, C oe 为晶体管的输出电容;C ie 为晶体管的输入电容;P 1为初级线圈抽头系数;P 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是: 用扫频仪作为测量仪器,用扫频仪测出电路的幅频特性曲线,调变压器T 的磁芯,使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时,所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的表达式为 G g p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fe i V ++-=-=- =∑2 22 1212100 式中,g Σ为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y fe 本身也是一个复数,所以谐振时输出电压V 0与输入电压V i 相位差不是180o 而是为(180o + Φfe )。 A V0的测量方法是:在谐振回路已处于谐振状态时,用高频电压表测量图1-1中R L 两端的电压V 0及输入信号V i 的大小,则电压放大倍数A V0由下式计算: A V0 = V 0 / V i 或 A V0 = 20 lg (V 0 /V i ) d B 3.通频带 由于谐振回路的选频作用,当工作频率偏离谐振频率时,放大器的电压放大倍数下降,习惯上称电压放大倍数A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW ,其表达式为 BW = 2△f 0.7 = fo/Q L 式中,Q L 为谐振回路的有载品质因数。 分析表明,放大器的谐振电压放大倍数A V0与通频带BW 的关系为 ∑ = ?C y BW A fe V π20

调谐某小信号放大器分析报告设计与仿真

实验室 时间段 座位号 实验报告 实验课程 实验名称 班级 姓名 学号 指导老师

小信号调谐放大器预习报告 一.实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统; 2.掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理; 3.掌握测量放大器幅频特性的方法; 4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响; 5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。 二.实验内容 调谐放大器的频率特性如图所示。 图1-1 调谐放大器的频率特性 调谐放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成。因此,调谐放大器不仅有放大作用,而且还有选频作用。本章讨论的小信号调谐放大器,一般工作在甲类状态,多用在接收机中做高频和中频放大,对它的主要指标要求是:有足够的增益,满足通频带和选择性要求,工作稳定等。 二.单调谐放大器 共发射极单调谐放大器原理电路如图1-2所示。 放大倍数f o f 1f K 0.7o K o K 2o f ?通频带f ?2o f ?2o f ?

图1-2 图中晶体管T 起放大信号的作用,R B1、R B2、R E 为直流偏置电阻,用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类。C E 是R E 的旁路电容,C B 、C C 是输入、输出耦合电容,L 、C 是谐振回路作为放大器的集电极负载起选频作用,它采用抽头接入法,以减轻晶体管输出电阻对谐振回路Q 值的影响,R C 是集电极(交流)电阻,它决定了回路Q 值、带宽。 三.双调谐回路放大器 图中,R B1、R B2、R E 为直流偏置电阻,用以保证晶体管工作于放大区域,且放大器工作于甲类状态,E C 为E R 的旁通电容,B C 和C C 为输入、输出耦合电容。图中两个谐振回路:11L C 、组成了初级回路,22L C 、组成了次级回路。两者之间并无互感耦合(必要时,可分别对12L L 、加以屏蔽),而是由电容3C 进行耦合,故称为电容耦合。

高频小信号调谐放大器

高频电子线路课程设计报告 题目: __ 高频小信号谐振放大器 __ 院系:_xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx_ 专业:____电子信息科学与技术 班级: xxxxxxxxxxx 姓名: xxxxxx 学号: _ xxxxxxxxxxxxxxx __ 指导教师: xxxxxxxx 报告成绩: 2016年12月16日

目录 一设计目的 (1) 二设计思路 (1) 2.1 电路的功能 (1) 2.2 设计的基本要求 (1) 三设计过程 (1) 3.1 设计电路 (1) 3.2 测量方法 (4) 3.2.1谐振频率 (4) 3.2.2电压增益 (4) 3.2.3通频带 (5) 3.2.4矩形系数 (5) 四系统调试与结果 (6) 4.1 设置静态工作点 (6) 4.2 计算谐振回路参数 (6) 4.3 利用Multisim 对电路的仿真图 (7) 4.4 设计结果与分析 (8) 五主要元器件与设备 (10) 5.1 元器件与设备 (10) 5.2相关参数 (11) 六课程设计体会与建议 (11) 6.1 设计体会 (11) 6.2 设计建议 (12) 七参考文献 (12)

一设计目的 (1)了解LC谐振回路的选频原理和回路参数对回路特性的影响。 (2)掌握高频单调谐放大器的构成和工作原理。 (3)掌握高频单特性放大器的等效电路、性能指标要求及分析设计。 (4)掌握高频单调谐放大器的设计方案和测试方法。 二设计思路 2.1 电路的功能 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,增益迅速下降。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。高频小信号放大器的作用是无失真的放大某一频率围的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路,它所放大的信号频率在数百千赫。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。 2.2设计的基本要求 (1)通过具体计算,选择器件给出电路设计电路 (2)给出最终实现电路 (3)进行仿真校验 (4)作出设计总结 三设计过程 3.1设计电路

单调谐小信号谐振放大器设计说明

高频实验报告(一)——单调谐小信号谐振放大器设计 组员 座位号16 实验时间周一上午

目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 2.1单调谐放大器的基本原理 (4) 2.2主要性能指标及测量方法 (9) 2.2.1谐振频率的测试 (9) 2.2.2电压增益的测试 (10) 2.2.3频率特性的测试 (10) 三、设计方法 (13) 四、实验内容及参数设计 (14) 五、实验参数测试及分析 (18) 六、思考题............................................................................................... 错误!未定义书签。

一、实验目的 1.熟悉小信号谐振放大器的工作原理。 2.掌握小信号谐振放大器的工程设计方法。 3.掌握小信号谐振放大器的调谐方法。 4.掌握小信号谐振放大器幅频特性的测量方法。 5.熟悉放大器静态工作点和集电极负载对谐振放大器幅频特性的影响。 二、实验原理 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L、C 组成的并联谐振回路,由于LC并联谐振回路的阻抗随频率而变化,在谐振频率处、其阻抗是纯电阻,且达到最大值。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放大系数,稍离开此频率放大系数

就迅速减小。因此用这种放大器就可以只放大我们所需要的某些频率信号,而抑止不需要的信号或外界干扰信号。正因如此,调谐放大器在无线电通讯等方面被广泛地用作高频和中频选频放大器。 调谐放大器的电路形式很多,但基本的电路单元只有两种:一种是单调谐放大器,一种是双调谐放大器。这里先讨论单调谐放大器。 2.1单调谐放大器的基本原理 典型的单调谐放大器电路如图1.1所示。图中R 1, R 2 是直流偏置电阻;LC 并联谐振回路为晶体管的集电极负载,R e 是为提高工作点的稳定性而接入的直流负反馈电阻, C b 和C e 是对信号频率的旁路电容。输入信号V s ’经变压器耦合至晶体管发射结,放大后再由变压器耦合到外接负载R L ,C L 上。为了减小晶体管输出导纳对回路的影响,晶体管T 1采用抽头接入。 R L L V s ’ 图1.1高频小信号谐振放大器电路 在低频电子电路中,我们经常采用混合π模型来描述晶体管。把晶体管内部的物理过程用集中元器件RLC 表示。用这种物理模型的方法所涉及到的物理等效电路就是所谓的π参数等效电路。混合π 参数是晶体管物理参数,与频率

ADS报告_第三讲_低噪声放大器设计与仿真8

微波电路与系统仿真实验报告 姓名:学号:院系: 一、实验名称:低噪声放大器设计与仿真 二、实验技术指标: 1.建立仿真原理图 2.仿真结果 三、报告日期:2012年10月9日 四、报告页数:共8页 五、报告内容: 5.1、晶体管直流工作点的扫描 1.电路原理图 建立工程、晶体管直流工作点扫描(目的:进行直流工作点扫描和分析;检查电路的静态工作点)。 2.电路图 3.仿真结果

5.2、偏置电路的设计 2.1 bjt_bias设计 1.电路原理图 设计偏置电路。 2.电路图 3.仿真结果 1)、在Design Guide中设置相关参数后,生成直流偏置电路 2.2 bjt_biascircuit的设计 1.电路原理图 设计偏置电路。 2.电路图(点击【Simulation】→【Annotate DC Solution】可看到各节点电压电流) 5.3、稳定性分析 1.电路原理图

2.电路图 3.ADS仿真图 稳定系数K(稳定性判别系数):此处K<1,放大器电路不稳定。需加入负反馈电路。加入负反馈电路后的ADS电路图为: 其相应的ADS仿真图为:

1.电路原理图为: 2.ADS仿真结果图为: 修改S参数仿真器,加入噪声系数的仿真,用列表形式显示数据,结果为:

5.5、输入匹配的设计 1.电路原理图为: 2.仿真结果为: S11、S22的仿真结果

S11、S22、S21和S12、Zin、nfmin、nf(2)的仿真结果5.6、输出匹配设计1 1.ADS原理图 2.ADS仿真结果 S11、S22的仿真结果 S11、S22、S21和S12、Zin、nfmin、nf(2)的仿真结果5.7、输出匹配设计2 1.初始电路图(未加入直流偏置网络)

高频小信号放大器实验报告

基于Multisim的通信电路仿真实验 实验一高频小信号放大器 1.1 实验目的 1、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。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、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。 1.2 实验内容 1.2.1 单调谐高频小信号放大器仿真 图1.1 单调谐高频小信号放大器 1、根据电路中选频网络参数值,计算该电路的谐振频率ωp。 ωp=1/(L1*C3)^2=2936KHz fp=ωp/(2*pi)=467KHz 2、通过仿真,观察示波器中的输入输出波形,计算电压增益Av0。

下图中绿色为输入波形,蓝色为输出波形 Avo=Vo/Vi=1.06/0.252=4.206 3、利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。 通频带BW=2Δf0.7=7.121MHz-28.631KHz=7.092MHz 矩形系数Kr0.1=(2Δf0.1)/( 2Δf0.7)= (14.278GHz-9.359KHz)/7.092MHz=2013.254 4、改变信号源的频率(信号源幅值不变),通过示波器或着万用表测量输出

电压的有效值,计算出输出电压的振幅值,完成下列表,并汇出f~Av 相应的图,根据图粗略计算出通频带。 Fo(KHz ) 65 75 165 265 365 465 1065 1665 2265 2865 3465 4065 Uo(mV ) 0.66 9 0.76 5 1 1.05 1.06 1.06 0.97 7 0.81 6 0.74 9 0.65 3 0.574 0.511 Av 2.65 5 3.03 6 3.96 8 4.16 7 4.20 6 4.20 6 3.87 7 3.23 8 2.97 2 2.59 1 2.278 2.028 5、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波,通过示波器观察图形,体会该电路的选频作用。 2次谐波 4次谐波

高频小信号谐振放大器设计报告

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位: 题目: 高频小信号谐振放大器设计 课程设计目的: ①巩固和运用在《高频电子线路》课程中所学的理论知识和实验技能; ②基本掌握常用高频电子电路的一般设计方法; ③提高设计能力和实验技能,通过动脑、动手解决实际问题; ④为以后从事通信电路设计、研制电子产品打下基础。 课程设计内容和要求 1.掌握高频小信号调谐放大器的工作原理; 2. 熟悉谐振回路的调谐方法及放大器动态工作状态的测试方法; 2. 掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。初始条件: ①电路板及元件,参数; ②高频,电路等基础知识; ③EWB仿真软件。 时间安排: 1、理论讲解,老师布置课程设计题目,学生根据选题开始查找资料; 2、课程设计时间为1周。 (1)确定技术方案、电路,并进行分析计算,时间1天; (2)选择元器件、安装与调试,或仿真设计与分析,时间2天; (3)总结结果,写出课程设计报告,时间2天。 指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要....................................................................... I Abstract ................................................... 错误!未定义书签。1高频小信号调谐放大器的原理分析.. (1) 1.1 小信号调谐放大器的主要特点 (1) 1.2 小信号调谐放大器的主要质量指标 (1) 1.2.1谐振频率 (1) 1.2.2谐振增益(Av) (1) 1.2.3通频带 (2) 1.2.4增益带宽积 (3) 1.2.5选择性 (3) 1.2.6噪声系数 (4) 1.3 晶体管高频小信号等效电路与分析方法 (4) 1.3.1单级单调谐回路谐振放大器电路原理 (5) 1.3.2多级单调谐回路谐振放大器 (6) 1.4 自激 (7) 1.5 多级放大器的设计原则 (8) 1.6 集成宽带放大电路 (9) 2高频小信号调谐放大器的设计与制作 (10) 2.1主要技术指标 (10) 2.2给定条件 (10) 2.3设计过程 (10) 2.3.1选定电路形式 (10) 2.3.2设置静态工作点 (11) 2.3.3谐振回路参数计算 (12) 2.3.4确定耦合电容与高频滤波电容 (13) 3高频小信号谐振放大器电路仿真实验 (14) 3.1仿真电路图 (14) 3.2测量并调整放大器的静态工作点 (14) 3.3谐振频率的调测与技术指标的测量 (15) 4 总结(心得体会) (17) 参考文献 (18)

高频小信号放大器的设计

高 频 小 信 号 放 大 器 设 计 学号:320708030112 姓名:杨新梅 年级:07电信本1班 专业:电子信息工程 指导老师:张炜 2008年12月3日

目录 一、选题意义 (3) 二、总体方案 (4) 三、各部分设计及原理分析 (7) 四、参数选择 (11) 五、实验结果 (17) 六、结论 (18) 七、参考文献 (19)

一、选题的意义 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。

二、总体方案 高频小信号调谐放大器简述: 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。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器,而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所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7,品质因数Q=fo/2Δf0.7. 图-1频率特性曲线

高频实验:小信号调谐放大器实验报告要点

实验一 小信号调谐放大器实验报告 一 实验目的 1.进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2.掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3.掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数(电压放大倍数,通频带,矩形系数)的测试。 二、实验使用仪器 1.小信号调谐放大器实验板 2.200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪(安泰信) 5. 高频信号源 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 所谓“小信号”,通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近,放大这种信号的放大器工作在线性范围内。所谓“调谐”,主要是指放大器的集电极负载为调谐回路(如LC 调谐回路)。这种放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最强的放大作用,而对其它远离0f 的频率信号,放大作用很差,如图1-1所示。 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 小信号调谐放大器技术参数如下: 1 0.707

1.增益:表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 2.通频带和选择性:通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时,所对应的频率范围为高频放大器的通频带,用B0.7表示。衡量放大器的频率选择性,通常引入参数——矩形系数K0.1。 2.实验电路 原理图分析: In1是高频信号输入端,当信号从In1输入时,需要将跳线TP1的上部连接起来。In2是从天线接收空间中的高频信号输入,电感L1和电容C1,C2组成选频网络,此时,需要将跳线TP1的下部连接起来。电容C3是隔直电容,滑动变阻器RW2和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻,用来决定晶体管基极的直流电压,电阻R1是射极直流负反馈电阻,决定了晶体管射极的直流电流Ie。晶体管需要设置一个合适的直流工作点,才能保证小信号谐振放大器正常工作,有一定的电压增益。 通常,适当的增加晶体管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交流放大倍数 ,增大小信号谐振放大器的放大倍数。但Ie过大,输出波形容易失真。一般控制Ie在1-4mA之间。 电容C3是射极旁路电路,集电极回路由电容和电感组成,是一个并联的LC 谐振回路,起到选频的作用,其中有一个可变电容可以改变回路总的电容值。电

小信号放大器设计

摘要 关键词:差动放大、低通滤波、共模抑止比、信噪比、输入电阻 电路的设计: 根据本次设计的要求,是放大倍数为1000倍,所以用3级放大,由第一级放大的是小信号,所以将第一级放大定为5倍,第二次放大倍数为20倍,第三级放大倍数为10倍。由输入 阻抗为10M Ω,所以第一级放大采用同相放大。考虑到共模抑止比的关系所以第二级放大采用差动放大。由于本次设计的是小信号为了保证信号的纯真度和频率响应范 围所以最后设计一个100HZ 的有源低通滤波器,并设计放大倍数为10倍。系统框图如下: 无源低通滤波器: 由RC f π21 = ,取C=0.1uf 得R=16k R1 16kΩ C1R216kΩ 13 同向放大器: 根据2 /1 11Rr R Av + =得到同相放大器放大倍数,根据同相端放大 5倍。取R1=10K ,则Rr=2K,因为考虑到放大倍数可调的目的所以将Rr 修改为滑动变阻器,并取值5K 。

5kΩ Key=A 差动放大器: 3 4 2R R Av - =得到差动放大器的放大倍数,根据差动放大级放大20倍。取R3=10K ,则R4=200K 。 R610k|?R710k|? C489 有源低通滤波器: 根据有源二阶低通滤波器的快速设计方法,首先由截止频率Fc=100HZ 得到确定一个电容C=1uF ,和K=7并根据放大倍数为20确定R1=470Ω,R2=2.7K ,C1=2.2uF 。在由有源二阶低通滤波器的放大倍数为10,取R3=3.6K ,则R4=36K,考虑到放大倍数的可调性,则将R4用滑动变阻器来代替,并取值为50K.

系统完整图: 系统PCB图:

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