高频小信号调谐放大器课程设计

1、课程设计任务书学生姓名： 柯一凡 专业班级： 通信1102 指导教师： 黄 铮 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 高频小信号调谐放大器 初始条件：通过本课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料方案比较，以及设计计算等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力；锻炼分析解决电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、根据题目，确定有关的技术指标；设计整体方案，并进行相关的参数计算；2、根据实验条件进行全部或部分电路安

2、装与调试，并完成基本功能；3、总结、编写课程设计报告书；4、课程设计报告书的各部分内容及其装订顺序如下：封面，任务书，目录，正文，参考文献，附录（可选），课设评分表；5、课程设计报告书的具体格式参考学校教务处的相关规定，总页数不得少于25页；6、参考文献不得少于5篇。时间安排：第 1 周 课程设计题目布置与安排；第217周 查找文献、确定设计方案；完成设计、仿真及硬件制作；第 18 周 撰写课设报告书、完成答辩。指导教师签名： 年 月 日 目录目录1摘要2abstract31 引言4 1.1 设计要求4 1.2 设计技术指标4 1.2.1 高频小信号调谐放大器的电路设计4 1.2.2 lc三点

3、式反馈振荡器设计4 1.2.3 高频谐振功率放大器电路设计与制作4 1.3 基本设计条件5 1.3.1 高频小信号调谐放大器的电路设计5 1.3.2 lc三点式反馈振荡器设计5 1.3.3高频谐振功率放大器电路设计与制作52 高频小信号电路设计6 2.1 高频小信号调谐放大器的原理分析6 2.2 高频小信号调谐放大器参数设置6 2.3 仿真结果83 心得体会144 参考文献15 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

4、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

5、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。 abstracthigh frequency amplifier (center frequency in hundreds of khz to hundreds of mhz，spectrum width in a few mhz khz to 

6、dozens of range), is called high frequency signal amplifier. this kind of amplifiers, according to use device, can be divided into transistor, mosfet and integrated circuit

7、60;amplifier. according to the width of the spectrum, they can be divided by narrowband and broadband amplifier. according to the circuit forms, they can be divided into&

8、#160;single level and cascade amplifier. according to the nature of load, they can be divided into used the harmonic oscillator amplifier and amplifier. so-called resonant amp

9、lifier is adopted for the load resonant circuit amplifier. according to the characteristics,  the harmonic oscillator circuit has large gain for the signals near the reso

10、nant frequency, but the gain falls rapidly for the signals far from resonant frequency. therefore, oscillator amplifier not only have resonant amplifier amplification effect, but&#

11、160;also plays a filter or frequency selective role. small signal tuning frequency amplifier is widely applied in communication system and other radio system, especially in th

12、e receiver and transmitter. the signal from the antenna inductive is very weak. it will need to use the amplifier amplification. high frequency signal amplifier theory is

13、 very simple, but the actual production is very difficult. one of the most easily problem is of self-excited oscillation frequency, and choose between impedance matching 

14、is difficult to achieve. based on theoretical analysis and practical production,  this thesis eliminates the high frequency amplifier of self-excited oscillation and realize accura

15、te frequency selection with lc oscillating circuit. plusing other circuits, it matches the realization of amplifier and impedance. 1 引言1.1 设计要求根据电路给定的技术指标和条件，给出设计原理、设计过程、电路原理图、各元件件型号或参数、实际测试结果。1.2 设计技术指标1.2.1高频小信号调谐

16、放大器的电路设计谐振频率：6.5mhz,谐振电压放大倍数：，通频带：，矩形系数：。要求：放大器电路工作稳定，采用自耦变压器谐振输出回路。1.2.2 lc三点式反馈振荡器设计振荡频率 频率稳定度 输出幅度 采用西勒振荡电路，为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，采用了射随器作为隔离级。1.2.3 高频谐振功率放大器电路设计与制作 输出功率po125mw（设计时按200mw计算），工作中心频率fo=6mhz，>65%。1.3 基本设计条件1.3.1 高频小信号调谐放大器的电路设计回路电感l=4h,，晶体管用9018，=50。查手册可知，9018在、时，,，。负载电阻。电源供电。1.3.2 l

17、c三点式反馈振荡器设计 电源供电为12v，振荡管bg1为9018（其主要参数,取=100，ft>1100mhz）。隔离级射随器晶体管bg2也为9018。1.3.3高频谐振功率放大器电路设计与制作电源供电为12v，负载电阻,rl=51，晶体管用3da1，其主要参数：pcm=1w,icm=750ma, ,，功率增益ap13db（20倍）。2高频小信号电路设计2.1 高频小信号调谐放大器的原理分析高频小信号放大器一般用于放大微弱的高频信号,此类放大器应具备如下基本特性:只允许所需的信号通过,即应具有较高的选择性。放大器的增益要足够大。放大器工作状态应稳定且产生的噪声要小。放大器应具有一定的通频

18、带宽度。 图2.1 单调谐放大器电路 典型的单调谐谐振放大器原理如图，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，c1,c2是输入输出耦合电容，l,c是谐振电路，r是集电极（交流）电阻，他决定了回路的q值，带宽。为了减轻负载对回路的的影响，输出采用了部分接入的方式。2.2 高频小信号调谐放大器参数设置在初级设计时,大致以此特性作考虑即可. 基本步骤是: 1）选定电路形式依设计技术指标要求，考虑高频放大器应具有的基本特性,可采用共射晶体管单调谐回路谐振放大器，设计参考电路见图1所示。 图中放大管选用9018，该电路静态工作点q主要由rb1和

19、rw1、rb2、re与vcc确定。利用和、的分压固定基极偏置电位，如满足条件：当温度变化，抑制了变化，从而获得稳定的工作点。由此可知，只有当时，才能获得恒定，故硅管应用时， 。只有当负反馈越强时，电路稳定性越好，故要求，一般硅管取：2）设置静态工作点由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流一般在0.82ma之间选取为宜，设计电路中取 ，设因为： 而 所以：因为：(硅管的发射结电压为0.7v) 所以： 因为： 所以：因为： 而 取 则： 取标称电阻6.2k因为： 则：，考虑调整静态电流的方便，用22k电位器与15k电阻串联。3）谐振回路参数计算 回路中的总电容c因为： 则:回路电容c因有

20、 所以取c为标称值30pf,与5-20pf微调电容并联。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： 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，再用下面的公式求出系数k值： 式中： -为实验所绕匝数，由此根据和k值便可求出线圈应绕的圈数，即：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

21、原线圈骨架上用0.08mm漆包线缠绕10匝后得到的电感为2uh。由此可确定要得到4 uh的电感，所需匝数为 匝 最后再按照接入系数要求的比例，来绕变压器的初级抽头与次级线圈的匝数。因有，而匝。则： 匝确定耦合电容与高频滤波电容：耦合电容c1、c2的值，可在1000 pf0.01uf之间选择 ，一般用瓷片电容。旁路电容ce 、c3、c4的取值一般为0.01-1f，滤波电感的取值一般为220-330uh。2.3 仿真结果 仿真电路图如下： 图2.3.1 仿真电路图使得晶体满足：1.发射极正偏:，且2.集电极反偏：3.（若过小，将导致晶体管饱和导通，此时小信号放大器没有放大倍数） 图2.3.2 放大倍数测量 图2.3.3 输出结果1 图2.3.4 输出结果2 图2.3.5 输出结果3 图2.3.6 输出结果4 图2.3.7 输出结果5通过测量，可得到通频带约为500khz。 图2.3.8 输出结果6 图2.3.9 输出结果7 图2.3.10 输出结果8 图2.