高频小信号调谐放大器的电路设计与仿真
实验一-高频小信号调谐放大器实验
实验⼀-⾼频⼩信号调谐放⼤器实验
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
高频小信号调谐放大器实验报告
高频小信号调谐放大器
实验报告
姓名:
学号:
班级:
日期:
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Q 1、选频回路T 1二部分组成。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、R 4和射极电阻R 5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W 3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f 0,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;
∑
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。
高频电路Multisim仿真实验一 高频小信号放大器
实验一 高频小信号放大器
一、 单调谐高频小信号放大器
图1.1 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 ;
s rad CL w p /936.210580102001
1
612=⨯⨯⨯==--
2、 通过仿真,观察示波器中的输入输出波形,计算电压增益A v0。
,708.356uV V I = ,544.1mV V O = ===
357
.0544.10I O v V V A 4.325 输入波形:
输出波形:
3、 利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。
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~A v相应的图,根据图粗略计算出通频带。
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高频小信号调谐放大器设计
高频小信号调谐放大器设计
一. 设计思路
1. 设计要求:要求中心频率11MHz ,增益20~30dB ,带宽0.5M 。
2. 设计原理:设计采用共射晶体管单调谐回路谐振放大器,小信号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。
二. 参数计算
1. 设置静态工作点
设计电路上取IC = 1.5mA ,Re=1K Ω,
由计算得Rb1 = 8.2 K Ω,Rb2=36.5 k Ω。为了调整静态电流ICQ 。Rb2用20 k Ω电位器与15 k Ω电阻串联。
2. 计算总电容
通过∑=LC f π210
得C 总= 55.5pf ,C = 48.5pf ,实际仿真时通过并联一个5~20pf 的可变电容实现。
3. 耦合电容和滤波电感
耦合电容取值在1000pf-0.01uf ,旁路电容取值在0.01-1uf ,滤波电容取值在220-330uh
4. 电感线圈用固定电感L1 = 300uh, L2 = 2.5uh 串联,部分接入中间抽头
三. 波形分析
1. 仿真电路图
2. 仿真输入波形图
3.输出的波形图
4.输出输入对比
高频小信号调谐放大器实验报告
高频小信号调谐放大器
实验报告
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日期:
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;
∑
C
为调谐回路的总电容,∑
C
的表达式为
ie oe C P C P C C
2
221++=∑
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。
高频小信号放大器实验报告
实验1高频小信号放大器
幅频特性曲线为:
带宽:
8.0*0.7=5.6
Bw1=6.6-6.1=0.5MHz
2、观察集电极负载对单调谐回路谐振放大器幅频特性的影响
当放大器工作于放大状态下,运用上步点测法测出接通与不接通1R3的幅频特性曲线。既令2K1置“on”,重复测量并与上步图表中数据作比较。
f/MHz 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.0 7.1
U/mV 1.7 1.9 2.0 2.4 2.6 3.2 3.6 4.0 5.2 5.6 5.6 5.2 4.4 3.8 3.2 2.6 2.4 2.0
幅频特性曲线为:
5.6*0.7=3.92;Bw2=
6.65-6.1=0.55MHz
3、双调谐回路谐振放大器幅频特性测量
(保持输入幅度不变,改变输入信号的频率,测出与频率相对应的双调谐放大器的输出幅度,然后画出频率与幅度的关系曲线,该曲线即为双调谐回路放大器的幅频特性。)
2K2往上拨,接通2C6(80P),2K1置off。高频信号源输出频率6.3MHZ(用频率计测量),幅度300mv,然后用铆孔线接入双调谐放大器的输入端(IN)。2K03往下拨,使高频信号送入放大器输入端。示波器CH1接2TP01,示波器CH2接放大器的输出(2TP02)端。反复调整2C04、2C11使双调谐放大器输出为最大值,此时回路谐振于6.3MHZ。按照下表改变高频信号源的频率(用频率计测量),保持高频信号源输出幅度峰——峰值为300mv(示波器CH1监视),从示波器CH2上读出与频率相对应的双调谐放大器的幅度值,并把数据填入下表中。
高频电子线路_小信号调谐放大器和高频功放_实验报告
1-3 小信号调谐放大器
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
1.采用点测法测量单调谐和双调谐放大器的幅频特性;
2.用示波器测量输入、输出信号幅度,并计算放大器的放大倍数;
3.用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响;
4.用示波器观察放大器的动态范围;
5.观察集电极负载对放大器幅频特性的影响。
三 .实验步骤
1.实验准备
在实验箱主板上插装好无线接收与小信号放大模块,插好鼠标接通实验箱上电源开关,
此时模块上电源指示灯和运行指示灯闪亮。
2.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量
测量幅频特性通常有两种方法,即扫频法和点测法。扫频法简单直观,可直接观察到单调谐放大特性曲线,但需要扫频仪。点测法采用示波器进行测试,
即保持输入信号幅度不变,改变输入信号的频率,测出与频率相对应的单调谐
回路谐振放大器的输出电压幅
度,然后画出频率与幅度的关系曲线,该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。
(1)扫频法,即用扫频仪直接测量放大器的幅频特性曲线。利用本实验箱上
的扫频仪测试的方法是:用鼠标点击显示屏,选择扫频仪,将显示屏下方的高
频信号源(此时为扫
频信号源)接入小信号放大的输入端(1P1), 将显示屏下方的“扫频仪”与小信号放大的输出(1P8) 相连。按动无线接收与小信号放大模块上的编码器(1SS1),选择1K2指示灯闪亮,并旋转编码器(1SS1) 使1K2指示灯长亮,此时小信号放大为单调谐。显示屏上显示的曲线即为单调谐幅频特性曲线,调整1W1、1W2曲线会有变化。用扫频仪测出的单调谐放大器幅频特性曲线如下图:
高频小信号放大器Multisim仿真及分析报告
高频电子线路讨论课报告
高频小信号放大器
小组编号:
组长:
小组成员:
教务处
2015年9月
目录
第一章高频小信号放大器简介 (3)
1.1高频小信号放大器 (3)
1.2高频小信号放大器质量指标 (3)
第二章Multisim简介 (4)
第三章Multisim仿真电路 (5)
第四章Multisim仿真分析 (6)
4.1放大器输出 (6)
4.2选频特性分析 (8)
4.3增益特性分析 (10)
第一章高频小信号放大器简介
1.1高频小信号放大器
高频小信号放大器指的是将频率高、幅度小的包含我们需要信息的信号进行幅度放大,以便以后的信号处理。
高频小信号放大器应用广泛,在无线通信接受时进行前端放大,在信号处理过程中进行信号的放大等等。
图1-1 高频小信号放大器应用
1.2高频小信号放大器质量指标
高频小信号放大器除了具有对小信号幅度放大的作用,还具有功率放大的功能和选频特性,从而达到抑制噪声和对包含信息信号选择的效果。所以,高频小信号放大器的质量指标就有幅度增益Av、功率增益Ap、通频带2f0.7和选择性K r0.1。
幅度增益Av=vo/vi
功率增益Ap=Po/Pi
矩形系数K r0.1。=2f0.7/2f0.1
图1-2 理想滤波器
其中幅度增益反映了幅度放大特性,功率增益反映了功率放大特性,通频带表示了我们的放大器选择通过的频带带宽。
选择性则表示了和理想滤波器的逼近程度,即选择通过性能的好坏。矩形系数Kr=1时为理想滤波器,所以我们希望Kr~1。
第二章Multisim简介
Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。通过Multisim 和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计,和测试这样一个完整的综合设计流程。
高频小信号调谐放大器实验报告
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。
实验一高频小信号调谐放大器
实验一高频小信号调谐放大器
一、实验原理
高频小信号调谐放大器是由一个高频小信号调谐电路和带有一个负反馈放大电路构成的增益放大器。高频小信号调谐电路由电感L1、电容C1以及对应电路中的可变电阻R1等构成,当可变电阻R1变化时,电路调谐点也会发生相应的变化。负反馈放大电路具有调节输出功率的能力,通常由一个三极管或多晶体管就可构成。它是由放大电路和反馈线路构成,根据反馈信号产生的差分强度,从而实现对输出信号功率的调节。
二、实验目的
2、了解高频小信号调谐放大器的放大能力的调节;
3、掌握实验过程,实现实验精度。
三、实验准备
需要准备的实验器材包括:电子对空表、音频发射器,测试夹、示波器和电源。
四、实验流程
1、根据试验原理,连接实验器材;
2、打开电源,调节可变电阻,实现初始化调节;
3、将音频发射器连接在高频小信号调谐放大器的输入端;
4、使用示波器测量调谐放大器的输出信号,调整可变电阻,使得输出的音频最大;
5、重复以上3-4步,确定最佳调整位置;
6、使用电子对空表测量调谐放大器的输出功率,测出所获得的调谐能力结果。
五、实验总结
本次实验训练了我们关于高频小信号调谐放大器的综合知识能力,它不仅是一个理论概念,而且能快速完成模拟信号测量,满足实践实验的需求,为今后的研究提供了一定的理论基础。实验中,我们首先调节可变电阻,调节调谐点,使得输出的音频信号最大,然后利用电子对空表测量调谐放大器的输出功率,得出了最终的调谐能力结果。本次实验对于高频小信号调谐放大器的认识有了一定的深入,今后将派上用场。
实验一高频小信号调谐放大器实验报告
实验一高频小信号调谐放大器实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过设计和搭建一个高频小信号调谐放大器电路,掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和性能参数,并能正确测量和分析电路的电压增益和频率响应。
二、实验原理
高频小信号调谐放大器是一种用于放大和调谐高频小信号的电路。它主要由三个部分组成:一个输入电路、一个放大电路和一个输出电路。输入电路用于匹配输入信号和放大电路的阻抗,使输入信号能够有效传入放大电路;放大电路用于增大输入信号的幅度;输出电路用于匹配放大电路和负载。
三、实验仪器和材料
1.高频信号发生器
2.高频放大器
3.幅度调制器
4.示波器
5.电阻、电容和电感等元器件
四、实验步骤
1. 根据电路原理图,使用Multisim软件进行电路仿真。
2.根据仿真结果选择并调整合适的元器件数值,搭建实际电路。
3.将信号源连接至输入电路,逐步增大信号源频率观察输出波形,记录输出电压随频率变化的情况。
4.测量电路的电压增益,并与理论计算值进行对比。
5.测量电路的频率响应,绘制电压增益与频率的波形图。
6.分析实验现象和结果,总结实验中的经验教训。
五、实验结果与分析
根据仿真结果,我们成功搭建了一个高频小信号调谐放大器,并进行了实验测试。测得的电压增益与理论计算值非常接近,验证了电路的设计和搭建的准确性。实验还得出了电路的频率响应曲线,发现放大器在一定频率范围内有较高的增益,但在较高频率处迅速下降。
六、实验结论
通过本实验,我们学习到了高频小信号调谐放大器的工作原理和性能参数的测量方法。实验结果和数据分析验证了电路设计和搭建的正确性。此外,我们还了解到了电路的频率响应特性,对于在实际应用中的频率选择提供了参考。
调谐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。
高频小信号放大器Multisim仿真及分析报告
高频电子线路讨论课报告
高频小信号放大器
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教务处
2015年9月
目录
第一章高频小信号放大器简介 (3)
1.1高频小信号放大器 (3)
1.2高频小信号放大器质量指标 (3)
第二章Multisim简介 (4)
第三章Multisim仿真电路 (5)
第四章Multisim仿真分析 (6)
4.1放大器输出 (6)
4.2选频特性分析 (8)
4.3增益特性分析 (10)
第一章高频小信号放大器简介
1.1高频小信号放大器
高频小信号放大器指的是将频率高、幅度小的包含我们需要信息的信号进行幅度放大,以便以后的信号处理。
高频小信号放大器应用广泛,在无线通信接受时进行前端放大,在信号处理过程中进行信号的放大等等。
图1-1 高频小信号放大器应用
1.2高频小信号放大器质量指标
高频小信号放大器除了具有对小信号幅度放大的作用,还具有功率放大的功能和选频特性,从而达到抑制噪声和对包含信息信号选择的效果。所以,高频小信号放大器的质量指标就有幅度增益Av、功率增益Ap、通频带2f0.7和选择性K r0.1。
幅度增益Av=vo/vi
功率增益Ap=Po/Pi
矩形系数K r0.1。=2f0.7/2f0.1
图1-2 理想滤波器
其中幅度增益反映了幅度放大特性,功率增益反映了功率放大特性,通频带表示了我们的放大器选择通过的频带带宽。
选择性则表示了和理想滤波器的逼近程度,即选择通过性能的好坏。矩形系数Kr=1时为理想滤波器,所以我们希望Kr~1。
第二章Multisim简介
Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。通过Multisim 和虚拟仪器技术,PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计,和测试这样一个完整的综合设计流程。
高频小信号谐振放大器实验报告
高频小信号谐振放大器设计
目录
第一章设计总体思路及其计算 (1)
1.1 电路的功能 (1)
1.2 电路的基本原理 (2)
1.3 设计思路及测量方法 (4)
(1)谐振频率 (4)
(2) 电压增益 (4)
(3)通频带 (5)
(4)矩形系数 (5)
第二章仿真结果及其说明 (5)
2.1 设置静态工作点 (5)
2.2计算谐振回路参数 (6)
2.3 利用Multisim 对电路的仿真图 (6)
2.4 设计结果与分析 (7)
第一章设计总体思路及其计算
1.1 电路的功能
高频小信号放大器的作用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。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。
1.2 电路的基本原理
图1晶体管高频小信号单极单调谐回路谐振
放大器
图1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号单极单调谐回路谐振放大器。它不仅放可以大高频信号,而且还有一定的选频作用,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射出信号的频率或相位。
放大器在谐振时的等效电路如图2所示,晶体管的4个y 参数分别为: 输入导纳:b
b e b e b b b e b
c b m b b c b ce oe r C j g r C j g g r C j g y ''''''''+++++≈ωωω)1( 输出导纳:b
高频小信号调谐放大器的电路设计课程设计
课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 工作单位: 信息工程学院
题 目: (1)高频小信号调谐放大器的电路设计;(2)LC 振荡器的设计;(3)高频谐振功率放大器电路设计
初始条件:1.Multisim 软件
2.通信原理及高频电子线路基础知识
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高频小信号调谐放大器的电路设计谐振频率:o f =6.5MHz,
谐振电压放大倍数:dB A VO 20≥,
通频带:0.7500w B KHz =,
矩形系数:101.0≤r K 。
要求:放大器电路工作稳定,采用自耦变压器谐振输出回路。
2. LC 振荡器的设计:
振荡频率 650o f MHz KHz =± 频率稳定度4/110o f f -∆≤⨯
输出幅度 0.3o p p U V -≥
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。
3.高频谐振功率放大器电路设计:
电路的主要技术指标:输出功率Po ≥125mW (设计时按200mW 计算),工作中心频率fo=6MHz ,η>65%。
时间安排:
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 (3)
Abstract (4)
1.高频小信号调谐放大器的电路设计 (5)
1.1 概述 (5)
1.2设计目标 (5)
1.2.1主要技术指标: (5)
1.2.2给定条件 (5)
1.3 设计过程 (6)
1.3.1设计原理及参数计算 (6)
1.3.2电路仿真 (8)
2.LC三点式反馈振荡器设计 (12)
高频小信号调谐放大器实验报告
⾼频⼩信号调谐放⼤器实验报告
⾼频⼩信号调谐放⼤器
实验报告
姓名:
学号:
班级:
⽇期:
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Q 1、选频回路T 1⼆部分组成。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、R 4和射极电阻R 5决定晶体管的静态⼯作点。可变电阻W 3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f 0,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;
∑
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。
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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:1.高频小信号调谐放大器的电路设计与仿真
2. 乘积型相位鉴频设计与仿真
3. 高频谐振功率放大器设计与制作
初始条件:
对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力。
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.谐振频率:o f =10.7MHz ;谐振电压放大倍数:dB A VO 20≥,;通频带:MHz B w 17.0=;矩形系数:101.0≤r K 。要求:放大器电路工作稳定,采用自耦变压器谐振输出回路
2.电路的主要技术指标:输出功率Po ≥125mW ,工作中心频率fo=6MHz , >65%, 已知:电源供电为12V ,负载电阻,RL=51Ω,晶体管用3DA1,其主要参数:Pcm=1W,Icm=750mA,VCES=1.5V,fT=70MHz,hfe ≥10,功率增益Ap ≥13dB (20倍)。
时间安排:
第15周,安排任务(鉴3-204)
第16周,仿真、实物设计(鉴主实验室)
第17周,完成(答辩,提交报告,演示)
指导教师签名: 年 月 日
系主任(或责任教师)签名:年月日
高频小信号谐振放大器 (3)
1.设计任务 (3)
2 .总体电路方框图 (3)
3 单元电路设计 (4)
3.1小信号放大电路 (4)
3.2 选频网络 (5)
4仿真结果 (6)
5 实物制作与测试 (7)
乘积型相位鉴频设计与仿真 (8)
1.鉴频器概述 (8)
2.鉴频器的主要参数 (8)
2.1鉴频特性(曲线) (8)
2.2鉴频器的主要参数 (9)
3.鉴频方法 (9)
3.1直接鉴频法 (9)
3.2间接鉴频法 (10)
3.2乘积型相位鉴频器原理说明 (10)
4.乘积型相位鉴频器实验电路说明及仿真设计 (11)
4.1乘积型相位鉴频器电路 (11)
4.2仿真电路设计及结果分析 (12)
5.MC1496鉴频电路的鉴频实物实验 (14)
5.1鉴频电路的鉴频操作过程 (14)
5.2鉴频特性曲线(S曲线)的测量方法 (14)
高频功率放大器 (15)
1.放大器电路分析 (15)
2 谐振功率放大器的动态特性 (16)
2.1谐振功放的三种工作状态 (16)
2.2 谐振功率放大器的外部特性 (17)
3单元电路的设计 (19)
3.1确定功放的工作状态 (19)
3.2基极偏置电路计算 (20)
3.3计算谐振回路与耦合线圈的参数 (21)
3.4电源去耦滤波元件选择 (21)
4电路的安装与调试 (22)
总结 (23)
参考文献 (24)
高频小信号谐振放大器
1.设计任务
设计一高频小信号谐振放大器,所设计电路的性能指标如下:
谐振频率:o f
=10.7MHz,
谐振电压放大倍数:dB
A VO 20≥,
通频带:MHz
B w 17.0=,
矩形系数:10
1.0≤r K 。 要求:放大器电路工作稳定,采用自耦变压器谐振输出回路。
2 .总体电路方框图
小信号放大选频网络耦合输出
3 单元电路设计
3.1小信号放大电路
图(1) 静态工作点设置
设置静态工作点
采用国产三极管3DG6,经万用表测得放大倍数为40倍,
由于放大器是工作在小信号放大状态,放大器工作电流CQ I 一般在0.8-2mA 之间选取为宜,
设计电路中取 mA I c 2=,设Ω=K R e 2。 因为:EQ EQ e V I R = 而EQ CQ I I ≈ 所以:Vbe = 4V; 因为:BQ EQ BEQ V V V =+(硅管的发射结电压BEQ V 为0.7V)
所以:Vbq = 4.7V;
因为:EQ CC CEQ V V V -= 所以:V V V V CEQ 7.34.712=-=
因为:BQ BQ b I V R )105/(2-= 而mA mA I I CQ BQ 50.004/2/===β 取BQ I 10 则:2K 2=b R
考虑调整静态电流CQ I 的方便,1b R 用10K Ώ电位器。
3.2 选频网络
图(2)选频网络
选频网络参数设置
采用固定电感调电容的方法来达到10.7MHZ 的谐振频率。 1)回路中的总电感L
L=4uh
2)回路电容的计算
因为: 2o f LC π∑
=
则:
pf L
f o 925)2(1
C 2
==
π
采用以800pf 的可调电容。
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: 2
KN 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:
K
L 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 。由此可确定
2
628/210/10210/O O K L N H --==⨯=⨯匝
要得到4 uH 的电感,所需匝数为
14N ===匝 211N p N *=,而142=N 匝。则:5.4143.01=*=N 匝
4仿真结果