LC谐振放大电路 论文
LC谐振放大器设计与实现
表 1:系 统 测 试 仪 器
【关键 词】电阻衰减 器 调谐 网络 多级放 大器 三极 管
1 系 统 方 案 设 计 与 论证
1.1 衰 减 器 电路 方 案论 证
对 于 一 般 的衰 减 而 言 , 型 和 T型 衰 减 器
都 可 以使 用 由于 T 型 网络 衰 减 器 中的 电阻 阻
元件三极管的静态 工作点,即可 构成低 功耗的 放 大 电 路 。
参考文献
[1]沈晓斌 .CMMB射频接 收机 基带增益控 制环 路 和直 流 失配抑 制 电路 研 究 [D】.上 海 : 上 海 交 通 大 学 ,2 O1 2.
【2】司 风 雷 .铯 光 泵 谱 灯 激 励 与 弱 磁 检 测 电路 的设 计和实现 [D].武汉 :武汉理 工 ,2 01 0.
76 · 电子 技术 与软件 工程 Electronic Technology&Software Engineering
路 。 为 r达 到 低 电源 供 电 且 功耗 小 的 目标 ,采 就 是 最 大 不 失 真 电压 。
级 双 耦 合 调 谐 放 大和 末 级 放 大 。 由 丁采 用 分
用 分 立 元 件 来 搭 建 , 能达 到 较好 的选 频 效 果 。
功 耗 为 本 系 统 输 入 功 率 与 输 出 功 率 的 差 元 件 搭 建 的 电 路 受环 境 的影 响很 大 , 因此 在放
3.2.1放 大 器 指 标 使用 BT3C型 300M 带宽的扫频仪测量本
电路 的幅频特 性可得 ,放大器 的指标如表 2所
不 。
4 总结
作者单位
1.西安科技 大学 陕西省 西安 市 71 0054 2.国 网 甘 肃 检 修 公 司 甘 肃 省 兰 州 市
LC谐振放大器的设计
LC谐振放大器的设计摘要:本文是基于LC高频小信号放大电路的设计,它由前级衰减电路、LC谐振放大电路、多级增益放大电路、电源电路组成。
其中前级衰减电路用π型电阻网络实现40dB的衰减;核心LC谐振放大器采用三极管2SC1815构成的单调谐回路选频放大器,实现15MHz的谐振频率和300KHz的带宽调节,增益放大电路由SGM8067组成的三级同相放大电路实现15MHz带宽60dB放大倍数的放大,整个LC放大电路的带内波动不大于2dB;电路所需的3.6V稳定电压由锂电池18650提供。
本设计很好实现谐振频率15MHz、带宽300KHz、增益76dB以及带内波动小于1dB的谐振放大电路,并且本设计采用高频三极管2SC1815和高速高带宽运算放大器SGM8067联合组成LC谐振放大电路,比单纯用高频三极管组成的多级LC 谐振放大电路要简单,调试起来也很容易。
关键词:π形网络;LC谐振;SGM8067Design of the LC resonant amplifierAbstract:This paper is based on LC high frequency amplifier circuit design of small signal, it by the former stage attenuation circuit, LC harmonic oscillator amplifier circuit, multi-level amplifier circuit, the power supply circuit. The top level with π attenuation circuit type resistance network realization of 40 dB attenuation; Core LC resonance with transistor amplifier 2 SC1815 consists of the single tuned circuit choose frequency amplifier, realize the resonance frequency of the 15 MHz of bandwidth and 300 KHz regulation, gain the SGM8067 amplifier circuit of the same phase 3 amplifier circuit realize 15 MHz bandwidth 60 dB magnification magnification, the whole LC amplifier circuit with the fluctuated in not greater than 2 dB; Circuit of 3.6 V voltage stability needed by the lithium battery 18650 provides. This design is very good realize the resonance frequency 15, 300 MHz bandwidth, gain 76 dB KHz and with less than 1 dB fluctuated in resonant amplifying circuit and the design USES high frequency transistor 2 SC1815 and high speed high bandwidth operational amplifier SGM8067 together, LC resonance amplifier circuit, than pure with high frequency transistor composed of multilevel LC resonance amplifier circuit is simple, it is easy to debug.目录1 绪论 (1)1.1 课题意义与背景 (1)1.2高频小信号调谐放大器的原理分析 (1)2 系统的整体方案论证与分析 (3)2.1 系统设计的功能目标 (3)2.2 系统设计方案分析 (3)3 硬件电路设计 (5)3.1 衰减器的设计 (5)3.2 LC谐振电路 (6)3.2.1 LC谐振电路的原理 (6)3.2.2 LC谐振电路的参数计算 (8)3.2.3 LC谐振电路设计 (8)3.3 增益放大电路 (12)3.3.1 双电源同相比例运算电路 (12)3.3.2 单电源运算放大电路 (13)3.3.3 SGM8067基本资料 (15)3.4 增益放大电路的设计 (16)3.5 电源 (17)4 电路的仿真与测试 (18)4.1 电路基于multisim仿真 (18)4.2 系统的测试方案与数据分析 (19)4.2.1 测试仪器 (19)4.2.2 测试方案 (20)4.2.3 测试数据 (20)5 结束语 (21)[参考文献] (22)附录 (23)致谢 (24)1 绪论1.1 课题意义与背景在无线通信中,发射与接收的信号应当适合于空间传输。
LC谐振放大器设计论文
摘要本系统以LC谐振放大电路为核心,以π型衰减电路为衰减器网络电路,以9018三极管为主要放大器件;通过衰减器对输入电压进行调整衰减,然后经过两级调谐放大电路放大,并使用LM317芯片控制稳压电路为芯片3.6v供压,完成了LC谐振放大器的设计;通过运用Multisim11仿真软件仿真,从而顺利地实现了题目要求的指标:衰减量达到39.77dB,特性阻抗50Ω,且频带与放大器相适应放大指标:中心频率也能够很好的稳定在15MHz,放大增益理论可达60dB之多,输入内阻基本达到50Ω,并且焊接出实物作品。
本作品通过实验完成,在仿真软件模拟下电路完全能够达到题目要求。
整个作品制作成本低、稳定性好、功耗小,除个别指标未能达到完美设计要求外,其它全部达到设计要求。
关键词:小信号放大电路 LC谐振放大器低功耗π型衰减网络目录1. 系统方案论证 (2)1.1. 衰减器设计方案论证 (2)1.2. 系统谐振放大器设计方案论证 (4)1.3. 后级放大电路的比较与选择 (4)2. 系统整体设计方案 (5)2.1. 衰减器网络设计 (5)2.1.1. 衰减器的原理 (5)2.1.2. 衰减器的理论设计 (5)2.1.3. 衰减器模块的设计制作 (7)2.2. LC谐振放大网络设计 (9)2.2.1. 高频LC谐振功率放大器原理及特性分析 (9)2.2.2. 高频LC谐振功率放大器电路设计 (13)2.3. 电源系统设计 (14)3. 系统测试及仿真 (16)3.1. Multisim11仿真软件简介及概述 (16)3.2. 功率衰减器的仿真及处理 (19)3.2.1. 衰减器电路原理图及设计分析 (19)3.3. 高频谐振功率放大器电路的仿真与分析 (20)3.3.1. 中心频率的确定 (21)3.3.2. 输入内阻Rin的确定 (22)3.3.3. 放大增益的确定 (23)3.3.4. 负载特性 (24)3.4. 电源系统电路设计电路图 (25)3.4.1. 电源系统仿真结果 (25)4. 参考文献 (26)5. 结束语 (27)1.系统方案论证1.1.衰减器设计方案论证实际应用中,有固定衰减器和可变衰减两大类,我们本实验需要的是固定衰减器,常用的固定衰减器有T 型网络衰减器和π型衰减网络结构,故可以有以下方案。
LC谐振放大器设计 毕业设计
3.1电源电路的设计
3.2衰减电路的设计
衰减电路采用II型电阻衰 减网络
电路结构如右图所示,各电阻的 计算公式为: R1=(N2-1/2N)*Z0 R2=R3=[(N+1)/(N-1)]*Z0 (式中Z0为特性阻抗,N为衰减倍数)
课题要求N=100,Z0=50Ω 则根据公式可以算出 R2=R3=51.01Ω R1=2499.75Ω
五、改进型方案
1、输入用并联谐振 2、将级间电容耦合换成变压器耦合方式 3、换不同特性的晶体管(低电源电压、特征频 率高、驱动能力强) 4、驱动级并联输出 5、带宽问题可以考虑使用高阶无源带通滤波器, 或者低通、高通进行限制,减小矩形系数K。
六、总结
通过上述理论设计与自行测试表明:本系统 完成了基本要求,放大增益大于60dB,最大输 出有效值可达1V,能在带载200的情况下波形 无明显失真。但系统中噪声的抑制还不够充分, -3dB带宽不够精确,矩形系数还有待进一步减 小。
Thank You !
三、系统设计的总体方案 本设计主要分为电源电路,衰减电路以及谐 振放大电路三部分。
电源模块:首先采用AC—DC变换芯片SH20-05-600将 220V交流电转为5V直流电压,然后经三端可调稳压芯片 LM317稳定输出 3.6V直流电压; 衰减模块:采用精密电阻组成一个特性阻抗为50欧,衰 减倍数为100的II型衰减网络; 谐振放大模块:以三极管9018为核心,采用共射组态, LC并联谐振回路作为三极管的负载,以此实现谐振放大。
LC谐振放大器设计
指导老师: 答辩人: 专业: 电子信息工程
一、课题研究的目的和意义
21世纪以来,随着通信行业的迅速发展, 高频谐振放大 器在通信系统以及其他电子系统中应用逐渐变得广泛,例 如在无线电广播系统发射机的发射端,所发送的信号需经 过长距离的传输,到达接收端的信号将会变得相当微弱, 为了使信号通过信道传送到接收端更加有效,需要根据传 2. Strategy 输距离等因素来计算发射端的发射功率,这时就需要用放 大器将信号放大。在接收端,从天线上感应的信号已经变 3. Challenges Forward 得相当微弱,这时就需要用高频LC谐振放大器来放大,才 能把传送的信号恢复出来。 4. Conclusion 商用无线通信市场:如低轨道卫星通信系统、GPS定 位卫星系统等。
LC谐振放大器论文
2011年全国大学生电子设计竞赛LC谐振放大器(D题)【本科组】2011年9月3日摘要本系统以高频低噪声放大器2SC3358为核心组成的LC谐振放大器,外加AGC电路进行增益自动控制,在保证信号不明显失真的前提下输出幅值保持稳定。
系统主要由衰减器、谐振放大器、功率放大器、AGC和扩展电路等构成。
LC谐振放大器能将中心频率为15MHz微伏级别的小信号放大最大到约101dB,带宽保持300KHz,输入阻抗50Ω。
AGC电路增益控制范围达到46dB,整个放大器最大功耗约为114.8mW。
后级功放由功放管2SC2053和LC谐振组成,提高了输出级的驱动能力,改善了阻抗匹配性能。
本系统经过测试,抗干扰能力强,加上精致的外壳和防自激电路的设计,放大器具备了很好的稳定性。
关键词:LC谐振AGC 谐振放大器增益小信号目录1系统方案 (1)1.1 谐振放大器的论证与选择 (1)1.2 AGC电路方案的论证与选择 (1)1.3 电源方案的论证与选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1 衰减器的分析 (2)2.2 LC谐振放大器的指标的分析 (2)2.2.1 增益 (2)2.2.2 AGC的分析 (2)2.2.3 通频带 (3)2.2.4 矩形系数 (3)2.2.4 放大器的稳定性 (3)3电路的设计 (3)3.1系统总体框图 (3)3.2 衰减器电路 (4)3.3 一级谐振放大器电路 (4)3.4 二级谐振放大器电路 (4)3.5 谐振功率放大器电路 (4)3.6 AGC电路 (4)3.7电源电路 (4)3.8扩展电路 (5)4测试方案与测试结果 (5)4.1测试仪器和设备: (5)4.2 测试方法和步骤: (5)4.2.1 增益测试 (5)4.2.2 功耗测试 (5)4.2.3 带宽和矩形系数测试 (5)4.2.4 AGC增益范围测试 (6)4.3 测试结果及分析 (6)4.3.1测试结果 (6)4.3.2测试分析与结论 (6)附录:LC谐振电路主原理图 (8)LC谐振放大器(D题)【本科组】1系统方案本系统主要由衰减模器、LC谐振放大器、功率放大器、3.6V电源、AGC和扩展电路组成,下面分别论证这几个模块的选择。
LC振荡电路研究_本科毕业论文
江苏科技大学本科毕业设计(论文)LC振荡电路研究(the research of LC oscillator circuit)学院电气与信息工程学院专业电子信息工程摘要在通信和电子领域,正弦波振荡器被广泛的应用着,它是无线电发送设备的心脏部分,也是超外差式接收机的主要部分,很多电子测试仪器其核心部分都离不开正弦波振荡器。
其中LC振荡电路是最常见的一种能够产生振荡电流的电路,它指用电感、电容组成选频网络的振荡电路,用于产生高频正弦波信号,振荡网络由主网络、选频网络和反馈网络三部分组成。
它能够在没有外加激励的情况下,把直流电源共给的功耗转化为我们所需的指定频率和幅度的交流信号源。
常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式振荡电路(互感耦合)、电感三点式振荡电路和电容三点式振荡电路以及两种两种改进型电容三点式振荡网络,分别是克拉泼振荡电路和西勒振荡电路。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
本课题是研究几种振荡网络的特性,并利用其特性设计一个好的振荡电路。
首先选用multisim12.0软件进行仿真,再进行试验,得出几种电路的特点,再根据具体情况设计电路聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
关键词:LC振荡电路;选频网络;电容三点式;电感三点式AbstractIn communications and electronic fields,sine wave oscillator is widely used. It’s theheart of the radio transmission apparatus. It’s also the main part of superheterodyne receiver. Many electronic test equipment’s core is inseparable of sinusoidal oscillator .Oscillator circuit is one of the most common current of the circuit to oscillate. It refers that the frequency selective network consists of inductors and capacitors,which used to generate high-frequency sine wave signal. Oscillation Network is made up of the main network, frequency selective network and the feedback network.In the case of having no additional incentive, it can take the the total power consumption of DC power into the AC signal source of specified frequency and amplitude that we need. Common LC sine wave oscillator circuit have transformers feedback oscillation circuit (mutual coupling), three-point oscillator circuit inductance and capacitance three-point oscillator circuit, and two kinds of two kinds of improved capacitance three-point oscillator networks,which are The Clapp oscillator and Seiler oscillator circuit.This topic is aimed at researching several oscillation characteristics of the network and use its properties to design a good oscillator circuit. Firstly,the designer selects multisim 12.0 to simulate. Then, the designer begin to experiment to obtain the characteristics of several circuits. Thus, the designer can draw design circuit according to the specific circumstances.Keywords: LC oscillator circuit ; Frequency selective network ; Three point capacitance ; Inductance connecting three point type江苏科技大学毕业设计(论文)任务书学院名称:信息学院专业:电子信息工程学生姓名:李智学号:0945531123指导教师:李文瑜职称:高级实验师第一章绪论1.1 概述在通信及电子领域中,正弦波被广泛的应用着。
LC谐振放大器
LC调谐放大器摘要:本系统以(低功耗)晶体管9018为核心设计并制作了一个以3.6V(供电),中心频率为15MHz,带宽为300KHz的低功耗LC调谐放大器。
系统首先通过一个40dB衰减器,再通过晶体管9018级联构成LC调谐放大器,本放大器采用共射放大电路,有效地对小信号进行无失真的60dB的放大,最后通过双调谐网络组成的带通滤波器进行滤波后接入200Ω输出,此网络是针对本系统制作的一个电路,来减小带宽,并有效地改善了矩形系数。
关键字:衰减器,LC调谐放大器,甲类放大器,双调谐网络。
一.系统总体设计1.1总体方案设计根据题目要求,本系统总共分为三大部分:第一部分输入信号衰减模块,通过由电阻组成的π网络的衰减,实现小信号的40dB衰减;第二部分LC调谐放大器,为了信号能进行无失真放大,在放大电路前设计了一个LC并联谐振回路,对输入阻抗进行匹配,LC谐振放大电路采用3级共射电路级联组成的放大电路,放大倍数不小于60dB,对电源的供电要求不高,最大的优点是功耗很小。
第三部分为带通滤波器,本系统才用双调谐网络,该部分是本系统的一大特色,该部分不仅可以有效减小带宽,而且对矩形系数的改善非常之大。
本系统基本达到了低压,低功耗,高放大倍数,工作稳定的要求。
1.2系统总体框图输出二.方案论证2.1衰减器模块按题目要求,对5mV以下的小信号进行衰减,衰减量为40dB±2dB,特性阻抗50Ω,频带与放大器相适应。
由于输入信号经衰减器衰减40dB,再经LC谐振放大电路放大至少60dB,所以最后放大的倍数为20dB,而题目要求功耗测试时电压输出为1V,故衰减器在输入10mV的信号能正常衰减100倍。
对于衰减器有以下几种方案。
方案一:用集成芯片HMC346构成压控衰减网络。
该有源衰减网络可以精确调整衰减倍数,但是考虑到衰减器的阻抗匹配和低功耗问题时,发现用集成芯片构成的衰减器阻抗匹配难,并且功耗不低。
方案二:用二极管或电阻构成无源衰减网络,此方案切实可行,虽然二极管构成的无源衰减网络容易匹配,但考虑到二极管构成的无源衰减网络容易失真,故选择电阻衰减网络,电阻网络不但匹配容易,并且不易失真。
lc谐振放大器
LC谐振放大器1. 引言LC谐振放大器是一种电子放大器电路,能够在特定频率下实现放大信号的功能。
它使用了电感和电容组合成谐振回路,在谐振频率处具有较高的增益,而在其他频率下的增益较低。
这使得LC谐振放大器在无线电通信、音频放大以及其他需要放大特定频率信号的应用中非常有用。
本文将介绍LC谐振放大器的基本原理、电路结构、工作原理,以及使用LC谐振放大器的注意事项。
2. 基本原理LC谐振放大器的基本原理是利用电感和电容的参与形成谐振回路,使得在谐振频率下能够放大信号。
谐振回路由一个电感和一个电容串联或并联而成,其谐振频率可以通过以下公式计算:$$ f_{res} = \\frac{1}{2\\pi \\sqrt{LC}} $$其中,f res是谐振频率,L是电感的感值,C是电容的容值。
3. 电路结构LC谐振放大器的电路结构可以被分为三个主要部分:输入匹配网络、谐振回路和输出匹配网络。
3.1 输入匹配网络输入匹配网络的作用是将输入信号与谐振频率进行匹配,使得输入信号能够被谐振回路有效地吸收和放大。
输入匹配网络通常由电容和电感构成,其设计原则是使得输入阻抗与输入信号源的输出阻抗匹配。
3.2 谐振回路谐振回路由电感和电容串联或并联而成,用于放大谐振频率的信号。
谐振回路的选择取决于应用需求,常见的有串联LC回路和并联LC回路。
串联LC回路在谐振频率处具有较高的电压增益,适用于需要高电压放大的应用;并联LC回路在谐振频率处具有较高的电流增益,适用于需要高电流放大的应用。
3.3 输出匹配网络输出匹配网络的作用是将谐振回路放大后的信号与负载进行匹配,使得信号能够传递给负载而不损失大量的能量。
输出匹配网络也由电容和电感构成,其设计原则是使得输出阻抗与负载的输入阻抗匹配。
4. 工作原理LC谐振放大器的工作原理可以通过下面的步骤来解释:1.输入信号经过输入匹配网络,使得其阻抗与信号源输出阻抗匹配。
2.匹配后的信号进入谐振回路,在谐振频率处经过放大。
LC谐振放大器的参数选择研究
LC谐振放大器的参数选择研究首先,我们需要选择谐振频率。
谐振频率是LC谐振电路的共振频率,决定了放大器的工作频率范围。
通常情况下,谐振频率需要和输入信号的频率相匹配。
如果需要放大多个频率,可以选择一个工作范围较宽的谐振频率。
接下来,我们需要选择输入和输出电容。
输入电容决定了输入信号的频率特性。
较大的输入电容可以滤掉高频信号,从而实现对于低频信号的放大。
输出电容决定了放大器的输出阻抗。
较大的输出电容可以提高放大器的低频响应。
然后,我们需要选择电感的数值。
电感的数值决定了谐振电路的频率响应。
较小的电感值会导致谐振频率偏高,较大的电感值会导致谐振频率偏低。
根据需要,我们可以选择合适的电感值来满足所需的频率范围。
此外,还需要选择耦合电容的数值。
耦合电容用于将输出信号传输到下一级电路。
较小的耦合电容值会导致低频信号衰减,较大的耦合电容值会导致高频衰减。
根据所需的频率响应,我们可以选择合适的耦合电容值。
最后,我们需要选择放大倍数。
放大倍数决定了输入信号经过放大器后的输出信号大小。
通过选择合适的电容和电感数值,可以调整放大倍数。
需要注意的是,在设计LC谐振放大器时,要考虑到电路的稳定性和抗干扰能力。
过大的放大倍数可能会导致电路不稳定或易受到干扰。
在研究LC谐振放大器的参数选择时,我们可以通过仿真和实验来验证参数的选择是否符合要求。
通过改变各个参数的数值,观察电路的频率响应和输出信号的放大倍数,来优化参数的选择。
综上所述,LC谐振放大器的参数选择需要考虑到谐振频率、输入输出电容、电感和耦合电容。
通过合理选择这些参数,可以得到满足要求的频率响应和放大倍数。
同时,需要结合仿真和实验来验证参数的选择是否符合设计要求。
毕业论文——全桥LLC串联谐振DCDC变换器
编号南京航空航天大学毕业设计全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 题目变换器学生姓名学号学院自动化学院专业电气工程与自动化班级指导教师二〇XX年X月毕业设计(论文)报告纸全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器摘要近现代随着能源价格的增高和需求的增大,工作效率的高低成为了 DC/DC 变换器比较重要的指标之一。
为了追求 DC/DC 变换器的大功率和高效率,需要不断地改进变换器的结构和器件。
传统移相全桥软开关变换器可以有较大的功率,并且可以较好的实现 ZVS,提高效率。
但是相对的却限制了负载的范围,反向二极管的恢复也成了问题并且在输入大电压时效率很低。
为了解决这些问题,本文试着研究全桥 LLC 串联谐振变换器。
本文首先简单介绍了传统移相全桥 PWM ZVS 变换器、全桥 LC 串联谐振变换器、全桥LC 并联谐振变换器和全桥 LCC 串并联谐振变换器,并指出了其中的优缺点。
在此基础上对比介绍了全桥 LLC 串联谐振变换器。
对 LLC 串联谐振全桥 DC/DC 变换器的工作原理进行了详细研究,利用基频分量近似法建立了变换器的数学模型,确定了主开关管实现 ZVS 的条件,推导了边界负载条件和边界频率,确定了变换器的稳态工作区域,推导了输入、输出电压和开关频率以及负载的关系。
之后又设计了一个变换器电路,计算了相关参数,并且对元器件进行了选择。
本文使用UC3861 进行开关控制,设计了它的闭环电路。
最后用 saber 软件分别进行了满载、半载、轻载和空载的仿真分析。
仿真结果证实了理论分析的正确性。
关键词:DC/DC 变换器,全桥,UC3861,LLCiFull bridge LLC series resonant DC/DC converterAbstractIn modern times with increasing energy prices and increased demand, the level of efficiency has become the important index of DC/DC converter. In order to pursue DC/DC converter with high power and high efficiency, the structure and device of converter is needed to be improved. The traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter has some bad place.It limits the load range. Reverse diode recovery has become a problem when the input voltage and high efficiency is very low. To solve these problems, we try to study the full bridge LLC series resonant converter.This paper introduces the circuit and the characteristics of the traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter, full bridge LC series resonant converter and the full bridge LC parallel resonant converter and the full bridge LCC series resonant converter. Then their shortcomings are pointed out. In this paper, LLC series resonant Full Bridge DC/DC converter is analyzed in detail. Based on the fundamental element simplification method, the mathematics model of the converter is obtained, and the conditions to achieve ZVS are given. Steady working region of LLC series resonant Full Bridge DC/DC is confirmed, the relations between input and output voltage depending on switching frequency and load conditions are given.Then, a converter circuit is designed, its parameters are calculated and the selected its components. This paper uses UC3861 for switching control and designed the closed-loop circuit. Finally uses the saber software to analyze some different situation of load.Finally, the simulation results are given, confirm the theoretical results are accurate.Key Words:DC/DC converter; Full bridge; UC3861; LLC目录摘要 (i)ii 第一章引言.............................................................................................................................- 1 -1.1 课题背景......................................................................................................................... - 1 -1.2 谐振变换器研究现状..................................................................................................... - 1 -1.2.1 移相全桥 PWM ZVS DC/DC 变换器.................................................................. - 1 -1.2.2 LC 串联谐振变换器............................................................................................. - 2 -1.2.3 LC 并联谐振变换器............................................................................................. - 3 -1.2.4 LCC 串并联谐振变换器....................................................................................... - 3 -1.3 本文的主要内容............................................................................................................. - 4 - 第二章全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器................................................................................ - 6 -2.1 引言................................................................................................................................. - 6 -2.1.1 拓扑图................................................................................................................... - 6 -2.1.2 全桥 LLC 谐振变换器的优缺点.......................................................................... - 6 -2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的原理................................................................................ - 6 -2.2.1 全桥 LLC 串联谐振变换器的等效电路.............................................................. - 6 -2.2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作区域............................................................ - 10 -2.3 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作过程...................................................................... - 12 -2.3.1 开关管工作在区域 1(f m<f<f r)....................................................................... - 12 -2.3.2 开关管工作在区域 2(f>f r)............................................................................. - 14 -2.4 频率特性....................................................................................................................... - 16 -2.5 空载特性....................................................................................................................... - 17 -2.5 短路特性....................................................................................................................... - 18 -2.6 本章总结....................................................................................................................... - 19 - 第三章闭环控制电路的设计..................................................................................................... - 20 -3.1 UC3861 的简单介绍..................................................................................................... - 20 -3.2 UC3861 的工作原理..................................................................................................... - 21 -3.3 闭环电路的设计........................................................................................................... - 22 -3.4 本章总结....................................................................................................................... - 22 - 第四章参数设计及仿真结果..................................................................................................... - 24 -4.1 参数设计....................................................................................................................... - 24 -4.1.1 性能指标要求..................................................................................................... - 24 -4.1.2 主电路参数设计................................................................................................. - 24 -4.1.3 输出整流滤波电路............................................................................................. - 28 -4.1.4 fmax、fmin、死区时间设计.............................................................................. - 28 -4.2 saber 仿真结果.............................................................................................................. - 29 -4.2.1 满载..................................................................................................................... - 29 -4.2.2 半载..................................................................................................................... - 34 -4.2.3 轻载..................................................................................................................... - 38 -4.2.4 空载..................................................................................................................... - 40 -4.3 本章小结....................................................................................................................... - 42 - 第五章全文总结及展望........................................................................................................... - 43 - 参考文献................................................................................................................................. - 44 - 致谢..................................................................................................................................... - 45 -第一章引言1.1课题背景随着电力电子技术的发展与计算机技术的快速提升,有关 DC/DC 变换器的应用变得很普遍,对于这方面的研究也就多了起来。
LC振荡器设计范文
LC振荡器设计范文一、LC振荡器的原理1.振荡条件:LC振荡器在满足一定的振荡条件下才能正常工作。
振荡条件是指LC回路的共振频率等于信号源频率或者整数倍的情况。
只有在满足振荡条件下,系统才会呈现稳定的振荡现象。
2.振荡回路:LC振荡器采用LC回路作为振荡回路,通过电感和电容之间的互相作用产生信号。
电感是储存能量的元件,而电容是能够存储电荷的元件。
在LC回路中,电感和电容交替储存和释放能量,从而实现信号的产生和放大。
3.负反馈:LC振荡器通过反馈回路实现信号的自激振荡。
当输出信号通过反馈回路传回输入端时,会形成一个连续的自激振荡过程。
这种负反馈机制可以使得信号在系统中不断循环,并最终形成稳定的振荡输出。
二、LC振荡器的设计步骤设计一个LC振荡器需要按照以下步骤进行:1.选择工作频率:首先确定所需的信号频率,这将决定LC回路的参数选择以及振荡电路的整体设计。
通常情况下,选择一个适中的频率可以使得振荡器的性能更加稳定。
2.确定LC回路参数:根据所选的频率,计算出电感和电容的数值。
通过简单的公式可以确定LC回路的共振频率和品质因素,这将帮助我们设计出合适的振荡回路。
3.设计振荡电路:根据所选的电感和电容数值,设计出完整的LC振荡电路。
通常情况下,采用共射/共基极放大器结构可以实现信号的放大和稳定的振荡输出。
4.考虑反馈回路:在设计振荡器时,需要考虑反馈回路的设计,以实现信号的自激振荡。
选择适当的反馈元件和结构可以使得振荡器的性能更加稳定和可靠。
5.仿真和调试:设计完成后,进行仿真和调试,验证振荡器的性能和稳定性。
通过实际测试可以进一步优化振荡器的参数和电路结构,使其达到最佳的性能。
三、LC振荡器的性能分析1.振荡频率和品质因素:振荡频率是振荡器所工作的频率范围,品质因素表示振荡器的稳定性和频率选择性。
振荡频率越准确,品质因素越高,振荡器的性能也越好。
2.输出波形和波形失真:输出波形是振荡器输出信号的形状和幅度,波形失真是指输出信号与理想信号之间的差异。
LC谐振放大器分析
LC谐振放大器分析谐振放大器是一种特殊的放大器,利用负反馈和谐振原理来提高放大器的增益。
在谐振放大器中,输入信号以及增益被特定频率的谐振网络所限制,从而实现放大器输出的谐波失真较小,增益稳定和频率选择性较好的特点。
本文将对谐振放大器的原理、特点和分析进行详细阐述。
首先,谐振放大器的基本原理是在放大电路中引入谐振网络,通过调谐谐振频率,使放大器对输入的信号有一个较高的增益。
谐振放大器的核心是谐振电路,它由一个电感和一个电容串联或并联而成,形成一个谐振回路。
在谐振频率附近,谐振电路具有很高的阻抗,对输入信号起到放大作用。
谐振放大器的增益受到谐振频率和谐振电路的参数确定。
谐振放大器的特点首先包括增益稳定性好。
由于谐振放大器的增益受到谐振频率和谐振电路的参数影响,一旦确定了这些参数,放大器的增益就基本上保持不变。
其次,谐振放大器在谐振频率附近具有较高的增益。
在谐振频率附近,谐振电路的阻抗变得较大,这样可以对输入信号进行较大的增益。
此外,谐振放大器还具有较好的频率选择性,只对特定频率的信号进行放大,对其他频率的信号具有较小的增益。
对于一个谐振放大器,我们可以通过分析它的频率响应来评估其性能。
频率响应曲线描述了放大器在不同频率下的增益。
在谐振频率附近,频率响应曲线有一个峰值,表示放大器在谐振频率附近具有最大的增益。
而在谐振频率上下,增益逐渐减小,形成两个增益曲线。
我们可以通过测量这些性能指标来评估放大器的性能,例如谐振频率、增益、带宽等。
此外,还可以通过控制谐振网络中的电容和电感的参数来调整谐振频率和增益。
在实际应用中,谐振放大器具有广泛的用途,特别是在高频电子设备中。
例如,谐振放大器可以在无线通信系统中用于放大射频信号,以提高信号传输的距离和质量。
此外,谐振放大器还可以用于音频放大器、功率放大器、示波器和频谱分析仪等设备中。
总之,谐振放大器是一种特殊的放大器,利用谐振网络来增强放大器的增益和频率选择性。
通过分析谐振放大器的频率响应,并控制谐振网络中的参数,可以实现放大器的增益稳定和频率选择性。
毕业设计LC谐振放大器
毕业设计LC谐振放大器LC谐振放大器是一种常用的电子放大器电路,可以实现信号放大和滤波的功能。
在毕业设计中,我们可以针对LC谐振放大器进行深入研究和实践,例如设计和优化不同类型的谐振放大器电路,比较它们的性能等。
首先,毕业设计的开篇可以从对LC谐振放大器的介绍开始。
可以介绍LC谐振放大器的基本原理,即如何通过谐振频率实现信号放大和频率选择的功能。
同时,可以讨论谐振放大器的优势和局限性,例如其在特定频率附近的放大和滤波性能较好,但在其他频率下可能出现衰减。
接着,可以进行LC谐振放大器的设计和优化。
设计过程中需要确定放大器的增益目标和工作频率范围。
根据需求,可以选择并优化不同类型的谐振放大器电路,如平行谐振放大器、串联谐振放大器和并联谐振放大器等。
同时,需要选取适当的电感和电容值,以满足谐振频率条件和对信号的放大要求。
在设计过程中,可以利用MATLAB或其他电路仿真工具进行性能分析和参数优化,比较不同方案的优劣并选择最佳方案。
在设计完成后,可以进行LC谐振放大器的实验验证。
可以使用实际的电子元器件进行电路搭建,并通过信号发生器和示波器等设备进行测量和分析。
实验过程中需要注意电路稳定性、功率控制以及噪声抑制等问题,并根据实际测量结果进行电路优化和参数调整。
最后,可以对设计和实验结果进行总结和讨论。
可以分析LC谐振放大器的增益特性、频率响应和抗干扰能力等性能指标,并与设计目标进行对比。
同时,可以讨论LC谐振放大器在实际应用中的局限性和改进方向,例如如何提高谐振放大器的带宽和线性度等。
此外,还可以讨论不同类型的谐振放大器电路在不同应用场景中的适用性和优势。
总的来说,毕业设计的LC谐振放大器可以涵盖电路设计、参数优化、实验验证和性能分析等方面。
通过此次设计,不仅可以提高对谐振放大器的理解,还可以培养实际电路设计和实验技术。
LC谐振放大器
LC谐振放大器院系:通信与信息工程学院组员:康乐骆红霞李冰洁LC 谐振放大器的设计与制作摘 要系统由LC 谐振放大模块,程控衰减模块,电源模块构成,放大模块由可调放大环节和LC 谐振放大环节构成。
本文主要论述了基于OPA690集成运算放大器的LC 谐振放大器的具体设计与实现,信号通过T 型电阻网络实现阻抗匹配,并进行衰减以便于检测然后将输出信号送给选频网络进行选频, LC 谐振放大电路对信号进行高增益放大并输出信号。
该放大器能够对高频小信号进行60dB 的放大,中心频率为2.5MHz 。
通频带内增益平坦,功耗低,稳定性好。
关键词:OPA690;LC 谐振;T 型网络;中心频率;增益1 方案设计与论证1.1 总体方案描述本题要求设计并制作一个低压、低功耗的LC 谐振放大器。
根据题目要求,本系统主要由衰减模块、LC 谐振放大模块、选频网络模块、电源模块组成,下面分别论证这几个模块的选择。
总体框图如图1—1所示。
图1—1 系统框图信号源衰减器 放大电路 3.6V 电源 LC 谐振电路 自动增益控制电路(AGC )1.2 衰减模块选择方案一:T型衰减网络可以做到要求的衰减倍数,而且频带特性可以很容易与放大器相匹配,缺点是电阻的选择比较困难,受频率影响大。
方案二:π型电阻衰减网络π型电阻衰减网络利用电阻分压原理,该衰减网络无须控制,频带宽,输入输出阻抗稳定,工作频率宽,动态范围大,价格廉价,其增益误差由电阻的精度决定。
经综合考虑,我们选择T型电阻衰减网络,根据题目要求的40dB的衰减以及50Ω的特性阻抗,可以得到T型网络的各个电阻的参数。
1.3 放大器方案的选择方案一:集成运算放大器采用集成运算放大器芯片进行选频放大,将选频回路放在反馈环上,这样通过调节反馈电阻即可调节Q值,使输出信号接近题目要求,而且调试与分立元件相比容易,功耗较小,缺点是对运放噪声和频带特性要求高。
方案二:高频三极管尽管高频三极管进行谐振放大电路简单,噪声较小,但是稳定性较差,增益控制比较复杂。
LC谐振放大电路论文解读
图3.3稳压电源电路
3.4系统总体电路
系统电路原理图如图3.4所示(不包含电源模块:
图3.4系统总体电路
3.5输出最大不失真电压及功耗的设计
输出最大不失真电压:40mv
功耗功耗小于360W ,符合题意
4测试方案与测试结果
4.1测试方法与仪器
1、硬件联调
2、测试仪器
图1.4.1电源模块流程
方案二:电池供电。
通过三节镍氢电池(每节1.2V串联或单颗3.6V锂离子电池,组成3.6V电源。电池提供的电源相比方案一更为纯净,不会因为220V交流市电中的杂波而影响放大电路等模块的工作。但是电池的放电电压会随着时间而降低,除非另行设计电池电压/电流保护模块,否则当电压低于一定值后,电路将无法正常工作或损坏。在带载为电动马达的情况下,三洋2500mAh镍氢充电电池放电曲线如图1.3.2,因此不适合本系统使用。
方案四:综合LC多级单调谐放大和集成运放电路。多级单调谐放大回路易满足频带要求,而集成运放电路易满足增益要求,该电路结合二者优点。
综合上述四种方案,本设计选择方案四-综合LC多级单调谐放大和集成运放电路。
1.3自动增益控制的方案比较与选择
方案一:采用单片机或FPGA电路进行自动增益控制,其优点是可扩展功能丰富,性能稳定,但缺点是单片机周边电路设计复杂、软件设计繁杂,不便于设计。
方案二:采用多级单调谐回路谐振放大器。由于本题要求增益较大,单级单调谐回路无法满足该增益要求,故采用多级单调谐回路谐振放大器,其特点是增益大,但选择性差,通频带与增益矛盾突出,且多级容易引起自激振荡。方案三:采用OPA355运放电路。运算放大电路进行信号的放大,放大倍数大,更易达到本题所要求增益指标,前级结合双调谐滤波器进行选频滤波。但采用运放会有频带无法达到指标的问题。
LC谐振放大器
LC谐振放大器作者:殷习全段娟沈俊飞辅导老师: 沈小丰摘要:本系统以三极管9018组建的高频谐振放大器为核心,外加AGC环路完成了一个低压、低功耗的LC谐振放大器的制作,它由2个基本模块组成,衰减器和LC谐振放大电路模块。
衰减器采用多级∏型电阻网络,将输入的小信号固定衰减40dB。
LC谐振放大器由多级双调谐回路组成,可实现谐振中心频率为15MHz且增益为80dB的放大。
为解决放大器自激问题和减少噪声输出,本系统采用了多种形式的抗干扰措施,抑制噪声,改善放大器的稳定性。
关键字:三极管谐振放大器衰减器一、方案论证1、衰减器的实现方案 方案一:选用集成可控增益放大器VCA810,通过电压控制可以实现40dB 的衰减,精度达到1dB,带宽为25MHz 。
但其控制和外围电路都较复杂。
方案二:选用电阻网络T 型或π型实现衰减,在高频范围内不仅能实现对信号幅度的固定衰减,还能实现阻抗匹配,且精度高,稳定性很好。
本系统要求固定衰减量为40dB ,特性阻抗为50Ω,并且供电电压只有3.6V ,用VCA810较难实现特性阻抗50Ω的要求,并且在供电电压只有3.6V ,频率达到15M 高频时,VCA810难以实现对小信号准确衰减40dB,而电阻网络不需要考虑供电,且很容易实现阻抗匹配,衰减性能也很好,所以我们选择方案二。
2、LC 谐振放大器的实现方案方案一:采用9018三极管搭建高频LC 谐振放大器, 在中心频率附近,有很大的增益,且功耗很低,但是外围电路的搭建比较复杂,三极管的稳定性有很高的要求。
方案二:选择高频集成运放,采用集中放大与集中滤波,把放大和选频两个任务分别由高频集成放大器和集中滤波器来担任,大大地简化了高频放大器的设计与调整。
由于本系统要求放大器的供电电压只有3.6V ,功耗最大不允许超过360mW ,.运用集成运放功耗较大,且供电较低,不利于集成运放很好的工作。
所以本设计采用方案一,方案一虽然搭建和调试都比较复杂,但是只要选择合适的晶体管,保证其正常工作在放大状态,要实现谐振放大也不难,本设计采用各方面性能都较高的9018晶体管。
一种LC正弦波振荡电路设计-毕业论文
---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印--- 摘要本次的主要内容是一种LC正弦波振荡电路设计,在高频电子线路充分的讲述了正弦波振荡器在通信与电子领域的应用,在通信中手机的发送的核心部分就是正弦振荡电路,也是手机收机设备的主要部分,正弦波振荡器是电脑,app等家用电子的核心部件。
LC振荡电路种将噪声转换为可以被识别的波形,在LC正弦振荡电路选频网络的作用是将许多杂波,进行选择和滤掉后,再通过反馈网络反馈回输入端终振荡正弦电流的电路,它是指用Multisim将电阻电感晶体管放在电脑屏幕上仿真出与之对应的电路图,振荡网络通过选频网络、选频网络和反馈网络组成。
正弦波振荡电路将直流电源提供的信号转换为按输入信号规律变化的交变能量的电路,反馈振荡器的原理与分析以及电容三点式电路参数的计算,它是利用了与它相关的电路作调试放大运行工作的,由于解决放大电路中,经常出现的自激振荡问题,难以准确的调谐问题,通过仿真软件Multisim最终仿真出正弦波。
该课题是研究其中一种振荡网络的特点,并利用其特性设计一个好的振荡电路。
进行试验,得出该电路的特点,再根据具体情况设计电路。
The main content of the sine wave is a kind of LC oscillation circuit design, in the high frequency electronic circuit full tells the sinusoidal oscillator in the field of communications and electronics applications, sending device is the core part of the sinusoidal oscillation circuit, is the main part of the receiver equipment, sinusoidal oscillator is the core component of many electronic measuring equipment.LC oscillation circuit is converted to a sine wave is a noise, noise after frequency selective network, eventually produce oscillation of the sinusoidal current circuit, it refers to use Multisim inductance and capacitance of an oscillation circuit of frequency selective network oscillation network through the network consists of three parts, respectively is given priority to, frequency selective network and feedback network. Sine wave oscillator circuit converts dc power supply provides the signal to change by input signal pattern of alternating circuit of energy, through the common Multisim draw amplitude modulation circuit diagram and carries on the simulation, the principle of feedback oscillator with analysis and calculation of the three-point capacitance circuit parameters, it is to use the it related circuit debugging enlarge operation work, due to solve in the amplifying circuit, often appear of the self-excited oscillation problem, difficult to accurate tuning problem, through the simulation software Multisim finally simulation of sine wave.(/translate" \o ") (/translate" \o ") This paper studies the characteristics of one type of oscillation network and USES its properties to design a good oscillation circuit. The characteristics of the circuit are obtained and the circuit is designed according to the situation.Key words: LC oscillator circuit ; Three point capacitance ; Multisim 12;目录TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l _Toc18882 1 绪论1HYPERLINK \l _Toc13802 1.1概述1HYPERLINK \l _Toc23580 1.1.1 正弦波振荡器的介绍1HYPERLINK \l _Toc12853 1.2 设计的要求和目的1HYPERLINK \l _Toc31688 1.2.1 LC正弦波振荡器的研究意义1HYPERLINK \l _Toc2470 1.3 LC振荡电路简介2HYPERLINK \l _Toc30138 1.4 软件仿真2HYPERLINK \l _Toc12328 1.4.1 Multisim 12简介2HYPERLINK \l _Toc1483 2 LC振荡电路的设计要求及工作原理3HYPERLINK \l _Toc13131 2.1 LC振荡电路的设计要求3HYPERLINK \l _Toc10244 2.2 LC振荡电路的工作原理3HYPERLINK \l _Toc30939 2.2.1 振荡电路起振工作的建立过程3HYPERLINK \l _Toc17727 2.2.2 反馈振荡器电路产生振荡波形的基本原理3 HYPERLINK \l _Toc32648 2.2.3 LC正弦波振荡电路的起振条件和平衡条件4 HYPERLINK \l _Toc7617 2.3 振荡器频率性能的要求6HYPERLINK \l _Toc6539 3 LC正弦波电容三点式振荡电路设计6HYPERLINK \l _Toc10684 3.1 三点式LC振荡电路的简介6HYPERLINK \l _Toc6567 3.2 LC正弦波三点式振荡电路的分类及其特点8 HYPERLINK \l _Toc9953 3.3 LC正弦波电容式三点式振荡电路的改进8HYPERLINK \l _Toc27893 3.3.1 LC正弦波电容三点式振荡电路8HYPERLINK \l _Toc863 3.3.2 电容三点式振荡电路小信号模型分析10HYPERLINK \l _Toc12385 4 电容三点式振荡电路仿真10HYPERLINK \l _Toc6662 4.1 电容三点式参数10HYPERLINK \l _Toc1733 4.2设计要求12HYPERLINK \l _Toc4206 4.3仿真13HYPERLINK \l _Toc23799 4.4总结:14HYPERLINK \l _Toc28484 参考文献14HYPERLINK \l _Toc29521 谢辞161 绪论1.1概述1.1.1 正弦波振荡器的介绍从发展无线电技术以来,他对社会,人类,农业产生了特别的影响。
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LC谐振放大器(D题)摘要本题旨在设计一种满足增益、特定带宽、低功耗等条件的LC谐振放大器,故本系统谐振放大部分采用多级谐振放大并结合OPA355集成运放实现窄带,高增益,低压低功耗的谐振放大功能,采用π型滤波和HT7136稳压管制作稳压电源,输出作纯净波形作为电源部分。
LC谐振放大器(D题)1系统方案论证本题要求设计并制作低压(直流3.6V)、低功耗(100mA以内)LC 谐振放大器。
根据题目要求,本系统主要由衰减器模块、LC谐振放大模块、集成运放模块、自动增益控制(AGC)模块和电源模块组成,下面分别论证上述几个模块的设计方案和系统的总体方案。
1.1 衰减器模块方案选择方案一:π型衰减器方案二: T型衰减器方案三:桥T型综合上述三种方案,T型与π型都较易实现并且计算容易,故本系统选用π型衰减器来实现系统输入信号的衰减。
1.2 LC谐振放大器模块方案选择方案一:采用双调谐回路谐振放大器。
因为本题要求矩形系数尽可能小,该谐振回路具有频带较宽、选择性较好的优点。
优点是矩形系数低,较单调谐更易实现该条件,缺点是调试难度较大,放大倍数不易实现。
方案二:采用多级单调谐回路谐振放大器。
由于本题要求增益较大,单级单调谐回路无法满足该增益要求,故采用多级单调谐回路谐振放大器,其特点是增益大,但选择性差,通频带与增益矛盾突出,且多级容易引起自激振荡。
方案三:采用OPA355运放电路。
运算放大电路进行信号的放大,放大倍数大,更易达到本题所要求增益指标,前级结合双调谐滤波器进行选频滤波。
但采用运放会有频带无法达到指标的问题。
方案四:综合LC多级单调谐放大和集成运放电路。
多级单调谐放大回路易满足频带要求,而集成运放电路易满足增益要求,该电路结合二者优点。
综合上述四种方案,本设计选择方案四 -综合LC多级单调谐放大和集成运放电路。
1.3 自动增益控制的方案比较与选择方案一:采用单片机或FPGA电路进行自动增益控制,其优点是可扩展功能丰富,性能稳定,但缺点是单片机周边电路设计复杂、软件设计繁杂,不便于设计。
方案二:采用LM358硬件电路设计,通过LM358芯片及滑阻对信号大小变化进行相应的自动增益调节,电路设计简单,可实行性大,易于实现。
综合上述两种方案,本设计选择方案二。
1.4 电源模块的方案比较与选择方案一:变压器与稳压、滤波电路变压器经稳压管等器件输出直流3.6V。
采用变压器的电源模块,可承受较大电流(最大可达1.5A),满足实验中可能出现的大电流情况。
市电中,除了纹波可能影响放大电路等高频模块的工作,市电中因电涌等情况,也可能影响模块工作,因此采用此方案时必须加入滤波电路。
在设计的方案中,除了采用常见的大电容+小电容滤波外,需再加入π型滤波电路,以保证输出的电流趋于纯净,保证放大电路正常、稳定工作。
7805稳压管及其周边电路满足电路100mA的电流需求。
其整体流程见图1.3.1。
220V 50Hz 交流大电容滤波双π型滤波稳压管整流桥整流小电容滤波3.6V 直流变压器图1.4.1 电源模块流程方案二:电池供电。
通过三节镍氢电池(每节1.2V)串联或单颗3.6V锂离子电池,组成3.6V电源。
电池提供的电源相比方案一更为纯净,不会因为220V交流市电中的杂波而影响放大电路等模块的工作。
但是电池的放电电压会随着时间而降低,除非另行设计电池电压/电流保护模块,否则当电压低于一定值后,电路将无法正常工作或损坏。
在带载为电动马达的情况下,三洋2500mAh镍氢充电电池放电曲线如图1.3.2,因此不适合本系统使用。
图1.4.2综合考虑后,决定采用方案一 - 变压器与稳压、滤波电路。
1.5 系统的总体方案根据系统设计要求和各功能模块的方案选择,本系统的总体设计方案原理框图如图1.5.1所示。
输入信号经衰减器衰减量40dB后,进入总共三级三极管放大,后经集成运放放大后输出。
220V 50Hz 交流大电容滤波双π型滤波稳压管整流桥整流小电容滤波3.6V 直流变压器高频信号输入衰减器三极管逐级放大集成运放输出自动增益控制图1.5.1 系统整体框图2系统理论分析与计算2.1 系统增益的分析和计算本系统需满足不小于60dB 的增益,即本系统设计增益放大倍数不小于1000倍有Au=Vo/Vi2.1.1 单级放大器的增益单调谐回路放大器是由单调谐回路作为交流负载的放大器,通过LC 谐振进行选频放大。
由计算Q 值:计算电压增益:2.1.2多级放大器的增益从对单管单调谐放大器的分析可知, 其电压增益取决于晶体管参数、 回路与负载特性及接入系数等, 所以受到一定的限制。
如果要进一步增大电压增益, 可采用多级放大器。
级联后的放大器的增益、通频带和选择性都将发生变化,且多级单调谐放大器的谐振频率相同, 均为信号的中心频率。
由单调谐回路放大器电压增益计算公式得:2.2 AGC电路的分析和计算一种自动调节系统,其作用是通过环路自身的调解,使输入、输出之间保持某种预定的关系。
用于提高技术性能指标或实现某些特定功能。
在本放大电路中作为负反馈电路使用,可以增加带宽,减小失真,提高电路的稳定性。
AGC 控制范围大于40 dBAGC 控制范围为20log(V omin/V imin)-20log(V omax/V imax)(dB)2.3 放大器的带宽与矩形系数计算(1)、m级放大器的带宽:(2)、放大器矩形系数:当级数m增加时,放大器的矩形系数有所改善,但这种改善是有限度的。
多级放大器级数越多,矩形系数越小,与理想矩形特性越接近。
2.3.1 选频回路参数计算选频网络:根据可计算得到15MHZ选频网络参数,令C=100P 可得L≈1uF f0=15MHz3电路设计3.1衰减器电路设计衰减器电路如图1所示,π型滤波器图3.1 衰减器电路3.2 放大电路设计放大电路如图3.2所示:(1)、多级单调谐振放大器如图3.2.1:图3.2.1 多级单调谐振荡放大器由四个单级单调谐电路组成,逐级放大,需仔细调节LC谐振网络,否则易引起自激振荡,调试时常需以牺牲增益倍数避免自激振荡,且每级经过耦合电容都有一定程度的衰减,故放大倍数与理论值相差较远。
(2)、OPA355谐振运放电路如图3.2.2:图3.2.2 – OPA355谐振运放电路使用高速运放OPA355构成谐振运算放大器,具有高增益,带宽选择性好的特点。
通过调节两个电感和精调电阻对信号进行放大。
3.3稳压电源电路设计电源由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。
为整个系统提供3.6V稳定直流电压,确保电路的正常稳定工作。
这部分电路比较简单,都采用三端稳压管实现,中间结合π型滤波器,提供纯净电源;使用HT7136对整流后的波进行稳压。
其原理图如图3.3所示:图3.3 稳压电源电路3.4系统总体电路系统电路原理图如图3.4所示(不包含电源模块):图3.4 系统总体电路3.5 输出最大不失真电压及功耗的设计输出最大不失真电压:40mv功耗:工作电压3.6V工作电流0.04A功耗小于360W,符合题意4测试方案与测试结果4.1测试方法与仪器1、硬件联调2、测试仪器测试仪器: 100MHz模拟示波器、直流电源供应器、高频信号发生器、扫频仪3、测试方法(1)、接上变压器启动电源,为系统提供3.6V的稳定电源;(2)、用高频信号发生器输入5mv信号进入衰减器;(3)、示波器探针探测放大电路各级输出口,调试各级增益以及谐振频率,逐级调试,直至完整系统电路最后输出口。
(4)、改变高频信号发生器输入幅值,调节AGC模块,以调节电路增益的变化。
4.2 测试结果及分析4.3.1测试结果(数据)1. 电压增益测试数据电压增益测试数据如表1所示:表1输入信号(uV )15 25 35 45 55 80 100输出信号(mV )12.3 21.3 30.5 38.5 46.7 63.2 79.92. 谐振放大器幅频特性幅频特性测试数据如表2所示:表2信号频率(MHz) 13 14 15 16 17 18 19电压增益(倍) 6 14 832 14.4 7.2 趋近0 趋近04.3.2测试结果分析与结论根据上述测试数据,可以得出以下结论:1、输入信号在15MHz左右的时候的增益最大2、信号通频带较窄,基本符合题设要求综上所述,本设计达到基本要求的所有要求和发挥部分的(2)、(3)要求。
此外,系统整体功耗仅180mW(50mA *3.6V=180mW),功耗较小,属发挥部分(4)的要求。
附录1:电路原理图附录1.1 放大电路原理图附录1.2 自动增益控制(AGC)原理图附录1.3 电源模块原理图附录1.4 衰减器原理图附录2:PCB板附录2.1 放大电路及自动增益控制(AGC)PCB图附录2.2 电源模块PCB图华侨大学厦门工学院电子信息工程系2011年电子设计竞赛内部版附录2.3 衰减器PCB图10。