谐振电压放大倍数
通信电子线路设计
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：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：dBA VO 20≥，通频带：0.7500w B K H z=，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 M H z K H z =± 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 (I)Abstract (II)1.高频小信号调谐放大器的电路设计与仿真 (1)1.1 概述 (1)1.2 任务目标 (1)1.2.1主要技术指标： (1)1.2.2 基本设计条件 (1)1.3 设计过程 (2)1.3.1选定电路形式 (2)1.3.2设置静态工作点 (3)1.3.3谐振回路参数计算 (3)1.3.4 确定耦合电容与高频滤波电容： (4)1.4 单调谐高频小信号放大器电路仿真实验 (4)2.LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计与制作 (6)2.1 概述 (6)2.2任务目标 (6)2.2.1主要设计技术性能指标 (6)2.2.2基本设计条件 (6)2.3设计原理 (7)2.2.1电容三点式振荡器原理工作原理分析 (7)2.4设计过程 (10)2.4.1电路结构 (10)2.4.2静态工作电流的确定 (10)2.4.3确定主振回路元器件 (11)3.高频谐振功率放大器电路设计与制作 (12)3.1概述 (12)3.2设计要求 (12)3.3参数确定 (12)3.3.1确定功放的工作状态 (12)3.3.2 基极偏置电路计算 (13)3.3.3计算谐振回路与耦合线圈的参数 (13)3.3.4 电源去耦滤波元件选择 (14)4.小结与体会 (15)5.参考文献 (15)本科生课程设计成绩评定表 (16)摘要本文对高频调谐小信号放大器，LC振荡器，高频功放电路设计原理做了简要分析，同时，研究了各个电路的参数设置方法。
双调谐回路放大器实验报告
双调谐回路放大器实验报告篇一：实验一调谐放大器实验报告实验一调谐放大器实验报告一、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。
2.练习使用示波器、信号发生器和万用表。
3.熟悉谐振电路的幅频特性分析——通频带与选择性。
4.熟悉信号源内阻及负载对谐振电路的影响，从而了解频带扩展。
5.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。
二、实验仪器1.双踪示波器2.高频信号发生器3.万用表4.实验板G1三、实验内容及步骤单调谐回路谐振放大器1.实验电路见图1-1L1图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图（1）按图1-1所示连接电路，使用接线要尽可能短（注意接线前先测量+12V电源电压，无误后，关断电源再接线，注意接地）（2）接线后仔细检查，确认无误后接通电源。
2.静态测量实验电路中选Re=1K，测量各静态工作点，并计算完成表1-1表1-1*Vb,Ve是三极管的基极和发射极对地电压。
3.动态研究（1）测量放大器的动态范围Vi ~ V o （在谐振点上）a.选R=10K ，Re=1K 。
把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器。
选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为，调节Ct，使回路“谐振”，此时调节Vi由变到，逐点记录V o 电压，完成表1-2的第二行。
（Vi的各点测量值也可根据情况自己选定）b.当Re分别为500Ω，2KΩ 时，重复上述过程，完成表1-2的第三、四行。
在同一坐标纸上画出Ic 不同时的动态范围曲线V o—Vi,并进行比较与分析。
*Vi , V o可视为峰峰值（2）测量放大器的频率特性 a.当回路电阻R=10k时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器的输出端接至电路的输入端，调节频率f，使其为，调节Ct使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率f0=为中心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离（在谐振频率附近注意测量V o变化快的点），测得在不同频率f时对应的输出电压V o，完成表1-3的第一行（频率偏离范围自定,可以参照3dB带宽来确定，即信号的幅值为信号最大幅值的倍的两个频率之差为放大器的3dB带宽）。
电压放大倍数或电压增益
高 频 电 子 线 路
按带宽分：
1、窄频带放大器：
窄带放大器用LC谐振回路或集中选频滤波器做负 载，具有放大、选频的功能。其中心频率在（几百-
几百M）Hz范围内，频带宽度约（几～几十M）Hz。
2、宽带放大器： 用纯阻或变压器做负载，带宽较宽，越（几M～几 百M）Hz。
主讲 元辉
高 频 电 子 线 路
主讲 元辉
3.1.1
高 频 电 子 线 路
5．噪声系数
表征信号经放大后，信噪比变坏的程度。 噪声系数的定义是放大器的输入信噪比（输入端的信 号功率与噪声功率之比）与输出信噪比之比，即
psi pni NF pso pno
N F 通常是大于1的， N F 越接近于1，放大器的输出
噪声越小。 放大器中产生噪声的原因有放大器本身产生的噪声。 在多级级联的放大器中，前一、二级放大器的噪声对整 个放大器的噪声起决定作用。为了减少放大器的内部噪 声，在设计与制作时应当采用低噪声管，正确的选择工 作点电流，选用合适的电路等。
非谐振放大器：以传输线变压器作负载。
主讲 元辉
3.1
高 频 电 子 线 路
二、高频小信号放大器
按元器件分： 1、以分离元件为主的高频小信号调谐放大器（用 LC谐振回路作负载） 又可分为： 谐振放大器（频率可调，主要做高频放大级，接 收天线后第一级放大器）
中频（频带）放大器（频率固定的中放电路）；
2、以集成电路为主的集中选频放大器（用集中选 择性滤波器做负载）。
高 频 电 子 线 路
第三章 高频小信号放大器
本章重点：高频小信号谐振放大器的 工作原理及性能指标计算。
难
点：谐振放大器的性能分析。
主讲 元辉
单调谐放大器
2.3 单调谐放大器按调谐回路分----单调谐放大器双调谐放大器参差调谐放大器按晶体管连接方法分----共b、共e、共c 放大器•重点讲共发射极（共e）单调谐放大器一、技术指标1.放大能力表示。
用谐振时的放大倍数K2.选频性能(1) 通过有用信号的能力即具有一定的通频带。
放大器能有效放大的频率范围(2)抑制无用信号的能力即有足够的选择性。
放大器对其他频率信号抑制能力的衡量。
二、工作原理1. 电路组成2. 电压放大倍数K20200N N r Z r I Z I N N U U U U U U K i AB i b AB b i AB AB i ββ====210)(N N Z Z AC AB =02210)(N N N N r Z K i AC β=)()(1210N N N N Z r K AC i β=因为：所以：3. 谐振电压放大倍数K 0谐振时，谐振电压放大倍数L 0AC Z R Q Lω==问题：以前讲的信号源内阻如何反映在单调谐电路中？020L 0i 11()()N N K Q L r N N βω=三、选频性能1. K －f 特性2.K/K 0－f 特性3. 通用谐振曲线02i 11()()AC N N K Z r N N β=2200L 011()K K f f Q f f =+−L 0220L 01()AC Q LZ f f Q f f ω=+−0L 0222i 110L 0()()1()N Q L N K r N N f f Q f f ωβ=+−0220L 01()K f f Q f f=+−代入得2200L 011()K K f f Q f f =+−K/K 0--f 特性K--f 特性ξ=00L 0()f f Q f f ξ=−广义失谐量在谐振点附近L 02f Q f ξΔ= 2011ξα+==K K α仅与ξ有关，所以不管Q 如何变化，均可用同一条曲线表示----------通用特性曲线。
双调谐回路谐振放大器
双调谐回路谐振放⼤器双调谐回路谐振放⼤器摘要：以电容器和电感器组成的回路为负载，增益和负载阻抗随频率⽽变的放⼤电路。
这种回路通常被调谐到待放⼤信号的中⼼频率上。
由于调谐回路的并联谐振阻抗在谐振频率附近的数值很⼤，所以放⼤器可得到很⼤的电压增益；⽽在偏离谐振点较远的频率上，回路阻抗下降很快，使放⼤器增益迅速减⼩。
因⽽调谐放⼤器通常是⼀种增益⾼和频率选择性好的窄带放⼤器。
调谐放⼤器⼴泛应⽤于各类⽆线电发射机的⾼频放⼤级和接收机的⾼频与中频放⼤级。
在接收机中，主要⽤来对⼩信号进⾏电压放⼤；在发射机中主要⽤来放⼤射频功率。
调谐放⼤器的调谐回路可以是单调谐回路，也可以是由两个回路相耦合的双调谐回路。
可以通过互感与下⼀级耦合，也可以通过电容与下⼀级耦合。
⼀般说，采⽤双调谐回路的放⼤器，其频率响应在通频带内可以做得较为平坦，在频带边缘上有更陡峭的截⽌。
超外差接收机中的中频放⼤器常采⽤双回路的调谐放⼤器。
本⽂主要介绍的是双调谐回路谐振放⼤器，分析其主要技术指标。
有：静态⼯作点、电压增益、通频带、矩形系数，将其与单调谐回路谐振放⼤器进⾏⽐较，得到对同⼀输⼊信号⽽⾔，双调谐回路谐振放⼤器⽐单调谐回路谐振放⼤器的电压增益有所增⼤、通频带显著加宽、矩形系数明显改善，⾼频⼩信号放⼤器主要应⽤于接收机的⾼频放⼤器和中频放⼤器中，⽬的是对⾼频⼩信号进⾏线性放⼤，关键词：静态⼯作点、电压增益、通频带、矩形系数正⽂：⼀、任务要求1、三极管输⼊、输出特性的测试，作为设置静态⼯作点的依据；2、调整合适的静态⼯作点，测出各级静态⼯作点，并尝试将R1改为可变电阻，观察其波形的变化并描述相关失真情况； 3、进⾏双调谐回路谐振放⼤器的特性分析：电压增益（放⼤倍数）、通频带分析；4、双调谐回路谐振放⼤器的RF （射频电流）特性如何？并与单调谐回路放⼤器相⽐较；5、测量谐振频率0f ,并将电源频率改变为00f f f f <>、时，并观察其输出波形的变化，其输出特性；6、通过测量通频带及与给定相对输⼊损耗的通频带⽐值，是确定其矩形系数，并与单调谐回路相⽐较；7、测量双调谐回路放⼤器的幅频特性，并将其与特性曲线与单调谐回路放⼤器作⽐较，试分析其原因；8、输⼊同⼀信号，观察单调谐回路放⼤器与双调谐回路谐振放⼤器的输出波形，结合上述测量值，对其进⾏总体⽐较，试总结出其相关结论⼆、设计电路原理分析：双调谐回路放⼤器原理图VCC双调谐回路放⼤器具有较好的选择性、较宽的通频带，并能较好地解决增益与通频带之间的⽭盾，因⽽它被⼴泛地⽤于⾼增益、宽频带、选择性要求⾼的场合。
lc串联谐振回路特点
lc串联谐振回路特点LC串联谐振回路是一种能够在特定频率下产生共振现象的电路。
这种电路由电感（L）和电容（C）组成，通过调整电感和电容的数值，可以实现对特定频率的共振增益。
LC串联谐振回路的特点如下：1.共振频率确定性：LC串联谐振回路的共振频率由电感和电容的数值决定，可以通过改变电感或电容的数值来改变共振频率。
共振频率可以通过以下公式计算得出：f=1/（2π√LC），其中f为共振频率，L为电感的感值，C为电容的电量。
2.高品质因数：LC串联谐振回路的品质因数（Q值）决定了共振曲线的尖锐程度。
Q值越高，共振曲线越尖锐，频率选择性越好。
品质因数可以通过以下公式计算得出：Q=2πfL/R，其中f为共振频率，L为电感的感值，R为串联谐振电路的总电阻。
3.阻抗变化：在共振频率附近，LC串联谐振回路的阻抗达到最小值。
当外加信号频率等于共振频率时，电感和电容的阻抗互相抵消，导致电路阻抗最小。
在共振频率以下和以上，电路的阻抗随频率的变化而增大。
4.电压放大：在共振频率附近，LC串联谐振回路的电压放大倍数达到最大值。
这是由于在共振频率处，电路对共振频率附近的信号有选择性放大。
共振时，电流通过电容和电感的能量交换最大，导致电压信号放大。
5.相移：LC串联谐振回路的相位变化是频率的函数。
在共振频率以下，电压和电流之间存在90度的相位差，也就是说电压和电流的峰值不同时刻到达。
而在共振频率以上，电压和电流之间的相位差则小于90度。
6.能量存储：在LC串联谐振回路中，电感和电容会存储能量。
在共振时，电感和电容的能量互相转换。
电容储存电能，而电感则储存磁能。
这种能量的存储和释放使得LC串联谐振回路在无源驱动下达到高品质的共振状态。
总结起来，LC串联谐振回路具有共振频率确定性、高品质因数、阻抗变化、电压放大、相移和能量存储等特点。
这些特点使得LC串联谐振回路在电子电路设计中具有广泛的应用，例如在无线通信中用于频率选择和滤波，以及在功放电路中用于提高输出功率。
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.熟悉高频电路实验箱,示波器，扫频仪的使用。
2.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。
3.熟悉谐振回路的调谐方法及幅频特性测试分析方法。
4.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、实验条件，设备，器材高频电路实验箱,示波器，扫频仪三、实验原理（包括电路原理图），实验方案与手段1、单调谐小信号放大器高频信号放大器工作频率高，但带宽相对工作频率却很窄。
按器件分：BJT、FET、集成电路（IC）；按带宽分：窄带、宽带；按电路形式分：单级、多级；按负载性质分：谐振、非谐振。
晶体管集电极负载通常是一个由LC组成的并联谐振电路。
由于LC并联谐振回路的阻抗是随着频率变化而变化。
理论上可以分析，并联谐振在谐振频率处呈现纯阻，并达到最大值，即放大器在回路谐振频率上将具有最大的电压增益。
若偏离谐振频率，输出增益减小。
调谐放大器不仅具有对特定频率信号的放大作用，同时一也起着滤波和选频的作用。
单调谐放大器电路原理图2、双调谐放大器电路原理图双调谐回路放大器具有频带宽、选择性好的优点，并能较好地解决增益与通频带之间的矛盾，从而在通信接收设备中广泛应用。
在双调谐放大器中，被放大后的信号通过互感耦合回路加到下级放大器的输入端，若耦合回路初、次级本身的损耗很小，则均可被忽略。
电压增益为通频带为弱耦合时，谐振曲线为单峰；为强耦合时，谐振曲线出现双峰；临界耦合时，双调谐放大其的通频带BW四、实验内容，操作步骤1、单频率谐振的调整断电状态下，按如下框图进行连线：用示波器观测TP3，调节①号板信号源模块，使之输出幅度为200mV、频率为10.7MHz正弦波信号。
顺时针调节W1到底，用示波器观测TP1，调节中周，使TP1幅度最大且波形稳定不失真。
2、动态测试保持输入信号频率不变，调节信号源模块的幅度旋钮"RF幅度"，改变输入信号TP3的幅度。
小信号调谐放大器实验报告
一、实验目的本次实验旨在通过搭建和调试小信号调谐放大器电路，深入了解调谐放大器的工作原理和设计方法，掌握其特性参数的测量方法，并通过实验数据分析放大器的性能，为后续高频电子线路设计打下基础。
二、实验原理小信号调谐放大器是一种高频放大器，其主要功能是对高频小信号进行线性放大。
其工作原理是利用LC并联谐振回路作为晶体管的集电极负载，通过调节谐振频率来实现对特定频率信号的放大。
实验中，我们采用共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。
晶体管的静态工作点由电阻RB1、RB2及RE决定。
放大器在高频情况下的等效电路如图1所示，其中晶体管的4个y参数分别为输入导纳yie、输出导纳yoe、正向传输导纳yfe和反向传输导纳yre。
图1 高频小信号调谐放大器等效电路三、实验仪器与设备1. 高频信号发生器：用于产生不同频率和幅度的正弦波信号。
2. 双踪示波器：用于观察放大器输入、输出信号的波形和幅度。
3. 万用表：用于测量电路中电阻、电容等元件的参数。
4. 扫频仪（可选）：用于测试放大器的幅频特性曲线。
四、实验步骤1. 搭建小信号调谐放大器电路，连接好实验仪器。
2. 调整谐振回路的电容和电感，使放大器工作在谐振频率附近。
3. 使用高频信号发生器输入不同频率和幅度的正弦波信号，观察放大器输入、输出信号的波形和幅度。
4. 使用示波器测量放大器的电压放大倍数、通频带和矩形系数等性能指标。
5. 使用扫频仪测试放大器的幅频特性曲线，进一步分析放大器的性能。
五、实验结果与分析1. 电压放大倍数通过实验，我们得到了放大器的电压放大倍数Avo，其值约为30dB。
这说明放大器对输入信号有较好的放大作用。
2. 通频带放大器的通频带BW0.7为2MHz，说明放大器对频率为2MHz的信号有较好的放大效果。
3. 矩形系数放大器的矩形系数Kr0.1为1.2，说明放大器对信号的选择性较好。
4. 幅频特性曲线通过扫频仪测试，我们得到了放大器的幅频特性曲线，如图2所示。
实验一 调谐放大器
实验一调谐放大器一、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电路实验箱。
2．熟悉谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。
3．熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。
4．熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。
二、预习要求1．复习谐振回路的工作原理。
2．了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。
3．实验电路中，若电感量μH 1=L ，回路总电容pF 220=C (分布电容包括在内)，计算回路中心频率0f 。
三、实验原理1．调谐放大器的特点调谐放大器的作用是对中频和高频信号进行电压放大，对它的要求是：足够高的增益，满足设计要求的通颁带、选择性和工作的稳定性。
调谐放大器通常采用LC 调谐回路作负载，且输入信号较小，放大器工作在线性放大区。
由于采用了LC 谐振回路作为负载，因此放大器具有明显的选频作用，能将所需的信号进行足够放大，而将不需要的信号进行足够抑制。
由于被放大的信号常常占有一定带宽，因此对调谐放大器除了要求具有足够的增益和选择性外，还要求有一定的通频带宽度。
2．单调谐回路谐振放大器图1-1-1是晶体管单调谐放大器原理图及Y 参数等效电路图。
电阻1R 、2R 为晶体管T 的偏置电阻，3R 为直流反馈电阻，起稳定放大器静态工作点的作用，C 为谐振回路电容。
由LC 单回路构成集电极的负载，它调谐于放大器得中心频率，R 为降Q 电阻（降低放大器输出端谐振回路的品质因数Q 值），可加宽放大器的通频带。
（1）谐振电压增益从图中可以得出（不考虑后级ie Y 的影响）∑=g Y f A fe v )(0式中，G g g oe +=∑（2）通频带与选择性要想既得到高的增益，又保证足够宽的通频带，除了选用fe y 较大的晶体管外，还应该尽量减小谐振回路的总电容量∑C 。
∑C 也不可能很小，在极限的情况下，回路不接外加电容，回路电容由晶体管的输出电容、下级晶体管的输入电容、电感线圈的分布电容和安装电容等组成。
电缆耐压串联谐振装置试验参数
电缆耐压串联谐振装置试验参数1.电压幅值：电缆耐压试验中，电压的幅值是一个重要参数。
通常会根据电缆的额定电压和试验的要求来确定幅值大小。
例如，对于一条额定电压为10kV的电缆，其试验电压可以选择为1.2倍额定电压，即12kV。
2.谐振频率：串联谐振装置通过调节谐振频率来达到电压倍数放大的效果。
谐振频率需要与电缆的特性阻抗相匹配，才能使电压放大效果最大化。
一般来说，串联谐振装置的谐振频率应该与电缆的谐振频率相同，即使得电压放大倍数达到最大值。
3.电容模块参数：电容模块是串联谐振装置的核心部分，其参数也会影响电压放大倍数。
电容模块的参数包括额定容量、额定电压和损耗角正切等。
额定容量需要根据电压幅值和谐振频率来确定，一般会根据经验进行选择。
额定电压要能够满足试验中的幅值要求，以保证电容模块的安全工作。
损耗角正切越小，说明电容模块的能量损耗越小，电压放大效果越好。
4.试验时间：电缆耐压试验一般需要持续一段时间，以观察电缆在试验条件下的稳定性和可靠性。
试验时间需要根据电缆的长度、型号和试验要求来确定。
一般情况下，电缆耐压试验的时间通常不少于30分钟，以确保试验结果的准确性和可靠性。
5.试验温度：电缆耐压试验过程中，温度也是一个需要考虑的参数。
试验温度要与电缆的额定工作温度相匹配，以确保电缆在试验过程中不发生过热或损坏。
一般情况下，试验温度会选取为电缆的周围环境温度。
总结起来，电缆耐压串联谐振装置的试验参数包括电压幅值、谐振频率、电容模块参数、试验时间和试验温度等。
这些参数需要根据具体的电缆型号、试验要求和实际情况来确定，以确保电缆耐压试验的效果和安全性。
高频小信号调谐放大器的电路设计
⾼频⼩信号调谐放⼤器的电路设计1⾼频⼩信号调谐放⼤器的电路设计与仿真1.1主要技术指标谐振频率：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1.2给定条件回路电感L=4µH, 0100Q =，11p =，20.3p =，晶体管⽤9018，β=50。
查⼿册可知，9018在V V ce 10=、mA I E 2=时，s g ie u 2860=，us g oe 200=,pf c oe 7=，pf c ie 19=，45fe y ms =，0.31re y ms =。
负载电阻Ω=K R L 10。
电源供电V V cc 12=。
1.3设计过程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带宽度。
除此之外,虽然还有许多其它必须考虑的特性,但在初级设计时,⼤致以此特性作考虑即可. 基本步骤是:⑴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1-1所⽰。
图1-1 单调谐⾼频⼩信号放⼤器电原理图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，如图2-1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o f =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谢振频率上具有最⼤的放⼤电压增益。
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。
图中放⼤管选⽤9018，该电路静态⼯作点Q 主要由R b1和Rw1、R b2、Re 与Vcc 确定。
高频小信号调谐放大器实验报告
高频电路期末课程设计课程名称：高频小信号调谐放大器设计学院：专业：姓名：SpadesQ学号：任课教师：2016年6月12日摘要高频小信号调谐放大器是一种中心频率在几百KHZ到几百MHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围内的放大器。
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。
调谐放大器采用谐振回路作负载，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。
小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路，其作用是对信道中的微弱高频小信号进行不失真的放大。
在无线电接收机中主要用做高频和中频选频放大，高频调谐放大器的集电极负载为可变频率调谐。
对小信号调谐放大器的主要要求有：有足够高的增益、满足选择性和通频带要求、稳定性与噪声系数要好、动态范围要宽。
本文以理论分析为依据，得到10.7Mhz中心频率，带宽3Mhz的高频小信号调谐放大器，并用multisim仿真进行调试，实际制作来验证理论分析。
关键字：三极管；LC谐振回路；高频小信号；放大器目录摘要 (II)1.2.1谐振频率 (2)1.3晶体管高频小信号等效电路 (5)1.3.1单级单调谐回路谐振放大器 (6)1.4自激原理及消除方法 (8)2.3.1选定电路形式 (10)3高频小信号谐振放大器电路仿真实验 (13)高频小信号谐振放大器设计1高频小信号调谐放大器的原理分析1.1 小信号调谐放大器的主要特点晶体管集电极负载通常是一个由 LC组成的并联谐振电路。
由于 LC 并联谐振回路的阻抗是随着频率变化而变化，理论上可以分析，并联谐振在谐振频率处呈现纯阻，并达到最大值。
即放大器在回路谐振频率上将具有最大的电压增益。
单调谐回路谐振放大器实验报告
单调谐回路谐振放大器实验报告实验目的：1.学习单调谐回路谐振放大器的基本原理和特性；2.掌握构成单调谐回路谐振放大器的电路原理图设计和电路调试。
实验仪器：双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、万用表。
实验原理：单调谐回路谐振放大器是一种基于谐振放大器的电路，其特点是具有典型的谐振特性，即在谐振频率处具有最大的电压放大倍数。
单调谐回路由电感L、电容C和电阻R构成。
在谐振频率f0处，电感与电容的阻抗相等，构成共振回路，导致电路中电流最大、电压最大，而在谐振频率两侧，电感和电容阻抗不相等，导致电路中的电流和电压都会减小。
单调谐回路谐振放大器的电路原理图如下：实验步骤：1.按照电路原理图，连接电路，并使用万用表检查电路的连接是否正常。
2.将函数信号发生器输出信号接入电路的输入端，设置合适的信号频率和大小。
3.调节电压放大倍数，观察双踪示波器上的输出波形，确定电路的谐振频率。
4.调整电路的电阻大小和电容大小，使电路的谐振频率精确匹配信号发生器的输出频率。
5.调整电压放大倍数，记录电路的电压放大倍数和输出波形，并计算出谐振频率处的电压放大倍数。
实验结果：在实验中，我们使用了双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、万用表等实验仪器，通过连接电路、调节电路参数和观察输出波形，成功地实现了单调谐回路谐振放大器的实验。
通过实验，我们发现单调谐回路谐振放大器的特点是在谐振频率处具有最大的电压放大倍数，因此其在滤波和放大信号方面具有广泛的应用。
同时，构成单调谐回路的电感、电容和电阻的大小和比例对于电路的谐振频率、放大倍数和带宽都有影响，因此在实际应用中需要根据需求选择合适的参数。
实验总结：本次实验，我们通过对单调谐回路谐振放大器的实验，掌握了单调谐回路谐振放大器的基本原理和特性，同时也学习了构成单调谐回路谐振放大器的电路原理图设计和电路调试。
通过实验，我们也发现了单调谐回路谐振放大器的一些应用，例如在滤波和放大信号方面具有广泛的应用，因此在实际应用中需要结合具体需求选择合适的参数和电路设计。
LC谐振放大
• 1.确定静态工作点 • 由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流 ICQ 一般在 0.8－2mA之间选取为宜，设计电路中取 Ic = 1.2mA， • 设 Re = 1KΩ 。 • 因为 ：VEQ = IEQ Re 而 ICQ≈ IEQ • 所以： VEQ = 1.2mA × 1K Ω = 1.2V • 因为： VBQ = VEQ + VBEQ (硅管的发射结电压 VBEQ 为 0.7V) • 所以： VBQ = 1.2V + 0.7V = 1.9V • 因为： VCEQ = VCC − VEQ • 所以： VCEQ = 12V − 1.9V = 11.1V • 因为： Rb2 = VBQ /( 5 − 10) IBQ 而 IBQ = ICQ/β = 1.2mA / 50 =0.024mA • 取 10*IBQ • 则： Rb2 = VBQ / 10IBQ = 1.9V / 0.3 =6.3KΩ • 因为：Rb1 = [(VCC − VBQ ) / VBQ ] Rb2 • 则：Rb 1 = [(12V − 1.9V ) / 2.2V ] ∗ 8.2 K Ω = 32.2 K Ω， • 考虑调整静态工作点， Rb1 用 20KΏ电位器与 15KΏ串联
• 4.确定耦合电容与高频滤波电容： • 耦合电容C1、C2 的值，可在1000pf— 0.01uf之间选择，一般用瓷片电容。 • 旁路电容 Ce、C3、C4 的取值一般 为 0.01-1 μF， • 滤波电感的取值一般为220-330uH。
12
107
B1
12V
C D A B
R1
15K
TR2
RV1 R4
+
75%
C5
1UF 20K
50
高频实验报告实验二 单调谐高频小信号谐振放大器
单调谐高频小信号谐振放大器目录一、实验原理 (2)二、仿真分析 (8)2.1 实验一 (8)2.2 实验二 (14)三、单调谐放大电路设计实例 (22)3.1电路选择与参数计算 (23)3.1.1选定电路形式 (23)3.1.2设置静态工作点 (24)3.1.3谐振回路参数计算 (24)3.1.4确定耦合电容与高频滤波电容： (24)一、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L 、C 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。
(—) 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。
L LV 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，与频率无关，物理概念清楚。
但是由于输入输出相互牵制，在高频分析时不太方便。
调谐放大器的稳定性
二、双参差调谐放大器
ui
Au1
Au2
uo
f1= f 0 + f
f2= f0 – f
A u A u2
A u A u1
f
总幅频特性更接近于矩形， 选择性比单调谐放大器好
总通频带可宽于各级的通 频带。
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f2
f0 f1
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2.2.4
调谐放大器的稳定性
2.2.3
多级单调谐回路谐振放大器
同步调谐放大器 — 每级谐振回路均调谐在同一频率上
参差调谐放大器 — 各级谐振回路调谐在不同频率上
总电压放大倍数
A A A A uΣ u
一、同步调谐放大器
多级放大器中的每一级都调谐在同一频率上
2
1/ n
f0 1 Qe
得：
BW3 21/ 3 1
15.7kHz
f0 465 Qe 29.6 BW0.7 15.7
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1.0 0.707 级数
增多
级数越多，则谐振增益越大， 选择性越好，通频带越窄。 电压增益：
f
O
Au Au1 Au 2 Au 3 Aun
通频带（前提是每级具有相同的通频带） f0 1/ n 1/ n BWn 2 1BW0.7 2 1 Qe
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该电路中，V1提供较大电流增益，V2提供较大电压增益，故 总电路可获得较大的电压增益和电流增益。
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例、三级相同的单调谐放大器，中心频率f0=465kHz，若
要求总的带宽为8kHz，求每一级的带宽和品质因数。
回路失谐导致电压放大倍数下降的原因
回路失谐导致电压放大倍数下降的原因在电路世界里，失谐就像是调音不准的乐器，明明一开始音色还不错，结果一到关键时刻，就跑了调，变得难以入耳。
你想啊，咱们的电路也有个“调音”过程，这个过程就是在说回路的谐振。
可是，一旦失谐，电压放大倍数就会大打折扣，真是让人心烦！今天我们就来聊聊，回路失谐是怎么回事，为啥会让电压放大倍数下降，顺便解解闷，顺便长长见识。
1. 什么是回路失谐？首先，我们得先搞清楚“回路失谐”这玩意儿到底是啥。
简单来说，回路就像是一条流动的小河，水流畅通无阻，能把电压传得很远很远。
但如果这条河道被堵住了，或者水流不均匀了，哎呀，那就麻烦了！失谐就意味着回路的频率跟信号的频率不匹配，导致传递效果大打折扣。
1.1 回路谐振的原理说到这里，我们得提到谐振的原理。
谐振就像是一场舞会，所有的乐器都在同一个节拍下运转。
电路中的电感和电容就像舞会上的舞者，彼此间的配合至关重要。
电感负责储存磁场能量，而电容则储存电场能量。
当它们的频率恰好一致时，电流和电压的放大倍数会达到巅峰，简直是水到渠成。
1.2 失谐的后果可是，如果频率一旦失调，舞者们就会踩到彼此的脚，搞得一团糟。
电压的放大倍数就会下降，电路的效率也随之降低。
这就像是你为了追求某个目标，结果被各种因素搞得左右为难，越努力反而越糟糕。
失谐后，电压跟电流就会失去“节奏”，最终导致信号变得模糊，甚至干脆消失。
2. 失谐的原因那么，这回路失谐的原因是什么呢？这就要从几个方面来分析了。
2.1 元件参数的变化首先，电路中的元件参数可能会发生变化。
比如说，电感的值、或者电容的值可能因为温度、老化等因素而变化，原本精确的设计就被打乱了。
这就像是你用的调味料，过多或过少都会影响菜肴的口感，让人觉得吃起来怪怪的。
2.2 负载变化接着，负载的变化也是个大问题。
如果你突然在电路上加了个大功率的设备，就好像你原本平静的生活里突然多了一个嗓门大的朋友，这个“朋友”会打乱你的节奏，导致电压放大倍数下降，真是让人哭笑不得。
实验一小信号调谐（单双调谐）放大器实验
实验一小信号调谐（单双调谐）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（a）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进行放大，而且还有一定的选频作用。
本实验中输入信号的频率fS＝12MHz。
基极偏置电阻W3、R22、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Av0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数Kr0.1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（a）所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；为调谐回路的总电容，的表达式为式中，Coe为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。
谐振频率f0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，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f0。
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AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。
AV0的表达式为式中，为谐振回路谐振时的总电导。
要注意的是yfe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180º而是为180º+Φf e。
AV0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（a）中输出信号V0及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数AV0由下式计算：AV0=V0/Vi或AV0=20lg(V0/Vi)dB3.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AV下降到谐振电压放大倍数AV0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△f0.7=f0/QL 式中，QL为谐振回路的有载品质因数。
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不变时，放大器的谐振电压增益 Ao 与那些因素有关？
主讲 元辉
3.2.2
高频电子线路
例3.2.1 在图3.2.5中, 已知工作频率 = f300MHz, Ｖcc＝6Ｖ, IE＝Q 2mA。晶体管采用3DG47型NPN高频管， 其Ｙ参数在上述工作条件和工作频率处的数值如下：
gie 1.2mS ，Cie 12pF ；goe 400S ，Coe 95pF ；
VV&&12
Y参数本质上是电导参数
主讲 元辉Hale Waihona Puke 3.2.1高频电子线路
其中 y11、y12、y21、y22 四个参量均具有导纳量纲，即
y11
y12
I&1 V&1 V&2 0
(S
)
I&1 V&2 V&1 0
(S
)
y21
I&2 V&1 V&2 0
(S)
y22
I&2 V&2 V&1 0
(S)
所以Ｙ参数又称为短路导纳参数, 即确定这四 个参数时必须使某一个端口电压为零, 也就是使 该端口，交流短路。
式其中中，yie、 yyyireree、 VyVI&I&&&fbcbebe、e VV&&cybeeoe00分别称为输yy入ofee 导 VV纳I&I&&&bcccee、VV&&cbee反00向传输导纳
正向传输导纳和输出导纳。
主讲 元辉
高频电子线路
三、Ｙ参数与混合参数的关系
由混合 等效电路与Ｙ参数的定义即可求出Y参数
放大器的谐振曲线 3.2.2
高频电子线路
（3）放大器的通频带 令 N ( f ) ，1得到放大器的通频带为
2
BW0.7 f1 f2 f0 Qe
Qe 越高，放大器的通频带越窄，反之越宽。 （4）放大器的增益带宽积
将
Qe
0C
g
1
g0 L
代入
A& 0
V&o0 V&i
n1n2 y fe g
主讲 元辉
3.2.4 参差调谐放大器（自学）
自学提示： 参差调谐放大器通常有几种类型？频率是如何
设定的？带宽是如何展宽的？
主讲 元辉
高频电子线路
作业： 3.11 3.12 3.13 3.15
3.3 高频调谐放大器的稳定性 （自学）
3.4 高频集成放大器（自学）
主讲 元辉
谐振电压放大倍数（增益）的振幅值
Ao
Vo0 Vi
n1n2 y fe g
主讲 元辉
高频电子线路
（2）、放大器的频率特性
N ( jf )
A& A& 0
1
1 jQe
2f f0
其中幅频特性表达式为
N ( f ) A Ao
1 1 ( 2fQe )2
f0
放大器的频率特性 曲线如图示。
主讲 元辉
图3.2.7
y fe 58.3mS ， fe 22o； yre 310S ， fe 88.8o ；
回路电感Ｌ＝14μH, 接入系数 n1 1 ，n2 0.3 ，回路
空载品质因数 Q＝0 100，负载是另一级相同的放大器。求
放大器的谐振电压增益 、A通0 频带 ，B且W0.7回路电容C
取多少时，回路谐振？
高频电子线路
y
g
j(C
1)
L
2、电路性能分析
V&o n2V&o n2n1y feV&i y
（1）电压放大倍数（增益）
A&
V&o V&i
g
n1n2 y fe
j(C
1)
L
n1n2 y fe
g (1
jQe
2f f0
)
主讲 元辉
高频电子线路
谐振电压放大倍数（增益）
A& 0
V&o0 V&i
n1n2 y fe g
gm
1 rbb (gbe
jCbe )
主讲 元辉
3.2.1
高频电子线路
3.2.2 单管单调谐放大器
一、电路组成及工作原理
图3.2.5 高频调谐放大器的典型线路 （a）原理电路 （b）交流通路
旁RLBC1路振R电荡B 2容回R路CEB作构、为成C晶E晶对体体管高放管频大的旁器分路的压，负式载电，电容为流值放反比大馈低器直提频供流放选偏大频置器回电中路路。， 振以小荡保得回证多路采晶。用体抽管头工连作接，在可甲以类实状现态阻抗。匹配，以提供晶体管集电极所
高频电子线路
3.2 高频小信号调谐放大器
高频小信号调谐放大器的电路组成： 晶体管和LC谐振回路。
3.2.1晶体管高频等效电路
一是物理模拟（混合 ）等效电路。 另一是形式等效电路（y 参数等效电路）。
主讲 元辉
3.2
高频电子线路
一、混合 型等效电路
图3.2.1 晶体管高频共发射极混合π型等效电路
各主要参数有关的公式如下：
主讲 元辉
3.2.1
高频电子线路
如共发射极接法的晶体管, 如图2.2.4所示, 相应的Ｙ参 数方程为
图3.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
I&b yieV&be yreV&ce
I&c
y feV&be
yoeV&ce
主讲 元辉
3.2.1
高频电子线路
图3.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
3.2.2
高频电子线路
得到放大器的增益带宽积为
A 0
BW0.7
n1n2 y fe
2 C
（5）矩形系数
Kr 0.1
2f0.1 2f0.7
102 1 9.95
主讲 元辉
高频电子线路
小结（请自行总结）
1、放大倍数 A& 0
n1n2 y fe g
中负号（-）的
意义？输出电压 V&o 和输入电压 V&i 之间 的相位差是？
如下式（请自行推导得出下式）
yie
gie
jCie
gbe jCbe 1 rbb (gbe jCbe )
yoe
goe
jCoe
goe
jCbc
jCberbb gm
1 rbb (gbe jCbe )
yre
yre
e jre
jCbc
1 rbb (gbe jCbe )
y
fe
y fe
e j fe
需要的负载电阻，从而在负载上得到最大的输出电压。
主讲 元辉
3.2.2
高频电子线路
二、电路性能分析
1、放大器的小信号等效电路及其简化
图中设 yre 0
n1
N 21 N31
n2
N 45 N31
( yfeV&i ) n1yfeV&i
yie n22 yie
yoe n12 yoe
图2.2.6 单管放大器的小信号 （a）小信号等效电路 （b）简化电路
通频带
BW0.7
n1n2 y fe
2 C A0
0.3 58.3103
2 20 1012 32
4.35(MHz)
主讲 元辉
3.2.2
高频电子线路
3.2.3 多级单调谐回路谐振放大器 （自学）
自学提示： 多级级联后放大器的总放大倍数将如何变化？
通频带将如何变化？变化的倍数是多少？ 矩形系数又将如何变化？倍数是多少？
g
m
1 re
rbe (1 o )re
re
VT I EQ
26(mV ) IEQ (mA)
Cbe
Cbc
1
2 fT re
主讲 元辉
3.2.1
高频电子线路
另外，常用的晶体管高频共基极等效电路如图3.2.2 图（a）所示，图 (b)是简化等效电路。
图3.2.2 晶体管高频共基极等效电路及其简化电路
主讲 元辉
V&o
1 n2
V&o
主讲 元辉
3.2.2
高频电子线路
Qe
0C
g
1
g 0 L
f0
0 2
2
1 LC
geo
1 Re0
1 Q0
C L
0C 1 Q0 Q00 L
g n12 goe n22 gie geo
C n12Coe // n22Cie // C n12Coe n22Cie C
主讲 元辉
为使输出电压 V&o 和输入电压 V&i 反相位，应如何选择
晶体管？
2、电压增益振幅与晶体管参数、负载电导、回路谐
振电导和接入系数的关系如何？为了增大电压增益，
应如何选择上述参数？
主讲 元辉
高频电子线路
3、由增益带宽积
A 0
BW0.7
n1n2 y fe
2 C
试说明：
晶体管选定以后（ y fe 值已经确定），接入系数
0.55103(S)
电压增益为
A 0
n2n2 y fe g
1 0.3 58.3 32 0.55
主讲 元辉
3.2.2
高频电子线路
回路总电容
C
(2
1 f0)2 L
(2
1 30 106 )2 1.4 106
20(pF)
故外加电容C
C C n12Coe n22Cie 20 9.5 0.32 12 9.4(pF)