频率补偿电路设计报告---电子设计大赛资料
高频电子线路课程设计报告
《高频电子线路》之巴公井开创作课程设计报告设计题目: 调频接收机的设计学院信息工程学院专业班级测控0801姓名姜永松学号 2008001358指导老师梁凤梅2011-1-11调频接收机设计与调试一设计目的通过本课程设计与调试, 提高入手能力, 巩固已学的理论知识, 能建立无线电调频接收机的整机概念, 了解调频接收机整机各单位电路之间的关系及相互影响, 从而能正确设计、计算调频接收机的单各元电路：输入回路、高频放年夜、混频、中频放年夜、鉴频及低频功放级.初步掌握调频接收机的调整及测试方法.二调频接收机的主要技术指标1．工作频率范围接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖.接收机的工作频率必需与发射机的工作频率相对应.如调频广播收音机的频率范围为88～108MH, 是因为调频广播收音机的工作范围也为88～108MHz2．灵敏度接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度, 通经常使用输入信号电压的年夜小来暗示, 接收的输入信号越小, 灵敏度越高.调频广播收音机的灵敏度一般为5～30uV.3．选择性接收机从各种信号和干扰中选出所需信号（或衰减不需要的信号）的能力称为选择性, 单位用dB（分贝）暗示dB数越高, 选择性越好.调频收音机的中频干扰应年夜于50dB.4．频率特性接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带.调频机的通频带一般为200KHz.5．输出功率接收机的负载输出的最年夜不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率.三基本设计原理调频接收机的组成一般调频接收机的组成框图如图所示.其工作原理是：天线接受到的高频信号, 经输入调谐回路选频为f1, 再经高频放年夜级放年夜进入混频级.本机振荡器输出的另一高频 f2亦进入混频级, 则混频级的输出为含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等频率分量的信号.混频级的输出接调频回路选出中频信号（f2-f1）, 再经中频放年夜器放年夜, 获得足够高增益, 然后鉴频器解调出低频调制信号, 由低频功放级放年夜.由于天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频, 再加以放年夜, 因此接收机的灵敏度较高, 选择性较好, 性能也比力稳定.中放的任务, 是把变频器输出的中频信号放年夜后, 输入到检波器.在超外差接收机中, 信号放年夜的任务年夜部份是由中频放年夜器来完成的.中放级的好坏对接收机的灵敏度、选择性、失真和自动增益控制等主要指标有着决定性的影响.因此对中放的要求是：增益高, 稳定性好, 具有良好的通频带特性.也就是说, 对干扰信号抑制能力强, 选择性要好, 而对信号自己的影响或衰减要小, 自动增益控制对整机频带影响要小.在调频接收机的情况下, 载波的振幅年夜小其实不包括有用的信号, 这就使我们有条件利用限幅的法子把调频波中由噪声发生的调幅分量完全消除后, 再送到鉴频器去.起着消除这种调幅分量作用的电路, 叫做限幅器.限幅电路除能有效地抑制干扰外, 还有一个作用就是坚持输出信号的幅度稳定不变.如果输入信号的振幅高于某一规定值时, 由于限幅作用, 它的输出信号幅度也不会发生改变.鉴频器又称频率检波器, 它的任务就是从调频波中检出原调制信号.要完成这个任务, 一般要分为两步进行.第一步先将等幅的调频波改酿成振幅随频率变动的调幅波, 使其幅度变动的规律和频率变动的规律相同.第二步再用振幅检波器除去载波, 最后获得音频信号.四单位电路设计1、高频小信号放年夜电路如下图所示为共射级接法的晶体管高频小信号放年夜器.他不单要放年夜高频信号, 而且还要有一定的选频作用, 因此晶体管的负载为LC并联谐振回路.其具体的工作原理如下：从天线ANTA1接收到的高频信号经过CA1、CCA1、LA1组成的选频回路, 选取信号为fs=10.7MHZ的有用信号, 经晶体管QA1进行放年夜, 由CA3、TA1低级组成的调谐回路, 进一步滤除无用信号, 将有用信号经变压器和CB1耦合进入ICB1(MC3361).2.混频电路混频计时把高频信号经过频率变换, 酿成一个固定的频率.这种频率变换通常是将已调波的载波从高频酿成中频, 同时必需坚持其调制规律不变.因为中频比外来信号频率低且固定不变, 中频放年夜器容易获得比力年夜的增益, 从而提高收音机的灵敏度.在较低而又固定的中频上, 还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频.它们具有接近理想矩形的选择性曲线, 因此有较高的邻道选择性.如果器件仅实现变频, 振荡信号由其它器件发生则称之为混频器.该实验中用到二极管环形混频器, 它组和频率小、静态范围年夜、噪声小、本振电压无反向辐射, 可是它的变频增益小于1.二极管环形混频器环形混频器的原理电路如图所示, 本振电压从输入和输出变压器T r1、T r2中心抽头加入.四个二极管均按开关状态工作.各电流、电压的极性如图中所示.图中实线箭头暗示本振电压再副半周的电流方向；虚线箭头暗示本振电压再正半周的电流方向.由图可见, 它相当于两个平衡混频器的组合.图二极管环形混频电路上图中的二极管环形混频器具有如下特点：1结构上四个二极管接成环形.作为混频时, 环形的两个对角端AB和CD通过变压器接入本振信号VL和有用信号VS.2如果电路平衡,则各端口是相互隔离的,即L端口的本振信号不会通到R端,R端口的有用信号不会窜入L端,有用信号和本振信号均不会通到I端.3有增益,存在损耗.作为混频器时,混频损耗的理论值为4dB 4为调幅器时,考虑到高频变压器的低频频率特性差的缺点,调制信号改从端口输入,载波信号从端口输入,,从端输出振幅调制信号.3.中频放年夜电路中频放年夜电路的任务是把变频获得的中频信号加以放年夜, 然后送到检波器检波.中频放年夜电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用.下图（a）是LC单调谐中频放年夜电路, 图（b）为它的交流等效电路.图中B1、B2为中频变压器, 它们分别与C1、C2组成输入和输出选频网络, 同时还起阻抗变换的作用, 因此, 中频变压器是中放电路的关键元件.中频变压器的低级线圈与电容组成LC并联谐振回路, 由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很年夜, 对非谐振频率的信号阻抗较小.所以中频信号在中频变压器的低级线圈上发生很年夜的压降, 而且耦合到下一级放年夜, 对非谐振频率信号压降很小, 几乎被短路（通常说它只能通过中频信号）, 从而完成选频作用, 提高了接收机的选择性.由LC调谐回路特性知, 中频选频回路的通频带B＝f2- f1＝fd/QL, 式中Q L是回路的有载品质因数.Q L值愈高, 选择性愈好, 通频带愈窄；反之,通频带愈宽, 选择性愈差.图5中频放年夜电路4.鉴频电路下图是回路鉴频器的原理图.图6鉴频电路相位鉴频器是利用回路的相位-频率特征来实现调幅-调频波变换的,他们完成波形变换, 将等副调频波变换成幅度随瞬时频率变动的调频波（及调幅-调频波）R、R, 且特性完全相同,将振幅的变动监测出来.负载电阻R抗年夜的多,.因此,.而且, 每个检波器上均加有两个电压, 不外一个检波器的输入时它们之和, 另一个则是他们之差.只要在耦合回路的通频带范围内, 当调频波的瞬时频率变动时,他们的振幅都坚持恒定, 可是他们之间的相位关系随频率而发生变动.V ab将超前于V12一个角度.这个角度可能是/2,可能年夜于/2, 也可能小于/2, 主要取决于信号频率是即是、小于或年夜于中心频率.正是由于这种相位关系与信号频率有关, 才招致两个检波器的输入电压的年夜小发生了分歧.5.MC3361电路及功能在本实验中采纳了MC3361芯片, 该调频接收机中的混频、中频放年夜、鉴频、低频放年夜等其他功能电路全部由MC3361实现—8.0VDIP16和SO-16两种封装形式工作频率：60MHz(max)MC3361外形图MC3361典范应用电路图Mc3361极限参数名称引脚位置标识符极限值单位电源电压 4 Vcc(max) 10 V(DC)工作电压范围 4 Vcc 4—8 V(DC)检波输入电压8 - Vp-p输入电压16 V16V RMS静噪功能14 V14—Vpk焊接温度- T j150 ℃工作周围温度范围- T A-30—+70 ℃蕴藏温度- T stg-65—+150 ℃MC3361的引脚功能名称功能说明引脚名称功能说明引脚MC3361调频接收机的工作原理如下MC3361的内部振荡器与1脚和2脚的外接元器件组成第二本振级, 振荡频率为10.245MHz.第一中频10.7MHz输入信号从MC3361的16管脚输入, 在内部混频器与10.145MHz的本振信号进行混频, 发生若干混频信号, 其中差频信号10.7MHz-10.245MHz=0.455MHz, 即第二中频信号由3脚外接的455kHz陶瓷滤波器FL选频输出, 再经5脚送入MC3361限幅放年夜器进行高增益放年夜, 限幅放年夜级是整个电路的主要增益级.8脚的外接元器件组成455kHz鉴频谐振回路, 经放年夜后的第二中频信号在鉴频器进行解调, 解调输出的音频信号经音频电压放年夜器AF放年夜后由9脚输出.络滤除失落高频成份, 改善输出信号的波形.12脚和15脚的外接电路与内部静噪触发电路组成载频检测和电子开关电路, 用于调频接收机的静噪控制.μV输入时典范值为－3dB), 音频输出电压幅值年夜.它的内电路结构框图如图1所示.IC内设置有双平衡双差分混频器、电容三点式本机振荡器、六级差动放年夜器构成的调频455kHz宽带中频限幅放年夜器、双差分正交调频鉴频器、音频放年夜器及静噪控制电路.五整体电路设计下图所示为整体电路图图7调频接收机电路图从天线ANTA1接收到的高频信号经过CA1、CCA1、LA1组成的选频回路, 选取信号为fs=10.7MHZ的有用信号, 经晶体管QA1进行放年夜, 由CA3、TA1低级组成的调谐回路, 进一步滤除无用信号, 将有用信号经变压器和CB1耦合进入ICB1(MC3361)16管脚与本振信号10.245MHz(MC3361的1、2脚外挂10.245MHz晶体及微调电容与内部振荡单位发生的)进行混频, 发生差频信号从3管脚输出, 经455KHz陶瓷滤波器滤波后又从5脚进入MC3361进行放年夜, MC3361的8脚外挂鉴频电路, 最终从9脚输出调制信号六、实验内容(1).按下开关, 调试好小信号放年夜单位电路, 调试好高频功率放年夜单位电路.(2).连接好发射电路和接收电路（连LE2、LE1、LE3、LE4、LE5、LE6、LA1、LB1）, 同时用实验箱所配的天线（一端带夹子的导线）分别将发射单位的天线ANTE1和本实验单位天线ANTA1连好.(3).在不加调制信号的情况下, 接通发射电路和接收电路的电源, 调节变容二极管单位的L84, 用示波器探头丈量TTB2, 当TTB2处有455 KHz的信号输出时, 说明调频单位的工作频率在10.7MHz附近.此时从处加入1KHz, 峰峰值为100mV左右的调制信号, 则从TTB1处用示波器可观测到输出的解调波.图8调频波与解调波的理想波形七实验数据及调试本次把持的灵敏度从信号发生器直接读出、解调信号是在示波器上直接读出、失真度用失真测试仪测出, 具体数据如下表：调试过程检查电路是否有错, 检查模块是否装错和是否有漏装的元件.检查各单位电路接入位置是否正确.检查各级直流工作点, 若有不符合者, 可调整相应分立元件的有关部份.检查电路中电解电容正负极性是否有误.集成电路则应先检查外围电路是否有故障, 最后才考虑换集成块.八设计总结无线电信号的接收机试先用接收天线将受到的电磁波转酿成已调波电流, 然后从这已调波电流中检出原始的信号.最后再由听筒或扬声器将经过检波取出的音频电流转为震动的声音信号.可是, 接收天线所收到的电磁波很微弱, 为了提高接收机的灵敏度, 可在检波器之前加一级至几级高频小信号放年夜器, 然后再检波.检波之后, 再经过适当的低频放年夜, 送到扬声器或耳机中转为声音, 这样的接收机叫做直接放年夜式接收机.超外差式接收机的基来源根基理是：从无线收到微弱高频信号先经过一级或几级的高频小信号放年夜器放年夜, 然后送至混频器与本地振荡器所发生的等幅振荡电压相混合, 所获得输出电压包络线形状不变, 仍与原来的信号波形相似, 但载波频率所转换为两个高频频率之差, （或和）, 这叫做中频.中频电压再经中频放年夜器放年夜, 送入检波器, 得检波输出电压.最后检波输出电压经低频放年夜器放年夜, 送到扬声器（或耳机）中转酿成声音.本学期开设了高频电子线路这门课程.这次课程设计使我明白要设计一个胜利的电路, 必需要细心, 耐心, 认真.课程设计过程中很多步伐在设计时需要反复实践, 其过程很烦琐, 有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做, 那时心中会很急躁, 就需要我们静下心, 仔细查找原因, 然后做出相应的改动.在实验室有限的条件和自己有限的知识里, 非常感谢指导老师诲人不倦的精神.在接触课程设计之前, 因为这门课程的难度很深度, 我对高频是敬而远之的心态, 所以基础知识以及逻辑推理思维方面都是相当欠缺.在对高频的实验模块把持方法所知甚少和对换试知识几乎一无所知的水平, 最后完成了课程设计的要求, 要非常感谢指导老师耐心的指导和同学们热心的帮手.九元器件清单十参考书目张肃文陆兆熊高频电子线路（第四版）高等教育出书社曾星雯陈健高频电子线路辅导西安电子科技年夜学出书社戴峻浩高频电子线路指导国防工业出书社。
频率补偿电路
频率补偿电路概述频率补偿电路，又称为频率响应补偿电路，是一种能够改善信号传输过程中频率响应不平衡的电路。
在实际的电子系统中，由于各种原因导致信号的频率在传输过程中受到损失或变形，频率补偿电路通过对信号进行适当的处理，使得信号在传输过程中频率特性更加均衡和稳定。
频率失真问题在电子系统中，信号传输过程中往往会遇到频率失真的问题。
这种失真通常是由于电路元件的非线性特性、传输介质的衰减和传输线路的反射等原因所导致的。
频率失真会导致信号传输中的某些频率分量受到削弱或失真，从而影响传输信号的准确性和可靠性。
频率补偿电路的工作原理频率补偿电路通过对输入信号进行适当的放大或衰减，以及对不同频率分量的相位进行调整，来实现对信号频率响应的均衡和稳定。
频率补偿电路通常包括滤波器、放大器和相位校正电路等组成部分。
滤波器滤波器是频率补偿电路中最重要的组成部分之一。
它能够选择性地通过或阻断不同频率的信号分量，从而达到补偿频率失真的目的。
滤波器常用的类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
通过合理的设计和配置滤波器，可以实现对信号频率响应的补偿和调整。
放大器放大器在频率补偿电路中起到补偿信号衰减的作用。
由于信号在传输过程中会受到衰减，放大器可以对信号进行适当的放大，使其达到原始输入信号的幅度水平。
放大器的增益可以根据实际需要进行调整，以实现对信号频率响应的补偿。
相位校正电路相位校正电路用于对信号的相位进行校正，以使得输入信号和输出信号的相位差最小化。
相位校正电路通常采用相移电路或移频电路等形式，通过引入适当的相位延迟或提前来对信号的相位进行调整，从而达到对信号频率响应的补偿。
应用领域频率补偿电路在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：通信系统在通信系统中，频率补偿电路用于对传输信号进行补偿，以提高信号传输的质量和可靠性。
它可以应对信号在传输过程中所遇到的衰减、失真和延迟等问题，从而保证通信系统的正常工作。
基于动态频率补偿的LDO电路设计
基于动态频率补偿的LDO电路设计牛刚刚;李威;刘文韬;翟亚红【摘要】文中提出了一种基于动态频率补偿技术的LDO电路.通过添加电压缓冲器,提高了LDO的环路增益和瞬态响应特性.该电路通过电流镜采样调整管电流,使主极点频率与第三极点频率随负载电流的改变而产生相同倍数的变化,克服了LDO 零极点随负载变化而导致环路稳定性变差的问题.文中设计采用中电二十四所HC12.BJT工艺,利用Spectre仿真工具进行仿真,研究了不同负载电流下该LDO的频率特性及其稳定性问题.仿真结果表明,该电路在10 μA～100 mA负载电流的变化范围内,LDO环路的相位裕度保持在50°～70°之间,证明提出的LDO调整器具有良好的稳定性.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2019(032)002【总页数】5页(P61-65)【关键词】动态频率补偿;电流镜;零极点;频率特性;相位裕度;稳定性【作者】牛刚刚;李威;刘文韬;翟亚红【作者单位】电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054;中国电子科技集团第二十四研究所,重庆400060;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN431在低功耗便携式电子设备高速发展的今天，越来越多的高科技电子产品在我们的日常生活中发挥了重要作用。
电子产品正常工作离不开性能优良的电源管理芯片。
在降压变换器中，LDO(Low Dropout Regulator)因其低纹波、低噪声、低静态电流、结构简单等特点得到了越来越广泛的应用。
相对而言，开关电源虽然具有效率高的优点，但其输出电压纹波大，且需要外接电感，因此在便携式电子产品领域的应用中受到了很大的限制[1]。
LDO需要负反馈环路以保证输入电压在一定范围内变化时仍然能产生恒定的输出电压。
电子大赛设计报告
电子大赛设计报告LC谐振放大器（D题）摘要本设计由衰减电路、小信号放大电路、稳压电路三个功能模块组成。
衰减电路采用集成芯片小信号放大电路采用变压器TRF1445反馈式LC振荡电路实现信号选频，产生标准的15MHz的信号源，运用S9018三极管实现高频小信号的60dB放大。
稳压电路是以三端可调式稳压器LM317为主体的可调的稳压器。
经测试，整机功能齐全，输出信号几乎不失真，功耗低等各项性能指标达到指标要求。
关键词：LC振荡，高频小信号，三极管放大系统设计1.设计任务与要求任务：设计并制作一个LC谐振放大器。
要求：设计并制作一个低压、低功耗的LC谐振放大器，为便于测试，在放大器输入端插入一个40dB的衰减器。
电路框图见图0。
（图1）基本要求衰减指标：衰减量40dB±2dB，特性阻抗50Ω，频带与放大器相适应。
放大器指标：谐振频率：0f=15MHz；允许偏差±100KHz；增益：不小于60dB；-3dBD带宽：27.0f∆=300KHz；带内波动不大2dB；R=50Ω；输入电阻：in失真：负载电阻为200Ω，输出电压1V时，波形无明显失真。
(3)放大器使用3.6V稳压电源供电（电源自备）。
最大不允许超过360mV，尽可能减小功耗。
2. 系统设计方案（1）高频小信号放大设计方案采用集成运算放大器芯片级联构成。
集成运放芯片使用简单，精度高，但是采用这种方案，很容易超过题目要求的360mWd的要求，并且通常此类集成电路都难以直接驱动200Ω的负载。
（2）高频小信号放大设计方案2采用电容三点式对称选频网络和分立元件，利用高频三极管或场效应管差分对构成多级放大电路，末级采用大功率器件来保证输出功率，通过负反馈电路来确定增益。
该方案可实现的放大器工作频率高、和高增益的要求但其电路比较复杂。
且零点漂移严重，难以实现直流信号的放大。
此外，由于电路采用了多级放大，其稳定性差，容易产生自激现象。
（3）高频小信号放大设计方案3采用变压器振荡电路与三级管的结合，实现选频和信号放大，采用变压器反馈式LC振荡电路，通过L的抽头与电源正端相连，从而有利于实现阻抗匹配，并且该谐振电路Q值高，选频性能好，即使电流有失真，输出电压也基本为正弦形。
频率补偿电路设计报告
频率补偿电路设计报告【摘要】：本系统由题目要求的模拟某传感器特性的电路模块、频率补偿电路构成。
模拟模块中的运算放大器A采用TI的精密低噪声运算放大器OPA637，尽量减小“模拟模块”的噪声，以满足题目的要求。
频率补偿电路是由频带扩展电路和低通滤波电路组成。
频带扩展电路是通过分析“模拟模块”传递函数，通过对称性来设计的，使频带得到扩展，达到了题目的要求。
低通滤波器由TI的宽带放大器OPA602、OPA606组成四阶滤波电路，主要滤除高频干扰，减小系统噪声。
另外，系统增加一个幅值测量电路，提供实时电压的参考。
本系统工作稳定，测试结果表明各项指标都达到了题目规定的要求。
【关键词】：频率补偿、频带扩展、低通滤波一、系统方案论证与比较该系统主要由“模拟模块”、频率补偿电路两大部分构成。
频率补偿电路由频率扩展电路和低通滤波电路组成。
通过推导“模拟模块”的传递函数可知，其具有低通特性，高频信号输入到“模拟模块”会衰减，需要通过频率扩展电路得到补偿，低通滤波电路主要是滤除系统的高频干扰。
每个模块必须具备良好的性能，以便整个系统稳定，降低系统的噪声，另外增加了幅值测量电路，能完成题目的基本要求和发挥部分要求。
下面对各部分进行方案论证。
模拟某传感器特性的电路模块+−R f 1 5.1M Ω C f 1 4.7pF V b A5.1M Ω R f 2 C f 2 4.7pF10M ΩR sV s 正弦波电压信号发生器TK 频率补偿电路V o TP1TP2图1 电路结构1、“模拟模块”电路该部分题目已经提供电路，因此主要是考虑运放A 的选型，题目对噪声、带宽有一定的要求，所以必须选低噪声，高宽带的运放。
通过多次测试比较，最终选择了高速精度OPA637。
OPA637有非常低的噪声，当频率是10KHz 是噪声为4.5nV/z H ，0.8uV/o C 低漂移,而且增益为10时，带宽达到80M ，满足题目的要求。
2、频带扩展电路方案一：引入负反馈可以扩展频带。
频率补偿电路设计报告
频率补偿电路（B题）电子科技大学余波何剑锋郝昊奇摘要：本系统充分应用TI的高精度低噪放大器OPA2227，设计了噪声抑制比较好的频率补偿电路。
本系统实现了题目要求的所有基本要求和发挥要求，并且频率在0到85KHz电压波动小于10%；系统所有滤波器均采用压控反馈形式，有效的防止了系统自激振荡而又可以适当的增大电压放大倍数；自制直流稳压电源及基于MSP430的液晶显示模块，可显示输入信号的频率。
关键词：频率补偿，压控反馈，低噪声Abstract：This system makes application to TI's high-precision low-noise amplifier, OPA2227, and noise suppression better frequency compensation circuit. This system subject to the requirements of all the basic requirements and play requirements, and voltage fluctuations from 0 to 85KHz less than 10%; system, all filters are used to voltage-controlled feedback in the form of preventing the self-excited oscillation system and appropriate increase the voltage amplification factor; homemade DC power supply and MSP430-based liquid crystal display module can display the frequency of the input signal.Keywords: frequency compensation, voltage-controlled feedback, low-noise一．方案设计与论证经过仔细的分析与激烈的论证，我们认为频率补偿即扩宽频带如下：题目模拟模块部分传递函数为惯性环节（4.5KHz低通滤波器），我们要扩宽频带，就必须再后面加一个一阶微分环节,使4.5KHz到100KHz信号频带变水平；后加一个惯性环节,使100KHz以后的信号呈现衰减，而这三个环节的频域合成则是通过求和放大器实现。
频率补偿电路
频率补偿电路（B题）摘要：本系统以TI高性能音频运算放大器OPA2134为核心，组成多级模拟信号运算电路，对已知模拟模块的高频特性做补偿。
模拟模块的信号输出分为两路处理，一路经过高通滤波器，补偿原电路的高频特性。
另一路经过一个一阶RC低通网路，用来获取原通带特性。
然后将低通信号衰减，最后将两路信号做加法线性放大、低通滤波，完成对高频特性的补偿。
整个系统采用了高性能运算放大器，系统噪声小，运算电路稳定，失调电压小，波形失真小，较好的完成了设计要求。
关键词：频率补偿，OPA2134，模拟信号运算电路，高性能运算放大器目录一、系统方案设计与论证 (1)1.1频率补偿电路 (1)1.2总体方案描述 (1)二、理论分析与计算 (2)2.1“模拟模块”电路分析 (2)2.2频率补偿电路 (2)2.2.1 高通滤波器 (2)2.2.2 低通滤波器 (3)2.2.3 衰减电路、加法电路、比例放大电路、低通滤波器 (3)三、各部分电路设计 (4)3.1高通滤波 (4)3.2低通滤波与衰减电路 (4)3.3加法电路与比例放大电路 (4)3.4100K H Z低通滤波电路 (5)四、系统软件设计 (5)五、测试方案与测试结果 (6)5.1测试仪器 (6)5.2“模拟模块”电路测试 (6)5.3频率补偿测试 (6)5.4输出噪声电压测量 (7)六、参考文献 (7)一、系统方案设计与论证1.1 频率补偿电路方案一：使用VCA810组成AGC(自动增益控制)电路自动稳定输出峰值，使频率补偿模块在一个较宽的频带内输出峰值稳定，然后经过低通滤波器调整通频带宽度。
达到补偿高频特性的目的，此种方案补偿相对简单，频率补偿电路输出增益波动较小，但是AGC输入电压范围较小，随输入信号变化时需要动态切换衰减网络，电路复杂，实测低频段容易失真，故不采用。
方案二：使用FIR数字滤波器，由已知电路特性可推得其传递函数，然后计算数字滤波器传递函数，使用FPGA或是DSP做数字滤波，实现高频补偿，此方法实现复杂，程序的复杂度较高，鉴于时间有限和调试的难度，所以不采用。
高频电路课程设计报告
目录一、绪论 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计要求 (2)1.4设计流程 (3)二、课程设计详细内容及步骤 (4)2.1信号源产生模块 (4)2.2载频信号产生模块 (6)2.3AM调制器模块 (8)2.4AM解调器模块 (10)三、课程设计过程分析 (12)3.1仿真分析 (12)3.2焊接连线调试分析过程 (15)3.3遇到问题及解决办法 (19)四、参考文献 (20)附录A工具元件清单附录B完整原理图一、绪论1.1设计目的(1)将学生专业知识（信号与系统、现代通信电路及通信原理）、专业技能（数电、模电、电工电子）及常用开发工具（EDA、DSP、单片机技术）相结合，在实际中进行综合运用。
(2)培养学生从零开始自己动手进行电路设计的能力，同时一般要求在进行综合设计时具有较高的成功率，。
这是学生第一次动手设计自己的作品，是今后毕业工作的起点、浓缩、简化版，同时增强学生的信心也是综合设计的一个重要任务。
1.2设计内容题目：AM传输系统的设计包含项目：1、信号源产生模块（模拟——语音信号）；2、载频信号产生（模拟——载波）；3、AM调制器：平衡调制器；4、AM解调器：解调AM信号。
1.3设计要求（1）巩固加深对高频电子线路基本知识的理解，提高学生综合运用课程所学知识的能力。
（2）培养学生根据课题需要选学参考书籍，查阅手册和文献资料的自学能力。
（3）通过独立思考，深入钻研有关问题，掌握分析问题的方法。
（4）通过实际电路方案的分析比较，设计计算，原件选取，安装调试等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
（5）掌握常用的仪器设备的正确使用，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高学生的动手能力，能在教师的指导下完成课题任务。
（6）了解与课题有关的电子线路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书的要求完成，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。
（7）培养严肃认真的工作作风和科学态度。
电子设计竞赛(高频)
1 L Q I L /I I C / I 0 L / R 1 / 0CR R C
对于图1 (b)的谐振曲线，Q值大的曲线较陡较窄 ，图中Q1＞Q2。并联谐振电路的谐振阻抗
L Q L Z0 Q 0 L Q RC 0C C
例1：图11.13为一个三点式振荡电路 试判断是否满足相位平衡条件。
(a)
(b)
图9 例题1的电路图
5 石英晶体LC振荡电路
LC振荡电路的频率稳定度取决于LC谐振回路的品 质因数Q（=
O L
R 1 L ）的大小，为此，应尽量减小回 R C
路的损耗电阻，并增大L/C的值，由于材料、体积的限
制，以及分布及杂散电容的影响，一般LC回路的Q值 最高只达数百，即便采取各种措施，频率稳定度也难 超过10-5的数量级，此时往往采用高Q值的石英晶体谐 振器代替一般的LC回路。
例2 例 2：分析图12的振荡电路能否产生振荡，若
产生振荡,石英晶体处于何种状态？
(a) 图12 例2电路图
(b)
直至ＡＦ＝１
3 电感三点式LC振荡器(哈特莱)
图5 为电感三点式LC振荡电路。电感线圈L1和L2是一 个线圈，2点是中间抽头。如果设某个瞬间集电极电流减小， 线圈上的瞬时极性如图所示。反馈到发射极的极性对地为 正，图中三极管是共基极接法，所以使发射结的净输入减 小，集电极电流减小，符合正反馈的相位条件。 图6 为另一种电感三点式LC振荡电路。
石英晶体具有较高的L/C值，构成的振荡电路的频
率稳定度可达10-6~10-11数量级，故得到广泛的应用。
１.石英谐振器的基本特性和等效电路
利用石英晶体作谐振器是因其有压电效应： 正压电效应： 逆压电效应： E 机械形变 E ( Q ) N E (Q)
频率补偿电路的设计资料
频率补偿电路的设计摘要:本设计是基于TI提供的芯片的模拟传感器频率补偿的模拟系统；该系统主要由模拟某传感器特性的电路模块模块、衰减网络模块、一阶有源RC低通滤波模块和加法器模块构成；电路频率补偿运用了自动控制、模拟电路、信号与系统知识分析通过改变原模拟某传感器特性的电路模块的零极点分布实现提高-3dB高频截止频率的功能，并通过matlab仿真计算出正确的系数保证输入基准信号在通频带范围内无失真输出、该作品具有的低功耗、低噪声等特色；最终本系统实现了50kHz 与100kHz频率段的补偿，且各项指标基本达标。
方案使用的TI芯片：OPA2227 TL082 NE55321.方案比较与论证 1.1系统总体方案模拟某传感器特性的电路模块+−R f 1 5.1M Ω C f 1 4.7pF V b A5.1M Ω R f 2 C f 2 4.7pF10M ΩR sV s 正弦波电压信号发生器TK 频率补偿电路V o TP1TP2图1 系统结构框图1.2频率补偿电路方案一：自动增益控制（AGC ）自动增益电路具有使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制稳定输出的能力，可以把模拟传感器特性的电路模块衰减的幅度以稳定电压输出，通过放大电路来提升衰减的电压并通过低通滤波器滤除所需截止频率以下的频率，从而实现频率补偿功能。
方案二：系统传递函数及零极点并联补偿法计算出模拟模块的传输函数H 1（s ），推算出系统增益为常量时的频率补偿网络的传输函数H 2（s ），根据H 2（s ）的特性求算出频率补偿网络的电路结构。
由于模拟模块部分等效于一个低通滤波器，初步推测出频率补偿网络部分主要是低通滤波器，信号经模拟模块部分可变为幅度变化较小的信号，再通过截止频率50KHz 以上的低通滤波器，以及截止频率为13.27的的通滤波器和一个全通系统并联输入加法器叠加并放大便可以输出符合题干要求的信号，实现频率补偿。
方案的系统框图如图2所示。
高频电子线路课程设计报告
一、实训目的:本次电气技能训练的内容是焊接一个SD-105七管半导体收音机，通过焊接的过程达到以下几个目的1）掌握电烙铁的正确使用方法，熟悉手工电焊工具的使用与维护。
2）基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
3）熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关电子器件图书。
4）能够正确识别和选用常用的电子器件5）学会读电路图，熟悉电子元器件符号的识别，掌握电子产品的焊接和电路的调试。
6) 了解部分常见电子产品的构造及其工作原理。
二、训练内容：(1)学习识别简单的电子元件与电子线路；(2)学习并掌握SD-105收音机的工作原理；(3)按照图纸焊接元件，组装一台收音机，并掌握其调试方法。
三、器材：(1)电烙铁 (2)螺丝刀（十字，一字） (3) 镊子(4)焊锡丝 (5)斜口钳（6）焊锡膏四、收音机原理收音机就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。
调幅收音机由输入回路、本振回路、混频电路、检波电路、自动增益控制电路（agC）及音频功率放大电路组成。
输入回路由天线线圈和可变电容构成，本振回路由本振线圈和可变电容构成，本振信号经内部混频器，与输入信号相混合。
混频信号经中周和455khz陶瓷滤波器构成的中频选择回路得到中频信号。
至此，电台的信号就变成了以中频455khz为载波的调幅波。
中频信号进行中频放大，再经过检波得到音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。
其中，中放电路增益受agC自动控制增益控制，以保持在电台信号不同时，自动调节增益，获得一致的收听效果五、产品参数：频率范围:535-1605khz；中频频率：465khz；灵敏度：≤1.5mV/m（26dbs /n）；选择性：≥20db±9khz ；工作电压：3V（2节5号电池）；静态电流：无讯号时≤20mA；输出功率：≥180mw（10%失真度）；外型尺寸：124×76×2 7mm六、焊接方法1）准备施焊；左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。
频率补偿电路设计报告---电子设计大赛资料
频率补偿电路设计报告摘要本系统基于零极点补偿的理论，设计了一个频率补偿电路，能够补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性。
该系统主要由前端模拟模块、中间级频率补偿模块、后端低通滤波模块组成。
其中，频率补偿模块由并联的三个滤波电路和一个比例加法电路组成，通过调节增益比例关系，可以将补偿网络的传递函数分解成易于硬件实现的一阶并联系统，最终使其频率特性向高频拓展。
通过测试，该系统的模拟模块能达到4.53KHz的截止频率；而串联补偿网络电路后，整个系统的截止频率能达到98.5KHz，且电压波动很好的控制在了12%以内，噪声均方根电压也小于10mv。
其它方面，系统依赖MSP430F149单片机最小系统和辅助电路，完成了补偿电路的输出采样，能够记录各个频率点的电压波动，并通过液晶显示出通频带内的幅频特性。
一、方案论证与比较方案一：程控增益控制抬高补偿频率范围内的电压。
通过分析，程控增益能够实现频率补偿，利用单片机通过AD实时采样输出信号，与输入信号比较，从而控制程控放大器的放大倍数使输出与输入信号幅度基本一致。
但是该方案在低频段很不稳定，且单片机的控制增益的速度有限，不能满足本题目的要求，舍去。
方案二：幅值补偿法。
根据模拟模块的输出Vb，通过一个移相网络使Vb的相位与输入信号Vs相同，经过一个减法器得到两者之差，然后在通过一个移相网络，使减法器的输出与Vb相位相同，最后它们经过一个加法器输出，达到输出信号与输入信号幅度基本相同，且不随频率的变化而大幅度变化，从而拓宽通频带，达到频率补偿的目的。
但是输入信号经过模拟模块的输出Vb与Vs的相位差随着频率的变化而变化，锁相环构成的移相网络锁定频率很难跟上其变化，故输出信号的幅度达不到设计要求，舍去该方案。
方案三：零极点补偿法的串联实现。
根据模拟模块的传递函数()G s，用补偿网OH s的零点消去原传递函数的极点，补偿传递函数的极点就变成了补偿后传络()S递函数的极点。
频率补偿电路的设计
2012年15省赛区大学生电子设计TI杯竞赛试题参赛注意事项（1）2012年8月5日8:00竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在A、B、C、D、E题目中任选一题；高职高专组参赛队原则上在F、G、H题中任选一题，也可以选择其他题目。
（2）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（3）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（4）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
（5）2012年8月7日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。
声音定位系统（D题）【本科组】一、任务设计一套声音定位系统。
在一块不大于1m2的平板上贴一张500mm×350mm的坐标纸，在其四角外侧分别固定安装一个声音接收模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块，声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号，判定声响模块所在的位置坐标。
系统结构示意图如图1所示。
图1 声音定位系统结构示意图二、要求1. 基本要求(1) 设计制作一个声响模块，含信号产生电路、放大电路和微型扬声器等，每按键一次发声一次，声音信号的基波频率为500Hz左右，声音持续时间约为1s。
要求声响模块采用3V以下电池供电，功耗不大于200mW。
(2) 设计制作四路声音接收模块，由麦克风、放大电路等组成，并分别与信息处理模块相连接，以便将频率为500Hz左右的信号传送至信息处理模块。
(3) 设计制作一个信息处理模块，要求该模块能根据从声音接收模块传来的信号判断声响模块所在位置的x、y坐标，并以数字形式显示x、y坐标值，位置坐标值误差的绝对值不大于30mm。
2. 发挥部分(1) 改善接收信号的放大电路性能，改进算法，进一步提高定位精度。
频率补偿电路
频率补偿电路
频率补偿电路是一种用于补偿信号传输中频率响应不均匀
性的电路。
在许多应用中，信号的频率响应可能会受到传
输路径、电子设备和电缆等因素的影响，导致信号的频率
特性发生变化。
频率补偿电路常用于音频系统、通信系统
和图像处理系统等领域。
频率补偿电路的工作原理是根据信号在不同频率下的衰减
或增强程度，调整信号的频率响应曲线，使信号在整个频
率范围内保持均匀的增益。
一个常见的频率补偿电路是计
算机显示器的伽马校正电路，用于调整显示器的亮度曲线，以获得更准确的图像显示。
频率补偿电路通常使用电容、电感、运算放大器、滤波器
和可变增益放大器等元件来实现。
根据需要，可以设计不
同类型的频率补偿电路，如低通滤波器、高通滤波器、陷
波滤波器和带通滤波器等。
总之，频率补偿电路是一种用于修正信号传输中频率响应
不均匀性的电路，常用于音频、通信和图像处理等系统中。
它可以提高信号的质量和准确性，使得信号在不同的频率下具有均匀的增益特性。
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频率补偿电路设计报告
摘要
本系统基于零极点补偿的理论，设计了一个频率补偿电路，能够补偿“模拟某传感器特性的电路模块”（以下简称“模拟模块”）的高频特性。
该系统主要由前端模拟模块、中间级频率补偿模块、后端低通滤波模块组成。
其中，频率补偿模块由并联的三个滤波电路和一个比例加法电路组成，通过调节增益比例关系，可以将补偿网络的传递函数分解成易于硬件实现的一阶并联系统，最终使其频率特性向高频拓展。
通过测试，该系统的模拟模块能达到4.53KHz的截止频率；而串联补偿网络电路后，整个系统的截止频率能达到98.5KHz，且电压波动很好的控制在了12%以内，噪声均方根电压也小于10mv。
其它方面，系统依赖MSP430F149单片机最小系统和辅助电路，完成了补偿电路的输出采样，能够记录各个频率点的电压波动，并通过液晶显示出通频带内的幅频特性。
一、方案论证与比较
方案一：程控增益控制抬高补偿频率范围内的电压。
通过分析，程控增益能够实现频率补偿，利用单片机通过AD实时采样输出信号，与输入信号比较，从而控制程控放大器的放大倍数使输出与输入信号幅度基本一致。
但是该方案在低频段很不稳定，且单片机的控制增益的速度有限，不能满足本题目的要求，舍去。
方案二：幅值补偿法。
根据模拟模块的输出Vb，通过一个移相网络使Vb的相位与输入信号Vs相同，经过一个减法器得到两者之差，然后在通过一个移相网络，使减法器的输出与Vb相位相同，最后它们经过一个加法器输出，达到输出信号与输入信号幅度基本相同，且不随频率的变化而大幅度变化，从而拓宽通频带，达到频率补偿的目的。
但是输入信号经过模拟模块的输出Vb与Vs的相位差随着频率的变化而变化，锁相环构成的移相网络锁定频率很难跟上其变化，故输出信号的幅度达不到设计要求，舍去该方案。
方案三：零极点补偿法的串联实现。
根据模拟模块的传递函数()
G s，用补偿网
O
H s的零点消去原传递函数的极点，补偿传递函数的极点就变成了补偿后传络()
S
递函数的极点。
因此，通过改变传递函数极点的方式可以拓展系统的高频特性。
但是采用串联方式设计硬件电路时，可能会在传递函数化简时得到一阶积分系统，容易出现过冲，很难保证补偿网络的电压稳定。
故舍去该方案。
方案四：零极点补偿法的并联实现。
理论同方案三，只需将串联补偿传递函数化简成并联形式。
其结构框图如图1。
该方案将传递函数分解出真分式形式，且分子项不含零点，电路容易实现，所以最终选择该方案。
图1、并联补偿结构框图
虽然系统要求中不包含软件设计，但该系统进行了拓展，设计了一个单片机控制的显示器，能够很好的显示输出电压。
系统框图如图2所示。
图2 系统结构框图
二、理论分析与计算
并联零极点补偿法是用一个补偿传递函数H （s ）的极点来消除模拟模块的传递函数()Go s 的零点，补偿网络的极点就成为了整个系统网络的极点。
从而达到拓宽频率的目的。
1、模拟模块传递函数Go （s ）的计算
图3、模拟模块电路图
模拟模块如图3所示，对其进行节点分析可得：
1111
0T S B
A S S CS V V CSV V R R R R ⎛⎫++-⨯--⨯= ⎪⎝⎭
（公式1） 211
(
)0A T B CS V V V R R R
+-⨯-⨯= （公式2） 由公式1和公式2解得模拟模块传递函数： 2
12()1S B o S S R C RC V G S V S RC ⎛⎫
+ ⎪
⎝⎭
==-⎛⎫
+ ⎪⎝⎭
(公式3)
由R=10M ，R=5.1M ，C=4.7p 可得：
()
3
4
2
383.4210() 2.121041.7110O S G s S +⨯=⨯⨯
+⨯ （公式4）
2、补偿传递函数H （S ）的计算
设所需截止频率为f ，为了补偿模拟模块的零点可令补偿传递函数为：
()2
1()22S RC H S A S S f RC π⎛
⎫+ ⎪
⎝⎭=⨯
⎛⎫++ ⎪⎝⎭ （公式5） 即：()
()
()
2
33
41.71101
()283.4210s H S A S f s π+⨯=⨯
⨯
++⨯ （公式6）
设50f KHz =，则2234
83420173972410
()397.4210261938810S S H s A S S ++=⨯+⨯+⨯ （公式7）
因为串联零极点补偿法很难调试到与()O G S 匹配，所以采用并联补偿法，将公式5分解成并联形式可得：
()122B C
H S S f S RC
π=++
++ （公式8） 利用Matlab 软件分解因式化解得：
3215407540
()131400083420
H S S S -=++
++ （公式9） 三、电路设计
1、 模拟模块
考虑到设计要求噪声很小且频率要求很高，所以选用高精度低噪声运算放大器0PA2227，其带宽为8MHz 。
模拟模块电路如图4所示。
图4、模拟模块电路图
2、频率补偿电路
由公式9将频率补偿电路分解成两个一阶低通滤波和一个全通并联后经过加法器比例求和组成。
通过调节两个低通和全通三者的增益关系，使补偿后的零点和补偿前的极点抵消，得到补偿后理想的频率特性。
参照低通滤波器的截止频
率
1
2
f
RC
π
=，设计了一阶低通滤波电路，用Multisim仿真得到标准结果，实际
电路如图5所示。
图5、频率补偿电路
3、低通滤波电路
根据对高频特性的要求，系统设计了二阶低通滤波电路有效的降低了输出V o的高频噪声，其电路如图6所示。
图6、低通滤波电路
四、测试方法与测试结果
1、测试仪器：直流稳压电源、示波器、函数信号发生器
2、将开关接Vs，测量模拟模块输出电压Vb，无明显失真，数据如表一。
表一、模拟模块输出电压Vb
3、当开关接时，输出电
压为V(200)，所以波动
(200)
%
(200)
O
V V
x
V
-
=。
数据如表二。
表二、补偿后输出电压Vo
4
5
由测试数据得：补偿前模拟模块输出电压Vb的3dB
截止频率为4.53KHz；补偿后截止频率为98.5KHz，噪声均方根电压小于10mv，0~70 KHz的波动范围小于12%。
可能是因为电阻电容的精度不高，无法与仿真值完全一致导致实际结
果不能与仿真结果完全一致。