高频小信号调谐放大器课程设计

课程名称：通信电子线路

设计题目：高频小信号调谐放大器院系：计算机与科学系

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摘要

通过对高频小信号放大器的实际电路和仿真电路的实现，我们对高频小信号放大器有了进一步的理解，掌握了高频小信号各个器件的工作原理，谐振放大器电压增益、通频带的定义、测试及计算；了解高频小信号放大器动态范围的测试方法，以及更熟练的掌握了实验中所使用的各种工具和辅助软件。参考实验指导书上和各种文献之后，我们在电路板上实现了高频小信号的15倍放大功能，通过调试计算得到了各项指标参数如通频带、电压增益等。另一方面，我们在multisim的仿真软件设计电路，并不断调试，得出放大15倍左右的高频小信号，并测试计算得到各项参数。通过实际电路和仿真电路的数据比较，我们对电路中的误差进行了分析，对电路中存在的问题进行了进一步的总结。

基本信息设计题目高频小信号调谐放大器

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目录

一、电路的内容及基本原理 (5)

1.1 电路的基本内容 (5)

1.2 电路的基本原理 (5)

1.3主要的性能指标及测试方法 (6)

1.4 电路的主要技术指标设定 (7)

二、电路的实验箱设计 (8)

2.1 电路原理图 (8)

2.2 实验箱调试及结果 (8)

2.3 参数计算 (11)

三、电路的Multisim仿真设计 (13)

3.1电路设计图 (13)

3.2 Multisim 仿真调试及结果 (13)

3.3参数计算 (15)

四、数据分析及问题 (17)

4.1误差分析 (17)

4.2问题分析 (17)

五、总结 (19)

参考文献 (21)

一、电路的基本原理及电路的设计

1.1 电路的基本内容

1、测量单调谐小信号放大器的静态工作点

2、测量单调谐小信号放大器的增益

3、测量单调谐小信号放大器的通频带

1.2 电路的基本原理

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f S＝10.7MHz。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。调节可变电阻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。

图1-1 单调谐小信号放大电路

1.3 主要的性能指标及测试方法

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。

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A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的表达式为

G

g p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fe

i V ++-=-=-=∑2

22

1212100

式中，∑g 为谐振回路谐振时的总电导。

A V0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中输出信号V 0及输入信号V i 的大小，则电压放大倍数A V0由下式计算：

A V0 = V 0 / V i 或 A V0 = 20 lg (V 0 /V i ) d

B 3、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A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带

V A Av

0.7 BW

0.1 L f 0f H f

BW 。

通频带BW 的测量方法：通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f 0及电压放大倍数A V0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压V S 不变），并测出对应的电压放大倍数A V0。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示。

可得： 7.02f f f BW L H ∆=-=

1.4 电路的主要技术指标设定

主要技术指标设定

中心频率f=10.7MHz ，电压增益Av=23dB ，通频带B=1.5MHZ 。

二、电路的实验箱设计

2.1 电路原理图

实验元器件如下：

1、高频信号发生器1台

2、频率计模块1块

3、万用表1块

4、数字示波器1台

5、12V直流稳压电源1台

实验电路原理图如图2-1所示：

图2-1 单调谐小信号放大电路

2.2 实验箱调试及结果

高频小信号谐调放大器电路的调试：

1、根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的