2011年全国电子设计大赛LC谐振放大器报告
2011年全国大学生电子设计竞赛D题
LC谐振放大器设计一、系统方案设计的论证与比较根据设计要求，电路设计框图如下：衰减器部分：采用π型电阻网络来实现40dB衰减，连接示意图如下：衰减器的特性阻抗应要求为50Ω，衰减量40±2dB，频带与LC谐振放大器相对应，中心频率为15MHz。
LC谐振放大器部分：高频小信号放大器的特点：（1）频率较高中心频率一般在几百kHz到几百MHz频带宽度在几KHz到几十MHz，故必须用选频网络。
（2）小信号信号较小故工作在线性范围内(甲类放大器)即工作在线形放大状态。
（3）采用谐振回路作负载，即对靠近谐振频率附近的信号有较大的增益，对远离谐振频率附近的信号其增益迅速下降，即具有选频放大作用。
高频小信号调谐放大器简述：高频小信号放大器的功用就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，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。
对高频小信号放大器的基本要求是：（1）增益要高，即放大倍数要大。
（2）频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用Q 值来表示，其频率特性曲线如图-1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7，品质因数Q=fo/2Δf0.7.（3）工作稳定可靠，即要求放大器的性能尽可能地不受温度、电源电压等外界因素变化的影响，内部噪声要小，特别是不产生自激，加入负反馈可以改善放大器的性能。
（4）前后级之间的阻抗匹配，即把各级联接起来之后仍有较大的增益，同时，各级之间不能产生明显的相互干扰。
谐振频率的确定：高频放大器制作中最关键也是最难的就是选取恰当的电感和电容值，使电路谐振。
谐振时有ωC=1/ωL，通过计算可以确定LC的值，但实际电路与理论计算往往相差很大，甚至能相差十几倍到几十倍，这就需要一定的操作技巧。
多次实验表明，实际振荡频率一般小于计算的频率，这就要用调节的法来确定放大器的谐振频率。
二、电路图连接衰减器电路图：其中R2为后级电路的输入阻抗。
2011年全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文设计报告材料
放大器的应用[摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。
集成运放和外部反应网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算〞放大器。
本课程设计的根本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比拟器四个设计模块，每个模块均采用一个运放与一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
[关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比拟器目录一、设计任务2二、设计方案与比拟31. 三角波产生器42. 加法器53. 滤波器54. 比拟器6三、电路设计与理论分析7四、电路仿真结果与分析121.U端口121o2.U端口131i3.U端口132i4.U端口14o25.U端口143o五、总结15一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1〔a 〕，实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端参加由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1〔b 〕所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。
图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。
2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
2o u 信号再经比拟器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供应。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。
LC谐振放大器设计报告
2011年全国大学生电子设计竞赛LC谐振放大器（D题）【1407组】作品类别：D类2011年9月2日摘要高频小信号谐振放大器在通信、广播等设备中有广泛的应用，可以利用三极管放大信号、LC并联谐振回路谐振选频，从而放大特定频率的信号。
三极管共基极放大电路中不存在密勒电容效应，而且BJT的输入电阻（即发射节的正向电阻）很小，所以共基极放大电路具有比较好的高频响应特性，利用三级级单调谐电路将原始微弱信号增益大于80dB，并利用LC并联谐振回路将15MHZ的信号选出。
表现高频小信号谐振放大器的主要性能指标由谐振频率f,谐振电压放大倍数AV0,放大器的通频带ＢＷ及选择性（矩形系数Ｋ1.0r）的计算。
LC谐振放大器设计要求：（1）衰减器指标：衰减量40±2dB，特性阻抗50Ω，频带与放大器相适应。
（2）放大器指标：a）谐振频率：f0 =15MHz；允许偏差±100kHz；b）增益：不小于60dB；c）−3dB 带宽：2Δf0.7 =300kHz；带内波动不大于2dB；d）输入电阻：R in=50Ω；e）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360mW，尽可能减小功耗。
（4）在-3dB 带宽不变条件下，提高放大器增益到大于等于80dB。
（5）在最大增益情况下，尽可能减小矩形系数Kr0.1。
（6）设计一个自动增益控制（AGC）电路。
AGC 控制范围大于40 dB。
AGC 控制范围为20log(V omin/V imin)－20log(V omax/V imax)（dB）。
现有的设计方法需要大量复杂的运算，且对放大电路部分输入、输出匹配电阻的确定需应用作图方法来确定，硬件设计结束才可测定指标，设计中不易保证电路设计的可靠性。
本文基于这一点介绍了由分立元件构成的高频小信号放大器的结构，利用multisim软件提供的BJT管模型得出其输出特性以确定所需的匹配电阻，简化了设计过程，并从电路的功能要求和算法分析完成了整个电路的设计，并利用multisim软件进行了性能仿真和分析。
LC谐振放大器的实验报告
LC谐振放大器设计报告（D题）内容摘要：本文介绍了LC谐振放大器的设计原理，分析了有可能影响LC 谐振放大器的因素以及采取的针对性措施。
在此设计中我们运用衰减器来减小输入电压的值进而方便了放大器电路的测量。
中周电感和聚酯电容来提取频率为15MHz的波。
用三极管来放大电路，并使用其他措施来减小电路误差。
整个系统的-3dB带宽为300kHz。
在较低的外部电压下，放大器电路的整体功耗很小。
关键词：LC谐振放大器衰减器中周电感第一章绪论1.1：设计任务设计并制作一台LC谐振放大器。
设计的大体示意图如下所示：1.2：设计要求1.2.1：基本要求（1）衰减器指标：衰减量40±2dB，特性阻抗50Ω，频带与放大器相适应。
（2）放大器指标：(a）谐振频率：f0=15MHz；允许偏差±100KHz；(b）增益：不小于60dB；(c）-3dB带宽：2Δf0.7=300KHz；带内波动不大于2dB；(d）输入电阻：Rin=50Ω；(e）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360mW，尽可能减小功耗。
1.2.2：发挥部分（1）在-3dB 带宽不变条件下，提高放大器增益到大于等于80dB。
（2）在最大增益情况下，尽可能减小矩形系数Kr0.1。
（3）设计一个自动增益控制（AGC）电路。
AGC控制范围大于40dB。
AGC控制范围为20lg(Vomin/Vimin)-20lg(Vomax/Vimax) (dB)。
（4）其他。
附录：图二是LC谐振放大器的特性曲线，矩形系数Kr0.1=2Δf0.1/2Δf0.7第二章方案的比较与论证本系统主要有以下几个模块：自制电源衰减器LC谐振放大器等三大功能模块。
2.1自制电源模块：方案一：线性稳压源。
采用效率较高的串联电路，尤其是采用集成三端稳压器，输出电压波纹小，可靠性高，性价比高。
可为后面的谐振放大电路提供不失真保障。
2011年全国大学生电子设计竞赛
2011年全国大学生电子设计竞赛LC谐振放大器（D题）【本科组】摘要LC谐振放大器是利用三极管放大，LC并联谐振回路选频来实现放大的，由衰减器、三极管共射放大电路、LC谐振回路和AGC自动增益控制电路组成。
为了便于测试，用衰减器衰减输入信号，三级晶体管放大信号，LC谐振回路选频，放大特定频率的信号，AGC自动增益控制电路保证增益基本稳定。
共射电路有电压增益大的特点，适用于高频电路中。
此设计的三级单调谐电路可实现：（1）将衰减后的微弱信号放大80DB；（2）LC谐振回路可产生15MHz的谐振频率；（3）第一级放大电路的输入电阻可控制在50Ω左右；LC谐振放大器是低压、低功耗的放大器，节省了能源，其高增益使得在放大这一块得以更好的应用。
关键词：LC谐振放大器，增益，通频带，矩形系数1.系统方案论证与选择1.1 LC谐振放大器的论证与选择方案一：LC谐振放大器可以用集成芯片，外加LC谐振回路来完成，但其要求的频率较高，输入信号较小，低功耗，且用3.6V电压供电，要找到合适的芯片是有难度的，而且成本较高，很多仿真出来的电路都难以实现其功能和达到其指标。
方案二：采用分立元件做的LC谐振放大器更容易实现，但要慎选三极管，选择低功耗的，小于100mA的，要尽量减少三极管的数量。
用分离元件降低了成本，用的都是常用的电阻电容。
通过以上论述，选择方案二更可行。
1.2 LC谐振放大器的原理图LC谐振放大器的基本原理方框图（图1）图1 LC谐振放大器的基本原理方框图输入信号经衰减器衰减，由三级晶体管放大信号，经LC谐振回路选频输出特定信号，AGC反馈电路保证信号稳定输出。
2．各模块的选择2.1 衰减器的选择衰减器可以用专用的固定衰减器，但其成本高，由于时间的限制，也不现实。
故选用电阻网络。
为满足其要求，选取电阻时要选用千分之一精密电阻。
本电路中用π型电阻网络来实现（图2）。
图2 π型电阻网络来实现信号从左端输入，经过π型网络降压，衰减后的信号从右段输出。
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。
2011全国电子设计大赛赛后报告
2011年全国电子设计大赛赛后报告经过两个月的努力，此次比赛终于结束了。
这次比赛由我们组三个人的共同努力和老师的指导下很荣幸获得了省级一等奖。
虽然获得了奖，但是自身还是存在很多问题。
现在就从假期准备到比赛结束进行总结。
我组准备的是控制类的题目，所以在假期的时候一直都是拿小车来做例子一点点的练习。
小车可以分为两种，一种是步进电机驱动小车，另一种是直流电机驱动小车。
我们准备的是直流电机驱动小车，所以我主要说一下直流电机驱动小车，直流电机速度要比步进电机快，但是对直流电机的控制是很难的。
走直线一直是直流电气最难的事情，这个问题我们用过纯程序控制，在短距离内效果还不错，可是距离大于两米误差就很大了。
还用过码盘控制，用的是42个尺的码盘，用光电开关检测。
可是这也不能达到预想的目的，最好状态就是在所在直线左右做波浪运动。
由本人总结直流小车本身不需要做太多的控制，最重要的还是对传感器应用。
传感器在比赛中得到了很多应用，主要有寻线传感器，壁障传感器，超声波测距传感器，无线模块，角度传感器，和电子罗盘等等。
对应相应的题目可以用壁障传感器和循迹传感器把直流小车调的很准确，还有角度等都能为直流小车带来准确性。
在假期校园内看不到几个人，只有我们的身影穿梭在实验室与餐馆之间，我们每天大多数的时间都在实验室度过，包括晚上睡觉。
这样的条件让我们适应了在比赛时4天3夜。
在8月31号早上八点题目下来我们就开始紧张在比赛当中，首先是每组的三个人凑在一起讨论应该做什么题目，我组选得是自由摆的平板控制系统，当我们选定题目时就开始组织方案。
经过讨论和老师的建议我们确定了大概三个方案。
第一方案就是用角度传感器来控制平板的平衡，这样就要用到AD模数转换。
第二方案是用划线变阻器，也是通过检测阻值大小，用AD转换来检测信号。
第三方案就是用码盘，用循迹模块检测码盘的黑白线条来控制平板的平衡。
由于角度传感器没有调出来，所以当时选得是第二方案。
确定方案之后就开始实行，分配任务，我负责把硬件组装好。
2011年电子设计竞赛设计报告(A题)
2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）摘要本次设计的开关电源模块并联供电系统由两个LM2596进行DC/DC变换，用8051单片机作主控芯片。
输入DC 24V，输出DC 8.0V，额定输出功率为32W，采用对等互补均流方式进行电流自动分配输出，具有过流和短路保护功能，系统转换效率达到70%以上。
关键词：DC/DC变换，并联供电系统，开关电源AbstractThe design of the switching power supply module consists of two LM2596 in parallel power supply system for DC / DC converter, with 8051 as main chip. Input DC 24V, output DC 8.0V, the rated output power of 32W, the application of the complementary stream are automatically assigned to the current output, with over-current and short circuit protection, system conversion efficiency of 70%.Keywords: DC / DC converter, parallel power supply systems, power目录1 方案论证与比较 (3)方案一恒流控制法 (3)方案二外部电路控制法 (3)方案三对等互补分流法 (3)2 系统设计与分析 (4)2.1总体框架分析 (4)2.2 单元电路设计 (4)2.2.1 降压电路设计 (4)2.2.2采样放大电路设计 (5)2.2.3 A/D转换模块设计 (5)2.2.4 控制模块设计 (5)2.2.5 负电压产生电路设计 (5)3 理论分析与计算 (5)3.1 DC/DC 变换器稳压 (6)3.2 电流电压检测 (6)3.3 均流方法 (6)3.4 过流保护 (6)4 软件设计 (6)5 系统测试 (7)5.1 测试仪器 (7)5.2 测试方法 (7)5.3 测试数据 (7)6 结论 (9)参考文献 (10)附录 (11)1 方案论证与比较方案一恒流控制法图1 恒流控制示意图系统由第二个LM2596接收到10K的电位器的反馈电压，实现恒流输出，不足的功率由第一个LM2596互补输出，实现电流分配。
LC谐振放大器报告
2011全国大学生电子设计竞赛LC谐振放大器（D题）设计报告2011年9月3日LC谐振放大器（D题）摘要本设计采用三级管两级放大实现一个低压、低功耗的LC谐振放大器。
该放大器实际上是一个高频小信号谐振放大器，其核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是（μV）到几毫伏（mV），而接收电路中的检波器（或鉴频器）的输入电压的幅值要求较高，最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此，高频小信号放大器，完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大，即从众多的无线电波信号中，选出需要的频率信号并加以放大，而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以提高信号的幅度与质量。
关键词：高频小功率晶体管 LC并联谐振回路高频小信号放大器AbstractThis design uses the level 3 tube two stage amplifier achieve a low pressure, low power consumption LC resonance amplifier. The amplifier is actually a high frequency amplifier, small signal resonance its core element is high frequency small power transistors and LC parallel resonant circuit. Wireless communication receiving equipment receiving antenna receive from space of electromagnetic waves came out and induction of high frequency signals of voltage amplitude is (u V) to several millivolt (mV), and the detectors receiving circuit (or is popularly used implement) input voltage amplitude the demand is higher, the best around 1 V. This needs to be in the detection of high frequency amplifier and before medium frequency amplifier. Therefore, high frequency amplifier, small signal of the antenna to complete a weak signal and amplified, namely to choose from so many of the radio signal, elected in the frequency of the signal and the need to be amplified, and for other useless signal, interference and noise control, in order to improve the signal amplitude and quality. Keywords: high frequency small power transistors LC parallel resonant frequency small signal amplifier circuit1、系统方案论证与比较系统总体设计框图1.1衰减器的设计方案方案一：采用纯电阻电路网络使输入电压衰减40dB，有两种电阻衰减器的结构：T型和PI型，都是对称结构。
LC谐振放大器(D题)
2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告题目：LC谐振放大器 (D题)队号：512077LC谐振放大器摘要：本系统以高频小信号LC谐振放大电路为核心，设计制作了振荡频率为15MHz的谐振放大器。
系统第一部分输入信号通过型电阻网络衰减电路实现信号衰减的功能，同时完成电路阻抗匹配，使信号能够很好的传给下一级放大电路。
综合考虑功耗、通频带、选择性噪声影响及工作稳定等因素，第二部分设计了两级高频小信号单调谐放大电路相串联来完成60dB的放大。
每级高频小信号放大电路均采用分立元件搭建而成，使用三极管S9018作为高频放大管，谐振负载采用LC并联谐振回路。
通过各个模块间的配合使用，实现了谐振频率达15MHz，上下偏差不超过100KHz，并且系统带宽为，带内波动不大于，同时又降低了整个系统的成本及提高了系统的可实现性。
总的来说，本系统基本符合指标的要求。
关键词：衰减器谐振回路高级小信号放大阻抗匹配目录一、系统方案论证 11、衰减器方案论证 12、LC谐振放大器方案论证 1二、理论分析与计算 1三、电路设计 21、衰减电路设计 22、LC谐振放大电路设计 3四、系统测试 41、放大性能测试 42、通频带测试 43、矩形系数 54衰减电路测试 6五、总结 6一、系统方案论证经过仔细地分析和论证，根据题目要求，将本次谐振放大器由分为两大部分：即衰减电路和LC谐振放大电路。
1、衰减器方案论证方案一：采用集成运放构成有源衰减器，但这种衰减器输出容易产生超调或振荡现象，这种衰减器用常于自动增益和斜率控制电路中，电路比较复杂，不容易实现。
方案二：采用型电阻网络衰减器，这种衰减器又称为无源衰减器。
利用这种衰减电路不仅可以对信号进行准确衰减而且还能进行阻抗匹配，从而提高测量准确度。
型衰减器可以在规定的频率范围内实现较理想阻抗变换而且型衰减器尺寸小、成本低、功耗低、电路简单、易于实现等诸多优点。
因此在本设计中，我们选择型衰减器。
2011年全国电子设计大赛D题LC谐振放大器设计报告
全国电子设计大赛LC谐振放大器方案设计报告2011-9-3课题名称：LC谐振放大器指导老师：孙继昌小组成员：朱培军，赵磊，蔡翔目录摘要 (3)Abstract (3)一、系统方案 (5)1、整体方案的论证与比较 (5)2、系统设计方案 (6)二、设计与论证 (6)1、理论分析 (6)三、单元电路的分析 (10)1、系统组成 (10)2、衰减器模块的设计 (11)3、“高感磁芯”选频模块的设计 (12)4、运放级联放大模块的设计 (13)四、系统测试 (14)1、使用的仪器和设备 (14)五、过程中遇到的困难和注意事项 (14)六、参考文献 (15)附录（元件清单、电路图） (16)摘要本文采用自制的电源对系统供电，系统经过衰减器后，输入信号通过“高感磁芯”（具有高品质因数）构成的选频网络选择出符合题目要求的频率（15MHZ）与带宽（300KHZ），且此选频网络对信号有一定的放大作用；再将得到的信号经过双运放OPA2354正向放大接入以达到放大60DB以上的指标。
完成以上基本要求后就是对发挥部分的操作（此题发挥部分基本上为对几根要求部分指标的提高）；在设计系统时满足LC谐振放大器低压、低功耗。
关键字：衰减器、选频网络、LC谐振、高品质因数、低压、低功耗AbstractIn this paper, homemade power supply system, the system through the attenuator, the input signal through the “high sense of core” (high quality factor) consisting of frequency-selective network choose topics that meet the requirements of frequency (15MHZ) and bandwidth (300KHZ), and this election has a certain frequency network signal amplification; then get the signal through theOPA2354 dual op amp in order to achieve positive amplification amplified 60DB access more indicators.After completion of the above is the basic requirement to play a part of the operation (play part of this problem is basically a few requirements for the improvement of some indicators); to design a system to meet the LC resonant amplifier voltage, low power consumption.Keywords: attenuators, frequency-selective network, LC resonance, high quality factor, low-voltage, low power consumption一、系统方案1、整体方案的论证与比较（1）中周选频法利用市场上可买到的中周，对其先进行测试，计算得出其电容和电感数值，然后对原中周铜线的匝数进行增减以达到15MHZ。
2011电子设计大赛放大器题目
LC谐振放大器（D题）摘要：高频谐振放大器广泛应用于通信系统和其它电子系统中，调谐放大器常指各种发射机和接收机的电压放大器，其作用时要将所接受的射频信号或变频后的中频信号进行放大，已达到高频功放或检波电路所需的幅度。
高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线设备中的高频小信号，以便作进一步的变换和处理。
高频小信号谐振放大器电路除具有放大功能外，还具有选频功能，即从众多信号中选择有用信号，滤除无用的干扰信号的功能。
本系统以衰减器作为输入级，LC谐振放大器作为中间级，射级输出器作为输出级。
输入级采用π型电阻网络，中间级采用单调谐回路谐振放大器，以晶体管9018作为放大器，采用抽头谐振回路作为放大器负载，对信号频率谐振，完成阻抗匹配和选频滤波功能，输出级采用射级输出器以提高带负载能力。
关键词：衰减器LC谐振通频带矩形系数1、系统方案设计与比较系统整体方案设计如下： 流程图：V ｉ Ｖｏ方案一：LC 谐振放大器采用双调谐放大器，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，广泛地用于高增益、宽频带、选择性要求高地场合，但双调谐回路放大器的调整较为困难，两级调谐频率不容易调到一致，从而使得到的幅频特性不理想，故放弃此方案。
方案二：LC 谐振放大器采用单调谐放大器，采用单管共发射级电路，单调谐通频带窄，选择性一般，但调整简单，便于调试，故采用此方案。
硬件框图如下：2、单元电路设计与计算2.1 衰减器部分：衰减器在保证输入阻抗不变的情况下，可以有T 型电阻网络或者π型电阻网络构成。
以T 型网络为例进行公式推导：首先因为从输入端看进去的输入电阻应该等于O R ,所以可得 O O R R R R R =++121//)(又根据电路输入电压和输出电压的关系可得：OO OI OI OI O U R R R U R R U R R U R R =++++)())((1121衰减器 LC 谐振放大器 射级输出器联立以上可得：1)(211221-=+-=IO I O O IO I O OU U U U R R U U U U R R 和同理，π型网络的计算公式为：)11(1-+=IO I O O U U U U R R 和IO I O O U U U U R R 21)(22-=经计算可得在满足衰减量40dB,特性阻抗50Ω时，经计算得，T 型网络Ω=491R ，Ω=12R ；π型网络Ω=511R ，Ω=K R 5.22。
全国电子设计大赛LC谐振放大器
LC谐振放大器摘要高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗要求发射机具有较大的功率输出，而且通信距离越远，要求输出功率越大。
所以为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。
由于高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。
本次设计先是对高频功率放大器有关理论知识作了一些简要的介绍，然后在性能指标分析基础上进行单元电路设计，最后设计出整体电路图，在软件中仿真验证是否达到技术要求，对仿真结果进行分析，最后焊接并调试电路。
关键词：高频谐振功率放大器谐振回路耦合回路工作状态AbstractHigh frequency power amplifier is an important part of the equipment to send one of communication, circuit, in order to make up for in process of wireless transmission signal attenuation requirements with greater transmitter output power and communications, the farther the distance, the greater the output power requirements. So in order to get enough high frequency output power, must use high frequency power amplifier. Due to the high frequency power amplifier high frequency band, relatively narrow, so the general use of the web as a load circuit choose frequency.The first design of the high frequency power amplifier theory knowledge about some briefly introduced, and then the performance index analysis in based on the circuit design, and in the end the design unit circuit diagram, a whole in software simulation verify whether attain the technical requirements of the simulation results on analysis, the final installation and debugging circuit circuit.Keywords：High-frequency resonant power amplifier Resonant circuitCoupling Loop Working condition一、方案比较与论证1．基本方案根据要求，需要设计并制作一个低压、低功耗的LC谐振放大器；为了便于测试，在放大器的输入端插入一个40dB的固定衰减器。
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。
2011年全国电子设计大赛LC谐振放大器
LC谐振放大器摘要高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗要求发射机具有较大的功率输出，而且通信距离越远，要求输出功率越大。
所以为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。
由于高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。
本次设计先是对高频功率放大器有关理论知识作了一些简要的介绍，然后在性能指标分析基础上进行单元电路设计，最后设计出整体电路图，在软件中仿真验证是否达到技术要求，对仿真结果进行分析，最后焊接并调试电路。
关键词：高频谐振功率放大器谐振回路耦合回路工作状态AbstractHigh frequency power amplifier is an important part of the equipment to send one of communication, circuit, in order to make up for in process of wireless transmission signal attenuation requirements with greater transmitter output power and communications, the farther the distance, the greater the output power requirements. So in order to get enough high frequency output power, must use high frequency power amplifier. Due to the high frequency power amplifier high frequency band, relatively narrow, so the general use of the web as a load circuit choose frequency.The first design of the high frequency power amplifier theory knowledge about some briefly introduced, and then the performance index analysis in based on the circuit design, and in the end the design unit circuit diagram, a whole in software simulation verify whether attain the technical requirements of the simulation results on analysis, the final installation and debugging circuit circuit.Keywords：High-frequency resonant power amplifier Resonant circuitCoupling Loop Working condition一、方案比较与论证1．基本方案根据要求，需要设计并制作一个低压、低功耗的LC谐振放大器；为了便于测试，在放大器的输入端插入一个40dB的固定衰减器。
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2011年全国电子设计大赛LC谐振放大器（D题）摘要本设计采用三级管两级放大实现一个低压、低功耗的LC谐振放大器。
该放大器实际上是一个高频小信号谐振放大器，其核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是（μV）到几毫伏（mV），而接收电路中的检波器（或鉴频器）的输入电压的幅值要求较高，最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此，高频小信号放大器，完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大，即从众多的无线电波信号中，选出需要的频率信号并加以放大，而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以提高信号的幅度与质量。
关键词：高频小功率晶体管 LC并联谐振回路高频小信号放大器AbstractThis design uses the level 3 tube two stage amplifier achieve a low pressure, low power consumption LC resonance amplifier. The amplifier is actually a high frequency amplifier, small signal resonance its core element is high frequency small power transistors and LC parallel resonant circuit. Wireless communication receiving equipment receiving antenna receive from space of electromagnetic waves came out and induction of high frequency signals of voltage amplitude is (u V) to several millivolt (mV), and the detectors receiving circuit (or is popularly used implement) input voltage amplitude the demand is higher, the best around 1 V. This needs to be in the detection of high frequency amplifier and before medium frequency amplifier. Therefore, high frequency amplifier, small signal of the antenna to complete a weak signal and amplified, namely to choose from so many of the radio signal, elected in the frequency of the signal and the need to be amplified, and for other useless signal, interference and noise control, in order to improve the signal amplitude and quality. Keywords: high frequency small power transistors LC parallel resonant frequency small signal amplifier circuit1、系统方案论证与比较系统总体设计框图1.1衰减器的设计方案方案一：采用纯电阻电路网络使输入电压衰减40dB，有两种电阻衰减器的结构：T型和PI型，都是对称结构。
利用衰减器计算软件，选择衰减器类型，输入衰减量、输入阻抗、输出阻抗，单击确定，即可得到纯电阻网络的衰减器。
此类衰减器结构简单，容易分析。
方案二：在纯电阻电路网络后加入一个选频网络，实现输入信号在一定频率范围内衰减。
方案三：利用低通滤波器和高通滤波器设计一个带阻滤波器，其中心频率为15MHZ,±300KHZ衰减40DbB。
利用椭圆函数计算方法，确定电路中的各种参数。
LC椭圆函数带阻滤波器，中心频率15MHz，在50KHz处衰减量为1dB 在300KHz 处的衰减量为40dB 负载阻抗50欧姆。
计算过程① fu =15600KHz,fl=14400KHz,中心频率f=15000KHz.②带宽陡度系数AS=510/300=1.70,选择一个频率比为1.7，且衰减从1dB到大于40dB的滤波器。
③运行Filter Solution程序，点击“阻带频率”（Stopband Frequency），在“通带波纹（dB）”(passband ripple)内输入0.18，在“通带频率”内输入1，在阻带频率内输入2，选中频率单位“弧度”,在“源阻抗”和“负载阻抗”内输入1.④点击“确定阶数”控制按钮，打开第二个面板，在“阻带衰减”内输入40，点击设置最小阶数，关闭，选中“偶次阶模式”。
⑤点击“电路”按钮，选择“无源滤波器1”，得到低通滤波器⑥所有电感用倒数值电容替代，所有电容用到数值电感代替，得到归一化高通结构。
⑦所有高通元件乘以Qbr,Qbr=29.4.⑧每个高通电感与一个串联电容谐振，每个电容与一个并联的电感谐振，获得归一化带阻滤波器，此时中心频率为1rad/s,所以谐振元件之间是倒数关系。
⑨中心频率15MHz,Z=50O ,电路中电感乘以（Z/FSF）,电容/(z×FSF).FSF=2∏f通过对这三种方案的对比和分析，在该设计中我们选择了第二种设计方案，因为该电路结构简单，其参数也较易计算和确定。
1.2放大器部分设计方案从放大器的组成器件上来分，初步定下三套方案。
方案一：采用单管（晶体管）多级放大，高频小功率晶体管具有高增益、低噪声及低功耗的特点。
此电路电路结构简单，通过很多实验可得，放大倍数一般比较小，不能满足60dB的放大倍数。
方案二：采用运算放大电路放大,运算放大电路的电能损耗较大，不满足低功耗的要求。
方案三：以高频管VT为中心组成的一级单调谐高频放大器，高频载波信号经L1、L2电磁耦合后，采用L2中间抽头办法将其加至高频管的VT发射结，目的是改善VT与输入回路间的阻抗匹配。
C2容量较大，对高频载波呈短路。
VT和调谐回路L 3、C5及电阻R1～R3等组成共基极单调谐放大器，R2、R3组成基极偏置分压器，使VT工作在线性放大状态；R1为发射极电阻，用于稳定工作点；C3、C4容量较大，对高频信号旁路。
因此本设计的放大器选择第三个方案。
2、理论分析与计算2.1衰减器的分析计算根据题目要求可知此衰减器衰减量为40dB。
根据衰减器设计方案二，计算出衰减器中的各参数。
2.2 LC谐振放大器的分析计算LC谐振放大器电路高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理，与低频小信号放大电路是基本一致的。
不同的是：一是在高频小信号谐振放大器中，所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高；二是高频小信号谐振放大器的频宽是窄带（要求只放大某一中心频率的载波信号）。
因此，首先在电路组成上应将低频放大电路中的低频三极管换成具有更高截止频率的高频三极管，将集电极负载换成了LC选频网络；再是在电路分析与设计中，应重点考虑电路的高频特性与选频特性。
高频小信号谐振放大器的核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
2.2.1高频小功率晶体管与LC并联谐振回路（1）．高频小功率晶体管高频小信号放大电路中采用的高频小功率晶体管与低频小功率晶体管不同，主要区别是工作截止频率不同。
低频晶体管只能工作在3MHz以下的频率上，而高频晶体管可以工作在几十到几百兆赫兹，甚至更高的频率上。
目前高频小功率晶体管工的作频率可达几千兆赫，噪声系数为几个分贝。
高频小功率晶体管的作用与低频小功率晶体管一样，工作在甲类工作状态，起电流放大作用。
（2）．LC并联谐振回路在接收机的各级高频小信号放大器中，利用LC并联谐振回路的选频作用，对谐振点频率的电流信号呈现较大的阻抗，而且是纯电阻性的，将电流信号转换成电压信号输出，而对失谐点频率的电流信号呈现很小的阻抗，抑制失谐点频率电流信号的输出，起到选择出所需接收的信号，抑制无用的信号和干扰的目的。
2.2.2小信号谐振放大器的分类按调谐回路划分：单调谐回路放大器、双调谐回路放大器和参差调谐回路放大器。
按所用器件划分：晶体管放大器、场效应管放大器和集成电路放大器。
按器件连接方式划分：共基、共射与共集电极放大器或共源、共漏与共栅极放大器。
2.2.3高频小信号谐振放大器的主要性能指标及计算（1）．谐振电压增益放大器的谐振电压增益是指放大器在谐振频率上的电压增益，记为，其值可用分贝(dB）表示。
实际应用时，考虑放大器的稳定性问题，单级放大器的增益一般为20～30dB；若增益不够，可采用多级调谐放大器级联实现。
（2）．通频带通频带是指放大器的电压增益下降到谐振电压增益的时所对应的频率范围，一般用（或）表示。
由于小信号调谐放大器所放大的一般都是已调信号，包含一定的边频，所以放大器必须有一定的通频带。
如：一般调幅广播接收机的中放通频带约为8KHz，调频广播接受机的中放通频带约为200KHz。
（3）．选择性选择性是指放大器从各种不同频率的信号中选出有用信号而抑制无用或干扰信号的能力。
通常用“抑制比”和“矩形系数”两个技术指标。
①抑制比：定义为谐振电压增益与通频带外指定偏离谐振频率处的电压增益之比值，用表示，记为（dB）d =值越小，即衰减的分贝数越大，则放大器选择性越好。
例如：收音机的选择性指标就用抑制比来描述，普通调幅收音机，偏离处，衰减不低于20dB；优质调幅收音机，偏离处，衰减不低于30～40dB；调频收音机，偏离处，衰减不低于30dB。
②矩形系数：用于评定实际的谐振曲线偏离（或接近）理想谐振曲线的程度，矩形系数定义为的值越小越好，在接近1时，说明放大器的谐振曲线就越接近于理想谐振曲线，放大器的选择性越好。
（4）．稳定性稳定性是指当组成放大器的元件参数变化时，放大器的主要性能——增益、通频带、选择性的稳定程度。
常见不稳定现象：增益变化、中心频率偏移、通频带变化、谐振曲线变形、放大器自激。
（5）．噪声系数信噪比：用来表示噪声对信号的影响程度，电路中某处信号功率与噪声功率之比称为信噪比。
信噪比大，表示信号功率大，噪声功率小，信号受噪声影响小，信号质量好。
噪声系数：用来衡量放大器噪声对信号质量的影响程度，输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值称为噪声系数。