高频课程设计

《高频电子线路》课程设计

学院：信息工程学院

班级：电信09-2

姓名：…………

学号：…………

验证试验：调谐放大器的仿真

1.实验目的

(1)熟悉仿真软件MULTISIM(EWB)的使用，掌握用MULTISIM(EWB)做谐振放大器仿真。

(2)掌握谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。

(3)分析信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而弄清频带扩展。

(4)学会放大器的动态范围及其测试方法。

2预备知识

(1)仿真软件MULTISIM(EWB)

(2)MULTISIM(EWB) 的基本操作

(3)小信号谐振放大器的原理

3仪器设备

(1)PC机一台

(2)MULTISIM(EWB) 软件

4实验内容

(1)打开仿真系统MULTISIM(EWB) ，在工作区中建立单调谐回路谐振放大器仿真系统。

图1 单调谐回路谐振仿真系统图

（2）静态测量：选用虚拟万用表测量各静态工作点，由MULTISIM（EMB）直接得出各静态工作点。

（3）用虚拟波特图仪测出频率特性曲线

1，取R=1K ，当R=10K，虚拟波特图仪测出的幅频特性曲线

图2 放大器的幅频特性曲线图

可以看出当R=10K，f0=11MHz，Um=488，放大器放大，通频带较窄。

图3 放大器的相频特性曲线

高频小信号放大器课程设计

电路原理及用途

高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路。所谓高频，是指被放大信号的频率在数百千赫至数百兆赫。由于频率高，放大器的晶体管的极间电容的作用不能忽略。小信号是指放大器的输入信号小，可以认为放大器的晶体管（或场效应管）是在线性范围内工作，这样就可以将晶体管（或场效应管）看成为线性元件，分析电路时可将其等效为二端口网络。

原理：高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大。若输入信号电压为，则输出电压，其中为放大器的电压增益。输入信号为小信号电压，输出信号是通过谐振回路放大后的电压。

用途：高频调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。其中最容易出现的问题是自激振荡，同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。本文以实际制作为基础，用LC振荡电路为辅助，来消除高频放大器自激振荡和实现准确的频率选择；另加其它电路，实现放大器与前后级的阻抗匹配。

分类：高频小信号放大器a：按所放大信号的频谱宽窄可分为宽带放大器和窄带放大器；b：按所用负载的性质可分为谐振放大器和非谐振放大器；c：按电路形式分为：单级放大器、多级放大器；d：按元器件分为：晶体管放大器、场效应

管放大器、集成电路放大器。

主要技术指标

（1）电压增益与功率增益

电压增益（u A ）等于放大器输出电压与输入电压之比；而功率增益（p A ）等于放大器输出给负载的功率与输入功率之比。

（2）通频带

通频带的定义是放大器的电压增益下降到最大值的1/2倍时所对应的频带宽度，常用7.02f ∆来表示

（3）矩形系数

矩形系数是表征放大器选择性好坏的一个参量。而选择性是表示选取有用信号、抑制无用信号的能力。理想的频带放大器应该对通频带内的频谱分量有同样的放大能力，而对通频带以外的频谱分量要完全抑制，不予放大。所以，理想的频带放大器的频率响应曲线应是矩形。但是，实际的放大器的频率响应曲线与矩形有较大的差异，矩形系数用来表示世纪曲线形状接近理想矩形的程度，通常用1.0r K 来表示，其定义为：7

.01

.01.0r 22f f K ∆∆=

，式中7.02f ∆为放大器的通频带；1.02f ∆为

放大器的电压增益下降至最大值的0.1倍时所对应的频带宽度。

（4）噪声系数

噪声系数是用来表征放大器的噪声性能好坏的一个参量。对于放大器来说，总是希望放大器本身产生的噪声越小越好，即要求噪声系数接近于1。

设计电路

电路工作状态或元件参数的确定

由于设计要求0 6.5M H z f =，通频带0.8M H z B W =，且电压增益要大于20dB ，选用晶体管3DG6C 在性能上可以满足需要。晶体管选定后，根据高频小信号谐振放大器应工作于线性区，且在满足电压增益要求的前提下，EQ I 应尽量小些，以减小静态功率损耗。EQ I 变化会引起Y 参数的变化，在正常的EQ I 取值范围内，随着EQ I 的增加，fe y 变大，ie g 、oe g 略有增加。 A 、求晶体管的混合π参数

已知晶体管3DG6C 的参数为MHz f T 250≥，Ω='70r b b ，pF C c b 3='，

mA I EQ 1=，600=β。据此可求得：

(1)发射结的结电阻Ω⨯=⨯='301056.1/26mA I mV r EQ e b β； (2)发射结的结电导S r g e b e b 3'1064.0/1-'⨯==； (3)晶体管的跨导S mV mA I g e 3m 1046.3826/-⨯==； (4)发射结电容F f g C T 12e b'105.242/-⨯==π= 24.5pF 。 B 、由混合π参数求Y 参数

由于pF C e b 3='，c b e b C C ''〉〉，可以按下列公式计算： (1)共射晶

体管输

入导纳

mS j C j g r C j g e b e

b b b e b e b ie 82.216.1)(1/)(y +=+++='''''ωω

由此可得：mS g ie 16.1=，105.22⨯=ie C -12

F 。 (2)共射晶体

管

输

出

导

纳