高频小信号调谐放大器

高频电子线路课程设计报告

题目： __ 高频小信号谐振放大器 __

院系：_xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx_

专业：____电子信息科学与技术

班级： xxxxxxxxxxx

姓名： xxxxxx

学号： _ xxxxxxxxxxxxxxx __

指导教师： xxxxxxxx

报告成绩：

2016年12月16日

目录

一设计目的 (1)

二设计思路 (1)

2.1 电路的功能 (1)

2.2 设计的基本要求 (1)

三设计过程 (1)

3.1 设计电路 (1)

3.2 测量方法 (4)

3.2.1谐振频率 (4)

3.2.2电压增益 (4)

3.2.3通频带 (5)

3.2.4矩形系数 (5)

四系统调试与结果 (6)

4.1 设置静态工作点 (6)

4.2 计算谐振回路参数 (6)

4.3 利用Multisim 对电路的仿真图 (7)

4.4 设计结果与分析 (8)

五主要元器件与设备 (10)

5.1 元器件与设备 (10)

5.2相关参数 (11)

六课程设计体会与建议 (11)

6.1 设计体会 (11)

6.2 设计建议 (12)

七参考文献 (12)

一设计目的

（1）了解LC谐振回路的选频原理和回路参数对回路特性的影响。

（2）掌握高频单调谐放大器的构成和工作原理。

（3）掌握高频单特性放大器的等效电路、性能指标要求及分析设计。

（4）掌握高频单调谐放大器的设计方案和测试方法。

二设计思路

2.1 电路的功能

所谓谐振放大器，就是采用谐振回路作负载的放大器。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。高频小信号放大器的作用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。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫。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，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。

2.2设计的基本要求

(1)通过具体计算，选择器件给出电路设计电路

(2)给出最终实现电路

(3)进行仿真校验

(4)作出设计总结

三设计过程

3.1设计电路

图1高频小信号单极单调谐回路谐振放大器

图1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号单极单调谐回路谐振放大器。它不仅放可以大高频信号，而且还有一定的选频作用，因此，晶体管的集电极负载为LC 并联谐振回路，在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器射出信号的频率或相位。

放大器在谐振时的等效电路如图2所示，晶体管的4个y 参数分别为： 输入导纳：b

b e b e b b b e

b c b m b b c

b ce oe r C j g r C j g g r C j g y ''''''''+++++≈ωωω)1(

输出导纳：b

b e b e b b b e

b e b ie r C j g r C j g y ''''''+++≈

ωω)1(

反向传输导纳：b

b e b e b b b c

b c b re r C j g r C j g y ''''''+++-

≈ωω)1(

式中m g 为晶体管的跨导，与发射极电流的关系为：

{}6

*

S m i g A e m =

图2谐振放大器的高频等效电路

晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作电流e i 、电流放大系数有关外，还与工作角频率有关。晶体管手册中给出的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。如在条件下测的2SC945的y 参数：

ms rie g ie 21==

ms roe

g oe 2501

== 40=fe y pF c ie 12= pF c oe 4= 350=fe y

如图所示等效电路中，1p 为晶体管的集电极接入系数，即：

2

1

1N N p =

式中，2n 为电感L 线圈的总匝数；2p 为输出变压器ro T 的副边与原边的 匝数比，即：

2

3

2N N p =

式中，3n 为副边的总匝数；L g 为谐振放大器输出负载的电导，11G g L =。

通常小信号谐振放大器的下一级仍为晶体管谐振放大器，则L g 将是下一级晶体

管的输出电导2ie g 。

可见并联谐振回路的总电导：

o

ie oe g l

j c j g p g p g ++++=∑ωω1

22

221

3.2 测量方法

图中输入信号S V 由高频信号发生器提供，高频电压表1V 、2V 分别用于测量放大器是 输入电压i V 与输出电压O V 的值。直流毫安表mA 用于测量放大器的集电极电流c i 的值，示波器监测负载L R 两端的输出波形。谐振放大器的各项性能指标 及测量方法如下。

3.2.1 谐振频率

放大器的谐振回路谐振是所对应的频率0f 称为谐振频率。对于图所示电路，0f 的表达式为：LC

f π210=

式中，L 为谐振回路电感线圈的电感量；C 为谐振回路的总电容, C 的表达式为ie oe C P C P C C 2

22

1--=∑

式中，oe C 为晶体管的输出电容；ie C 为晶体管的输入电容。

LC 并联回路谐振时，直流毫安表mA 的 指示值为最小，电压表2V 的指示值达到最大，且输出波形无明显失真。这是回路的谐振频率就等于信号发生器的 输出频率。

由于分布参数的 影响，有时谐振回路的 输出电流的最小值与输出电压的最大值不一定同时出现，这时视电压表的指示值达到最大时的状态为谐振回路处于谐振状态。

3.2.2电压增益

谐振回路谐振时所对应的电压放大倍数VO A 称为谐振放大器的电压增益。

VO A 的测量电路如图4所示，测量条件是放大器的谐振回路处于谐振状态，