高频小信号调谐放大器课程设计

武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》报告课程设计任务书学生姓名：柯一凡专业班级：通信1102指导教师：黄铮工作单位：武汉理工大学题目:高频小信号调谐放大器初始条件：通过本课程设计，使学生加强对通信电子电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力；锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、根据题目，确定有关的技术指标；设计整体方案，并进行相关的参数计算；2、根据实验条件进行全部或部分电路安装与调试，并完成基本功能；3、总结、编写课程设计报告书；4、课程设计报告书的各部分内容及其装订顺序如下：封面，任务书，目录，正文，参考文献，附录（可选），课设评分表；5、课程设计报告书的具体格式参考学校教务处的相关规定，总页数不得少于25页；6、参考文献不得少于5篇。时间安排：第1周课程设计题目布置与安排；第2－17周查找文献、确定设计方案；完成设计、仿真及硬件制作；第18周撰写课设报告书、完成答辩。指导教师签名：年月日武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》报告1目录目录...................................................................................1摘要...................................................................................2Abstract...............................................................................31引言.................................................................................41.1设计要求......................................................................41.2设计技术指标..................................................................41.2.1高频小信号调谐放大器的电路设计..........................................41.2.2LC三点式反馈振荡器设计..................................................41.2.3高频谐振功率放大器电路设计与制作........................................41.3基本设计条件..................................................................51.3.1高频小信号调谐放大器的电路设计..........................................51.3.2LC三点式反馈振荡器设计.................................................51.3.3高频谐振功率放大器电路设计与制作.........................................52高频小信号电路设计...................................................................62.1高频小信号调谐放大器的原理分析................................................62.2高频小信号调谐放大器参数设置..................................................62.3仿真结果......................................................................83心得体会............................................................................144参考文献............................................................................15武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》报告2摘要放大高频小信号（中心频率在几百KHZ到几百MHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围内）的放大器，称为高频小信号放大器。这类放大器，按照所用器件可分为晶体管，场效应管和集成电路放大器；按照通过频谱的宽窄可分为窄带和宽带放大器；按照电路形式可分为单级和级联放大器；按照所用负载性质可分为谐振放大器和非谐振放大器。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。本文以理论分析为依据，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。武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》报告3AbstractHighfrequencyamplifier(centerfrequencyinhundredsofKHZtohundredsofMHZ，spectrumwidthinafewMHZKHZtodozensofrange),iscalledhighfrequencysignalamplifier.Thiskindofamplifiers,accordingtousedevice,canbedividedintotransistor,mosfetandintegratedcircuitamplifier.Accordingtothewidthofthespectrum,theycanbedividedbynarrowbandandbroadbandamplifier.Accordingtothecircuitforms,theycanbedividedintosinglelevelandcascadeamplifier.Accordingtothenatureofload,theycanbedividedintousedtheharmonicoscillatoramplifierandamplifier.So-calledresonantamplifierisadoptedfortheloadresonantcircuitamplifier.Accordingtothecharacteristics,theharmonicoscillatorcircuithaslargegainforthesignalsneartheresonantfrequency,butthegainfallsrapidlyforthesignalsfarfromresonantfrequency.Therefore,oscillatoramplifiernotonlyhaveresonantamplifieramplificationeffect,butalsoplaysafilterorfrequencyselectiverole.Smallsignaltuningfrequencyamplifieriswidelyappliedincommunicationsystemandotherradiosystem,especiallyinthereceiverandtransmitter.Thesignalfromtheantennainductiveisveryweak.Itwillneedtousetheamplifieramplification.Highfrequencysignalamplifiertheoryisverysimple,buttheactualproductionisverydifficult.Oneofthemosteasilyproblemisofself-excitedoscillationfrequency,andchoosebetweenimpedancematchingisdifficulttoachieve.Basedontheoreticalanalysisandpracticalproduction,thisthesiseliminatesthehighfrequencyamplifierofself-excitedoscillationandrealizeaccuratefrequencyselectionwithLCoscillatingcircuit.Plusingothercircuits,itmatchestherealizationofamplifierandimpedance.武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》报告41引言1.1设计要求根据电路给定的技术指标和条件，给出设计原理、设计过程、电路原理图、各元件件型号或参数、实际测试结果。1.2设计技术指标1.2.1高频小信号调谐放大器的电路设计谐振频率：of＝6.5MHz,谐振电压放大倍数：dBAVO20，通频带：0.7500wBKHz，矩形系数：101.0rK。要求：放大器电路工作稳定，采用自耦变压器谐振输出回路。1.2.2LC三点式反馈振荡器设计振荡频率650ofMHzKHz频率稳定度4/110off输出幅度0.3oppUV采用西勒振荡电路，为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，采用了射随器作为隔离级。1.2.3高频谐振功率放大器电路设计与制作输出功率Po≥125mW（设计时按200mW计算），工作中心频率fo=6MHz，65%。武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》报告51.3基本设计条件1.3.1高频小信号调谐放大器的电路设计回路电感L=4μH,0100Q，11p，20.3p，晶体管用9018，β=50。查手册可知，9018在10ceVV、2EImA时，2860uiegs，200oegus,7oecpf，19iecpf，45feyms，0.31reyms。负载电阻10LRK。电源供电12ccVV。1.3.2LC三点式反馈振荡器设计电源供电为12V，振荡管BG1为9018（其主要参数50,cmImA5,CEQVV0.1,CESVV28-198FEh,取β=100，fT1100MHz）。隔离级射随器晶体管BG2也为9018。1.3.3高频谐振功率放大器电路设计与制作电源供电为12V，负载电阻,RL=51Ω，晶体管用3DA1，其主要参数：Pcm=1W,Icm=750mA,cesU1.5V,Tf=70MHz,feh10，功率增益Ap≥13dB（20倍）。武汉理工大学《学科基础课群综合训练与设计》报告62高频小信号电路设计2.1高频小信号调谐放大器的原理分析高频小信号放大器一般用于放大微弱的高频信号,此类放大器应具备如下基本特性:只允许所需的信号通过,即应具有较高的选择性。放大器的增益要足够大。放大器工作状态应稳定且产生的噪声要小。放大器应具有一定的通频带宽度。图2