高頻電子線路課程設(shè)計高頻放大器

1、高頻電子線路課程設(shè)計題目： 高頻放大器 班級： 2008級通信工程 姓名： 學(xué)號： 成績： 一、 設(shè)計任務(wù) 要求設(shè)計一個調(diào)頻電路中載波輸入中的高頻放大器（調(diào)諧放大器），由lc單回路構(gòu)成集電極的負載，調(diào)諧于放大器的中心頻率。調(diào)諧放大器的種類很多，按調(diào)諧回路分為單調(diào)諧、雙調(diào)諧和參差調(diào)諧等放大器；而按電路聯(lián)接方式又可分為共射、共基、共集三種放大器。一般說，采用雙調(diào)諧回路的放大器，其頻率響應(yīng)在通頻帶內(nèi)可以做得較為平坦，在頻帶邊緣上有更陡峭的截止。超外差接收機中的中頻放大器常采用雙回路的調(diào)諧放大器。雙調(diào)諧回路諧振放大器主要技術(shù)指標：靜態(tài)工作點、電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)，將其與單調(diào)諧回路諧振放大器進行比

2、較，得到對同一輸入信號而言，雙調(diào)諧回路諧振放大器比單調(diào)諧回路諧振放大器的電壓增益有所增大、通頻帶顯著加寬、矩形系數(shù)明顯改善，高頻小信號放大器主要應(yīng)用于接收機的高頻放大器和中頻放大器中，目的是對高頻小信號進行線性放大。 二、高頻放大器方案分析 由于單調(diào)諧放大器的頻帶較窄,選擇性較差。優(yōu)點是線路簡單,調(diào)整方便。通常當放大器的相對帶寬b/f較小時(b/f0時的輸入特性當uce0時，這時電壓有利于將發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)的電子收集到集電極、uceube，三極管處于放大狀態(tài)。當uce1v是的輸入特性具有實用意義。ib/uaibuceicvccrbvbbcebrcv-+v-+ma-+-maube0 三極管的輸入

3、特性 三極管共射特性曲線測試電路(2)、輸出特性 ic/ma ic=f（uce）|ib=常數(shù)三極管的特性曲線劃分為三個區(qū)：截止區(qū)、 放大區(qū)和飽和區(qū)。 4 100ua飽和區(qū)放大器 截止區(qū)：是ib0的區(qū)域。 80ua ib=0時，ic=iceo。硅管約等于1ua， 3 60ua鍺管約為幾十幾百微安，兩個發(fā)射結(jié) 2 40ua和集電結(jié)都處于反向偏置。 1 20ua 放大區(qū)：是ube0,ubc0,ubc0的區(qū)域。 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正偏。在飽和區(qū)中，ic基本上不隨ib而變化。在飽和區(qū)，三極管失去放大作用，icib。當uce=ube，即ucb=0時，稱臨界飽和，uce1 =1 1 o 臨界耦合的條件 1,諧

4、振曲線較平坦，在 （ =0）處，出現(xiàn)最大峰值。此時 = 強耦合條件 1,諧振曲線出現(xiàn)雙峰，兩個雙峰點位置在此時 = 弱耦合條件 1，調(diào)諧曲線在 （ =0）處出現(xiàn)峰值。此時 =并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在放大器的工作頻率上，則放大器的增益就很高；偏離這個頻率放大器的放大作用就下降。可以測出的是(5)、通頻帶 指放大電路增益由最大值下降3db時對應(yīng)的頻帶寬度。它相當于輸入不變時，輸出電壓由最大值下降到0.707倍或功率下降到一半時對應(yīng)的頻帶寬度，如圖51所示。由于放大器放大的是已調(diào)信號，已調(diào)制的信號都包含一定的頻譜寬度，所以放大器必須有一定的通頻帶以便讓必要的信號中的頻譜分量通過放大器。 bw=與諧振回路相

5、同，放大器的通頻帶決定于回路形式和回路的等效品質(zhì)因數(shù)ql。此外放大器的總通頻帶，隨著級數(shù)的增加而變窄，并且通頻帶越寬，放大器的增益越小。(6)、諧振角頻率 或、(7)、選擇性放大器對通頻帶外干擾信號的衰減能力,有兩種表征方法：其一，用矩形系數(shù)說明鄰近波道選擇性的好壞：矩形系數(shù)kr0.1定義為：kr0.1=2f0.1/(2f0.7)矩形系數(shù)kr0.01定義為：kr0.01=2f0.01/(2f0.7)式中2f0.2為相對電壓增益（或相對電壓輸出幅度）下降到0.7時的頻帶寬度，即放大器的通頻帶b；2f0.1為相對電壓增益下降到0.1時的頻帶寬度。顯然，理想矩形系數(shù)應(yīng)為1，實際矩形系數(shù)均大于1。雙調(diào)

6、諧回路諧振功率放大器的矩形系數(shù)：、頻率帶寬：ao/au=0.1 、給定相對插入損耗的通帶帶寬：2f0.7=bw3.16其二，用抑制比來說明對外帶某一特定干擾頻率fn信號抑制能力的大小，其定義為中心頻率上功率增益kp(f0)與特定干擾頻率fn上的功率增益之比。 也可以表示為：d=av0/an 用分貝表示，則為 d(db)=20lg(av0/an) (8)、電路參數(shù)選擇與元件作用、電路的元器件 信號源、電感、電容、電阻、三極管等。、三級管的作用直流電壓源vcc應(yīng)大于vbb，從而使電路滿足放大的外部條件： 發(fā)射結(jié)正向偏置，集電極反向偏置。改變可調(diào)電阻rb，基極電流ib，集電極電流ic 和發(fā)射極電流i

7、e都會發(fā)生變化，由測量結(jié)果可以得出以下結(jié)論：ie ib ic ( 符合克希荷夫電流定理）。ic ib ? （ ?稱為電流放大系數(shù)，可表征三極管的電流放大能力）。 ic ib ?。由上可見，三極管是一種具有電流放大作用的模擬器件。、電感的作用電感是用絕緣導(dǎo)線(例如漆包線,沙包線等)繞制而成的電磁感應(yīng)元件。a.電感的作用：通直流組交流這是簡單的說法，對交流信號進行隔離，濾波或與電容器，電阻器等組成諧振電路。b.調(diào)諧與選頻電感的作用：電感線圈與電容器并聯(lián)可組成lc調(diào)諧電路。即電路的固有振蕩頻率f0與非交流信號的頻率f相等，則回路的感抗與容抗也相等，于是電磁能量就在電感、電容之間來回振蕩，這就是lc回

8、路的諧振現(xiàn)象。諧振時由于電路的感抗與容抗等值又反向，因此回路總電流的感抗最小，電流量最大(指f=f0的交流信號)，所以lc諧振電路具有選擇頻率的作用，能將某一頻率f的交流信號選擇出來。、電容的作用電容的基本工作原理就是充電放電， 當然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結(jié)構(gòu)非常簡單，主要由兩塊正負電極和 夾在中間的絕緣介質(zhì)組成，所以電容類型主要是由電極和絕緣介質(zhì)決定的。電容的用途非常多，主要有如下幾種：a、隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。b、旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。c、耦合：作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸?shù)较乱患夒娐?。d、濾波：這個對

9、diy而言很重要，顯卡上的電容基本都是這個作用。e、溫度補償：針對其它元件對溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進行補償，改善電路的穩(wěn)定性。f、計時：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數(shù)。g、調(diào)諧：對與頻率相關(guān)的電路進行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機、收音機、電視機。h、整流：在預(yù)定的時間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。i、儲能：儲存電能，用于必須要的時候釋放。例如相機閃光燈，加熱設(shè)備等等。上述中放電路結(jié)構(gòu)簡單，回路損耗小，調(diào)試方便，所以應(yīng)用廣泛。但很難同時滿足選擇性和通頻帶兩方面的要求，所以只能用在要求不太高的收音機上。(9)、工作穩(wěn)定性 指在電源電壓的變化或器件參數(shù)變化時，增益、同頻帶、選擇性三參數(shù)的穩(wěn)定程

10、度。一般的不穩(wěn)定現(xiàn)象是增益的變化，中心頻率偏移、通頻帶變窄等，不穩(wěn)定狀態(tài)的極端情況是放大器自激，以致使放大器完全不能工作。要求放大器的性能盡可能地不受溫度、電源電壓等外界因素變化的影響，內(nèi)部噪聲要小，特別是不產(chǎn)生自激，加入負反饋可以改善放大器的性能。5-3圖為 對fn的抑制能力。 (10)、噪聲系數(shù)放大器的噪聲性能可用噪聲系數(shù)nf表示 噪聲系數(shù)=輸入信號噪比/輸出信號噪比用數(shù)學(xué)公式表示為： nf=(psi/p ni)/( pso/p no) 其中nf越接近1越好在多級放大器中，前兩級的噪聲對這整個放大器的噪聲起決 定作用，因此要求他的噪聲系數(shù)應(yīng)盡量小。三、仿真電路電路原理圖：仿真時的輸入信號：仿真后的輸出信號：三、 性能比較1、對于雙調(diào)諧回路放大器的諧振回路工作在諧振頻率條件下，其通頻帶比單調(diào)諧回路放大器的通頻帶寬，選頻作用明顯；2、與單調(diào)諧回路放大器的最大諧振電壓增益比較而言，在選用同樣的晶體管時，兩者的電壓增益完全一致，都是晶體管所能提供的最大電壓增益；3、功率增益：由雙調(diào)諧回路的rf特性可得，與前面所學(xué)習的單調(diào)諧回路的rf特性相比較而言，二者完全一樣的，這是由于晶體管的最大功率增益是一致的；4、通頻帶與選擇性：雙調(diào)諧回路放大器在失諧較小的情況下，曲線比單調(diào)諧回路放大器的諧振曲線平坦，當失諧較大時，曲線下降很快，因此，雙調(diào)諧回路放大器具有較寬的通頻帶；5、矩形系數(shù)：當給定相