電子技術課程設計---高頻小信號放大器

1、<p>　　《電子技術課程設計》任務書</p><p>　　設計題目： 高頻小信號放大器 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　學生姓名: 學 號: </p><p><b>　　起迄日期: </

2、b></p><p>　　指導教師: </p><p>　　教研室主任： </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 概述3</b></p><p>　　

3、2 主要技術指標3</p><p><b>　　3電路設計4</b></p><p>　　3.1 總體電路設計4</p><p>　　3.2 電路工作狀態(tài)或元件參數的確定5</p><p><b>　　4 仿真6</b></p><p><b>　　5結論

4、7</b></p><p><b>　　6參考文獻8</b></p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　高頻小信號放大器是通信設備中常用用的功能電路。所謂高頻，是指被放大信號的頻率在數百千赫至數百兆赫。由干頻率高，放大器的晶體管的極間電容的作用不能忽略。小信號是指放大器的輸入信號小，

5、可以認為放大器的晶體管(或場效應管)是在線性范圍內工作，這樣就可以將晶體管（或場效應管)看成為線性元件，分析電路時可以將其等效為二端口網絡。</p><p>　　高頻小信號放大器的功能是實現對微弱的高頻信號進行不失真的放大。若輸入信號電壓為，則輸出電壓，其中 為放大器的電壓增益。輸入信號為小信號電壓，輸出信號是通過諧振回路放大后的電壓。</p><p>　　高頻調諧放大器廣泛應用于通信系統

6、和其它無線電系統中，特別是在發(fā)射機的接收端，從天線上感應的信號是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號放大器理論非常簡單，但實際制作卻非常困難。其中最容易出現的問題是自撒振蕩，同時頻率選擇和各級間阻抗匹配也很難實現。本文以實際制作為基礎，用LC振蕩電路為輔助，來消除高頻放大器自激振蕩和實現準確的頻率邊抨:另加其它電路，實現放大器與前后級的阻抗匹配。</p><p>　　高頻小信號放大器，按所放大信號的頻譜

7、寬窄可分為寬帶放大器和窄帶放大器；按元器件分為：晶體管放大器、場效應管放大器、集成電路放大器;按電路形式分為：單級放大器、多級放大器;按負載性質分為：諧振放大器、非諧振放大器。</p><p><b>　　2 主要技術指標</b></p><p>　　(1)電壓增益與功率增益</p><p>　　電壓增益 ()等于放大器輸出電壓與輸入電壓之比.

8、而功率增益()等于放大器輸出給負載的功率與輸入功率之比。放大器增益的大小，決定于所用的晶體管、要求的通頻帶寬度、是否良好的匹配和穩(wěn)定的工作。</p><p><b>　　(2)通頻帶</b></p><p>　　放大器的電壓增益下降到最大值的0.7（即1/）倍時，上、下限頻率之間的頻率范圍稱為放大器的通頻帶，用B=2△f0.7表示。也稱為3dB帶寬。</p>

9、;<p><b>　　(3) 選擇性</b></p><p>　　從各種不同頻率信號的總和（有用的和有害的）中選出有用信號，抑制干擾信號的能力稱為放大器的選擇性。選擇性常采用矩形系數和抑制比來表示。</p><p>　?、?矩形系數：表示與理想濾波特性的接近程度。</p><p>　?、?抑制比：表示對某個干擾信號fn的抑制能力，

10、用dn表示。</p><p><b>　?。?) 工作穩(wěn)定性</b></p><p>　　指放大器的工作狀態(tài)(直流偏置)、晶體管參數、電路元件參數等發(fā)生可能的變化時，放大器的主要特性的穩(wěn)定。</p><p><b>　?。?）噪聲系數</b></p><p>　　與低頻放大器一樣，選頻放大器的輸出噪

11、聲也來源于輸入端和本身。通常用信噪比來表示噪聲對信號的影響，電路中某處信號功率與噪聲功率之比稱信噪比。信噪比越大，信號質量越好。噪聲系數是用來反映電路本身噪聲大小的技術指標。其定義為輸入信號的信噪比與輸出信號的信噪比的比值。噪聲系數越接近于1，說明放大器的抗噪能力越強，輸出信號的質量越好。</p><p><b>　　3電路設計</b></p><p>　　3.1 總

12、體電路設計</p><p>　　高頻小信號放大器的功用就是無失真的放大某一頻率范圍內的信號。按其頻帶寬度可以分為窄帶和寬帶放大器 ，而最常用的是窄帶放大器，它是以各種選頻電路作負載，兼具阻抗變換和選頻濾波功能。對高頻小信號放大器的基本要求是：</p><p>　?。?）增益要高，即放大倍數要大。</p><p>　?。?）頻率選擇性要好，即選擇所需信號和抑制無用信號

13、的能力要強，通常用Q值來表示，其頻率特性曲線如圖-1所示,帶寬BW=f2-f1= 2Δf0.7，品質因數Q=fo/2Δf0.7. </p><p>　?。?）工作穩(wěn)定可靠，即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，內部噪聲要小，特別是不產生自激，加入負反饋可以改善放大器的性能。  </p><p>　?。?）前后級之間的阻抗匹配，即把各級聯接起來之后仍有較

14、大的增益，同時，各級之間不能產生明顯的相互干擾。</p><p>　　根據上面各個具體環(huán)節(jié)的考慮設計出下面總體的電路：</p><p><b>　　圖1 電路原理圖</b></p><p>　　3.2 電路工作狀態(tài)或元件參數的確定</p><p>　　2級高頻小信U放大端，是由兩個一級高頻小信號放大器組成，令兩部分放大電

15、路參數相同，即增益，通頻帶，選擇性，工作穩(wěn)定性，噪聲系數均一致。</p><p>　　設，通頻帶BW=0.8MHz，且增益要大于20dB，選用晶體管3DG6C在性能上可以滿足要求。晶體管選定后，根據高頻小信號諧振放大器應工作于線性區(qū)，且在滿足電壓增益要求的前提下，應盡量小些, 以減小靜態(tài)功率損耗。變化會引起Y參數的變化，在正常的取值范圍內，隨著的增加，變大，、略有增加。</p><p>&

16、lt;b>　　求晶體管的混合參數</b></p><p>　　己知晶體管3DG6C的參數為，=70，，=1mA，60.據此可求得：</p><p>　　發(fā)射結的結電阻=mA=1.5610^3;</p><p>　　發(fā)射結的結電導=1/=0.6410^-3s；</p><p>　　晶體管的跨導=/26mV=38.4610^-3

17、s；</p><p>　　發(fā)射結電容=24.510^-12F=24.5pF。</p><p><b>　　由混合參數求Y參數</b></p><p>　　由于，，可以按下列公式計算:</p><p>　　共射晶體管輸入導納=（+j）/1+(+j)=1.16+j2.82mS,</p><p>　　由

18、此可得：=1.16mS，=22.510^-12F.</p><p>　　共射晶體管輸出導納=jg/1+(+j)=0.185-j0.922mS</p><p>　　由此可得=0.185mS,=7.310^-12F</p><p>　　共射晶體管正向傳輸導納/l+(+j)=34.95-j0.73mS </p><p>　　由此可得=35.65mS

19、,</p><p>　　共射晶體管反向傳輸導納-j/l+(+j)=-0.07-j0.347mS</p><p><b>　　4 仿真</b></p><p>　　用Multisim仿真，仿真電路如圖2所示。輸出波形如圖3所示。</p><p><b>　　圖2 仿真電路</b></p>

20、<p><b>　　圖3輸出波形</b></p><p><b>　　5結論</b></p><p>　　本課程設計中，使我的動手能力有了更進一步的提高，鞏固了己學的理論知識。此次設計的電路主要是通過調節(jié)可調電容的值來實現電路要求，看似簡單，其實過程很繁瑣。</p><p><b>　　6參考文獻&l

21、t;/b></p><p>　　[1] 謝嘉奎，電子線路 非線形部分（第四版），北京：高等教育出版社，1996。</p><p>　　[2] 高吉祥，易凡，丁文霞，陸珉，劉安芝，電子技術基礎實驗與課程設計，北京：電子工業(yè)出版社，2002。</p><p>　　[3] 郭維芹. 模擬電子線路實驗. 同濟大學出版社，1985. </p><p&

22、gt;　　[4] 陸宗逸. 非線性電子線路實驗指導書. 北京理工大學出版社，1989. </p><p>　　[5] 周曉寧. 音頻功率放大電路. 中國科技論文在線(http://www.shanghai.edu.cn), 2005-08. </p><p>　　[6] 黃智偉，基于射頻收發(fā)芯片NRF403的無線接口電路設計[J]，電子技術，2002.4.59-60.</p>