電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)---高頻小信號(hào)放大器

1、<p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 高頻小信號(hào)放大器 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): </p><p><b>　　起迄日期: </

2、b></p><p>　　指導(dǎo)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(shù)指標(biāo)3</p><p><b>　　3電路設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　3.1 總體電路設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.2 電路工作狀態(tài)或元件參數(shù)的確定5</p><p><b>　　4 仿真6</b></p><p><b>　　5結(jié)論

4、7</b></p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)8</b></p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　高頻小信號(hào)放大器是通信設(shè)備中常用用的功能電路。所謂高頻，是指被放大信號(hào)的頻率在數(shù)百千赫至數(shù)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(hào)是指放大器的輸入信號(hào)小，

5、可以認(rèn)為放大器的晶體管(或場(chǎng)效應(yīng)管)是在線性范圍內(nèi)工作，這樣就可以將晶體管（或場(chǎng)效應(yīng)管)看成為線性元件，分析電路時(shí)可以將其等效為二端口網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　高頻小信號(hào)放大器的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的高頻信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。若輸入信號(hào)電壓為，則輸出電壓，其中 為放大器的電壓增益。輸入信號(hào)為小信號(hào)電壓，輸出信號(hào)是通過(guò)諧振回路放大后的電壓。</p><p>　　高頻調(diào)諧放大器廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)

6、和其它無(wú)線電系統(tǒng)中，特別是在發(fā)射機(jī)的接收端，從天線上感應(yīng)的信號(hào)是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號(hào)放大器理論非常簡(jiǎn)單，但實(shí)際制作卻非常困難。其中最容易出現(xiàn)的問(wèn)題是自撒振蕩，同時(shí)頻率選擇和各級(jí)間阻抗匹配也很難實(shí)現(xiàn)。本文以實(shí)際制作為基礎(chǔ)，用LC振蕩電路為輔助，來(lái)消除高頻放大器自激振蕩和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的頻率邊抨:另加其它電路，實(shí)現(xiàn)放大器與前后級(jí)的阻抗匹配。</p><p>　　高頻小信號(hào)放大器，按所放大信號(hào)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(chǎng)效應(yīng)管放大器、集成電路放大器;按電路形式分為：?jiǎn)渭?jí)放大器、多級(jí)放大器;按負(fù)載性質(zhì)分為：諧振放大器、非諧振放大器。</p><p><b>　　2 主要技術(shù)指標(biāo)</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(fù)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(shí)，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(hào)的總和（有用的和有害的）中選出有用信號(hào)，抑制干擾信號(hào)的能力稱為放大器的選擇性。選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來(lái)表示。</p><p>　　① 矩形系數(shù)：表示與理想濾波特性的接近程度。</p><p>　?、?抑制比：表示對(duì)某個(gè)干擾信號(hào)fn的抑制能力，

10、用dn表示。</p><p><b>　　（4) 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(shù)、電路元件參數(shù)等發(fā)生可能的變化時(shí)，放大器的主要特性的穩(wěn)定。</p><p><b>　　（5）噪聲系數(shù)</b></p><p>　　與低頻放大器一樣，選頻放大器的輸出噪

11、聲也來(lái)源于輸入端和本身。通常用信噪比來(lái)表示噪聲對(duì)信號(hào)的影響，電路中某處信號(hào)功率與噪聲功率之比稱信噪比。信噪比越大，信號(hào)質(zhì)量越好。噪聲系數(shù)是用來(lái)反映電路本身噪聲大小的技術(shù)指標(biāo)。其定義為輸入信號(hào)的信噪比與輸出信號(hào)的信噪比的比值。噪聲系數(shù)越接近于1，說(shuō)明放大器的抗噪能力越強(qiáng)，輸出信號(hào)的質(zhì)量越好。</p><p><b>　　3電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 總

12、體電路設(shè)計(jì)</p><p>　　高頻小信號(hào)放大器的功用就是無(wú)失真的放大某一頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。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(fù)載，兼具阻抗變換和選頻濾波功能。對(duì)高頻小信號(hào)放大器的基本要求是：</p><p>　?。?）增益要高，即放大倍數(shù)要大。</p><p>　?。?）頻率選擇性要好，即選擇所需信號(hào)和抑制無(wú)用信號(hào)

13、的能力要強(qiáng)，通常用Q值來(lái)表示，其頻率特性曲線如圖-1所示,帶寬BW=f2-f1= 2Δf0.7，品質(zhì)因數(shù)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(nèi)部噪聲要小，特別是不產(chǎn)生自激，加入負(fù)反饋可以改善放大器的性能。  </p><p>　?。?）前后級(jí)之間的阻抗匹配，即把各級(jí)聯(lián)接起來(lái)之后仍有較

14、大的增益，同時(shí)，各級(jí)之間不能產(chǎn)生明顯的相互干擾。</p><p>　　根據(jù)上面各個(gè)具體環(huán)節(jié)的考慮設(shè)計(jì)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(shù)的確定</p><p>　　2級(jí)高頻小信U放大端，是由兩個(gè)一級(jí)高頻小信號(hào)放大器組成，令兩部分放大電

15、路參數(shù)相同，即增益，通頻帶，選擇性，工作穩(wěn)定性，噪聲系數(shù)均一致。</p><p>　　設(shè)，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(jù)高頻小信號(hào)諧振放大器應(yīng)工作于線性區(qū)，且在滿足電壓增益要求的前提下，應(yīng)盡量小些, 以減小靜態(tài)功率損耗。變化會(huì)引起Y參數(shù)的變化，在正常的取值范圍內(nèi)，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(shù)</b></p><p>　　己知晶體管3DG6C的參數(shù)為，=70，，=1mA，60.據(jù)此可求得：</p><p>　　發(fā)射結(jié)的結(jié)電阻=mA=1.5610^3;</p><p>　　發(fā)射結(jié)的結(jié)電導(dǎo)=1/=0.6410^-3s；</p><p>　　晶體管的跨導(dǎo)=/26mV=38.4610^-3

17、s；</p><p>　　發(fā)射結(jié)電容=24.510^-12F=24.5pF。</p><p><b>　　由混合參數(shù)求Y參數(shù)</b></p><p>　　由于，，可以按下列公式計(jì)算:</p><p>　　共射晶體管輸入導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jié)論</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)中，使我的動(dòng)手能力有了更進(jìn)一步的提高，鞏固了己學(xué)的理論知識(shí)。此次設(shè)計(jì)的電路主要是通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電容的值來(lái)實(shí)現(xiàn)電路要求，看似簡(jiǎn)單，其實(shí)過(guò)程很繁瑣。</p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)&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(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，北京：電子工業(yè)出版社，2002。</p><p>　　[3] 郭維芹. 模擬電子線路實(shí)驗(yàn). 同濟(jì)大學(xué)出版社，1985. </p><p&

22、gt;　　[4] 陸宗逸. 非線性電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū). 北京理工大學(xué)出版社，1989. </p><p>　　[5] 周曉寧. 音頻功率放大電路. 中國(guó)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(wú)線接口電路設(shè)計(jì)[J]，電子技術(shù)，2002.4.59-60.</p>