双调谐回路谐振放大器实验(精)

第一篇：双调谐回路谐振放大器实验(精)

实验二 双调谐回路谐振放大器实验

一、实验目的: 1.进一步熟悉高频电路实验箱;2.熟悉双调谐回路放大器幅频特性分析方法;

二、预习要求: 1.复习谐振回路的工作原理;2.了解实验电路中各元件作用;3.了解双调谐回路谐振放大器与单调谐回路谐振放大器的异同之处。

三、实验电路说明: 本实验电路如图 2-1所示。

图 2-1

W、R1、R2和 Re1为直流偏置电路,调节 W 可改变直流工作点。C2、C3、L1、C10、C9、L2构成双谐振回路, C7、C8为耦合电容。RL 为负载电阻。

四、实验仪器: 1.双踪示波器 2.数字频率计

3.实验箱及单、双调谐放大模块

4、高频信号发生器

五、实验内容和步骤: 1.测量双调谐回路谐振放大器的频率特性: 1拨动开关 K1,选中 C7=8p;拨动开关 K2至“ RL ”档;2检查无误后接通电源;3高频信号源输出端接到双调谐回路谐振放大器电路的输入端 TP1,示波器接电路 输出端 TP3;4使高频信号源的正弦信号输出幅度为 300mV 左右(峰峰值 ,输出频率在 8MHz ,反 复调节 C2、C10、W 使双调谐回路谐振放大器的输出电压幅度最大且波形不失真;5 以此时回路的谐振频率 8MHz 为中心频率,保持高频信号源的信号

输出幅度不变, 改变频率由中心频率向两边偏离, 测得在不同频率时对应的输出电压

表 2-1 选 C8=12pF,重复第 3---5 步的过程。

六、实验报告要求: 1.画出实验电路的交流等效电路;2.整理各实验步骤所得的数据和图形, 绘制出双调谐回路接不同耦合电容时的幅频特 性和通频带,分析原因;3.比较单、双调谐回路的优缺点。4.谈谈实验的心得体会。

第二篇：实验一 小信号调谐（单、双调谐）放大器实验

实验一

高频小信号调谐放大器实验

一、实验目的1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理；

2.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算；

3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法；

二、实验原理

（一）单调谐放大器

小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1（a）所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fS＝12MHz。基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。

表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数Av0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数Kr0.1来表示）等。

放大器各项性能指标及测量方法如下：

1.谐振频率

放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1-1（a）所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为

式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；

为调谐回路的总电容，的表达式为

式中，Coe为晶体管的输出电容；Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。

谐振频率f0的测量方法是：

用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。

2.电压放大倍数

放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0的表达式为

式中，为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是yfe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180º

而是为180º+Φfe。

AV0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1（a）中输出信号V0及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数AV0由下式计算：

AV0

=

V0

/

Vi

或

AV0

=

lg

(V0

/Vi)

dB

3.通频带

由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数AV下降到谐振电压放大倍数AV0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为

BW

=

2△f0.7

=

f0/QL

式中，QL为谐振回路的有载品质因数。

分析表明，放大器的谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的关系为

0.7

BW

0.1

2△f0.1

图1-2

谐振曲线

上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。

通频带BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数AV0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压VS不变），并测出对应的电压放大倍数AV0。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示。

可得：

通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量CΣ。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益。

4.选择性——矩形系数

调谐放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数Kv0.1时来表示，如图1-2所示的谐振曲线，矩形系数Kv0.1为电压放大倍数下降到0.1

AV0时对应的频率偏移与电压放大倍数下降到0.707

AV0时对应的频率偏移之比，即

Kv0.1

=

2△f0.1/

2△f0.7

=

2△f0.1/BW

上式表明，矩形系数Kv0.1越小，谐振曲线的形状越接近矩形，选择性越好，反之亦然。一般单级调谐放大器的选择性较差（矩形系数Kv0.1远大于1），为提高放大器的选择性，通常采用多级单调谐回路的谐振放大器。可以通过测量调谐放大器的谐振曲线来求矩形系数Kv0.1。

*（二）双调谐放大器

双调谐放大器具有频带较宽、选择性较好的优点。双调谐回路谐振放大器是将单调谐回路放大器的单调谐回路改用双调谐回路。其原理基本相同。

1.电压增益为

2.通频带

BW

=

2△f0.7

=

fo/QL

3.选择性——矩形系数

Kv0.1

=

2△f0.1/

2△f0.7

=

三、实验步骤

（一）单调谐小信号放大器单元电路实验

1.根据电路原理图熟悉实验板电路，并在电路板上找出与原理图相对应的的各测试点及可调器件（具体指出）。

2.按下面框图（图1-3）所示搭建好测试电路。

图1-3

高频小信号调谐放大器测试连接框图

注：图中符号表示高频连接线

3.打开小信号调谐放大器的电源开关，并观察工作指示灯是否点亮，红灯为+12V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯。(以后实验步骤中不再强调打开实验模块电源开关步骤)

4.调整晶体管的静态工作点：

在不加输入信号时用万用表（直流电压测量档）测量电阻R4两端的电压（即VBQ）和R5两端的电压（即VEQ），调整可调电阻W3，使VeQ＝4.8V，记下此时的VBQ、VEQ，并计算出此时的IEQ＝VEQ

/R5。

5.按下信号源和频率计的电源开关，此时开关下方的工作指示灯点亮。

6.调节信号源“RF幅度”和“频率调节”旋钮，使输出端口“RF1”和“RF2”输出频率为12MHz的高频信号。将信号输入到2号板的J4口。在TH1处观察信号峰-峰值约为50mV。

7.调谐放大器的谐振回路使其谐振在输入信号的频率点上：

将示波器探头连接在调谐放大器的输出端即TH2上，调节示波器直到能观察到输出信号的波形，再调节中周磁芯使示波器上的信号幅度最大，此时放大器即被调谐到输入信号的频率点上。

8.测量电压增益Av0

在调谐放大器对输入信号已经谐振的情况下，用示波器探头在TH1和TH2分别观测输入和输出信号的幅度大小，则Av0即为输出信号与输入信号幅度之比。

9.测量放大器通频带

对放大器通频带的测量有两种方式，其一是用频率特性测试仪（即扫频仪）直接测量；

其二则是用点频法来测量：即用高频信号源作扫频源，然后用示波器来测量各个频率信号的输出幅度，最终描绘出通频带特性，具体方法如下：

通过调节放大器输入信号的频率，使信号频率在谐振频率附近变化（以20KHz或500KHz为步进间隔来变化），并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，然后就可以在如下的“幅度－频率”坐标轴上标示出放大器的通频带特性。

输出幅度

频率

10.测量放大器的选择性

描述放大器选择性的的最主要的一个指标就是矩形系数，这里用Kr0.1和Kr0.01来表示：

式中，为放大器的通频带；和分别为相对放大倍数下降至0.1和0.01处的带宽。用第9步中的方法，我们就可以测出、和的大小，从而得到和的值

注意：对高频电路而言，随着频率升高，电路分布参数的影响将越来越大，而我们在理论计算中是没有考虑到这些分布参数的，所以实际测试结果与理论分析可能存在一定的偏差。另外，为了使测试结果准确，应使仪器的接地尽可能良好。

*（二）双调谐小信号放大器单元电路实验

双调谐小信号放大器的测试方法和测试步骤与单调谐放大电路基本相同，只是在以下两个方面稍作改动：

其一是输入信号的频率应改为465KHz（峰－峰值200mV）；

其二是在谐振回路的调试时，对双调谐回路的两个中周要反复调试才能最终使谐振回路谐振在输入信号的频点上，具体方法是，按图1-3连接好测试电路并打开信号源及放大器电源之后，首先调试放大电路的第一级中周，让示波器上被测信号幅度尽可能大，然后调试第二级中周，也是让示波器上被测信号的幅度尽可能大，这之后再重复调第一级和第二级中周，直到输出信号的幅度达到最大，这样，放大器就已经谐振到输入信号的频点上了。

11.同单调谐实验，做双调谐实验，并将两种调谐电路进行比较。

四、实验报告要求

1．写明实验目的。

2．画出实验电路的直流和交流等效电路。

3．计算直流工作点，与实验实测结果比较。

4．整理实验数据，并画出幅频特性。

五、实验仪器

1.高频实验箱

1台

2.双踪示波器

1台

3.万用表

1块

4.扫频仪（可选）

1台

第三篇：高频小信号谐振放大器

高频小信号谐振放大器实训电路

高频小信号谐振放大器实训电路

高频小信号谐振放大器的输入、输出波形图 高频小信号谐振放大器实训电路

高频小信号谐振放大器的幅频特性曲线

第四篇：高频小信号单调谐振放大器

摘 要

本次电子线路设计对高频调谐小信号放大器，LC振荡器，高频功放电路设计原理作了简要分析，研究了各个电路的参数设置方法。并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路，解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。同时也给出了具体的理论依据和调试方案，从而实现了快速、有效的分析和制作高频放大器，振荡器和功放电路。

高频小信号谐振放大电路是将高频小信号或接收机中经变频后的中频信号进行放大，已达到下级所需的激励电压幅度。LC振荡器的作用是产生标准的信号源。高频功放的作用是以高的效率输出最大的高频功率。三部分都是通信系统中无线电收发信机所用到的技术，所以在现实生活中具有着相当广泛的应用。

关键词：高频小信号放大器；LC振荡器；高频功放电路；放大电路

I

ABSTRACT

The electronic circuit design of high-frequency tuned small-signal amplifier, LC oscillator, high-frequency power amplifier circuit design principles briefly analyzed to study the various circuit parameters to set methods.And to use other related tools to debug the circuit for the auxiliary amplifier circuit solve the amplifier circuit that often appear in self-oscillation problems and difficult to accurately tuning problems.Also given in detail the theoretical basis and debug programs in order to achieve a rapid, effective analysis and production of high-frequency amplifiers, oscillator and power amplifier circuits.High-frequency small-signal amplification circuit is the resonant frequency small-signal or a receiver through the frequency of IF signals, after amplification, has reached the lower the required excitation voltage amplitude.The role of the LC oscillator is to generate a standard signal source.The role of high-frequency power amplifier's efficiency is the largest high-frequency power output.Three parts are the communication systems used by the radio transceiver technology, so in real life, with a fairly wide range of applications.Key words: high-frequency small-signal amplifier;LC oscillator;high-frequency power amplifier circuit;amplifier circuit II

目 录 设计任务与总体方案………………………………………………………………1 1.1设计任务…………………………………………………………………… 1 1.2总体方案简述……………………………………………………………… 2 2 电路的基本原理……………………………………………………………………3 2.1电路的基本原理………………………………………………………3 2.2 主要性能指标及测试方法……………………………………………5 3 电路的设计与参数的计算…………………………………………………………8 3.1电路的确定…………………………………………………………………8 3.2参数计算……………………………………………………………………8 4 电路的仿真………………………………………………………………………10 4.1 电路仿真……………………………………………………………………10 5实物的制作与调试………………………………………………………………12 5.1元件的焊接…………………………………………………………………12 5.2电路板的调试………………………………………………………………12 结束语………………………………………………………………………………13 致谢…………………………………………………………………………………14 参考文献……………………………………………………………………………15 附录 A电路原理图………………………………………………………………16 附录B PCB图………………………………………………………………………17 附录C 实物图…………………………………………………………………… 18 附录D 元器件清单…………………………………………………………………19 设计任务与总体方案

1．1 设计任务

一．设计要求

要求有课程设计说明书，并制作出实际电路。

二．技术指标

已知条件：电源电压VCC12V，负载电阻RL1K。

。主要技术指标：中心频率

f010MHz，电压增益Au35dB(56倍)三．实验仪器设备

高频信号发生器

数字存储示波器

无感起子

数字万用表

1台 1台 1把 1台 1台 12V直流稳压电源

1.2 总体方案简述

高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。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。

高频小信号放大器的分类：

按元器件分为：晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器;按频带分为：窄带放大器、宽带放大器;按电路形式分为：单级放大器、多级放大器;按负载性质分为：谐振放大器、非谐振放大器;其中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。

高频小信号放大器的功用就是无失真的放大某一频率范围内的信号。最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。对高频小信号放大器的基本要求是：（1）增益要高，即放大倍数要大。

（2）频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用Q值来表示，其频率特性曲线如图1.2．1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7，品质因数Q=fo/2Δf0.7.（3）工作稳定可靠，即要求放大器的性能尽可能地不受温度、电源电压等外界因素变化的影响，内部噪声要小，特别是不产生自激，加入负反馈可以改善放大器的性能。反馈导纳对放大器谐振曲线的影响如图1.2．2所示。

图1．2．1频率特性曲线 图1．2．2反馈导纳对放大器谐振曲线的影响

（4）前后级之间的阻抗匹配，即把各级联接起来之后仍有较大的增益，同时，各级之间不能产生明显的相互干扰。电路的基本原理

2.1 电路基本原理

图2．1．1所示电路为共发射极接法的晶体管小信号调谐回路谐振放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，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会影响放大器的输出信号的频率或相位。晶体管的静态工作点由电阻RB1和RB2以及RE决定，其计算方法与低频单管放大器相同。

图2．1．1

放大器在谐振时的等效电路如图2．1．2所示，晶体管的4个y参数分别如下：

输入导纳：

(2-1)输出导纳：(2-2)正向传输导纳：(2-3)反向传输导纳： 式中，(2-4)为晶体管的跨导，与发射极电流的关系为：

（2-5）

为发射结电导，与晶体管的电流放大系数及

有关，其关系为

(2-6)为基极体电阻，一般为几十欧姆；为集电极电容，一般为几皮法；为发射结电容，一般为几十皮法至几百皮法。

图2.1.2 晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作点的电流测试条件一定的情况下测得的。

图2.1.2所示的等效电路中，p1为晶体管的集电极接入系数，即

，电流放大系数有关外，还与工作角频率w有关。晶体管手册中给出了的分布参数一般是在(2-7)式中，N2为电感L线圈的总匝数；p2为输出变压器Tr0的副边与原边匝数比，即

(2-8)式中，N3为副边总匝数。为谐振放大器输出负载的电导。通常小信号谐振放大器的。下一级仍为晶体管谐振放大器，则将是下一级晶体管的输入电导的表达式为 由图2.1.2可见，并联谐振回路的总电导

式中，为LC回路本身的损耗电导。

2.2主要性能指标及测量方法

表征高频小信号谐振放大器的主要性能指标有谐振频率所示电路可以粗略测各项指标。，谐振电压放大系数Avo，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数Kr0.1），采用2.2.图2.2.1 输入信号输入信号如下。

由高频小信号发生器提供，高频电压表，分别用于测量与输出信号的值。直流毫安表mA用于测量放大器的集电极电流两端输出波形。谐振放大器的性能指标及测量方法的值，示波器监测负载

1.谐振频率

放大器的谐振回路谐振时所对应的频率

称为谐振频率。的表达式为：

(2-10)式中，L为谐振放大器电路的电感线圈的电感量；的表达式为：

(2-11)

式中，谐振频率为晶体管的输出电容；

为晶体管的输入电容。，输出电压

为谐路的总电容，的测试步骤是，首先使高频信号发生器的输出频率为为几毫伏；然后调谐集电极回路即改变电容C或电感L使回路谐振。LC并联谐振时，直流毫安表mA的指示为最小（当放大器工作在丙类状态时），电压表指示值达到最大，且输出波形无明显失真。这时回路谐振频率就等于信号发生器的输出频率。

2.电压增益

放大器的谐振回路所对应的电压放大倍数Avo称为谐振放大器的电压增益.Avo的表达式为：

(2-12)的测量电路如图2.2.1所示，测量条件是放大器的谐振回路处于谐振状态。计算公式如下：

(2-13)

3.通频带

由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数Av下降到谐振电压放大倍数时所对应的频率范围称为放大器的通频带BW，其表达式为：

(2-14)的0.707倍 7

式中，为谐振放大器的有载品质因素。

与通频带BW的关系为：

(2-15)分析表明，放大器的谐振电压放大倍数上式说明，当晶体管确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数与通频带BW的乘积为一常数。

通频带的测量电路如图2.2.1所示。可通过测量放大器的频率特性曲线来求通频带。采用逐点法的测量步骤是：先使调谐放大器的谐振回路产生谐振，记下此时的与，然后改变高频信号发生器的频率（保持Vs不变），并测出对应的电压放大倍数Av，由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的频率特性曲线如图2.2.2所示：

图2.2.2 由BW得表达式可知：(2-16)通频带越宽的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频带，同时又能提高放大器的电压增益，由式可知，除了选用调谐回路的总电容量。4.矩形系数

谐振放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数Kr0.1来表示，如图2．2.2较大的晶体管外，还应尽量减少 8

所示，矩形系数Kr0.1为电压放大倍数下降到0.1Avo时对应的频率范围与电压放大倍数下降到0.707

时对应的频率偏移之比，即

(2-17)上式表明，矩形系数Kr0.1越接近1，临近波道的选择性越好，滤除干扰信号的能力越强。可以通过测量图3-2-2所示的谐振放大器的频率特性曲线来求得矩形波系数Kr0.1。电路的设计与参数计算

3.1 电路的确定

电路形式如图2.3.1所示。

图2.3.1

3.2参数计算

静态工作点的确定

由于设计要求中心频率

f010MHz，电压增益Au35dB(56倍)，且电压增益不是很大，选用晶体管9018在性能上可以满足需要。晶体管选定后，根据高频小信号谐振放大器应工作于线性区，且在满足电压增益要求的前提下，IEQ应尽量小些以减小静态功率损耗。值得注意的是，IEQ变化会引起Y参数的变化。

这里采用IEQ等于1mA进行计算，看是否能满足增益的需要，否则将进行调整。晶体管用9018，β=50。查手册可知，9018在Vcegoe200us10VIE、2mAgie时，2860us，,coe7pf，cie19pf，yfe45ms，yre0.31ms。

(1)设置静态工作点

由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流 ICQ一般在0.8－2mA 之间选取为宜。

设计电路中取:ICQ因为：VEQIEQReVBQVEQVBEQ1.5mA 任取合适的Re的值。

(2-18)(2-19)(2-20)VCEQVCCVEQ R2而 IBQVBQICQ5~10IBQ(2-21)CC(2-22)VBQR2VBQ因为：R1V(2-23)则R1可用30kΩ电阻和100kΩ电位器串联,以便调整静态工作点。

(2)计算谐振回路参数

根据要求应由谐振频率选取电感L，中心频率即电容C6 50pFfo10MHz取电容为50pF,.L1(2f0)C2由公式

得L25uH。

(2-24)

(3)确定输入耦合回路及高频滤波电容

高频小信号谐振放大器的输入耦合回路通常是 指变压器耦合的谐振回路。由于输入变压器Tri原边谐振回路与放大器谐振回路的谐振频率相等，也可以直接采用电容耦合，高频耦合电容一般选择瓷片电容。

4电路的仿真与结果

4.1电路的仿真与结果

(1)利用MULTISIM绘制出如图4.1.1所示的仿真实验电路

图4.1.1 仿真电路

(2)设置函数信号发生器的参数，如4.1.2图所示。

图4.1.2

（3）设置好参数后，打开仿真开关，从示波器上两个通道观察输出波形以及与输入信号的关系。如4.1.3图所示。

图4.1.3输出波形

按照设计要求调节中周。利用仪器测得各指标如下：

f0=10MHz Ａvo＝34dB 仿真数据分析：在误差允许范围里，仿真测量所得数据与理论值相等。

5实物的制作及调试

5.1 元件的焊接

经过仿真后，根据原理图将元件一一通过检测之后焊接在面包板上，然后正确连上导线。

焊接之前一定要确定每个元件都要能正常工作，元件更不能接反，如可变电容的引脚，电位器三个脚中有效地两个脚都必须事先了解后才接入电路，焊接好连号导线后，还必须要用万用表确定线路是否连接好。焊接完成后，还要检查是否有短路。

5.2 电路板的调试

先在实验箱上调试出一个号。

调节可变电容和定位器可以调节频率及放大倍数，当调节可变电容或定位器频率没有变化时，很可能是晶体管坏了或者是某电容坏了，用万用表测试并检查电路，可以找出问题所在。如果信号的频率偏大或偏小，可以调节可变电容或者可变电感使频率达到10MHz。如果放大倍数太大或太小，可以调节定位器改变放大倍数，以达到要求的放大倍数。

若电路没有问题，调节可变电容及定位器后，在输出端可以得到一个频率为10MHz左右，放大倍数为56倍左右的信正弦波号。

f010MHz，Vpp100mV的信号。再将电路板接通+12V的电源，并接入调试好的输入信号，在显示器上可以看到一个正弦波信

结束语

不知不觉本次课程设计已接近尾声，通过这一课程设计，我掌握了独立搜集资料、思考分析问题的能力和独立学习的能力，使自己无论在今后的学习中还是工作中遇到困难的时候都能自己将其解决。同时，对书理论知识有了更深刻的了解。

完成这一课设后，我对高频小信号放大器也有了更深刻地理解。高频小信号放大器广泛用于广播,电视,通信,测量仪器等设备中.高频小信号放大器可分为两类:一类是以谐振回路为负载的谐振放大器;另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器.它们的主要功能都是从接收的众多电信号中,选出有用信号并加以放大,同时对无用信号,干扰信号,噪声信号进行抑制,以提高接收信号的质量和抗干扰能力.高频小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。在本次课设中，我了解了高频小信号放大器的特点： ① 放大小信号,晶体管工作在线性范围内(甲类放大器)② 信号的中心频率一般在几百kHz到几百MHz,频带宽度在几khz到几十MHz,为频带放大器,故必须用选频网络。

在测试过程中，我不断利用课堂所学理论知识调整电路，并最终实现设计目的过程使自己从另一个层面更形象地理解了理论，对于理论与实践的关系也有了新的认识。曾经的学习只停留在书本上，但课程设计使我更充分的接触到了实际。

致 谢

本次课程设计，能够顺利的完成，多亏老师和同学的指导和帮助。放大器的设计及制作在所有课题里是相对简单的，但实际做起来并没有我们想的那么容易。从原理图与参数的设计到面包板的制作。我们遇到了很大的困难，特别是在参数设置时，相对低频放大，高频放大的参数设置要复杂的多，在使用MULTISIM进行仿真时，我们遇到了许多的问题，经过我们组的成员共同努力，和同学们的交流和耐心的指导，我们才顺利完成任务，在此我我们向他表示我们衷心的感谢。

课程设计的完成，还要感谢实验室老师的耐心指导以及老师给我们提供的各种参考文献，在老师的严格要求下，这次的实际操作让我学到了很多从书本上学不到却终身受益的知识，良好的学习习惯，端正的学习态度。这为我以后的学习和工作打下了良好的基础，更好的去面对社会，适应社会，在此，再次向老师献上我们最真诚的谢意，“老师您辛苦了”！

在此特别感谢张松华老师一学期来对我们的的耐心教学及环环引导让我们对高频电子线路设计的学习变得生动有趣！

参考文献

[1] 康华光.电子技术基础 模拟部分(第五版)[M].北京：高等教育出版社，2006 [2] 谢自美.电子线路设计·实验·测试(第三版)[M].武汉：华中科技大学出版社，2006 [3] 邱光源.电路(第五版)[M].北京：高等教育出版社，2011 [4] 胡宴如，耿苏燕.高频电子线路 [M].北京：高等教育出版社，2012

附录A 电路原理图

附录B PCB图

附录C 实物图

附录D 元器件清单

元件名称 元件大小 元件数量 电阻 62K 一个 电阻 33K 一个 电阻 50K 电阻 1K 电位器 10K 电位器 50K 电容 100nF 电容 10nF 电容 100pF 可变电容 30pF 电感 470uH 中周 三级管3DJ6 20

一个 一个 一个 一个 一个 三个 一个 一个 一个 一个 一个

第五篇：高频小信号谐振放大器理论

2.2 总体方案简述

高频小信号放大器的功用就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，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。对高频小信号放大器的基本要求是：

（1）增益要高，即放大倍数要大。

（2）频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用Q值来表示，其频率特性曲线如图-1所示,带宽BW=f2-f1= 2Δf0.7，品质因数Q=fo/2Δf0.7.（3）工作稳定可靠，即要求放大器的性能尽可能地不受温度、电源电压等外界因素变化的影响，内部噪声要小，特别是不产生自激，加入负反馈可以改善放大器的性能。

（4）阻抗匹配。

第三章

电路的基本原理及电路的设计

3.1 电路基本原理

图3-1-1所示电路为共发射极接法的晶体管小信号调谐回路谐振放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，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会影响放大器的输出信号的频率或相位。晶体管的静态工作点由电阻RB1和RB2以及RE决定，其计算方法与低频单管放大器相同。

图3-1-1 放大器在谐振时的等效电路如图3-1-2所示，晶体管的4个y参数分别如下：

输入导纳：

输出导纳：

正向传输导纳：

反向传输导纳： 式中，为晶体管的跨导，与发射极电流的关系为：

为发射结电导，与晶体管的电流放大系数及有关，其关系为

为基极体电阻，一般为几十欧姆；

为集电极电容，一般为几皮法；为发射结电容，一般为几十皮法至几百皮法。

图3-1-2

，电流放大系晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作点的电流数有关外，还与工作角频率w有关。晶体管手册中给出了的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。

图3-1-2所示的等效电路中，p1为晶体管的集电极接入系数，即

式中，N2为电感L线圈的总匝数；p2为输出变压器Tr0的副边与原边匝数比，即

式中，N3为副边总匝数。

为谐振放大器输出负载的电导。通常小信号谐振放

。大器的下一级仍为晶体管谐振放大器，则由图3-1-2可见，并联谐振回路的总电导

将是下一级晶体管的输入电导的表达式为

式中，1.谐振频率 为LC回路本身的损耗电导。

放大器的谐振回路谐振时所对应的频率称为谐振频率。的表达式为：

式中，L为谐振放大器电路的电感线圈的电感量；

为谐路的总电容，3 的表达式为：

式中，谐振频率为晶体管的输出电容；

为晶体管的输入电容。，输出电的测试步骤是，首先使高频信号发生器的输出频率为压为几毫伏；然后调谐集电极回路即改变电容C或电感L使回路谐振。LC并联谐振时，直流毫安表mA的指示为最小（当放大器工作在丙类状态时），电压表指示值达到最大，且输出波形无明显失真。这时回路谐振频率就等于信号发生器的输出频率。

2.电压增益

放大器的谐振回路所对应的电压放大倍数Avo称为谐振放大器的电压增益.Avo的表达式为：的测量电路如图3-2-1所示，测量条件是放大器的谐振回路处于谐振状态。计算公式如下：

3.通频带

由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数Av下降到谐振电压放大倍数时所对应的频率范围称为放大器的通频带BW，其表达式为： 的0.707倍

式中，为谐振放大器的有载品质因素。

分析表明，放大器的谐振电压放大倍数与通频带BW的关系为：

上式说明，当晶体管

确定，且回路总电容

为定值时，谐振电压放大倍数与通频带BW的乘积为一常数。

通频带的测量电路如图3-2-1所示。可通过测量放大器的频率特性曲线来求通频带。采用逐点法的测量步骤是：先使调谐放大器的谐振回路产生谐振，记下此时的与，然后改变高频信号发生器的频率（保持Vs不变），并测出对应的电压放大倍数Av，由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的频率特性曲线如图3-3-2所示：

图3-2-2 由BW得表达式可知：

通频带越宽的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频带，同时又能提高放大器的电压增益，由式可知，除了选用调谐回路的总电容量。4.矩形系数

较大的晶体管外，还应尽量减少

谐振放大器的选择性可用谐振曲线的矩形系数Kr0.1来表示，如图3-2-2所示，矩形系数Kr0.1为电压放大倍数下降到0.1Avo时对应的频率范围与电压放大倍数下降到0.707

时对应的频率偏移之比，即

上式表明，矩形系数Kr0.1越接近1，临近波道的选择性越好，滤除干扰信号的能力越强。可以通过测量图3-2-2所示的谐振放大器的频率特性曲线来求得矩形波系数Kr0.1。

3.3 电路的设计与参数计算

3.3.1 电路的确定

电路形式如图3-3-1所示。

图 3-3-1

3.3.2参数计算

已知参数要求与晶体管3DJ6参数。

(1)设置静态工作点

取

IEQ=1mA, VEQ=1.5V, VCEQ=7.5V, 则

REVEQIEQ1.5K

RB2VBQ6IBQVBQ6ICQ18.3K ，取标称值18KΩ

RB1VCCVBQVBQRB255.6K

RB1可用30kΩ电阻和100kΩ电位器串联,以便调整静态工作点。

(2)计算谐振回路参数 {gbe}mS{IE}mA0.77mS

26mV

{gm}mS{IE}mA38mS 26mV

下面计算4个y参数，yiegbejCbe0.96mSj1.5mS

1rbb(gbejCbe)

因为yiegiejCie, 所以

gie0.96mS，rie11.5mS1k，Cie2.2pF gie

yoejCbcrbbgmjCbc0.06mSj0.5mS

1rbb(gbejCbe)

因为yoegoejCoe，所以

goe0.06mS，Coe

yfe0.5mS7pF

gm37mSj4.1mS

1rbb(gbejCbe)

故模

|yfe|3724.12mS37mS

回路总电容为

C

再计算回路电容

2CCp1Coep2Cie53.3pF，取标称值51pF

152.2pF

(2f0)2L输出耦合变压器Tr0的原边抽头匝数N1及副边匝数N3,即

N1p1N25匝，N3p2N25匝

(3)确定输入耦合回路及高频滤波电容

高频小信号谐振放大器的输入耦合回路通常是 指变压器耦合的谐振回路。由于输入变压器Tri原边谐振回路与放大器谐振回路的谐振频率相等，也可以直接采用电容耦合，高频耦合电容一般选择瓷片电容

⑴在无信号输入，仅有直流激励的情况下用电流表测量三极管发射极极电流，测得IEQ约为1mA。

⑵接入信号发生器，观察示波器输入输出波形，按照设计要求调节中周。利用仪器测得各指标如下：

f0=10MHz Ａvo＝34dB 仿真数据分析：在误差允许范围里，仿真测量所得数据与理论值相等。

4.2电路的安装与测试

将上述设计的元器件参数值按照图2-1所示电路进行安装。先调整放大器的静态工作点，然后再调谐振回路使其谐振。

调整静态工作点的方法是，不加输入信号（Vi=0），将C1的左端接地，将谐振回路的电容C开路，这时用万用表测量电阻Re两端的电压，调整电阻Rb1使Veq=1.5V(Ie=1mA)。记下此时电路的Rb1值及静态工作点Vbq、Vceq、Veq、及Ieq。

调谐振回路使其谐振的方法是，按照图5-1所示的测试电路接入高频电压表V1、V2，直流毫安表mA及示波器。再将信号发生器的输出频率置于fi=10MHZ，输出电压Vi=5mV。为避免谐振回路失谐引起的高反向电压损坏晶体管，可先将电源电压+Vcc降低，如使+Vcc=+6V。调输出耦合变压器的磁芯使回路谐振，即电压表V2的指示值达到最大，毫安表mA为最小且输出波形无明显失真。回路处于谐振状态后，再将电源电压恢复至+12V。

实验数据：

f0=9.7MHz Ａvo＝28dB

数据分析：

在误差允许范围内，中心频率的理论值与实际值一致，在放大器处于谐振状态下，电压放大倍数Avo放大倍数与理论值有一定的差距，导致误差的原因有如下几点：

（1）实物的实际值与理论值有一定的差距。如电阻电容的理论值与标称值不一致，并且电阻电容的标称值也有一定的误差。

（2）由于分布参数的影响，晶体管手册中给出的分布参数一般都是在测试条件一定 的情况下测得的。且分布参数还与静态工作电流及电流放大系数有关。放大器的 各项技术指标满足设计要求后的元器件参数值与设计计算值有一定的偏离。（3）性能指标参数的测量方法存在一定的误差。如在调谐过程中，我们通过直接观察波形的输出值的大小来确定电路是否调谐。这样调谐频率的测量值存在误差的同时，放大倍数的测量值也会产生误差。

（4）实验仪器设备的老化等也会导致电路调试过程中出现一定的误差。

（5）由于工作频率较高，高频小信号放大器容易受到外界各种信号的干扰，特别是射频干扰。通常采取的措施是把放大器装入金属屏蔽盒内（屏蔽盒与地线应接触良好）。但电路调试环境条件有限。