【正文】 離兩級直流通路，以使兩級靜態(tài)工作點相互獨立。 而第一級放大和第二級 放大采用的是射級偏置電路。 表 矩形系數(shù)與級數(shù) n 的關(guān)系 1 2 3 4 5 6 ? ? 如圖 ： 合肥學院（畢業(yè)論文） 第 15 頁 共 39 頁 圖 多級諧振放大器電原理圖 方案選擇 在此次設(shè)計中我們選用方案二作為研究對象。電路形式鎖定以后，根據(jù)對增益的要求和每級放大器可能達到的穩(wěn)定增益，確定放大器的級數(shù)。對高頻小信號放大器的基本要求是： （ 1） 、 增益要高，即放大倍數(shù)要大。 其中 39。| 139。bbr 39。m begV 代表晶體管的電流放大作用； cer 集射極間電阻； cec 集射級電容； 高頻電路取長補短合成這兩個等效電路 ，用混合 π 參數(shù)表示的 Y 參數(shù)： 239。 相比 Y參數(shù)，混合π等效 電路中各個原件在很寬的頻率范圍內(nèi)都保持常數(shù)，但在電路分析上不夠方便 [3]。可以通過測量調(diào)諧放大器的諧振曲線來求矩形系數(shù)。測試時，掃頻儀的輸出接放大器的輸入，放大器的輸出接掃頻儀檢波頭的輸入，檢波頭的輸出接掃頻儀的輸入。 而是為 180186。 0f 的表達式為： 0 12f LC?? 式中， L為諧振放大器電路的電感線圈的電感量； C? 為諧路的總電容， C? 的表達式為： 2212oe ieC C p C p C? ? ? ? 式中， oeC 為晶體管的輸出電容； ieC 為 晶體管的輸入電容。高頻小功率晶體管的作用與低頻小功率晶體管一樣，工作在甲類工作 狀態(tài)，起電流放大作用 [2]。 PCB 的設(shè)計及制作 ：產(chǎn)品級版圖的設(shè)計及制作 [6]。 器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件： 模擬器件（二極管，三極管，功率管等）； 數(shù)字器件（ 74 系列， COMS 系列， PLD， CPLD 等）； FPGA 器件。高頻小信號調(diào)諧放大器廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中，特別是在發(fā)射機的接收端，從天線上感應(yīng)的信號是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。 The resonant amplifier。由于 LC 并聯(lián)諧振回路的阻抗是隨著頻率變化而變化，理論上可以分析，并聯(lián)諧振在諧振頻率處呈現(xiàn)純阻，并達到最大值。 晶體管集電極負載通常是一個由 LC組成的并聯(lián)諧振電路。 plus other circuits to achieve impedance matching amplifier before and after class. The design of indicators: input 4MHZ center frequency sine wave passband 100KHZ, gain 40dB. KEY WORDS: Highfrequency smallsignal。諧振放大器不僅有放大作用，而且也起著濾波或選頻的作用。 仿真的內(nèi)容 ： （ 1） 、 器件建模及仿真； 合肥學院（畢業(yè)論文） 第 2 頁 共 39 頁 （ 2） 、 電路的構(gòu)建及仿真； （ 3） 、 系統(tǒng)的組成及仿真； （ 4） 、 儀表儀器原理及制造仿真。 儀表儀器的原理及制造仿真：可以任意制造出屬于自己的 虛 擬儀器 、儀表，并在 計算機仿真 環(huán)境和實際環(huán)境中進行使用。 目前高頻小功率晶體管工的作頻率可達幾千兆赫，噪聲系數(shù)為幾個分貝。 小信號調(diào)諧放大器的主要質(zhì)量指標 衡量小信號調(diào)諧放大器的主要質(zhì)量 和測量方法 主要包括以下幾個方面： 諧振頻率 放大器的諧振回路諧振時所對應(yīng)的頻率 0f 稱為諧振頻率。要注意的是fey本身也是一個復(fù)數(shù)，所以諧振時輸出電壓 0V 與輸入電壓 iV 相位差不是 180186。 掃頻法：即用掃頻儀直接測試。一般單級調(diào)諧放大器的選擇性較差（矩形系數(shù)遠大于 1），為提高放大器的選擇性，通常采用多級單調(diào)諧回路的諧振放大器。 Y參數(shù)的優(yōu)點：分析電路簡單。bbr 基極體電阻； 39。 beC b 39。 39。m bboe b cV bb b egrIy j CI r Y???????????。 合肥學院（畢業(yè)論文） 第 12 頁 共 39 頁 第三章 電路設(shè)計 方案的選擇 與參數(shù)計算 電路設(shè)計方案 高頻小信號放大器的功 能 就是無失真的放大某一頻率范圍內(nèi)的信號。為了減少級數(shù)和簡化電路，一般都采用增益較大的共發(fā)電路。 n 級相同的單調(diào)諧放大器級聯(lián)后的矩形系數(shù)為 121nBWK ?? ? ? 表 n 值時矩形系數(shù)的大小。具體到電路圖中， 2Q 處于射極跟隨狀態(tài) ,其將輸入級 1Q 和輸出 級 3Q 相互隔開 ,減弱了 1Q 和 3Q 的相互影響 ,并且由于 2Q 具有的電壓跟隨特性 ,使得 2Q 的加入對電路的工作狀態(tài)沒有影響 .因此 ,此時 2Q 所起的作用是緩沖、隔離前后級的相互干擾 ,保證電路的正常工作。 L L C10和 L L C6分別為第一級和第二級的 LC振蕩網(wǎng)絡(luò)，起選頻諧振和作用。 諧振回路參數(shù)計算 回路電感 L=4μ H, 0 100Q ? ， 1 1p? ， 2 ? ，晶體管用 9018， 50?? 。在原線圈骨架上用 包線 纏繞 10匝后得到的電感為 2uH。其余元件參數(shù)參見圖 。 （ 3） 、通頻帶 調(diào)整輸入信號頻率使輸出幅度為 ，得到如下結(jié)果： = = 通頻帶 = = MHZ 總結(jié) 如下表 ： 表 一級放大與二級放大之間的比較 電壓 mV/V 增益 dB 頻率 MHZ 中心頻率 MHZ 通頻帶寬 MHZ 信號輸入端 20 無 4 無 無 一級 LC 放大輸出端 370 無 4 二級 LC 放大輸出端 無 4 合肥學院（畢業(yè)論文） 第 23 頁 共 39 頁 高頻小信號諧振放大器的硬件實現(xiàn) 多級放大器的 PCB 圖 在基于 Multisim仿真結(jié)果正確的情況下， 用繪制電路板軟件 Altium Designer畫出電路板，具體如下圖所示： 圖 多級諧振放大器的 PCB 圖 然而由于打樣出的 PCB電路板在最后功能實現(xiàn)上與設(shè)計要求有差別， PCB板最后測試的增益只有 20dB，而設(shè)計要求為 40dB，在加上波形的不穩(wěn)定，所以又重新手工繪制了一快電路板，在后面的演示中均已 手工繪制電路板為主。焊錫必須是被工件熔化而非烙 鐵。先移開焊錫絲，再移開烙鐵，則停留工件上的烙鐵可保證助焊劑失去活性。 放大器的焊接 按照上述的焊接知識，嚴格按照其步驟執(zhí)行，得到焊接實物如圖 ，其分別為放大器的正面元件圖和背面焊接圖。 具體的測試情況如下圖所示： 圖 放大器的測試環(huán)境圖 合肥學院（畢業(yè)論文） 第 27 頁 共 39 頁 放大器實際調(diào)試及結(jié)果分析 （ 一） 放大器的調(diào)試 （ 1） 、 靜態(tài)工作點的調(diào)試 首先將萬用表打到 通斷檔位，測試電路的連通情況，經(jīng)測試線路中連接良好。而且中心頻率與輸入頻率也比較接近。 總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計給我?guī)淼氖斋@將是我人生中一比重要的財富。 完成這一 畢 設(shè)后，我對 高頻小信號放大器 也有了更深刻地理解。在此，我衷心地感謝這位老師！ 在本論文的撰寫過 程中，我要真心感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的老師和同學，有了他們的指導、鼓勵和幫助，才使我的畢業(yè)設(shè)計順利完成。在本次課程設(shè)計中，我了解高頻小信號放大器的特點：①放大小信合肥學院（畢業(yè)論文） 第 33 頁 共 39 頁 號，晶體管工作在線性范圍內(nèi)（甲類放大器）；②信號的中心頻率一般在幾百 KHz到幾百MHZ， 頻帶寬度在幾 KHZ到幾十 MHz，為頻帶放大器，故必須用選頻網(wǎng)絡(luò)。高頻書要不斷反復(fù)的看，還要多做練習，還有就是在實踐中學習，遇到問題反而 是你成長的捷徑，只有不斷解決問題我們水平才能不斷提高，遇到問題然后再翻書查找原因這樣學起來才很扎實，所以這次 畢 設(shè)意義很大。 在此次設(shè)計中，遇到了很多問題，比如射極跟隨器應(yīng)用錯誤，令初第一級與第二級間級聯(lián)不上，經(jīng)過反復(fù)查找才發(fā)現(xiàn)原來是第二級級輸入端阻抗太低，不足以驅(qū)動，因而導致次級輸出信號失真，幅度下降 ；相比于兩極放大之間的其他三種極間耦合方式，此次設(shè)計選擇的，利用設(shè)計跟隨器作為緩沖電路在 Multisim仿真中相比前三種極間耦合方式出來的放大波形比較穩(wěn)定 。最后用示波器來記錄放大器 中一 級放大和二級放大 的工作結(jié)果。 （ 3）、線路中不能有尖銳的管腳或焊錫暴露在外，以防止其作為天線將信號輻射出去。燒過的助焊劑必須清除。 用烙鐵盡快將工件加熱到焊接溫度，然后往焊點（非銅頭上）上加錫，即在元件腳末端實際需要焊接處擦拭焊錫。 ,人體是否佩帶靜電環(huán)。示波器的 CH1接的是輸 入， CH3接的是一級放大的輸出， CH4接的是 二級放大的 輸出，結(jié)果如圖： 圖 示波器輸出結(jié)果 （ 1）、 諧振頻率 在交流工作下繪出輸出增益隨頻率變化的幅頻特性曲線，電壓諧振曲線的峰值即對應(yīng)諧振頻率點，得到結(jié)果如下圖： 合肥學院（畢業(yè)論文） 第 22 頁 共 39 頁 圖 輸出增益隨頻率變化的幅頻特性曲線 由圖 ：諧振頻率 0 4f MHz? 。 確定耦合電容與高頻濾波電容 耦合電容 C C C5的值，可在 1000 pf— ，一般用瓷片電容。 合肥學院（畢業(yè)論文） 第 18 頁 共 39 頁 （ 1） 、 回路中的總電容 C? 因為： 0 12f LC? ?? 則 : ? ?21 3902C pffL?? ?? （ 2） 、 回路電容 C 因有 2212oe ieC C p C p C? ? ? ? 所以 223 9 0 ( 1 7 ) ( 0 . 3 1 9 ) 3 8 1 . 2 9C p f p f p f p f? ? ? ? ? ? 取 C為標稱值 390pf 。 由此可知，只有當1 BQII時，才能獲得BQV恒定，故硅管應(yīng)用時，1 (5 10)BQII??。 在直流電源后面加上濾波電容 C3可以濾除電源網(wǎng)絡(luò)的高頻信號，保證電路供電的平穩(wěn)。 多級諧振放大電路的設(shè)計和分析 電路設(shè)計分析 由于此次設(shè)計是以方案二為主，所以在后續(xù)的電路分析中都是以方案二作為研 究對象的。 （ 1） 、 多級單調(diào)諧放大器的電壓增益 設(shè)有 n級單調(diào)諧放大器級聯(lián)，且各級的電壓增益相同，即 1 2 3u u u unA A A A? ? ? 則級聯(lián)后放大器的總電壓增益為 ? ?1 2 3 1 nu u u u u n uA A A A A A? ?? （ 2） 、 多級單調(diào)諧放大器的通頻帶 多級放大器級聯(lián)后的幅頻特性曲線如圖 ，級聯(lián)后總的通頻帶要比單級放大器的通頻帶窄。 （ 4） 、 阻抗匹配。b e b eY j C?? ， 39。2 39。beC bcC 39。| 1beieV bb b eYIy V r Y?? ?。bec 是發(fā)射結(jié)電阻； 39。如圖 的 Y參數(shù)等效電路 圖： f合肥學院（畢業(yè)論文） 第 9 頁 共 39 頁 圖 2. 3 Y 參數(shù)等效電圖 2101 |i vIyV ?? 稱為輸出短路時的輸入導納； 1102 |r vIyV ?? 稱為輸入短路時的反向傳輸導納； 2201 |f vIyV ?? 稱為輸出短路時的正向傳輸導納； 1202 |o vIyV ?? 稱為輸入短路時的輸出導納； 計算得到如下結(jié)果： re fei ieoe LyyYy yY?? ?， re feo oe ie syyYy yY?? ? 21fevoe LyVAyYV? ? ? ?,其中oeY 為晶體管的輸出導納； LY 為負載導納。 具體測量方法如下： a