高頻課程設(shè)計(jì)-高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器(編輯修改稿)
2025-07-10 21:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，輸出電阻與集電極電阻有關(guān)。高頻特性好，常用于高頻放大電路中：綜上 該課題 設(shè)計(jì)采用共基極放大電路。 從圖 1小信號(hào)放大模塊可知，這部分的作用的是對(duì)所接受到的微弱信號(hào)通過(guò)晶體管進(jìn)行信號(hào)放大。三極管選用了放大倍數(shù)在 100200 倍之間的 2N3904，在實(shí)物制作時(shí)用了差不多放 大倍數(shù)的 s9014。 和 及可調(diào)電阻 串聯(lián)的射極電阻決定了晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)。而且改變 的大小可以改變放大器的增益。實(shí)物制作時(shí)射極電阻用電位器代替，實(shí)現(xiàn)電阻可調(diào)，增益可調(diào)。 選頻網(wǎng)絡(luò) 諧振回路有電感和電容構(gòu)成，它們的連接方式不一樣，形成的諧振回路也不 一樣。串聯(lián)為串聯(lián)諧振回路，并聯(lián)為并聯(lián)諧振回路。它具有選擇信號(hào)及阻抗變換，兩個(gè)或更多個(gè)諧振回路串聯(lián)可以構(gòu)成帶通濾波器。在 LC 并聯(lián)諧振回路中，當(dāng)時(shí)，回路產(chǎn)生諧振，其等效阻抗為純電阻且最大。故并聯(lián)諧振回路的諧振頻率為： LCf ?210 ? 。 該課題仿真設(shè)計(jì)選用 LC并聯(lián)諧振回路，但在考慮到 LC 回路在現(xiàn)實(shí)中不方便調(diào)諧，故而實(shí)物制作時(shí)我們選用了 10MHz 的中周代替。 圖 2 選頻網(wǎng)絡(luò) 整體電路分析 圖 3 高頻小信號(hào)放大器 如圖 3可看出 整體的電路設(shè)計(jì)，信號(hào)由信號(hào)源產(chǎn)生，從三極管基極輸入，然后通過(guò)了晶體管的放大，從集電極輸出放大信號(hào)，到達(dá) LC諧振回路，進(jìn)行了選頻，如此輸出放大的有用信號(hào)。 單調(diào)諧放大器 通頻帶 窄 ,選擇性一般 ,但是因其電路簡(jiǎn)單、 調(diào)整 方便，故選用單調(diào)諧回路為設(shè)計(jì)電路。 靜態(tài)分析 ? ?212 bbbCCBQ RRRVU ??? ? eR/BEBQEQCQ UUII ???)1/( ??? EQBQ II)R(RR eee ?????? cCQCCEQCQCCC E Q RIVIIVU圖 4 直流偏置電路 圖 4 是調(diào)諧放大器的直流偏置通路， 從此可以看出， 1bR 、 2bR 為基極分壓式偏置電阻， Re 為發(fā)射極負(fù)反饋偏置電阻，改變 Rc 可以調(diào)整增益的大小。 其 靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算： （ 1） （ 2） 對(duì)于硅管而言， BEU 一 般取值 。而對(duì)于鍺管而言， BEU 一般取值 。 （ 3） （ 4） 工程上一般 取 BQU =（ 35） V，而 VCC 已知是 12V,所以由公式（ 1）可得 ? ?212 bbb RRR ? =1/3,故而 122 bb RR ? ,令?? KRb 661 ,則 ?? KRb 332 。 動(dòng)態(tài)分析 圖 5 交流通路 圖 5 是調(diào)諧放大器的 交 流通路。在圖中可看出放大器由輸入電路、晶體管和輸出回路組成。調(diào)諧放大器的輸出回路是由 LC 并聯(lián)諧振回路、輸出變壓器及負(fù)載 LR 構(gòu)成。電容 C 與變壓器的初級(jí)繞組電感 L 構(gòu)成了并聯(lián)諧振回路，實(shí)現(xiàn)了選頻和阻抗變換。因?yàn)榫w管要實(shí)現(xiàn)晶體管輸出阻抗與負(fù)載間的阻抗匹配，減少晶體管輸出阻抗對(duì)調(diào)諧回路的影響，所以在晶體管的輸出端以線圈抽頭以電感分壓 式接入電路，使得輸出導(dǎo)納和調(diào)諧回路的 2端并聯(lián)。 （ a） 晶體管雙口網(wǎng)絡(luò) (b) Y參數(shù)等效電路 （ c）變換后的 Y參數(shù)等效電路 (d) 參數(shù)合并后的等效電路 圖 6 單調(diào)諧放大器的等效電路 在設(shè)計(jì)中信號(hào)的放大由晶體管完成。在小信號(hào)運(yùn)用的情況下，晶體管可忽略其非線性特點(diǎn)而近似為線性元件。設(shè)計(jì)時(shí)利用把晶體管視為一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型。根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)的理論，以及考慮到晶體管是電流受控元件特性，采用Y參數(shù)等效電路來(lái)計(jì)算晶體管的等效。 對(duì)于一個(gè)晶體管，如圖 6(a）所示，取電壓 作為自變量，電流和作為因變量，則可寫(xiě)出晶體管的 Y 參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)方程。 (5) (6) 由公式（ 5）， 令 ，則晶體管輸出交流短路，輸入導(dǎo)納 ，正向傳輸導(dǎo)納 = 。 由公式（ 6） 令 ，則晶體管輸入交流短路，反相傳輸導(dǎo)納 ，輸出導(dǎo)納 = 。 將晶體管用 Y 參數(shù)等效電路代替則得到圖 6（ b） Y參數(shù)等效電路，假定 =0 設(shè)一次電感線圈 12之間的匝數(shù)為 ,13之間的匝數(shù)為 ，二次線圈匝數(shù)為 。 由圖可知自耦變壓器的匝比 和變壓器一、二次間的匝比 分別等于 ： ， （ 7）
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