【正文】 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 班 級(jí)： 13 電子信息 姓 名： 指導(dǎo)教師： 電氣工程學(xué)院 2021 年 12 月 12 日 2 任務(wù)書(shū) 課題名稱(chēng) 高頻小信號(hào)諧振放大器的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師（職稱(chēng)） 執(zhí)行時(shí)間 2021~2021 學(xué)年第 1 學(xué)期 第 14 周 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 承擔(dān)任務(wù) 方案設(shè)計(jì)、論文撰寫(xiě) 原理圖繪制及仿真驗(yàn)證 方案驗(yàn)證與仿真 軟件學(xué)習(xí)及資料查詢 原理圖驗(yàn)證 軟件學(xué)習(xí)及仿真 設(shè)計(jì)目的 LC 串聯(lián)諧振回路和并聯(lián)諧振回路的選頻原理和回路參數(shù)對(duì)回路 特性的影響； ； 、性能指標(biāo)要求及分析設(shè)計(jì)； 。 設(shè)計(jì)要求 ； ，選好元器件參數(shù)，測(cè)試并計(jì)算諧振頻率、諧振增益、通頻帶、增益帶寬、噪聲系數(shù)等指標(biāo) ； 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)確的頻率選擇；另加其它電路，實(shí)現(xiàn)放大器與前后級(jí)的阻抗匹配 ； ，確定耦合電容與高頻濾波電容。 3 摘 要 高頻小信號(hào)放大器是通信設(shè)備中常用的功能電路，它所放大的信號(hào)頻率在數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫。 高頻小信號(hào)放大器的分類(lèi)： 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 。 所謂諧振放大器，就是采用諧振 回路作負(fù)載的放大器。所以，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。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。本文以理論分析為依據(jù)，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)確的頻率選擇；另加其它電路，實(shí)現(xiàn)放大器與前后級(jí)的阻抗匹配。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。 （ 2） 頻率選擇性要好，即選擇所需信號(hào)和抑制無(wú)用信號(hào)的能力要強(qiáng)，通常用 Q 值來(lái)表示。 6 第二章 高頻小信號(hào)諧振放大器的 原理分析 主要特點(diǎn)： 晶體管集電極負(fù)載通常是一個(gè)由 LC 組成的并聯(lián)諧振電路。即放大器在回路諧振頻率上將具有最大的電壓增益?？傊?，調(diào)諧放大器不僅具有對(duì)特定頻率信號(hào)的放大作用，同時(shí)也起著濾波和選頻的作用。 電壓增益和功率增益 電壓放大倍數(shù)用 u? 表示，等于放大器輸出電壓 OU 與輸入電壓 iU 之比，功率增益用 p?表示，等于放大器輸出功率 oP 與輸入功率 iP 之比，即 放大器的諧振電壓增益放大倍數(shù) （ uo? ） 指：放大器處在在諧振頻率 0f 下，輸出電 壓與輸入電壓之比 。 圖 222 放大器歸一化幅頻特性曲線 通頻帶 通頻帶定義為放大器增益從最大值下降 )2/1(3?d 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率范圍，用)(2 Wf ?或Δ 表示。理想情況下，放大器應(yīng)該對(duì)通頻帶以內(nèi)的各種信號(hào)頻譜分量具有相同的放大作用，而對(duì)通頻帶以外的信號(hào)則完全抑制。 倍和 倍之間的頻帶稱(chēng)為過(guò)渡帶， ? 越小，則過(guò)渡帶越陡峭，表明選擇性越好，越接近理想曲線。 工作穩(wěn)定性 工作穩(wěn)定性是指放大器中的直流偏置、交流參數(shù)和電路元件參數(shù)等發(fā)生變化時(shí)，放大器性能的穩(wěn)定程度。不穩(wěn)定狀態(tài)嚴(yán)重時(shí)可 使放大器產(chǎn)生自激振蕩，不能正常工作。 噪聲系數(shù) 放大器的性能在很大程度上與干擾（常指外部）和噪聲（指內(nèi)部）有關(guān)，因此，要盡量減少這些干擾和噪聲對(duì)放大器的影響。當(dāng)放大器沒(méi)有內(nèi)部噪聲時(shí)， 1??F 。兩者有許多相同的特性。 39。39。39。 單調(diào)諧回路諧振放大器 圖 23 單調(diào)諧回路諧振放大器原理圖 從理論上分析可得： 在諧振點(diǎn)上的電壓增益為：ieoefefeuo gpgpg yppg ypp 222112121 ?????? 矩形系數(shù)為： 22 ??????? ffΔΔ 從這里也可以看出，矩形系數(shù)比 1 大得多，說(shuō)明選擇性還是比較差的。根據(jù)各級(jí)諧振情況分為多級(jí)單調(diào)諧放大器（每級(jí)諧振頻率均相同）和參差調(diào)諧放大器（各級(jí)諧)11(39。139。39。02239。39。39。39。11122ebYrrgjw CyYrjw CVyYrgyYrYVybbbbmcbVoeebbbcbVreebbbmVfeebbbebVie???????????????????????? 10 振頻率不同，但相差不大）。 （ 3） 通頻帶： ? ?11 212122 fQff mLomm ΔΔ ?????? 由于 m 是大于 1 的整數(shù)，所以 121 ?m 一定小于 1，即通頻帶變窄了，且 m 越大，通頻帶越窄。說(shuō)明單調(diào)諧回路放大器選擇性較差，增益和通頻帶的矛盾比較突出。 調(diào)諧電路的穩(wěn)定性 在實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常在測(cè)試電路中會(huì)出現(xiàn)自激的現(xiàn)象，特別是在多級(jí)放大的情況中。它經(jīng)常和進(jìn)行高頻電路設(shè)計(jì)相違背，我們把這種具有自激現(xiàn)象的放大器稱(chēng)為自激振 11 蕩器，它實(shí)際上就是一個(gè)有足夠反饋量的正反饋放大器。即滿足： （ 1）相位平衡條件 放大器的反饋信號(hào)與輸入信號(hào)必須同相位，即相位差是 180176。 （ 2）振幅平衡條件 指放大器的反饋信號(hào)必須有一定的幅度。 交流負(fù)反饋能夠改善放大電路的許多性能，改善的程度由負(fù)反饋的深度決定。反而會(huì)使放大電路產(chǎn)生自激振蕩。克服自激的方法在這里介紹以下 兩 種： 中和法 中和法是在晶體管的輸入端和輸出端之間引入一個(gè)外部反饋電路（或反饋元件），又稱(chēng)為中和電路，以消除晶體管內(nèi)部反向傳輸導(dǎo)納 rey 的反饋?zhàn)饔?。顯然，這是用犧牲增益來(lái)獲得放大器的穩(wěn)定。 12 第三章 高頻小信號(hào)諧振放大器的設(shè)計(jì) 主要參數(shù)： 要求： 諧振頻率： zf ??? 諧振電壓放大倍數(shù)： ??? duo 20 通頻帶： zW ???? 選擇性（矩形系數(shù)）： ??r 給定條件： ,11004 21o ????? pp