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1、高频电路课程设计实习报告LC谐振放大器学校： 专业：通信工程班级：学号：姓名： 日期：2012/1/7目录1. 序言22. 设计课题23. 实践目的24. 设计要求35. 系统方案45.1. 衰减器方案45.2. RLC谐振放大电路方案55.3. 系统理论分析与计算56. 原理设计66.1. 型衰减器的设计66.2. 单调谐放大器的设计76.3. AGC电路设计86.4. 电路设计96.5. 元件清单107. 测试结果与分析108. 总结119. 参考文献1210. 附录1310.1. 电路原理图1310.2. 电路PCB图141. 序言随着电子技术的飞跃发展，社会发展步入了信息时代，随着信息
2、时代对人才高素质和信息化的要求，随着高等教育发展的趋势，人们的生活水平提高，对精神文明生活的要求也跟着提高，这对电子领域提出了跟更高的要求。在无线通信中，发射与接收的信号应当适合于空间传输。所以，被通信设备处理和传输的信号是经过调制处理过的高频信号，这种信号具有窄带特性。而且，通过长距离的通信传输，信号受到衰减和干扰，到达接收设备的信号是非常弱的高频窄带信号，在做进一步处理之前，应当经过放大和限制干扰的处理。这就需要通过高频小信号放大器来完成。这种小信号放大器是一种谐振放大器。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
3、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。2. 设计课题LC谐振
4、放大器3. 实践目的谐振放大器广泛应用于通信系统和其他电子系统中，如在发射设备中，为了有效地使信号通过信道传送到接收端，需要根据传送距离等因素来确定发射设备的发射功率，这就要用谐振放大器将信号放大到所需的发射功率；在接收设备中，从天线上感应到的信号是非常微弱的，一般在级，要将传送的信号恢复出来，需要将信号放大，这就需要用高频小信号谐振放大器来完成。本次设计要达到以下目的：1、进一步理解谐振放大器理论中，增益、通频带、谐振、功率、效率、晶体管工作状态等概念及相关的计算；2、掌握谐振放大器的设计与调试方法；3、学会多级级联谐振放大器电路的分析。4. 设计要求设计并制作一个低压、低功耗LC 谐振放大
5、器，电路框图见图1。基本要求（1）放大器指标：a） 谐振频率：f0 =15MHz；允许偏差100kHz；b） 增益：不小于40dB；c）3dB 带宽：2f0.7 =300kHz；带内波动不大于2dB；d） 输入电阻：Rin=50；e） 失真：负载电阻为500，输出电压1V 时，波形无明显失真。（3）设计一个自动增益控制（AGC）电路。AGC 控制范围大于20 dB。AGC 控制范围为20log(Vomin/Vimin)20log(Vomax/Vimax)（dB）。（4）放大器使用5V -12V稳压电源供电（电源自备），尽可能减小功耗。（5）在-3dB 带宽不变条件下，提高放大器增益到大于等于6
6、0dB。（6）在最大增益情况下，尽可能减小矩形系数。5. 系统方案5.1. 衰减器方案方案一、采用T型衰减器。 图2 T型衰减器由T型衰减器的原理计算可知，当衰减的分贝数较大时，在T型衰减器中R1将很小，由于受引线和焊点的影响，阻值过小很难保证其精度，从而影响衰减的准确度。方案二、采用型衰减器。图3 型衰减器对于型衰减器根据计算可得，在50，衰减40dB的要求下，R1，R2=R351，在现有的条件下采用精度为0.1%的金属膜电阻可以达到要求。因此，我们采用的是型衰减器。5.2. RLC谐振放大电路方案方案一 选用集成运放对小信号进行放大，如OP37、AD603等，运放的增益较大容易实现题目要求
7、的40dB的增益。输入阻抗通过衰减器进行阻抗匹配也能实现题目的要求。但是采用集成运放带宽要求较难实现，集成芯片成本较高，短时间内购买不方便。方案二 选用分立元件，分立元件电路相对会比较复杂一点，但是，分立元件的功率要小很多，增益的调节范围会比较大，元件基本都是常用的元器件，获取比较方便，价格也会比较低。综合考虑，本设计采用方案二。5.3. 系统理论分析与计算系统总体框图6. 原理设计 6.1. 型衰减器的设计设信号源的输出阻抗和负载阻抗均为R0，电压衰减倍数为AT=Vin/Vout，Vin和Vout分别为衰减器的输入电压和输出电压，R2=R3=R，如下图所示：图4 型衰减器的计算虚线框内是为了
8、计算方便虚加的。这样已知R0和AT，要确定R1和R的值。根据阻抗匹配条，从Vin往右看对地阻抗等于信号源的输出阻抗R0，即： R/（R1+ R/ R0）= R0型衰减器的计算公式：20lgAT = 40dB AT = 100R=(100+1/100-1)x50=51R1经计算可得如下图参数 图5 型衰减器设计6.2. 单调谐放大器的设计以第二级三极管为例，三极管选择9018，如图6所示： 图 6 单调谐放大器（1）发射极电阻的确定：为提高放大器的增益及电源的利用率Ue0.2Ec，根据经验公式取Ue取Ec=V VBIc取12mA ，IeIc=12 则 R8=Ue/IeUe/Ic=V/12mA=2
9、00，则R8取200。IBQ=Ie/=12mA/60=0.2mAI1=(510)IBQ=8x0.02=1.6mAR1=(Vcc-VB)/I1根据分压比算出R3=2K其它级的参数计算同上6.3. AGC电路设计首级单调谐放大电路三极管9018的基极的电压由AGC电路提供，调节滑动变阻器使之工作在静态工作点，交流信号加在基极，由三极管放大，LC调谐放大，经中周耦合到下一级。图8 AGC自动增益控制电路6.4. 电路设计6.5. 元件清单名称型号数量电阻512电阻1001电阻2001电阻5101电阻1K2电阻2电阻1电阻1电阻15K1电阻62K1可调电阻50K1电解电容1uF1瓷介电容10pF2瓷介
10、电容100pF2瓷介电容1000pF4可调电容5/30pF2磁珠1中周38012三极管90183排针67. 测试结果与分析中心频率：f07.5MHz,B350KHz节点电压第一级第二级AGCVcVeVbUbe8. 总结这次课程设计主要是对高频电路中LC谐振放大器这部分知识的应用。通过设计高频放大器，进一步将理论转化成实践，并在实践中检验理论。本次课程设计，是设计一个LC谐振放大器。通过这短短一周半的学习，可能学到的仅仅是皮毛而已。如果说，以前做高频实验增强了我的动手能力，那么，这次的电路设计更加增强了对高频LC谐振放大器性能的了解。更加明白了为什么电路的放大倍数和通频带互相制约和影响，为什么集
11、电极输出电流为余弦脉冲而真正的输出信号却和输入信号频率相同。课程设计是培养学生综合运用所学知识，是发现、提出、分析和解决实际问题、锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。这次的高频课程设计，加深了我对电子电路理论知识的理解，并提高了实践动手能力，具备了高频电子电路的基本设计能力和基本调试能力。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正学到属于自己的知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。课程设计是一个理论转化为实际应用的过程，在这个过程中有很多问题需要注意。
12、首先，在进行PCB排版的时候应该尽量缩短导线长度，如果考虑引脚长度，有条件的可以选择贴片元件，要有良好的接地保证，要考虑避免不同元件间的干扰。其次，在制板的时候，高频板PCB图上有大量的覆铜面积，采用热转印法大面积的覆铜首先打印就存在问题，在转印的过程中也比较难做到大面积的油墨能完全转印到覆铜板上，这些问题将导致做出来的电路板覆铜部分面积也被腐蚀掉，这对于高频电路是存在较大影响的。而如果采用感光法制作便可以避免这些问题。感光法制作流程较为复杂，成本较高，但是可以保证做出来的电路板的质量。最后，在调试过程中有齐全的工具，古人云：“工欲善其事，必先利其器。”所以，想要成为一个合格的工程人员首先要学
13、会解决工具问题，有现成的可以通过购买得到，没有现成的要学会在现有基础上进行改造甚至自己去创造。比如，在调节中周的时候要用到无感螺丝刀，普通金属制成的螺丝刀会对电路调试造成影响，需要一些特殊材料制成的无感螺丝刀。市场上现有的质量较好的均用氧化锆制成的，但是其最小型号为4mm的刀口宽度，宽度相对于中周来说太大了无法调节。氧化锆硬度为7.5，比普通钢材的硬度还大，想要改造是比较困难的。取而代之的我们用竹片削成螺丝刀形状便可以解决这一问题，竹片取材方便，生活中的一次性筷子很多就是用竹子制成的。工程实践中问题是不可避免的，但是只要勤于思考就没有解决不了的问题。9. 参考文献1华成英. 模拟电子技术基本教程. 北京:清华大学出版社,2006.02 2高吉祥.高频电子线路. 北京:电子工业出版社,2007 3 邱关源.电路（第五版）.北京：高等教育出版社，20074 谢嘉奎.高频电子线路.高等教育出版社，5 张肃文.高频电子线路.高等教育出版社，6 10. 附录10.1. 电路原理图10.2. 电路PCB图
