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1、摘 要 放大高频小信号中心频率在几百KHZ到几百MHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围内的放大器，称为高频小信号放大器。这类放大器，按照所用器件可分为晶体管，场效应管和集成电路放大器；按照通过频谱的宽窄可分为窄带和宽带放大器；按照电路形式可分为单级和级联放大器；按照所用负载性质可分为谐振放大器和非谐振放大器。所谓谐振放大器，就是采用谐振回路作负载的放大器。根据谐振回路的特性，谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益很小。所以，谐振放大器不仅有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用。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
2、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。本文以理论分析为依据，以实际制作为根底，运用LC电路的谐振作为选频和滤波，利用三极管的放大作用来实现小信号放大的作用。关键字：三极管；LC电路；放大器；高频小信号Abstract Zoom in high frequency small signal (center frequency in hundreds of KHZ to several hundred MHZ, spectrum width in the range of a few KHZ to dozens of MHZ) amplifier, known as t
3、he high frequency small signal amplifier. This kind of amplifier, according to the device can be divided into the transistor, field effect tube and integ- rated circuit amplifier; According to the through spectrum width can be divided into narrowband and broadband amplifier; According to the circuit
4、 form can be divided into single-stage and cascade amplifier; According to the nature of the load can be divided into resonance amplifier and the resonant amplifier. The so-called resonance amplifier, is to use as a load resonance loop of the amplifier. According to the pro- perties of the resonant
5、circuit, the resonance amplifier for close to the resonant fre- quency of the signal, have bigger gain; To stay away from the resonance frequency of the signal, gain is small. So, resonance amplifier has amplification effect not only, and also to play the role of a filter or frequency selective. Hig
6、h frequency small signal tuned amplifier is widely used in communication systems and other radio systems, especially in the receiving end of a transmitter, induction from the antenna signal is very weak, this needs with the amplifier to enlarge it. In this paper, based on theo- retical analysis, bas
7、ed on the actual production, using the LC resonance frequency selective and filtering circuit, triode amplifying function is used to realize the role of small signal amplifier.Key words: triode; LC circuit; Amplifier; High frequency small signal目 录1 绪论11.1 高频小信号调谐放大器的由来11.2 高频小信号调谐放大器的用途及其功能12 高频小信号
8、放大器电路设计的原理22.1 高频小信号调谐放大器的根本原理22.2 高频小信号调谐放大器主要质量指标22.2.1 增益22.2.2 通频带22.2.3 选择性22.2.4 品质因素22.2.5 噪声系数22.3 各元器件参数设计32.3.1 静态工作点的选择32.3.2 谐振回路的参数计算43 电路仿真63.1 电路仿真图63.2 电路的输入与输出比拟64 调试与误差分析84.1 电路板调试84.1.1 元件的焊接84.1.2 调试所用到的元器件84.1.3 调试步骤与波形图84.2 误差分析9结束语10参考文献11附录一 电路图12附录二 PCB幅员13附录三 元件清单14附录四 实物图1
9、51 绪论1.1 高频小信号调谐放大器的由来20世纪末，电子通讯获得了飞速的开展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的开展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。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调谐放大器来完成。1.2 高频小信号调谐放大器的用途及其
10、功能 高频小信号放大在各个领域都有其应用，特别是在通信局部，作为调幅、调频电路的接收局部。如在话筒制作中，利用其选频与放大的作用，得到我们想要的信号。高频小信号放大器的作用是无失真的放大某一频率范围内的信号。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫。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。 2 高频小信号放大器电路设计的原理2.1 高频小信号调谐放大器的根本原理小信号调谐放大器的作用是有选择地对某一频率范围的高频小信号进行放大 。所谓“小信号，通常指输入信号电压一般在微伏毫
11、伏数量级附近，由于信号小，从而可以认为放大器工作在晶体管的线性范围内。所谓“调谐，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路。这种放大器对谐振频率及附近频率的信号具有较强的放大作用，而对其它远离的频率信号，放大作用很差。2.2 高频小信号调谐放大器主要质量指标2.2.1 增益增益就是放大器输出电压与输入电压之比，用来表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 ，用Au表示。在实验中，增益越大越好。2.2.2 通频带 通频带通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围即为高频放大器的通频带，用B0.7表示。2.2.3 选择性 选择性是指回路从含有各种不同频率信号总和中选出有用
12、信号、抑制干扰信号的能力。一般用B0.1表示，其值越大，回路选择性越好。2.2.4 品质因素 品质因素描述的是选频特性的好与差，用Q表示。Q值越大，回路损耗愈小，其选频特性就愈好。2.2.5 噪声系数高频放大器由多级组成，降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。因此，在设计前级放大器时，要求采用低噪声器件，合理地设置工作电流等，使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数最小。用Nf表示,其值越接近1越说明噪声越小，电路的性能越好。根据上面各个具体环节的考虑设计出下面总体的电路：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2-1所示。该电
13、路由晶体管VT7、选频回路CP2二局部组成。它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fs10MHz。R67、R68和射极电阻决定晶体管的静态工作点。拨码开关S7改变回路并联电阻，即改变回路Q值，从而改变放大器的增益和通频带。拨码开关S8改变射极电阻，从而改变放大器的增益。L7,C72构成滤波电路，滤除直流源的干扰信号。J30信号输入接口，J31信号输出接口。图2-1 高频小信号放大器2.3 各元器件参数设计选择适宜的静态工作点和10MHZ的中周是高频小信号谐振放大器制作中关键所在。我们采用的是CP2中周，实际上是由LC并联构成变压器，其谐振频率在一定范围内可调。当
14、在谐振点时有，通过此公式计算可以确定LC的值。2.3.1 静态工作点的选择其直流通路如2.2所示:图2.2 直流通路 2.1 2.2 2.3 为了使三极管工资在放大区，那么必须要满足。再通过公式计算，就可以确定静态工作点时，各元器件的参数。2.3.2 谐振回路的参数计算 其小信号模型如图2.3所示：图2.3 小信号模型 小信号模型也为放大器在谐振时的等效电路，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： 2.6 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。 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，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测试条件一定的情况下测得的。在实验中，我们还用到了可变电容CT4，可变范围为5-20pf，其目的就
