通信基本电路课程设计报告

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1、摘要本次课程设计对高频小信号放大器进行设计与仿真研究，提出了高频小信号放大器的设计方法，采用Multisim13.0仿真软件对电路进行仿真，并对电路的同频带、选择性和功率增益性能进行了仿真分析。设计过程和方法都比较简单，仿真结果误差也很小，与传统的设计方法相比，解决了设计中运算量大，设计结果的硬件调试和测试都比较复杂且不易优化的问题。电路性能的仿真结果表明了设计的合理性和有效性。关键词：高频小信号multisim13.0设计与仿真增益14一、绪论1.1概述小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路，主要用于高频小信号或微弱信

2、号的线性放大。利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。1.2设计背景随着电子通讯的飞速发展，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

3、生产力的发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放大器来完成。这种小信号放大器是一种谐振放大器。1.3设计要求设计一个谐振频率为10.7MHz、电压增益大于25的高频小信号放大器。要求如

4、下：（1）增益（放大倍数）要大；（2）选择性要好，即选择有用的信号和抑制无用信号能力强，用品质因数Q来衡量，即Q值越大，选择性越好；14（1）稳定可靠，即要求放大器的性能尽可能的不受温度、电源电压等外界因素变化的影响，内部噪音要小，特别是不产生自激，加入负反馈可以改善放大器的性能；（2）前后级之间的阻抗匹配，即把各级连接起来后仍有较大的增益，同时，各级之间不能产生明显的相互干扰。1.4主要性能指标高频小信号放大器除了具有对小信号幅度放大的作用，还具有功率放大的功能和选频特性，从而达到抑制噪声和对包含信息信号选择的效果。所以高频小

5、信号放大器的质量指标有电压增益Av、选频特性、通频带2f0.7和选择性Kr0.1。电压增益Av=矩形系数Kr0.1=电压增益反映了电压放大特性，通频带表示了我们的放大器选择通过的频带宽度。选择性则表示了和理想滤波器的逼近程度，即选择通过性能的好坏。矩形系数Kr0.1=1时为理想滤波器，我们我们希望矩形系数Kr0.1能够接近1.14二、高频小信号放大器等效电路与参数2.1静态工作点由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流Icq一般在0.8到2mA之间选取为宜，设计电路中取Ic=1.5mA，Re=1K,因为Veq=IeqRe

6、q,而Icq=Ieq所以Veq=1.5mA*1K=1.5V因为Vbq=Veq+Vbeq所以Vbq=1.5V+0.7V=2.2V因为Vce=Vcc—Veq所以Vceq=12V-2.2V=9.8V因为Rb2=Vbq/(5-10)Ibq而Ibq=Icq/=0.03mA所以Rb2=6.2K因为Rb1=((Vcc-Vbq)/Vbq)Rb2=27.6k2.2原理图及等效电路实验原理图如图2-1所示图2-114根据实验原理图画出小信号放大器在谐振时的等效电路图，如图2-2所示，根据等效电路图可以计算晶体管的四个y参数图2-24个y参数分别如

7、下：输入导纳：yie=输出导纳：yoe=正向传输导纳：yfe=反向传输导纳：yre=其中gm为晶体管的跨导，与发射极电流的关系为：gm=IE/26；为发射结电导，与晶体管的电流放大系数及IE有关，其关系为==IE/26；rbb’为基极电阻，一般为几十欧姆，为基极体电阻，一般为几十欧姆;Coe为集电极电容，一般为几皮法；Cb’e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Ie、电流放大系数有关外，还与工作角频率w有关。14三、仿真软件Multisim的使用3.1Multisim简介Mu

8、ltisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对