高频小信号放大器设计（优秀）

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1、高频小信号放大器设计1.课程设计目的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。其中最容易出现问题是自激震荡，同时频率选择和各级建阻抗匹配也恶化你难实现。Multisim软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。今天的Multisim软件已不是单纯的设计工具，而是一个系统，它覆盖了以Multisim为核心的全部物理设

2、计。使用Multisim等计算机软件对产品进行辅助设计在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件的问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业的产品设计质量与效率。通过对高频电子线路的学习，使用Multisim软件设计了一个高频小信号放大器。2.设计方案论证2.1电路的基本原理高频小信号放大器的功用就是五失真的放大某一频率范围内的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器。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

3、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。图1晶体管高频小信号单极单调谐回路谐振放大器图1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号单极单调谐回路谐振放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此，晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路，在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器射出信号的频率或相位。晶体管的静态工作点电阻RB1、RB2及RE决定，其计算方法与低频单管放大器相同。放大器在谐振时的等效电路如图2所示，晶体管的4个y参数

4、分别为：输入导纳：输出导纳：正向传输导纳：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：图2谐振放大器的高频等效电路晶体管在高频情况下的分布参数除了与静态工作电流、电流放大系数有关外，还与工作角频率有关。晶体管手册中给出的分布参数一般是在测试条件一定的情况下测得的。如在条件下测的2SC945的y参数：如果工作条件发生变化，则上述参数值仅作参考。因此，高频电路的设计计算一般采用工程估算方法。如图所示等效电路中，为晶体管的集电极接入系数，即：式中，为电感线圈的总匝数；为输出变压器的副边与原边的

5、匝数比，即：式中，为副边的总匝数；为谐振放大器输出负载的电导，。通常小信号谐振放大器的下一级仍为晶体管谐振放大器，则将是下一级晶体管的输出电导。可见并联谐振回路的总电导：2.2设计思路及测量方法表征高频小信号谐振放大器的主要性能指标有谐振频率、谐振电压放大倍数、放大器的通频带及选择性等，采用图所示的测试电路可以粗略的测试各项指标，若要求测量准确，必要是应采用精度较高的高频测量仪器。图中输入信号由高频信号发生器提供，高频电压表、分别用于测量放大器是输入电压与输出电压的值。直流毫安表mA用于测量放大器的

6、集电极电流的值，示波器监测负载两端的输出波形。谐振放大器的各项性能指标及测量方法如下。(1)谐振频率放大器的谐振回路谐振是所对应的频率称为谐振频率。对于图所示电，的表达式为：式中，为谐振回路电感线圈的电感量；为谐振回路的总电容,的表达式为式中，为晶体管的输出电容；为晶体管的输入电容。谐振频率的测量步骤是，首先使高频信号发生器的输出频率为，输出电压为几毫伏；然后调谐集电极回路即改变或电感线圈的磁芯位置使回路谐振。并联回路谐振时，直流毫安表的指示值为最小，电压表的指示值达到最大，且输出波形无明显失真。这

7、是回路的谐振频率就等于信号发生器的输出频率。由于分布参数的影响，有时谐振回路的输出电流的最小值与输出电压的最大值不一定同时出现，这时视电压表的指示值达到最大时的状态为谐振回路处于谐振状态。如用扫频仪测量谐振放大器是否谐振，应使电压谐振曲线的峰值出现周期规定的谐振频率点。(2)电压增益放大器是谐振回路谐振时所对应的电压放大倍数称为谐振放大器的电压增益。的表达式为：要注意的是，本身也是一个复数，所以谐振时输出电压与输入电压的相位差为。只有当工作频率较低时，，与的相位差才等于180。的测量电路如图所示，测

8、量条件是放大器的谐振回路处于谐振状态，当回路谐振时分别记下输出端电压表的读数及输入端电压表的读数，则电压放大倍数由下式计算：(3)通频带由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数下降到谐振电压放大倍数的0.707倍时所对应的频率范围称为放大通频带，其表达式为：。式中，为谐振回路的有载品质因数。分析表明，放大器的谐振电压放大倍数与通频带的关系为：上式说明，当晶体管选定即确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数与通