2011年全国大学生电子设计竞赛论文

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1、2011年全国大学生电子设计竞赛LC谐振放大器（D题）【本科组】2011年9月6日系统以LC谐振放大为核心，供电电压为3.6V。该系统主要由LC谐振回路、衰减器、AGC自动增益，开关电源组成，具有选频网络、信号放大、可以控制功率电平、实现自动增益等功能。对无用信号、干扰信号、噪声信号进行抑制的作用，而因此广泛应用于广播、电视、通信和雷达等接受设备中。其优点是：功耗小，增益大。用LC谐振回路作为选频网络构成的选频放大器称为谐振放大器或调谐放大器，其用来从众多的微弱信号中，选出有用信号加以放大并对其他无用频

2、率信号予以抑制，它广泛应用于通信设备的接收机中。1、系统方案11.1衰减器模块的论证与选择11.2LC谐振放大器模块的论证与选择21.2电源模块的论证与选择21.2自动增益模块的论证与选择42、系统理论分析与计算62.1衰减器模块62.2自动增益模块62.3通频带宽62.4矩阵系数83、电路设计83.1系统总体框图83.2衰减器子系统电路原理图83.3LC谐振放大器电路原理图83.4AGC自动增益电路原理图93.5电源电路原理图104、测试方案与测试结果104.1测试条件与仪器104.2测试结果（数据）

3、104・3测试分析与结论115、参考文献12LC谐振放大器（D题）【本科组】1、系统方案自动增益AGC模块组成,本系统主要由衰减模块、LC谐振放大器模块、电源模块、下面分别论证这儿个模块的选择o衰减模块的论证与选择方案一：T型网络衰减器图（1）T型网络衰减器如图（1）所示电路可以在不改变等效阻抗的前提下实现对信号电压的衰减，图中增加的两个电阻可以保持等效电阻不变。所以此电路被称为T型电阻网络。方案二：H型网络衰减器图（2）兀型网络衰减器另一种电路拓扑如图（2）所示，其因像字母兀所以被称作兀型网络，它与T

4、型网络一样可以实现信号衰减并保持输入阻抗不变。对衰减器最典型的要求就是要有良好的输入输岀匹配，能获得精确地衰减量。P1型网络衰减器因其良好的输入输岀匹配特性而获得比较广泛的应用。PI型网络衰减器具有对称性，且后面的R1具有可变性，可以较容易的改变其阻值，同时可以增添一下电容、电感，增加其稳定性。综合以上两种方案，选择方案二。1.2LC谐振放大器模块的论证与选择方案一：串联谐振回路09图(3)串联谐振回路如图(3)所示，串联谐振回路由于L上的电流不能突变，要求用电压型驱动方式.电压呈方波，电流呈正弦・L和

5、C上电压都远高过电源.电流较小，适合高频工作.要求电源交流阻抗要低，通常要在直流侧并高频电容，适合3MW/1.2WHZ以下场合。方案二：并联谐振回路Q・・1k・・-R1・・-•••■•一图(4)并联谐振回路如图⑷所示，由于C上电压不能突变,要求用电流型驱动.电压呈正弦，电流呈方波•器件过压很高，电流教大,适合低频工作•要求电源交流阻抗大,通常要在直流侧串电感•适合75KHZ以下场合串联及并联谐振都能做到很高的功率，并且谐振电压都可以控制的很低，基本能做到100KW时的谐振电压低于lOOOvo一般来讲，对

6、于串联谐振，比较容易达到高功率，但对于并联谐振,要做到高功率需要相当技巧，因为它更容易产生过高的谐振电压总体来讲，如果能够克服硬关断时产生的热损情况，并联谐振的工作状态要比串联谐振好串联谐振电路要复杂，并且dv/dt值往往会很高，产生的危害也比较大。综合以上两种方案，选择方案二。1.3电源模块的论证与选择方案一：LM317的典型接法。LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。LM317是可调节3端正电压稳压器，在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的

7、电流，此稳压器非常易于使用。如图（5）所示，为LM317可调电压的典型接法。图（5）LM317可调电压的典型接法方案二：LM317可调电源的三路输出接法。DIU1inourADI~K~上cl—pdiiridian_5—L±c2—dindian_5ric3ilianrKIAB17AThlBridge2ISI■svreRiResSemiIKDllLEDOuc4dianrS•霊IKR2ReslIKD2◄12345678HeaderXDiodeIN4004inour—^―ADJJLM3I7/rR4Res!IK

8、R33zuRRn1K-爲图（6）LM317iif调电源的三路输出接法。由图（6）可以看出，此方案是由三块LM317构成的三路输岀电压，其接法与典型接法相似。本系统由衰减模块、LC谐振放大器模块、自动增益AGC模块组成，而题目要求使用3.6v稳压电源供电，且最大不允许超过360mW,所以就设计三路电源分别给三个模块供电。综上所述采用LM317可调电源的三路输出接法。1-3自动增益AGC模块的论证与选择方案一：利用电阻电容来实现自动增益控制:输