22小信号谐振放大器

22小信号谐振放大器（通用3篇）

22小信号谐振放大器 篇1

高频小信号放大器是放大中心频率在几百兆赫兹到几百千兆赫兹的高频小信号的放大器。它在通信电子系统中有着重要的用途,通常应用在广播、电视、通信、雷达等无线通信的前段接收机中,其对接收机的灵敏度、抗干扰性和选择性等整机指标有关键性影响。

高频小信号放大的理论比较简单,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。因此,电路设计时,需考虑到电源滤波、退偶电路、级间耦合电路、阻抗匹配电路及匹配电路对整体电路的影响。

本文需设计并制作一个低功耗LC谐振放大器,要求满足的条件:(1)谐振频率f0=12MHz,允许偏差±100kHz;(2)增益不小于40dB;(3)输入电阻Rin=50Ω;(4)在放大器的输入端插入一个40dB固定衰减器,特性阻抗50Ω。为了便于放大器的设计,采用了NI Multisim电路仿真软件进行辅助设计。

1 系统方案设计

高频小信号放大器主要由衰减网络模块、LC谐振放大模块、电压跟随器模块和电源模块组成。工作流程为:信号经衰减网络后得到一个微弱信号,通过电压跟随器进行阻抗匹配,再输入给一级放大电路,放大后的信号在通过电压放大器进行阻抗匹配的同时也能起到放大的作用,再通过二级放大电路,从而实现高增益、低损耗的LC谐振放大功能。系统框图如图一所示:

2 模块分析

2.1 衰减网络模块

衰减器是一种在指定的频率范围内引入一预定衰减的电路,一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。经典的衰减器有π型、T型和桥型衰减器,衰减效果较好,但是对于高频小信号,无源衰减网络选择π型或T型网络更加适合。本文选择π型电阻型网络做衰减,如图二所示:

2.2 LC谐振放大模块

LC谐振放大器由LC谐振回路和放大器两部分组成,可以用于选出有用频率信号并加以放大。谐振部分采用经典的无源LC并联谐振电路,它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的,电路简单稳定。

本模块的另一部分就是放大,也是关键的一步。本设计要求使用3.6V的稳压电源,功耗不超过360mW的放大器。根据要求,本文选用了功耗较小的2N2222三极管,用于放大高频小信号,并通过两级放大实现增益的要求。放大电路如图三所示:

2.3 电压跟随模块

电压跟随器是输出电压与输入电压相同的一种放大器,就是放大倍数恒小于且接近1。电压跟随器的显著特点是输入阻抗高而输出阻抗低,在电路中可以起到缓冲、隔离、提高带载能力和阻抗匹配的作用。本文采用电压跟随器很方便地设计了在两级放大电路间的一个匹配电路,同时也起到了隔离的效果。本文设计的电压跟随器采用运放OPA355和两个阻值大小相等的电阻组成。电压跟随电路如图四所示:

2.4 电源模块

为了给放大电路和跟随电路提供稳压电源,本文设计了一个3.6V的稳压直流电源,采用的LM317稳压芯片。电路如图五所示:

3 电路仿真与测试

整体电路如图六所示,仿真结果如图七所示。

电路采用protel制图,制作出PCB板,并加上了一些屏蔽措施,防止外界干扰与级间串扰。端口采用SMA接头的高频屏蔽同轴电缆,高频信号发生器使用EE1412F型合成(DDS)函数信号发生器,示波器采用TDS2012B测试。当输入信号为12MHz、1mVrms时,两级放大器的电压增益分别为19dB、22dB,最终负载上的电压增益可达41dB,且波形无明显失真,满足了设计要求。

参考文献

[1]张肃文,陆兆雄.高频电子线路(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1993.

[2]全国电子设计竞赛组委会.全国电子设计竞赛获奖作品汇编[Z].2004.

[3]李研达.单调谐回路谐振放大器与双调谐回路谐振放大器特性分析[J].安阳师范学院学报,2009,(02):50-52.

[4]任青莲.高频小信号放大器的设计与仿真[J].计算机仿真,2009,26(12):315-319.

[5]杜新林,田力波.放大器自激振荡产生原因及消除方法探讨[D].长春:装甲兵技术学院,2004.

22小信号谐振放大器 篇2

123456DDRc10VCC2Cc0.01uFRa10VCC1CC3470uFC1VEE11uF1R12M362OP074AR18R610KR8100KC55nFVCC1VCC2C8CC1470uFJ1C321POWERCC2470uFVCCGNDVEEJ2Ca0.01uF123INPUTv1GNDv275nFR1351KVCC2AR3CAR526318OP07voGNDJ312OUTPUTVCC1R447KC32R34.7K30nF31C477AR46C78OP0731uFR1011M8OP0726R112.2KCb0.01uF4Rb10VEE1Rd10VEE2CC4470uFCd0.01uFVEE1VEE230nFR547KVCC15nF4VEE2C6R122.2K7AR22C231uF1R22M8OP07610K91K20KB4TAPR7R91Rp1TOPBOT3247VEE1BATitleASizeBDate:File:12345NumberRevision8-Jun-2007 K:小信号放大器lab12-ryd.ddbSheet of Drawn By:6 器件封装（footprint）：

电阻R：AXIAL0.4 普通电容C：RAD0.2 运放OP07：DIP8 电解电容：RB.2/.4 三脚插座CON3：MT6CON3V 滑动变阻器Rp：VR5

原理图（*.Sch）中需要的器件库文件：Miscellaneous Devices.lib

22小信号谐振放大器 篇3

本科毕业论文(设计)

基于

multisim的谐振放大电路

学生姓名：郝红日 所属院部：物理与电子信息

专 业：电子信息 指导教师：曹树伟

****年**月**日

基于multisim的谐振放大电路

郝红日

赤峰学院物理学院 赤峰 024000 摘要

论文主要介绍了EDA 软件Multisim的功能和特点,并利用其先进的高频仿功能对丙类谐振功率放大器进行了仿真研究,给出了其各种外部特性仿真分析结果,实现了其功能验证.该实例充分表明,Multisim可为高频电子电路的分析、设计和优化提供一个快捷、高效的新途径仿真结果直观、精确，很好地验证了理论。该软件有强大的仿真和分析功能，在实现高频电路分析和设计方面不仅高效、可靠，而且具有逼近真实电路的效果。

关键词 Multisim；仿真分析；谐振放大电路

一引言

Multisim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，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

二谐振放大电路原理

谐振电路原理图中的LC并联谐振回路用电阻Rc代替，就是典型的共发射极电路。它的电压放大倍数是Au=βRc/rbe(这里是其绝对值，没有考虑相位问题)。由于Rc对所有的频率分量都呈现出相同的阻值(阻抗)，故这个电路没有频率选择作用(即在很宽的频率范围内，其放大倍数是一样的)。若Rc用LC并联谐振回路代替，由于谐振阻抗的频率特性，使得在谐振频率点及左右极小的频率范围内呈现出很高的阻抗，使电路的电压放大倍数很高，而离开谐振点的其他频率范围都呈现出极低的阻抗(理想状态下可以看做为零)，使电压放大倍数接近于零，于是这个放大器就有了对某一频率有选择性的放大特性，称为谐振放大器。

三相关计算 1中心平率

回路的谐振频率表达式

f012lc

L为调谐回路电感线圈的电感量 2通频带

C

为调谐回路的总电容

由于谐振回路的选作用，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，频上称电压放大倍数av下降到谐振电压放大倍数Avo的 0.707 倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带带宽BW，表达式为

BW2f0.7f0q

lq为谐振回l的有载品质因数

路

由于回路失调后电压放大倍数下降所以得

bwfhfl2f0.7

3阻抗

zrjx

四Multisim的特点

直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。

(2)丰富的元器件库：Multisim大大扩充了EWB的元器件库，包括基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其他各种部件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型，还可通过liT获得元件模型的扩充和更新服务。(3)丰富的测试仪器：除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外，Multisim 新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。尤其与EWB不同的是：所有仪器均可多台同时调用。4)完备的分析手段：除了EWB提供的直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析、温度扫描分析、极点一零点分析、传输函数分析、灵敏度分析、最坏情况分析和蒙特卡罗分析外，Multisim 新增了直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。网络分析仪和频谱分析仪。(5)强大的仿真能力：既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，尤其是新增了射频(RF)电路的仿真功能。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。本次设计电路就是利用multisim软件进行绘图并仿真。

五仿真电路

1仿真电路图如下

2变压器参数设置n=3.25

EWB V ersion 4-Transformer Model

* n= 3.25 Le= 1e-012 Lm= 4.22e-007 Rp= 1e-006 Rs= 1e-006 Rp 1 6 1e-006ohm Rs1 10 3 1e-006ohm Rs2 11 5 5e-007ohm Le 6 7 1e-012H Lm 7 2 6.5e-006H E1 9 8 7 2 0.1539 E2 8 4 7 2 0.1539 V1 9 10 DC 0V V2 8 11 DC 0V

F1 7 2 V1 0.307692 F2 7 2 V2 0.307692 3测试谐振电压增益Auo、谐振频率fo、通频带等技术指标 测试幅度频特性曲线

根据图幅频特性曲线，读出谐振电压增益Auo= 162.4，谐振频率fo= 55.6MHz

4测试通频带

根据图幅频特性曲线，读出fH= 63.3013MHz，fL= 48.8198 MHz，BW0.7= 14.4815 MHz CH1-输入波形，CH2-输出波形

直流分析，读出三极管vb=4.668v ve=4.015，vc=12，三极管工作在放大区。

六 结语； 1，高频谐振放大器是用于无失真的放大某一频率范围的信号。其频带宽度可分为窄带放宽带放大器，而最常用的为窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼高频电子线路课程设计具阻变换和选频滤波功能。高频谐振放大器是通信设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。谐振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。以理论分析为依据，本设计以实际制作为基础，用LC振荡电路为辅助，来消除高频放大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，EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。参考文献