高頻電路設計與製作

㈠ 怎樣製作一個簡單的高頻振盪電路

高頻信號發生器主要用來向各種電子設備和電路提供高頻能量或高頻標准信號，以便測試各種電子設備和電路的電氣特性。例如，測試各類高頻接收機的工作特性，便是高頻信號發生器一個重要的用途。在電路結構上，高頻信號發生器和高頻發射機很相似。

1、設計達到的主要技術指標有：

(1)電源電壓：4.5V；

(2)輸出正弦波功率：0.2W；

(3)調制方式：普通調幅；

(4)工作頻率范圍

3檔：465kHz～1.5MHz；4MHz～15MHz；25MHz～49MHz；

每檔頻率要連續可調。 電路結構採用分立元件實現。

2、要求完成的設計工作主要有： (1)收集資料、消化資料；

(2)選擇原理電路，分析並計算電路參數；

(3)繪制電路原理圖一張(用A4圖紙)；

(4)繪制元件明細表一張(用A4圖紙)；

(5)設計印製電路板底圖一張；

一、設計方案

一般高頻信號發生器由主振級、調制級、輸出級、緩沖級等幾大部分組成，如圖

㈡ 高頻電子線路的參考文獻

北京大學出版社
高頻電子線路
作者：李福勤，楊建平主編
ISBN：10位[7301123868]13位[9787301123867]
出版社：北京大學出版社
出版日期：2008-1-1
定價：￥20.00元

內容簡介
本書是面向21世紀高等職業教育的教材。全書共9章，內容包括：緒論、高頻電路基礎知識、高頻小信號放大器、高頻功率放大器、正弦波振盪器、幅度調制與解調電路、角度調制與解調電路、鎖相環路與頻率合成技術、高頻電子電路應用。
本書在選材和論述方面注重基本概念和實際應用，第3章～第8章每個章節都安排了實訓項目，有利於學生加深對高頻電子線路知識的理解和提高學生的實踐能力，同時每個章節都安排了一定數量的習題。
本書可作為高職高專院校電子信息工程、通信工程等專業的教材，也可供相關專業工程技術人員參考。
目錄
第1章緒論
1.1信息技術
1.2通信系統
1.2.1通信的含義
1.2.2無線電的傳播途徑
1.2.3無線通信系統的組成
1.3小結
1.4習題
第2章高頻電路基礎知識
2.1高頻電路中的元器件
2.1.1高頻電路中的無源器件
2.1.2高頻電路中的有源器件
2.2天線
2.2.1天線的作用及分類
2.2.2對稱天線和單極天線
2.2.3拋物面天線和微帶天線
2.3放大電路內部雜訊的來源和特點
2.3.1電阻的熱雜訊
2.3.2晶體三極體的雜訊
2.3.3場效應管的雜訊
2.4雜訊系數
2.4.1雜訊系數的定義
2.4.2雜訊系數的表示
2.5小結
2.6習題
第3章高頻小信號放大器
3.1概述
3.2高頻小信號放大器的功能
3.2.1高頻小信號放大器的分類
3.2.2高頻小信號放大器的主要性能指標
3.3分析小信號放大器的有關知識
3.3.1串並聯諧振迴路的特性
3.3.2雙口網路的Y參數
3.4小信號諧振放大器
3.4.1單級單調諧放大器
3.4.2多級單調諧放大器
3.4.3雙調諧迴路諧振放大器
3.4.4集中選頻放大器
3.4.5諧振放大器的穩定性
3.5小結
3.6實訓：高頻小信號諧振放大器模擬
3.7習題
第4章高頻功率放夫器
4.1概述
4.1.1高頻功率放大器的功能
4.1.2高頻功率放大器的技術指標
4.1.3高頻功率放大器的分類
4.2高頻功率放大器
4.2.1諧振功率放大器的基本原理
4.2.2諧振功率放大器的工作狀態分析
4.2.3諧振功率放大器電路
4.2.4非諧振功率放大器寬頻帶功率合成
4.3倍頻器
4.3.1丙類倍頻器
4.3.2參量倍頻器
4.4高頻功率放大電路印製電路板(PCB)設計
4.5功放管的工作特性
4.6小結
4.7實訓：高頻諧振功率放大器的模擬
4.8習題
第5章正弦波振盪器
5.1概述
5.2反饋振盪器的工作原理
5.2.1起振條件和平衡條件
5.2.2穩定條件
5.2.3正弦波振盪電路的基本組成
5.3LC正弦波振盪器
5.3.1三點式振盪電路
5.3.2改進型電容三點式振盪電路
5.4石英晶體振盪器
5.4.1石英諧振器及其特性
5.4.2石英晶體振盪電路
5.5小結
5.6實訓：正弦波振盪器的模擬
5.7習題
第6章幅度調制與解調電路
6.1概述
6.1.1振幅調制電路
6.1.2振幅解調電路
6.1.3混頻電路
6.2幅度調制電路
6.2.1普通調幅分析
6.2.2雙邊帶調幅分析
6.2.3單邊帶調幅分析及實現模型
6.3幅度解調電路
6.3.1二極體包絡檢波電路
6.3.2同步檢波電路
6.4混頻器
6.4.1混頻電路
6.4.2混頻干擾
6.5自動增益控制
6.5.1AGC電路的功能
6.5.2AGC電壓產生與實現AGC的方法
6.6小結
6.7實訓：幅度調制與解調電路模擬
6.8習題
第7章角度調制與解調電路
7.1概述
7.2角度調制
7.2.1調頻信號的數學分析
7.2.2調相信號的數學分析
7.2.3調角信號的頻譜和頻譜寬度
7.3調頻電路
7.3.1直接調頻電路
7.3.2間接調頻電路
7.4調角波的解調
7.4.1相位檢波電路
7.4.2頻率檢波電路
7.5自動頻率控制
7.5.1AFC電路的功能
7.5.2AFC的應用
7.6小結
7.7實訓：三管調頻發射機的製作
7.8習題
第8章鎖相環路與頻率合成技術
8.1鎖相環路
8.1.1鎖相環路的構成和基本原理
8.1.2鎖相環路的數學模型和基本方程
8.1.3鎖相環路的鎖定、捕捉和跟蹤特性
8.1.4集成鎖相環路
8.2鎖相鑒頻和鎖相調頻
8.2.1鎖相鑒頻電路
8.2.2鎖相調頻電路
8.3頻率合成技術
8.3.1直接頻率合成
8.3.2間接頻率合成
8.3.3直接數字式頻率合成器
8.4鎖相環應用舉例
8.5小結
8.6實訓：頻率合成器的製作
8.7習題
第9章高頻電子電路應用
9.1發射機電路工作原理
9.2接收機電路工作原理
9.3製作49.67MHz窄帶調頻發射器舉例
9.4製作49.67MHz窄帶調頻接收器舉例
9.5常用射頻發射模塊與接收模塊
9.5.1常用射頻發射模塊應用舉例
9.5.2常用射頻接收模塊應用舉例 普高教材 高頻電子線路 書號： 20744 ISBN： 978-7-111-20744-3 作者： 楊霓清 印次： 1-2 責編： 王保家 開本： 16 字數： 定價： ￥29.00 所屬叢書： 普通高等教育「十一五」國家級規劃教材 裝訂： 平 出版日期： 2008-04-01 內容簡介
本教材為普通高等教育「十一五」國家級規劃教材。 本教材以教育部教學指導委員會制定的新的教學基本要求為依據，主要內容包括：選頻網路與阻抗變換、高頻小信號放大器、正弦波振盪器、頻譜搬移電路、角度調制與解調電路、反饋控制電路與頻率合成技術、高頻功率放大器、干擾與雜訊等。在內容的編排上，盡量做到思路清晰、由簡到繁，便於自學。同時注重理論與實踐相結合，電路緊密圍繞通信系統中的接收、發送設備，以接收、發送設備為背景，從信號傳輸與電路實現的角度，將各功能電路的分析以及它們之間的關系有機地結合起來，使學生在學習理論的同時建立起整機的概念。
本教材可以作為通信工程、電子信息工程等專業的本科生教材，也可作為高職高專、電大、職大的教材和有關工程技術人員的參考書。
目錄
前言
本書常用符號表
緒論
第1章 選頻網路與阻抗變換
第2章高頻小信號放大器
第3章正弦波振盪器
第4章 頻譜搬移電路
第5章 角度調制與解調電路
第6章 反饋控制電路與頻率合成技術
第7章 高頻功率放大器
第8章 雜訊與干擾 機械工業出版社
高頻電子線路
作者：江力主編
出 版 社：機械工業出版社
出版時間：2011-5-1
開本：16開
I S B N：9787111329350
定 價: 22.00元
層 次: 高職高專
本書配有電子課件
內容簡介
本教材的編寫本著「理論夠用為度，培養技能，重在應用」的原則。在基本知識和基本原理講清的基礎上，在每一章後面都安排有實際的技能訓練，並在附錄中安排了收音機的安裝實習。全書以通信系統的組成原理為引導，側重介紹各單元電路的基本工作原理和基本分析方法及其技術應用方法，減少不必要的數學推導和計算。在內容安排上，先基礎知識，後系統介紹，並有效利用了計算機在高頻電子技術教學的應用，利用電子技術模擬(EWB)軟體對每章內容中的主要單元電路進行模擬實驗，能將抽象難懂的概念和理論轉化成生動直觀的模擬調試。更有助於學生對知識的深化和掌握。本教材主要內容有：高頻小信號放大器，高頻功率放大器，正弦波振盪器，調幅、檢波與混頻，角度調制與解調電路，鎖相環路。每章後面都設有本章小結、思考與練習、實訓和模擬。
本教材是針對高職高專院校編寫的具有高職特色的教材，適用於電子信息類和通信類專業的學生學習或工程技術人員工作參考。
目錄
前言
第1章高頻小信號放大器
1.1 概述
1.2 諧振迴路的特性
1.2.1 並聯諧振迴路
1.2.2 串聯諧振迴路
1.2.3 耦合諧振迴路
1.2.4 阻抗變換
1.3 晶體管高頻小信號電路模型
1.4諧振放大器
1.5 集中選頻濾波器
本章小結
思考與練習1
實訓1 高頻小信號諧振放大器
模擬實驗1 高頻小信號諧振放大器
第2章 高頻功率放大器
2.1 概述
2.1.1 高頻功率放大器的分類
2.1.2 高頻功率放大器的特點
2.2諧振功率放大器
2.2.1諧振功率放大器的基本工作原理
2.2.2諧振功率放大器的性能分析
2.2.3諧振功率放大器電路
本章小結
思考與練習2
實訓2 高頻諧振功率放大器
模擬實驗2 高頻諧振功率放大器
第3章正弦波振盪器
3.1反饋式振盪器
3.1.1 組成與分類
3.1.2 平衡條件和起振條件
3.1.3 主要性能指標
3.2 LC正弦波振盪器
3.2.1 變壓器反饋式正弦波振盪器
3.2.2 三點式正弦波振盪器
3.2.3 改進型電容三點式振盪器
3.3石英晶體振盪器
3.3.1 石英諧振器及其特性
3.3.2石英晶體振盪器的分類
3.4 RC正弦波振盪器
3.4.1 RC串並聯選頻網路
3.4.2 文氏電橋振盪器
3.4.3 RC橋式振盪器的應用舉例
3.5 負阻正弦波振盪器
3.5.1 負阻器件
3.5.2 負阻振盪原理
3.5.3 負阻正弦波振盪器電路
本章小結
思考與練習3
實訓3 三點式正弦波振盪器
模擬實驗3正弦波振盪器
第4章 調幅、檢波與混頻
4.1 調幅波的基本性質
4.1.1普通調幅波
4.1.2雙邊帶調制
4.1.3單邊帶調制
4.1.4 殘留單邊帶調制
4.2調幅電路
4.2.1 高電平調幅電路
4.2.2 低電平調幅電路
4.3 檢波器
4.3.1 檢波器的基本原理
4.3.2 大信號峰值包絡檢波器
……
第5章角度調制與解調電路
第6章鎖相環路 高頻電子線路
層 次：高職高專
配 套：電子課件
作者：郭根芳
出版社： 機械工業出版社
出版時間： 2011-3-1
ISBN: 9787111334019
開本： 16開
定價: 24.00 元
內容簡介
郭根芳主編的這本《高頻電子線路》主要解決無線電廣播、電視和通信中發射與接收設備中高頻電子線路的有關技術問題，力求符合高職高專的教學特點。
《高頻電子線路》內容分為基礎理論和實踐操作兩大部分：基礎理論包括第1章緒論，第2章小信號選頻放大器，第3章高頻功率放大器，第4章正弦波振盪器，第5章振幅調制、解調與混頻電路，第6章角度調制與解調電路及第7章反饋控制電路；實踐操作部分是第8章實驗與實訓。
本書以應用為目的，用工程的觀點刪繁就簡、突出重點，加強基本知識、基本理論和基本電路的分析；在內容取捨上，盡量做到少而精、重點突出、層次分明。每章編有目的和要求、重點和難點、重要知識點、本章小結、思考題與習題，書後附有部分習題參考答案、文字元號及說明。本書在安排實驗、實訓內容時，力求突出本課程的重點和基本要求，並注意到與工程應用相結合。
本書可作為高職高專院校電子信息類、通信類、無線電技術類等專業的教材，也可供相關工程技術人員參考。
目錄
第1章緒論
1.1通信與通信系統
1.1.1通信系統的基本組成
1.1.2無線電發送設備與接收設備
1.1.3無線電波段的劃分和無線電波的傳播
1.2本課程的主要內容及特點
重要知識點
本章小結
思考題與習題
第2章小信號選頻放大器
2.1諧振迴路
2.1.1並聯諧振迴路的選頻特性
2.1.2阻抗變換電路
2.2小信號諧振放大器
2.2.1單諧振迴路諧振放大器
2.2.2多級單諧振迴路諧振放大器
2.3集中選頻放大器
2.3.1濾波器
2.3.2集中選頻放大器應用舉例
2.4故障診斷
2.4.1放大電路的故障診斷
2.4.2諧振迴路與濾波器的故障診斷
重要知識點
本章小結
思考題與習題
第3章高頻功率放大器
3.1諧振功率放大器的工作原理
3.1.1基本工作原理
3.1.2餘弦電流脈沖的分解
3.1.3輸出功率與效率
3.2諧振功率放大器的特性分析
3.2.1諧振功率放大器的負載特性
3.2.2Vcc對諧振功率放大器工作狀態的影響
3.2.3Uim與VBB對諧振功率放大器工作狀態的影響
3.3諧振功率放大器與倍頻器電路
3.3.1諧振功率放大器的直流饋電電路
3.3.2濾波匹配網路
3.3.3諧振功率放大器應用電路
3.3.4丙類倍頻器應用電路
3.4寬頻高頻功率放大器
3.4.1傳輸線變壓器
3.4.2功率合成技術
3.4.3寬頻高頻功率放大器電路
重要知識點
本章小結
思考題與習題
第4章正弦波振盪器
4.1振盪器的工作原理
4.1.1產生振盪的基本原理
4.1.2振盪器的起振條件和平衡條件
4.2LC正弦波振盪器
4.2.1三點式振盪器的基本工作原理
4.2.2電感三點式振盪器
4.2.3電容三點式振盪器
4.2.4兩種三點式振盪器的特點比較
4.2.5改進型電容三點式振盪器
4.2.6振盪器的頻率穩定和振幅穩定
4.3石英晶體振盪器
4.3.1石英晶體及其特性
4.3.2並聯型石英晶體振盪器
4.3.3串聯型石英晶體振盪器
4.4故障診斷
重要知識點
本章小結
思考題與習題
第5章振幅調制、解調與混頻電路
5.1振幅調制、解調與混頻基本原理
5.1.1乘法器及其頻率變換作用
5.1.2振幅調制的基本原理
5.1.3振幅解調的基本原理
5.1.4混頻的基本原理
5.2振幅調制電路
5.2.1低電平振幅調制電路
5.2.2高電平振幅調制電路
5.3振幅檢波電路
5.3.1包絡檢波器的質量指標
5.3.2二極體包絡檢波電路
5.3.3同步檢波電路
5.4混頻電路
5.4.1晶體管混頻電路
5.4.2集成模擬乘法器混頻電路
5.4.3混頻干擾
5.5故障診斷
5.5.1振幅調制電路的故障診斷
5.5.2振幅檢波電路的故障診斷
5.5.3混頻電路的故障診斷
重要知識點
本章小結
思考題與習題
第6章角度調制與解調電路
6.1角度調制信號的基本特性
6.1.1瞬時頻率與瞬時相位的概念
6.1.2調頻信號與調相信號
6.1.3角度調制信號的頻譜與帶寬
6.2調頻電路
6.2.1變容二極體直接調頻電路
6.2.2間接調頻電路
6.2.3擴展最大頻偏的方法
6.3鑒頻電路
6.3.1鑒頻特性及鑒頻的實現方法
6.3.2斜率鑒頻器
6.3.3相位鑒頻器
6.3.4脈沖計數式鑒頻器
6.3.5限幅器
重要知識點
本章小結
思考題與習題
第7章反饋控制電路
7.1自動增益控制電路
7.1.1自動增益控制電路的作用
7.1.2自動增益控制電路應用舉例
7.2自動頻率控制電路
7.2.1工作原理
7.2.2自動頻率控制電路應用舉例
7.3鎖相環路與頻率合成
7.3.1鎖相環路的基本原理
7.3.2頻率合成的基本原理
7.3.3鎖相環路的應用舉例
重要知識點
本章小結
思考題與習題
第8章實驗與實訓
8.1高頻小信號選頻(諧振)放大器
8.2高頻丙類諧振功率放大器
8.3LC電容三點式振盪器
8.4石英晶體振盪器
8.5振幅調制器
8.6振幅檢波器
8.7變容二極體直接調頻振盪器
8.8相位鑒頻器
8.9混頻器
8.10鎖相調頻與鑒頻器
8.11調幅廣播超外差式收音機的組裝與調試
8.12調頻收音機/對講機的組裝與調試
8.13集成電路調頻/調幅收音機的組裝與調試
部分思考題與習題參考答案
附錄文字元號及說明

㈢ 高頻小信號調諧放大器課程設計

通信電子線路課程設計說明書

高頻小信號調諧放大器
系 、 部： 電氣與信息工程系
學生姓名： 陳 穎
指導教師： 賈雅瓊 職稱 講師
專 業： 電子信息工程
班 級： 電子0903班
完成時間： 2011年12月6日

引 言
隨著電子技術的飛躍發展，社會發展步入了信息時代，隨著信息時代對人才高素質和信息化的要求，隨著高等教育發展的趨勢，人們的生活水平提高，對精神文明生活的要求也跟著提高，這對電子領域提出了跟更高的要求。
通信電子線路學是一門應用很廣泛的科學技術，發展及其迅速。要想學好這門技術，首先是基礎理論的系統學習，然後要技術訓練，進而培養我們對理論聯系實際的能力，設計電路的能力，實際操作的能力，以及培養正確處理數據、分析和綜合實驗結果、檢查和排除故障的能力。同時也加深我們對電子產品的理解。
在無線通信中，發射與接收的信號應當適合於空間傳輸。所以，被通信設備處理和傳輸的信號是經過調制處理過的高頻信號，這種信號具有窄帶特性。而且，通過長距離的通信傳輸，信號受到衰減和干擾，到達接收設備的信號是非常弱的高頻窄帶信號，在做進一步處理之前，應當經過放大和限制干擾的處理。這就需要通過高頻小信號放大器來完成。這種小信號放大器是一種諧振放大器。
高頻小信號放大器廣泛用於廣播、電視、通信、測量儀器等設備中。高頻小信號放大器可分為兩類：一類是以諧振迴路為負載的諧振放大器；另一類是以濾波器為負載的集中選頻放大器。它們的主要功能都是從接收的眾多電信號中，選出有用信號並加以放大，同時對無用信號、干擾信號、雜訊信號進行抑制，以提高接收信號的質量和抗干擾能力。
高頻小信號放大器是通信設備中常用的功能電路，它所放大的信號頻率在數百千赫至數百兆赫。高頻小信號放大器的功能是實現對微弱的高頻信號進行不失真的放大，從信號所含頻譜來看，輸入信號頻譜與放大後輸出信號的頻譜是相同的。

任務書
一、設計題目：高頻小信號調諧放大器
二、適用班級：電子0901～0903
三、指導教師：賈雅瓊
四、設計目的與任務：
學生通過理論設計和實物製作解決相應的實際問題，鞏固和運用在《通信電子線路》中所學的理論知識和實驗技能，掌握通信電子系統的一般設計方法，提高設計能力和實踐動手能力，為以後從事電子電路設計、研發電子產品打下良好的基礎。
五、設計要求
設計一個高頻小信號調諧放大器。要求中心頻率為20MHz,電壓增益，通頻帶為4MHz，負載電阻100，電源電壓+12V。

概 序
高頻小信號放大器是通信設備中常用的功能電路，它所放大的信號頻率在數百千赫至數百兆赫。高頻小信號放大器的功能是實現對微弱的高頻信號進行不失真的放大，從信號所含頻譜來看，輸入信號頻譜與放大後輸出信號的頻譜是相同的。
高頻小信號放大器的分類：
按元器件分為：晶體管放大器、場效應管放大器、集成電路放大器;按頻帶分為：窄帶放大器、寬頻放大器;按電路形式分為：單級放大器、多級放大器;按負載性質分為：諧振放大器、非諧振放大器;高頻小信號放大器的特點：
頻率較高中心頻率一般在幾百kHz到幾百MHz頻帶寬度在幾KHz到幾十MHz，故必須用選頻網路小信號信號較小故工作在線性范圍內(甲類 放大器)即工作在線形放大狀態。
採用諧振迴路作負載，即對靠近諧振頻率附近的信號有較大的增益，對遠離諧振頻率附近的信號其增益迅速下降，即具有選頻放大作用。
其中高頻小信號調諧放大器廣泛應用於通信系統和其它無線電系統中，特別是在發射機的接收端，從天線上感應的信號是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號放大器理論非常簡單，但實際製作卻非常困難。其中最容易出現的問題是自激振盪，同時頻率選擇和各級間阻抗匹配也很難實現。本文以理論分析為依據，以實際製作為基礎，用LC振盪電路為輔助，來消除高頻放大器自激振盪和實現准確的頻率選擇；另加其它電路，實現放大器與前後級的阻抗匹配。

第一章 高頻小信號放大器主要性能指標簡介
高頻小信號放大器的主要性能指標包括電壓增益與功率增益、頻帶寬度、矩形系數、工作穩定性。
1. 電壓增益與功率增益
電壓增益等於放大器輸出電壓與輸入電壓之比；而功率增益等於放大器輸出給負載的功率與輸入功率之比。
2．頻帶寬度
由於諧振迴路的選頻作用，當工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數下降，習慣稱電壓的放大倍數Av下降到諧振電壓放大倍數Avo的0.707倍時所對應的頻率范圍稱為放大器的通頻帶BW，其表達式：
BW=2Δ= 式1-1-1
上式中為諧振迴路的有載品質因數。可知放大器的諧振電壓放大倍數Av與通頻帶BW的關系為： 式1-1-2
上式說明，當晶體管選定即確定，且迴路總電容為定值時，諧振放大倍數Avo與通頻帶BW的乘積為一常數。這與低頻放大器的增益為一常數的概念是相同的。由於諧振迴路失調後電壓放大倍數下降，所以放大器的頻率特性曲線如圖1-1-1所示。由式1-1-1可得：
式1-1-3
通頻帶越寬放大器的電壓放大倍數越小。要得到一定寬度的通頻帶，同時又能提高放大器的電壓增益，由式1-1-2可知，除了選用較大的晶體管外，還應盡量減少調諧迴路的總電容量。如果放大器只是用來放大來自接收天線的某一固定頻率的微弱信號，則可減少通頻帶BW，盡量提高放大器的增益。
其頻率特性曲線如圖（1-1）所示：
圖（1-1-1）頻率特性曲線
3．矩形系數
矩形系數是表徵放大器選擇性好壞的一個參量。用表示。矩形系數為為電壓放大倍數下降到0.1Avo時對應的頻率范圍與電壓放大倍數下降到0.707Avo時對應的頻率偏移之比，即
= 式1-1-4
式1-1-4中， 為放大器的通頻帶，為放大器的電壓增益下降至最大值的0.1倍時所對應的頻帶寬度。矩形系數越接近1，鄰近波道的選擇性越好，濾除干擾能力越強。一般單級諧振放大器的選擇性較差，因其矩形系數遠大於1，為提高放大器的選擇性，通常採用多級諧振放大器。
4．工作穩定性
指放大器的直流偏置、晶體管參數、電路元件參數等在可能發生變化時，放大器主要性能的穩定程度。放大器的性能盡可能地不受溫度、電源電壓等外界因素變化的影響，內部雜訊要小，特別是不產生自激，加入負反饋可以改善放大器的性能。有無反饋對其穩定性影響的比較曲線圖如下圖（1-2）所示：

圖（1-2）反饋對放大器諧振曲線的影響

第二章 電路設計原理
2.1單調諧諧振放大器
小信號諧振放大器是通信機接收端的前端電路，主要用於高頻小信號或微弱信號的線性放大。其實驗單元電路如圖1-1所示。該電路由晶體管Q1、選頻迴路T1二部分組成。它不僅對高頻小信號進行放大，而且還有一定的選頻作用。本實驗中輸入信號的頻率fS＝10.7MHz。基極偏置電阻W3、R22、R4和射極電阻R5決定晶體管的靜態工作點。調節可變電阻W3改變基極偏置電阻將改變晶體管的靜態工作點，從而可以改變放大器的增益。
高頻小信號調諧放大器的主要性能指標有諧振頻率f0，諧振電壓放大倍數Av0，放大器的通頻帶BW及選擇性（通常用矩形系數Kr0.1來表示）等。

圖2-1-1 單調諧放大器
2.1.1諧振頻率
放大器的調諧迴路諧振時所對應的頻率f0稱為放大器的諧振頻率，對於圖1-1所示電路（也是以下各項指標所對應電路），f0的表達式為

式中，L為調諧迴路電感線圈的電感量；
為調諧迴路的總電容，的表達式為

式中， Coe為晶體管的輸出電容；Cie為晶體管的輸入電容；P1為初級線圈抽頭系數；P2為次級線圈抽頭系數。
諧振頻率f0的測量方法是：用掃頻儀作為測量儀器，測出電路的幅頻特性曲線，調變壓器T的磁芯，使電壓諧振曲線的峰值出現在規定的諧振頻率點f0。
2.1.2電壓放大倍數
放大器的諧振迴路諧振時，所對應的電壓放大倍數AV0稱為調諧放大器的電壓放大倍數。AV0的表達式為

式中，為諧振迴路諧振時的總電導。要注意的是yfe本身也是一個復數，所以諧振時輸出電壓V0與輸入電壓Vi相位差不是180º 而是為180º+Φfe。
AV0的測量方法是：在諧振迴路已處於諧振狀態時，用高頻電壓表測量圖1-1中輸出信號V0及輸入信號Vi的大小，則電壓放大倍數AV0由下式計算：
AV0 = V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB
2.1.3通頻帶
由於諧振迴路的選頻作用，當工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數下降，習慣上稱電壓放大倍數AV下降到諧振電壓放大倍數AV0的0.707倍時所對應的頻率偏移稱為放大器的通頻帶BW，其表達式為
BW = 2△f0.7 = f0/QL
式中，QL為諧振迴路的有載品質因數。
分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數AV0與通頻帶BW的關系為

上式說明，當晶體管選定即yfe確定，且迴路總電容為定值時，諧振電壓放大倍數AV0與通頻帶BW的乘積為一常數。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數的概念是相同的。
通頻帶BW的測量方法：是通過測量放大器的諧振曲線來求通頻帶。測量方法可以是掃頻法，也可以是逐點法。逐點法的測量步驟是：先調諧放大器的諧振迴路使其諧振，記下此時的諧振頻率f0及電壓放大倍數AV0然後改變高頻信號發生器的頻率（保持其輸出電壓VS不變），並測出對應的電壓放大倍數AV0。由於迴路失諧後電壓放大倍數下降，所以放大器的諧振曲線如圖1-2所示。
可得：
通頻帶越寬放大器的電壓放大倍數越小。要想得到一定寬度的通頻寬，同時又能提高放大器的電壓增益，除了選用yfe較大的晶體管外，還應盡量減小調諧迴路的總電容量CΣ。如果放大器只用來放大來自接收天線的某一固定頻率的微弱信號，則可減小通頻帶，盡量提高放大器的增益。
2.1.4選擇性
調諧放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數Kv0.1時來表示，如圖1-2所示的諧振曲線，矩形系數Kv0.1為電壓放大倍數下降到0.1 AV0時對應的頻率偏移與電壓放大倍數下降到0.707 AV0時對應的頻率偏移之比，即
Kv0.1 = 2△f0.1/ 2△f0.7 = 2△f0.1/BW
上式表明，矩形系數Kv0.1越小，諧振曲線的形狀越接近矩形，選擇性越好，反之亦然。一般單級調諧放大器的選擇性較差（矩形系數Kv0.1遠大於1），為提高放大器的選擇性，通常採用多級單調諧迴路的諧振放大器。可以通過測量調諧放大器的諧振曲線來求矩形系數Kv0.1。
單調諧放大器的矩形系數遠大增益與帶寬的乘積是一個常數。這就是說明單調諧放大器的增益和通頻帶是一對矛盾，要增大增益，必然要減小通頻帶。將變窄。但是這對矛盾在低增益或窄帶放大器的情況下並不沖突。一般的解決方法是盡可能選擇大的晶體管，設計較小的迴路總電容。


第三章 高頻小信號調諧電路的設計
3.1單級調諧電路設計
3.1.1電路結構的選擇
根據設計任務書的要求，因放大器的增益大於20dB，且，，可採用單級放大器實現，擬定高頻小信號諧振放大器的電路原理圖如圖3-1-1所示。

圖3-1-1高頻小信號單級調諧放大電路
圖3-1-1中變壓器T1為耦合元件，變壓器T2為耦合元件；初級線圈與電容器C組成選頻迴路；晶體管T放大元件；電阻Rb1、Rb2為偏置電阻，固定晶體管的基集靜態電位；電阻Re 發射極直流負反饋電阻，穩定靜態工作點；電容C與CT、T2初級線圈組成晶體管集電極諧振負載，起選頻作用；電容器CT諧振迴路諧振頻率調節電容；電阻RT諧振迴路可調電阻，調節諧振迴路品質因素，實現阻抗匹配；電容器Cf電源濾波電容；電容器Cb基極旁路電容；電容器Ce發射極旁路電容；Vcc為直流電源。
靜態工作過程當輸入信號ui=0V時，放大器處於直流工作狀態(靜態)。理想情況下，變壓器T1的次級、變壓器T2的初級視為短路，電容器Cb、Ce、Cf視為開路，放大器的直流通路如圖3-1-2(a)所示。此時，輸出信號為0。

圖3-1-2 放大器交流和直流通路
動態工作過程當輸入信號ui不等於0V時，放大器處於交直流工作狀態(動態)。理想情況下，電容器Cb、Ce、Cf視為短路，放大器的交流通路如圖3-1-2(b)所示。
3.1.2電路參數的計算與元件選擇
(一)選擇晶體管與計算Y參數
根據晶體管Y參數等效電路可知，為了保證當大氣工作穩定，應該選擇yre小的晶體管。為了能在給頂的工作頻率上正行工作，要求晶體管的頻率特性要好，一般選用的管子。在要求電壓增益高的情況下，應選取|yfe|大的晶體管。
由於設計要求，，且電壓增益不是很大，選用晶體管3DG6C在性能上可以滿足需要。晶體管選定後，根據高頻小信號諧振放大器應工作於線性區，且在滿足電壓增益要求的前提下，應盡量小些以減小靜態功率損耗。值得注意的是，變化會引起Y參數的變化，在正常的取值范圍內，隨著的增加，|yfe|變大，gie、goe略有增加。這里採用等於1mA進行Y參數計算，看是否能滿足增益的需要，否則將進行調整。
已知晶體管3DG6C的參數為，，，，。據此可求得：
(1)發射結的結電阻3；
(2)發射結的結電導-3S；
(3)晶體管的跨導-3S；
(4)發射結電容-12F = 24.5pF。
2、由混合參數求Y參數
由於，，可以按下列公式計算：
共射晶體管輸入導納

（3-1-1）
由此可得：，-12F
共射晶體管輸出導納
（3-1-2）
由此可得：，-12F
共射晶體管正向傳輸導納
（3-1-3）
由此可得：，。
共射晶體管反向傳輸導納
（3-1-4）
由此可得：，。
確定靜態工作點
根據晶體管的混合參數已知條件可知：晶體管為3DG6C，，，。為了穩定靜態工作點，晶體管分壓式偏置電阻上流過的電流一般需設置為(5~10)，這里取10倍關系，並設置，，則
；

取標稱值為13K，得到實際流過偏置電阻上的電流為：

。
在實際製作過程中，可用30的電阻和50的電位器串聯，以便調整靜態工作點。
計算諧振迴路參數
高頻小信號諧振放大器的Y參數等效電路和簡化等效電路，分別如圖1-3、1-4所示。

圖3-1-3 Y參數等效電路

圖3-1-4簡化等效電路
計算諧振迴路總電容
由圖可知諧振迴路的總電容為
(3-1-5)
式中，,，，。
選取，，，，則有諧振迴路總電容為
，為了計算方便，可通過調節可變電容CT使。
根據諧振頻率選取電感L
由公式可得：
=44.38
根據中心頻率可得迴路的損耗電導
(3-1-6)
其中有載品質因數，故
0.542mS
由圖3-1-4可知迴路損耗電導
(3-1-7)
式中，為空載品質因素，其表達式為
(3-1-8)
若取迴路空載品質因素，則有。
在式(3-1-7)中代入，，，可得

解得。
電壓增益
(3-1-9)

第四章 EWB模擬分析
4.1 EWB軟體簡介
EWB是一種電子電路計算機模擬軟體，它被稱為電子設計工作平台或虛擬電子實驗室，英文全稱為Electronics Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technologies公司於1988年開發的，自發布以來，已經有35個國家、10種語言的人在使用。EWB以SPICE3F5為軟體核心，增強了其在數字及模擬混合信號方面的模擬功能。SPICE3F5是SPICE的最新版本，SPICE自1972年使用以來，已經成為模擬集成電路設計的標准軟體。
EWB建立在SPICE基礎上，它具有以下突出的特點：
（1）採用直觀的圖形界面創建電路：在計算機屏幕上模模擬實實驗室的工作台，繪制電路圖需要的元器件、電路模擬需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取；
（2）軟體儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結果。
（3）EWB軟體帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。
（4）作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟體交換數據。 （5）EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，模擬電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。
4.2利用EWB模擬軟體模擬高頻小信號單調諧放大電路
4.2.1高頻小信號單調諧放大器模擬電路

圖4—1-1 高頻小信號單調諧放大器模擬電路

4.2.2靜態測試
選擇「Analysi」→「DC Operating Point」，設置分析類型為直流分析，可得放大器的直流工作點如下圖4-1-2圖所示。

圖4-1-2 放大器的直流工作點
4.2.3動態測試
電壓增益當接上信號源Ui時，開啟模擬器實驗電源開關，雙擊示波器，調整適當的時基及A、B通道的靈敏度，即可看到如下圖所示的輸入、輸出波形。如圖4-1-3所示。

圖4-1-3 高頻小信號諧振放大器輸入、輸出波形圖
矩形系數，雙擊波特圖儀，適當選擇垂直坐標與水平坐標的起點和終點值，即可看到如下圖4-1-4所示的高頻小信號諧振放大器的特性曲線

圖4-1-4 高頻小信號諧振放大器的特性曲線

4.3利用EWB模擬軟體模擬高頻小信號共發射極雙調諧放大電路
4.3.1高頻小信號雙調諧共發射極放大器模擬電路
如下圖4—2-1所示

圖4—2-1高頻小信號雙調諧共發射極放大器模擬電路
4.3.2動態測試
(1)電壓增益
當接上信號源Ui時，開啟模擬器實驗電源開關，雙擊示波器，調整適當的時基及A、B通道的靈敏度，即可看到如下圖所示的輸入、輸出波形。如圖4-2-3所示。

圖4-2-2 高頻小信號雙諧振共發射極放大器輸入、輸出波形圖
4.3.3矩形系數
雙擊波特圖儀，適當選擇垂直坐標與水平坐標的起點和終點值，即可看到如下圖4-2-3所示的高頻小信號諧振放大器的特性曲線

圖4-2-3 高頻小信號雙調諧共發射極放大器的特性曲線
4.3諧振參數對輸出波形的影響
當輸入信號參數不變、改變諧振網路的參數其輸入信號與輸出信號波形圖如圖4-3-1所示。

圖4-3-1 諧振參數對輸出波形的影響
當輸入信號的頻率大小不在諧振頻率的頻帶范圍內則會發生嚴重的失真。甚至為一條直線。因為小信號諧振放大就是利用晶體管的非線性特性將集電極直流按一定特性轉化為高頻信號。

設計心得體會

通過課程設計不但鍛煉了我們最基本的通信電子線路的設計能力，更重要的是讓我們更深刻的認識了通信電子線路這門課程在實際中的應用。
在此次設計時我們也遇到了不少的困難和問題，但在同伴們的共同努力下，辛苦的去專研去學習，最終都克服了這些困難，使問題得到了解決。其中遇到的問題很多都是在書上不能找到的，所以我們必須自己查找相關資料，利用圖書館和網路，這是一個比較辛苦和漫長的過程，你必須從無數的信息中分離出對你有用的，然後加以整理，最後才學習到變為自己的並用到設計中的問題去。也正是在這個查找與整理的過程中，使我們初步學會了如何去找到於自己有用的資源。因為在信息高度發達的現代社會，一個人要想獲得成功，除了自己的努力外，還必須學會利用更多其他人的知識，這樣我們才能快速的掌握知識和能力。當然這個過程是一個積累的過程，當你做的多了以後你就會積累相當多的經驗，會注意在設計的過程中要注意那些問題，那些方法可以使設計一次完成而不用再不斷的返工。不像我們剛開始的時候什麼都不知道，真的就是憑著自己上課的一點知識來做的。當然設計會有很多不合理的地方，需要在後期的工作中去修改和完善。
生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恆不變的話題。通過本次課程設計，我才真正領略到「艱苦奮斗」這一詞的真正含義。我想說，設計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而且設計也是一個團隊的任務，一起的做課程設計，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，平時相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學們之間的距離更加近了；同時也培養了我們的團隊意識。我想說，確實很累，但當我們看到自己所做的成果時，心中也不免產生興奮。更加激發了我們對後續專業知識的學習興趣。
對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次課程設計的過程必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！
通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時在此忠心的感謝老師為我們提供了這樣一次難得的鍛煉機會。

參考文獻
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