LC諧振放大器設計報告

LC諧振放大器設計報告曲靖師范學院September3,2011LC諧振放大器設計報告本科組摘要：本設計由三部分組成：T型衰減器，兩級三極管共射電路和LC諧振電路。T型衰減器主要是用來對輸入信號的衰減，兩級三極管共射電路是用來對信號的放大，一級是以01三極管為核心的變壓器的耦合放大，另一級是由變壓器TT91的次級將信號送給由02三極管為核心的LC諧振放大器放大作進一步的放大，最后輸出。諧振放大器廣泛應用于通信系統(tǒng)和其他電子系統(tǒng)中，如在發(fā)射設備中，為了有效地使信號通過信道傳送到接收端，需要根據(jù)傳送距離等因素來確定發(fā)射設備的發(fā)射功率，這就要用諧振放大器將信號放大到所需的發(fā)射功率；在接收設備中，從天線上感應到的信號是非常微弱的，一般在V級，要將傳送的信號恢復出來，需要將信號放大，這就需要用高頻小信號諧振放大器來完成。高頻放大器的主要功能是放大高頻信號，并且以高效輸出大功率為目的。它主要應用于各種無線電發(fā)射機中。發(fā)射機中的振蕩器產(chǎn)生的信號功率很小，需要經(jīng)過多級放大器才能獲得足夠的功率，送到天線輻射出去。方案選擇方案一：放大電路部分，以集成電路和LC并聯(lián)諧振網(wǎng)絡方式。集成電路選用TA7640AP與LC并聯(lián)諧振網(wǎng)絡。集成電路對電路的優(yōu)點在于干擾小，穩(wěn)定性強，在測試的過程中信號不容易受到干擾，因此在條件允許的情況下，最好選用集成模塊來與LC并聯(lián)諧振方式，缺點在于，在比賽過程中，由于時間有限，不一定能夠買到這樣的集成模塊，有時候廠家不一定有與這相匹配的集成模塊。圖1方案一組成框圖方案二：放大電路部分，以分離元件和LC并聯(lián)諧振網(wǎng)絡方式。兩級共射放大電路，三極管選用兩只C1815和諧振在15MHz的LC并聯(lián)諧振電路配合實現(xiàn)電路功能。優(yōu)點在于元器件較容易找到，電路可以實現(xiàn)。缺點在于使用分立元件，在焊接的過程中存在一些誤差，焊接出來的電路在測試的過程中信號不穩(wěn)定，很容易受到干擾，測得的結(jié)果偏差可能會較大。衰減器兩級三極管共射電路圖2方案二組成框圖衰減器兩級三極管共射電路方案一可靠性好，穩(wěn)定性好，同時也便于調(diào)試。但是因為廠家沒有集成模塊，在比賽期間時間有限，不可能買到集成模塊，因此方案一不可能實現(xiàn)。方案二雖然穩(wěn)定性沒有集成模塊好，在測試過程中信號有干擾，但是易于焊接，電路易于搭建，故在設計過程中一些不足之處，但是易于實現(xiàn)，故選用方案二。工作原理

2.1衰減器衰減器(attenuator)為使輸出端口提供的輸出功率小于輸入端口的入射功率而設計的雙端口器件。在本設計電路中，通過信號發(fā)生器將信號輸入電路后，通過衰減器將信號衰減到題目所要求的的40dB后，在送入以01三極管為核心的變壓器耦合放大電路將信號放大。衰減器的目的就是將信號衰減到電路所要求的信號。:::R7:::R7：：^

??-VA—'R9Wv5DQ2.2放大電路電路控制著選頻特性整個放大部分由兩部分組成，?第一部分為變壓器耦合放大電路，?第二部分為LC選頻放大電路,電路中LC并聯(lián)諧振電路控制著選頻特性(1)變壓器耦合放大電路圖4變壓器耦合放大電路如圖4所示為以01三極管為核心的變壓器耦合放大電路圖，由于變壓器是靠磁路耦合，所以它的各級放大電路的靜態(tài)工作點相互獨立，它的低頻特性差，不能放大變化緩慢的信號，不能集成化，可以實現(xiàn)阻抗變換，因而在分立元件功率放大電路中得到廣泛應用。因為本設計中無法使用集成電路，故只能夠用分立元件焊接，故采用一三極管為核心的變壓器耦合放大電路。（2）LC選頻放大電路如圖5為LC選頻放大電路，因為后面輸出的時高平信號，故選用高頻選頻放大器。高頻選頻放大器中常用的選頻電路：LC諧振回路、品體濾波器、陶瓷濾波器、聲表面波濾波器。LC諧振回路中的電容元件當工作頻率很高時，感抗可能超過容抗，此時電容實際上成了電感。在實際電路中用于減小交流電壓的去耦濾波電容通常將一個大容量的電容器和一個小容量的電容器并聯(lián)使用。小信號選頻放大器中：常用的選頻電路有LC諧振回路，由陶瓷濾波器、石英品體構成的濾波器，聲表面波濾波器。以LC諧振回路作為選頻電路的小信號窄帶放大器又稱為小信號諧振放大器。丙類高頻諧振放大器在通信電路中用于發(fā)送設備，以LC諧振電路作為耦合電路，所放大的信號是載波信號或已調(diào)窄帶信號。大功率放大器具有高效率的意義：（1）高效率工作可以節(jié)約直流電源的電能（2）采用相同器件時，高效率工作可以輸出更大的功率。元件參數(shù)估算電感磁芯（可調(diào)）電感實測約2.8H，在輸入信號頻率為15MHZ左右時，配接30PF的電容，再加上電路外接的分布電容約為40PF，實現(xiàn)諧振、選擇。（1）T型衰減器;（2）如圖6所示為T型衰減器電路圖。

如圖6所示，首先因為從輸入端看進去的輸入電阻應該等于R0,所以可得:(1)叫+R/)//R2+RjRo首先由電壓相互關系可得：(1)明+R)UU明+R)UU(—商f+R)R2O聯(lián)立方程(1)和(2)，可解得：Uo-1U和R2=R—O+1UIU+—(R1+R/)=UoO(2)R「Ro2UU4-2-1整體電路分析L.R11：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：§1QKLL.R11：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：：§1QKL圖7共射變壓耦合放大電路送入電路的信號，首先被由三個電阻組成的T型信號衰減器衰減40dB后，送給由01三極管為核心的變壓器耦合放大電路的放大，變壓器TT91的次級將信號送給由02三極管為核心的LC諧振放大器放大作進一步的放大，最后輸出。測試結(jié)果測試數(shù)據(jù)表1輸出電壓的最大值(mv)輸入的頻率(MHz)25212.041412.546413.048813.550414.051014.552515.052015.551216.049016.547417.042017.527018.0在整個設計過程中，考慮到電路的穩(wěn)定性，本來選用集成模塊以達到減小電路分布參數(shù)影響，增強電路的穩(wěn)定性，但是由于在短時間內(nèi)不能購買到集成電路，故只能夠采用分離元件借用萬用板焊接，因此在測試過程中，存在一些干擾，減弱電路的穩(wěn)定性，但是在測