2011年全国电子设计大赛LC谐振放大器报告(共18页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上2011年全国电子设计大赛LC谐振放大器(D题)摘要本设计采用三级管两级放大实现一个低压、低功耗的LC谐振放大器。该放大器实际上是一个高频小信号谐振放大器,其核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是(V)到几毫伏(mV),而接收电路中的检波器(或鉴频器)的输入电压的幅值要求较高,最好在1V左右。这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。为此,高频小信号放大器,完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大,即从众多的无线电波信号中,选出需要的频率信号并加以放大,而对其它无用信号、干扰与噪声进行
2、抑制,以提高信号的幅度与质量。关键词:高频小功率晶体管 LC并联谐振回路 高频小信号放大器 AbstractThis design uses the level 3 tube two stage amplifier achieve a low pressure, low power consumption LC resonance amplifier. The amplifier is actually a high frequency amplifier, small signal resonance its core element is high frequency small powe
3、r transistors and LC parallel resonant circuit. Wireless communication receiving equipment receiving antenna receive from space of electromagnetic waves came out and induction of high frequency signals of voltage amplitude is (u V) to several millivolt (mV), and the detectors receiving circuit (or i
4、s popularly used implement) input voltage amplitude the demand is higher, the best around 1 V. This needs to be in the detection of high frequency amplifier and before medium frequency amplifier. Therefore, high frequency amplifier, small signal of the antenna to complete a weak signal and amplified
5、, namely to choose from so many of the radio signal, elected in the frequency of the signal and the need to be amplified, and for other useless signal, interference and noise control, in order to improve the signal amplitude and quality.Keywords: high frequency small power transistors LC parallel re
6、sonant frequency small signal amplifier circuit 1、 系统方案论证与比较系统总体设计框图输入信号衰减器LC谐振放大器输出信号1.1衰减器的设计方案方案一:采用纯电阻电路网络使输入电压衰减40dB,有两种电阻衰减器的结构:T型和PI型,都是对称结构。利用衰减器计算软件,选择衰减器类型,输入衰减量、输入阻抗、输出阻抗,单击确定,即可得到纯电阻网络的衰减器。此类衰减器结构简单,容易分析。方案二:在纯电阻电路网络后加入一个选频网络,实现输入信号在一定频率范围内衰减。方案三:利用低通滤波器和高通滤波器设计一个带阻滤波器,其中心频率为15MHZ,300KHZ
7、衰减40DbB。利用椭圆函数计算方法,确定电路中的各种参数。LC椭圆函数带阻滤波器,中心频率15MHz,在50KHz处衰减量为1dB 在300KHz处的衰减量为40dB 负载阻抗50欧姆。计算过程 fu=15600KHz,fl=14400KHz,中心频率f0=15000KHz.带宽陡度系数AS=510/300=1.70,选择一个频率比为1.7,且衰减从1dB到大于40dB的滤波器。运行Filter Solution程序,点击“阻带频率”(Stopband Frequency),在“通带波纹(dB)”(passband ripple)内输入0.18,在“通带频率”内输入1,在阻带频率内输入2,选
8、中频率单位“弧度”,在“源阻抗”和“负载阻抗”内输入1.点击“确定阶数”控制按钮,打开第二个面板,在“阻带衰减”内输入40,点击设置最小阶数,关闭,选中“偶次阶模式”。点击“电路”按钮,选择“无源滤波器1”,得到低通滤波器所有电感用倒数值电容替代,所有电容用到数值电感代替,得到归一化高通结构。所有高通元件乘以Qbr,Qbr=29.4.每个高通电感与一个串联电容谐振,每个电容与一个并联的电感谐振,获得归一化带阻滤波器,此时中心频率为1rad/s,所以谐振元件之间是倒数关系。中心频率15MHz,Z=50O,电路中电感乘以(Z/FSF),电容/(zFSF).FSF=2f0通过对这三种方案的对比和分析
9、,在该设计中我们选择了第二种设计方案,因为该电路结构简单,其参数也较易计算和确定。1.2放大器部分设计方案从放大器的组成器件上来分,初步定下三套方案。方案一:采用单管(晶体管)多级放大,高频小功率晶体管具有高增益、低噪声及低功耗的特点。此电路电路结构简单,通过很多实验可得,放大倍数一般比较小,不能满足60dB的放大倍数。方案二:采用运算放大电路放大,运算放大电路的电能损耗较大,不满足低功耗的要求。方案三:以高频管VT为中心组成的一级单调谐高频放大器,高频载波信号经L1、L2电磁耦合后,采用L2中间抽头办法将其加至高频管的VT发射结,目的是改善VT与输入回路间的阻抗匹配。C2容量较大,对高频载波
10、呈短路。VT和调谐回路L3、C5及电阻R1R3等组成共基极单调谐放大器,R2、R3组成基极偏置分压器,使VT工作在线性放大状态;R1为发射极电阻,用于稳定工作点;C3、C4容量较大,对高频信号旁路。因此本设计的放大器选择第三个方案。2、 理论分析与计算2.1衰减器的分析计算根据题目要求可知此衰减器衰减量为40dB。根据衰减器设计方案二,计算出衰减器中的各参数。2.2 LC谐振放大器的分析计算LC谐振放大器电路高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理,与低频小信号放大电路是基本一致的。不同的是:一是在高频小信号谐振放大器中,所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高;二是高频小信号谐振放
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