2011年全国电子设计竞赛LC谐振放大器(D题).doc
《2011年全国电子设计竞赛LC谐振放大器(D题).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2011年全国电子设计竞赛LC谐振放大器(D题).doc(15页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2011 年全国大学生电子设计竞赛LC 谐振放大器(谐振放大器(D 题)题)【本科组本科组】吴诚志吴诚志王慎波王慎波郑雷鸣郑雷鸣2011 年年 9 月月 3 日日I摘摘 要要 本文主要论述了基于 2N2222A 三极管的 LC 谐振放大器的具体设计与实现,信号通过 T 型电阻网络实现阻抗匹配,并进行衰减以便于检测。然后将输出信号送给选频网络进行选频, LC 谐振放大电路对信号进行高增益放大并输出信号。该放大器能够对高频小信号进行 1000 倍以上的放大,中心频率为 15MHz。通频带内增益平坦,功耗低,稳定性好。关键词:关键词:2N2222ALC 谐振放大谐振放大中心频率中心频率增益增益Abs
2、tractThis paper mainly discusses the design and implementation of a LC resonant amplifier based on the 2N2222A transistor . The signal goes through the model T resistance network to realize impedance matching and decays in order to be convenient for detection. Then the output signal is transported t
3、o the frequency-selective network to choose frequency. The LC resonance amplifier circuit make a High-gain amplification and the output signal. The amplifier can expand signal with high frequency more than 1000 times, with center frequency of 15MHz. The signal increase flatly in the passband, the po
4、wer loss is very low, and the system is very stability.Keywords: 2N2222Alc resonance amplifier center frequencygainII目目 录录1 系统方案 .1 1.1 衰减器方案的论证与选择.1 1.2 放大器方案的论证与选择.1 1.3 选频网络方案的论证与选择.1 2 系统理论分析与计算 .2 2.1 LC 谐振放大电路的分析 .2 2.1.1 静态工作点的计算.2 2.1.2 级数的确定.2 2.1.3 三极管型号的确定.2 2.1.4 增益及带宽.2 2.2 选频网络参数的计算.2
5、2.2.1 选频类型的设计.2 2.2.2 选频参数计算.2 2.2.3 选频应用点.2 2.3 衰减器的分析与计算.3 2.4 AGC 检波电路的分析与计算.3 3 电路与仿真设计 .4 3.1 电路的设计.4 3.1.1 系统总体框图.4 3.1.2 衰减器设计及电路原理图.4 3.1.3 选频网络设计及电路原理图.5 3.1.4 放大电路设计及原理图.5 3.1.5 电源设计及原理图.6 3.2 放大器仿真的实现.7 4 测试方案与测试结果 .8 4.1 测试方案.8 4.2 测试条件与仪器.10 4.3 测试结果分析与结论.10 参考文献.101LC 谐振放大器(谐振放大器(D 题)题
6、)【本科组本科组】1 系统方案系统方案本题要求设计并制作一个低压、低功耗的 LC 谐振放大器。根据题目要求,本系统主要由衰减模块、LC 谐振放大模块、选频网络模块、电源模块组成,下面分别论证这几个模块的选择。1.1 衰减器方案的论证与选择衰减器方案的论证与选择方案一:用集成运放组成电压衰减器。能够搭成同向或反向电路进行衰减,但功耗较大,且含有较多杂波干扰,负载过重时还易产生振荡。方案二:用 LC 电路构成衰减器。能够完成 40dB 衰减,可以很好的控制带宽,使得频带满足题目要求,但线性不是很好。若选用非线性的衰减网络,要求 3dB 带宽足够,特性阻抗保持 50 ,这样很难达到。方案三:用 T
7、型电阻网络构成衰减器。由电阻网络构成衰减器,能够很好的完成50的阻抗匹配及 40dB 衰减,衰减器的频率特性能满足系统的频率范围要求,在频率范围内衰减器的衰减量不随频率变化。题目要求衰减器的输入输出阻抗匹配 50,可以选择 T 型或型对称网络衰减器来完成。综合以上三种方案,我们选择稳定又简易的 T 型电阻网络。T 型电阻网络构成的衰减器中频带能够满足题目要求,具有线性特性好、衰减量精密平坦等特点,且体积小、结构简单。我们选择方案三。1.2 放大器方案的论证与选择放大器方案的论证与选择方案一:用高速运放芯片组成放大器。首先题目要求功耗低于 350mW,供电电压低至 3.6V,最大电流为 100m
8、A,中心频率要在 15MHz,能同时满足电压的要求和较高增益带宽积的芯片很难找到,而且很难实现整个电路的低功耗。方案二:用 MOS 管实现放大。用 MOS 管根本无法满足低于 100mA 电流,且高电压下易产生自激,直接舍弃该方案。方案三:三极管+分立元件。用三极管和分立元件搭出来的运放,具有低功耗的绝对优势,而且中心频率简单易调,电压电流控制灵活且独立性强,可以通过控制静态工作点调整放大器各项参数。综合以上三种方案,选择方案三。1.3 选频网络方案的论证与选择选频网络方案的论证与选择对于选频网络,我们可以选择单调谐回路和多调谐回路。对同一输入信号而言,双调谐回路选频比单调谐谐振回路的电压增益
9、有所增大、通频带显著加宽、矩形系数明显改善。故我们选择双调谐回路作为选频网络。22 系统理论分析与计算系统理论分析与计算2.1 LC 谐振放大电路的分析谐振放大电路的分析 2.1.1 静态工作点的计算静态工作点的计算题目要求中心频率在 15MHz,通频带 300kHz,由可算出值为 50 。0 L 0.7fQ =2 fLQ2.1.2 级数的确定级数的确定2N2222A 型三极管放大电路在高频范围内单级最高增益我们调到了 40 倍,结合实际需求,我们将电路设计成三级三极管放大级联。2.1.3 三极管型号的确定三极管型号的确定根据题目要求,应采用能够放大高频小信号的晶体三极管。2N2222A 是小
10、功率通用小信号高频放大管,0.5W/0.8A/75V/=250MHz,完全满足题目要求,故选用此型Tf号。2.1.4 增益及带宽增益及带宽由多级三极管放大的特点,电路的总增益=单级增益的 3 次方,电路的输出信号带宽缩小为原来的 。1 m2 -12.2 选频网络参数的计算选频网络参数的计算 2.2.1 选频类型的设计选频类型的设计前面已经提到我们选择双调谐回路进行选频。双调谐回路包括串联谐振和并联谐振,然而对于串联谐振回路,谐振时阻抗最小,因而输出电流最大;对于并联谐振回路,谐振时阻抗最大,因而输出电压最大。我们是进行电压放大,故选择并联谐振回路作为选频网络的核心组成。2.2.2 选频参数计算
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2011 全国 电子设计 竞赛 LC 谐振 放大器
限制150内