【优品课件】-高频电子线路设计

高频电子线路设计题 目:通信电子线路综合设计 要求完成的主要任务: 1.每人要提交一份设计报告，格式按照课程设计的样式 2.报告内容包括: (1)高频小信号调谐放大器的电路设计; (2)LC 振荡器的设计; (3)高频谐振功率放大器电路设计。 时间安排: 1( 理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料; 2( 课程设计时间为 1 周。 (1)确定技术方案、电路，并进行分析计算， 时间 1 天; (2)选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间 2 天; (3)总结结果，写出课程设计报告，时间 2 天。 指导教师签名: 年 月 日 系主任(或责任教师)签名: 年 月 日 目 录 目 录 . 2 摘 要 . 2 Abstrct. 4 1 高频小信号谐振放大器. 5 1.1 设计原理 . 5 1.2 设计主要技术指标 . 5 1.3 给定条件 . 5 1.4 设计过程 . 5 1.5 仿真 . 8 2 高频谐振功率放大器电路 . 11 2.1 确定功放的工作状态 . 11 2.2 基极偏置电路计算 . 12 2.3 计算谐振回路与耦合线圈的参数 . 12 2.4 电源去耦滤波元件选择 . 13 2.5 仿真结果 . 13 3 LC 三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计 . 17 3.1 电容三点式振荡器原理工作原理分析 . 18 3.2 LC 与晶体振荡器参数设置 . 21 3.3 实物性能测试 . 24 4 小结与体会 . 25 参考文献 . 26 2 摘 要 本次电子线路设计对高频调谐小信号放大器，LC 振荡器，高频功放电路设计原理作了简要分析，研究了各个电路的参数设置方法。并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路，解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。 同时也给出了具体的理论依据和调试方案，从而实现了快速、有效的分析和制作高频放大器，振荡器和功放电路。 高频小信号谐振放大电路是将高频小信号或接收机中经变频后的中频信号进行放大，已达到下级所需的激励电压幅度。LC 振荡器的作用是产生标准的信号源。高频功放的作用是以高的效率输出最大的高频功率。三部分都是通信系统中无线电收发信机所用到的技术，所以在现实生活中具有着相当广泛的应用。 3 Abstrct The circuit design of the high frequency tuning small signal amplifiers, LC oscillators, high frequency amplifier circuit design principle is briefly analyzed in this paper, research on each circuit parameter Settings method. And by using other related circuit as the auxiliary tool to debug amplifier circuit, solve the amplifier circuit often appears in the self-excited oscillation problem and not be precisely tuning problem. Also gives some specific theoretical basis and debugging design so as to realize the rapid and effective analysis and manufacture high frequency amplifier, oscillator and amplifier circuit. Small signal resonant frequency amplifier circuit is small signal or receiver oxpatiation high frequency inverter frequency signal after amplification, reached the lower voltage amplitude required incentive. LC oscillators role is to produce standard source. The role of high frequency amplifier output by high efficiency of the biggest rf power. Three parts are communication system radio transceivers letter machine use of technology in, so in real life has a wide range of applications. 4 1 高频小信号谐振放大器 1.1 设计原理 高频小信号调谐放大器简述: 高频小信号放大器的功能就是无失真的放大某一频率范围的信号，暗器频带宽度可以分为窄带很宽带放大器，而最常用的是窄带放大器，它是以各种选频电路做负载，兼具阻抗变换和选频滤波功能。对高频小信号放大器的基本要求是: (1)增益要高，即放大倍数要大; (2)频率选择性要好，即选择所需信号和抑制无用信号的能力要强，通常用 Q值来表示。 1.2 设计主要技术指标 谐振频率:,10.7MHz, foA,20dB 谐振电压放大倍数:， VOB,1MHz 通频带:， w0.7矩形系数:。 K,10r0.1要求:放大器电路工作稳定，采用自耦变压器谐振输出回路。 1.3 给定条件 Q,100p,1p,0.3 回路电感 L=4H, ，晶体管用 9018，=50。查手册可012V,10Vg,2860usg,200usc,7pfc,19pfI,2mA 知，9018 在、时，,，ceieoeoeieEyms,45，。 yms,0.31fereV,12VR,10K,负载电阻。电源供电 ccL1.4 设计过程 高频小信号放大器一般用于放大微弱的高频信号,此类放大器应具备如下基本特性: 只允许所需的信号通过,即应具有较高的选择性。放大器的增益要足够大。放大器工作状态应稳定且产生的噪声要小。放大器应具有一定的通频带宽度。 除此之外,虽然还有许多其它必须考虑的特性,但在初级设计时,大致以此特性作考虑5 即可. 基本步骤是: ? 选定电路形式 依设计技术指标要求，考虑高频放大器应具有的基本特性,可采用共射晶体管单调谐回路谐振放大器，设计参考电路见图 1 所示。 图 1 高频小信号谐振放大器 该电路静态工作点 Q 主要由 R1 和 R2、R3 与 Vcc 确定。利用 R1 和 R2 的分压固定V 基极偏置电位，如满足条件:当温度变化?IIVVI,IBEBQCQBQBQ1BQ?，抑制了变化，从而获得稳定的工作点。 IICQCQ由此可知，只有当时，才能获得恒定，故硅管应用时， 。VI,II,(5,10)IBQ1BQ1BQ 只有当负反馈越强时，电路稳定性越好，故要求，一般硅管取:。 V,VV,(3,5)VBQBEBQBE? 设置静态工作点 由于放大器是工作在小信号放大状态，放大器工作电流一般在 0.8,2mA 之间选ICQ取为宜， I,1.5mAR,1K,设计电路中取 ，设。 ce因为:而所以: VIR,I,IVmAKV,，,1.511.5 CQEQEQEQeEQ因为:(硅管的发射结电压为 0.7V) VVVV,，BEQBQEQBEQ6 所以: VVVV,，,1.50.72.2BQ因为: 所以: V,V,VV,12V,2.2V,9.8VCEQCCEQCEQ因为: 而 取 10IR,V/(5,10)II,I/,1.5mA/50,0.03mAb2BQBQBQBQCQ则: 取标称电阻 8.2K? R,V/10I,2.2V/0.3,7.3K,b2BQBQ因为: R,(V,V)/VRb1CCBQBQb2RVVVKK,(122.2)/2.28.236.5 则:，考虑调整静态电流的方便，IRb1CQb1用 22K?电位器与 15K?电阻串联。 注意:1.5V 为保证电路工作的最小电压，并不是最佳静态电压，本次设计选用4.5V. ? 谐振回路参数计算 1)回路中的总电容 C? 1 因为: f,o,LC2,则: 1C,55.3pf,2,o(2f)L2)回路电容 C 2 因有 CCpC,(),oe12CpFpFpF,55.3(17)48.3 所以 取 C 为标称值 30pf,与 5-20Pf 微调电容并联。 本次选择元件为 50pf 与微调电容并联，可能导致谐振频率的微变。 3)求电感线圈 N2 与 N1 的匝数: 根据理论推导，当线圈的尺寸及所选用的磁心确定后，则其相应的参数就可以认为是一个确定值，可以把它看成是一个常数。此时线圈的电感量仅和线圈匝数的平方成正比， 2L,KN 即: 式中:K-系数，它与线圈的尺寸及磁性材料有关; N-线圈的匝数 7 一般 K 值的大小是由试验确定的。当要绕制的线圈电感量为某一值时，可先 Lm在骨架上(也可以直接在磁心上)缠绕 10 匝，然后用电感测量仪测出其电感量，LO再用下面的公式求出系数 K 值: 2 KLN,/oo式中: -为实验所绕匝数，由此根据和 K 值便可求出线圈应绕的圈数，即:NLOmLm N,K实验中，L 采用带螺纹磁芯、金属屏蔽罩的 10S 型高频电感绕制。在原线圈骨架上用 0.08mm 漆包线缠绕 10 匝后得到的电感为 2uH。由此可确定 2628, KLNH,，,，/210/10210/匝 OO要得到 4 uH 的电感，所需匝数为 ,6L410，m 匝 N,14,8K210，最后再按照接入系数要求的比例，来绕变压器的初级抽头与次级线圈的匝数。因 N,p,NN,14N,0.3,14,4.5 有，而匝。则: 匝 11221? 确定耦合电容与高频滤波电容: 耦合电容 C1、C2 的值，可在 1000 pf0.01uf 之间选择 ，一般用瓷片电容。旁路电容 Ce 、C3、C4 的取值一般为 0.01-1F，滤波电感的取值一般为 220-330uH。 1.5