毕业论文：LC谐振放大器的设计与仿真

1、XX学院 毕 业 设 计LC谐振放大器的设计与仿真The design and simulation of LC resonance amplifier系 别：电子信息系专 业：XXXX姓 名： XX学 号：XX指导教师姓名、职称：XX完成日期 2014 年 3 月10日4XX学院本科毕业论文（设计）开题报告选 题LC谐振放大器的设计与仿真院 系XX专 业XX学生姓名XX指导教师XX本选题的意义及国内外发展状况：谐振电路由电感L和电容C元件组成，当然，经常在电路中加一个电阻R起到负载目的。一般来讲，电路中电压和其相对应的电流这两者之间的相位存在着差距。当我们调节电路中的电感L或电容C使其相等时

2、整个电路呈现为纯电阻性，我们称这种状态为谐振。在谐振状态下，总阻抗趋于无穷。本选题的目的在于把握这种现象的规律，找出它好的方面来并加以充分利用，同时对于它坏的一面我们又要尽量避免，防止它的危害。当前，用LC作为谐振回路的放大器用途甚广，特别是通信系统中，如各种接收机、录音机等等。我们知道，空间中信号的传送是是非常微弱的，接收机收到信号后如果要直接识别非常困难，这就需要有一个信号放大的过程。谐振放大器是采用谐振回路作负载的放大器。增益是我们最终的目的，我们通过设计LC回路，调节参数等手段来达到我们的目的。放大器工作时若参数变化（晶体管参数、电路元件参数等）时会引起增益变化；中心频率、通频带、谐振

3、曲线这几个指标如果不理想也会会影响放大器的工作稳定性。LC谐振放大器最容易出现的问题是自激震荡、各级的阻抗匹配等。研究内容：设计制作一个低压、低消耗的LC谐振放大器，并仿真出来。其中注意其特点：1. 频率较高，此次中心频率达到15MHZ，选用选频网络。2. 小信号。信号较小故工作在线性范围内，即工作在线性放大状态。3. 谐振回路作负载，即在谐振频率附近的信号增益较好，相对的在谐振频率偏远的信号其增益越来越小，这就是所谓的选频放大作用。研究方法、手段及步骤：研究方法及手段： 基于对LC谐振回路，放大器的知识，设计出简单的LC谐振放大器，对其进行调试（即分析、解决电路中出现的问题），并通过仿真得出

4、合格的电路模块。步骤为：（1） 自主设计一个40dB的衰减器，插入在信号输入端与放大器之间。（2） 根据放大器指标（谐振频率15MHZ、增益60DB，输入电阻50欧）要求设计电路。（3） 电路设计完成后，用PSpice仿真分析，适当调节电路，得出结果。参考文献：1 宴泽昕.宽带大功率放大器的研究与实现D.成都：电子科技大学，20042 宁武，唐晓宁，闫晓金.全国电子竞赛技能指导，20073 严文娟，基于Pspice单调谐放大器的分析与设计J，山西电子技术.2008（03）4 邬丽娜，放大器的仿真调试J，科技信息，2010（31）5 樊玉兰，高频小信号谐振放大电路时域与频域对比分析J. 电子技术

5、. 2011(07)6 IEC 60747-16-1 AMD 1-2007. 半导体器件.第16-1部分:微波集成电路.放大器.修改件1S. 2007 LC谐振放大器的设计与仿真摘要本设计主要对LC谐振回路、放大器的原理作了简要的分析，运用了高频、模电以及仿真等知识。放大器电路的实质，说到底是由一个电感L和电容C并联在一起形成回路，利用该回路谐振时会放大的特性将电路放大的一种电路。在这之后，依据设计的要求在放大器前面设计了一个衰减器，其主要的作用是：由信号发生器充当信号源，当信号经过衰减器后衰减了40dB。之后再经放大器被放大60dB左右。并且能同时进行频率筛选，得出频率为15MHZ的信号。当

6、然，在这个过程中，需要用到相关的仿真软件。本次主要选用的是PSpice仿真软件，主要作用是对你所设计的电路进行验证修改。考虑到参数的问题，此次主要的仿真是对通频带、选择性和谐振增益这三个放大器的主要性能指标进行探讨，其中需要提一下的是，通通频带与选择性是相互制约的，该怎么选需要慎重考虑。之后搭建电路图，通过调节、改变参数的方法我们可以得出一系列有关的数据，再加以对照，最后我们可以得到所想要的参数值。关键词：LC并联谐振回路；衰减器；LC谐振放大器The design and simulation of LC resonance amplifierAbstractThis design main

7、ly for LC resonance circuit, amplifier, makes a brief analysis of the principle of using high frequency, such as mold electrical knowledge. After all, the essence of the amplifier circuit, by an inductance and capacitance C L parallel together form a loop, using the loop resonance when the amplifier

8、 amplification circuit according to the features of a circuit. After that, in front of the amplifier designed a attenuator, ACTS as a signal source by signal generator, when the signal attenuation after attenuator for 40 db. After the attenuation of the signal through the LC resonance amplifier, be

9、amplified around 60 db. And can simultaneously frequency selection, it is concluded that the frequency of 15 MHZ signal. The main selection is simulation software PSpice software, main effect is to you to verify the design of the circuit. Parameters into consideration, the main simulation is the pas

10、sband, selectivity and resonance gain main performance indexes of the three amplifier were discussed, through the method of adjustment, change the parameters we can obtain a series of related data, then contrast and, finally, we can want parameter values.Keywords: LC parallel resonant circuit； atten

11、uator； LC resonance amplifier目录1绪论12LC谐振回路22.1 LC并联谐振回路22.2 LC并联谐振相关参数23.衰减器43.1固定衰减器的方案与论证53.2 衰减器电路设计53.3 衰减器的相关参数54.LC谐振放大器64.1 LC谐振电路原理图64.2 LC谐振放大器性能指标84.2.1 谐振频率84.2.2 电压放大倍数84.2.3 通频带94.2.4 矩形系数105.总体框图116.电路仿真116.1 仿真电路原理116.1.1 衰减器原理图116.1.2 LC并联谐振放大器原理图126.2 仿真电路的测试126.2.1 衰减器测试126.2.2 LC谐

12、振放大器的测试141频率特性的仿真分析142. 谐振曲线与 LC 的关系仿真分析153.谐振电阻与质量指标的关系157.心得体会及总结16附录181 元件清单182 总电路原理框图19参考文献20致谢211 绪论小信号选频放大器在现代高新科技特别是高频电子线路中占有十分重要的地位。由于它具有选频放大的作用（即在混合信号中将我们需要的频率信号筛选出来再加以放大），这使得它成为了现代的众多通信设备领域的宠儿。用LC谐振回路作为选频网络构成的选频放大器称为小信号谐振放大器或谐调放大器。它主要放大的对象主要是高频小信号或微小信号。由于输入信号小，放大器工作在甲类。包括通频带、选择性和谐振增益在内我们称

13、为放大器的三大技术指标，它是用来衡量性能的好坏的。通频带与选择性呈反比关系，他们是相互制约的。能够全面说明两者之间这种关系是矩形系数。矩形系数在1的范围之间波动越小越好的。对于单谐调放大器的性能来说，要想知道其好坏，那么就要看其谐振回路特性的好坏。好的放大器回路的品质因数很高（即谐振增益较好），选择性也很好，但相对的通频带会变窄。所以在通频带允许的范围内，应尽量提高回路的有载品质因数。不过，就单谐调放大器而言，其选择性还是比较差的。因为它的矩形系数Kv0.1趋近于10，远远要大于1。另外，由于晶体管会产生寄生电容以及不可避免的外部寄生反馈的缘故；再加上谐振回路性质和阻抗大小也会随着频率变化而变

14、化，最终导致谐振放大器工作不稳定。为了保证放大器工作的稳定性，适当的采取一定的措施显得尤为重要。例如不去刻意地追求过高的放大量、采用电路中和法进行电路优化和采用组合电路减少干扰等。LC谐振放大器的选频作用，说到底是由于当谐振发生时，信号通过三极管到达谐振回路，在谐振点的电流信号呈现出较大的纯电阻特性，此时输出的电流信号将变成电压信号；而不在这个频率点上的电流信号却呈现很小的阻抗特性。因此在设计谐振回路时，应尽量抑制失谐点频率，这样才能抑制无用的信号，才能减少干扰，才能更好的选择出所需接收的信号。全文共分为6小节。第一节为绪论部分，主要概述本次设计的设计目的、要求、研究方向等。第二节为LC谐振回

15、路，主要介绍LC谐振回路的主要组成，其中着重讲了LC并联谐振回路以及影响回路的相关参数如谐振电导、谐振频率等。第三节为衰减器，主要介绍本次设计所以选择衰减器的特点，从而在下列的几种方案中选择最佳的一组再由选择的衰减器结构特点计算出各元件所需要的值。第四节为LC谐振放大器，主要介绍谐振放大器的主要工作原理、特性及电路，同时又对放大器的各项性能指标进行了讨论。第五节较为简单，为电路的框图，主要是结合了第二、三节的论证方案，对本次的设计作了一个简单的概述。第六节为实验仿真阶段，主要是对第三节的讨论进行了验证。对各种参数进行了相应的探讨，找出其影响的因素并进行修正。第七节为心得体会及总结，主要是述说了

16、此次设计中的所见所感，由遇到难题到解决问题再到感触，这是本人的一点成长体验。限于本人水平，书中不足之处还请读者多多包涵。2 LC谐振回路谐振回路的好坏能够直接决定了谐振放大器性能的好坏。简单的LC谐振回路由电感丝L和电容C组成，有串、并联之分。它一般有两个作用：信号选择；阻抗变换。当然，经常性的我们把两个或者更多个谐振回路（串联、并联都有）连接起来形成混合的谐振回路，我们称之为帯通滤波器。它能够获得更好的选择效果。目前，在谐振放大器中，LC并联谐振回路是使用最为广泛的一种。2.1 LC并联谐振回路如图1-1所示，（a）图所代表的是一简单的并联谐振回路。它主要由电容C、电感L和独立信号源组成的。

17、图中r代表电感L的损耗电阻，电容C几乎没有损耗，可以忽略。(b)图对是（a）图进行等效电路分析后画出的图。其中ge0表示回路谐振电导，Re0表示回路谐振电阻。 图2-1 LC并联谐振回路2.2 LC并联谐振相关参数 根据高频相关知识，对电路进行分析，给出下面关于谐振回路的一些主要参数及其关系式： （1）谐振频率：0= （2-1）其中，L为回路电感阻值；C为电容值。（2）回路谐振电导： （2-2） 其中，Re0为回路谐振电阻；r为电路固定电阻阻值。（3）回路总导纳：Y = （2-3）（4）回路的谐振电压：U00= （2-4） （5）回路空载Q值：Q0= （2-5） 电路谐振时，回路会以纯电导的方

18、式呈现。此时的谐振阻抗达到最大（或谐振导纳最小），回路电压U00也最大。回路电压U比上外加电源所得出的值，在不同的频率阶段会有不同的数值，我们把这种幅频特性关系所画出的曲线称为谐振曲线。在任意频率下的回路电压U比上输入信号电压U00所得出的变化曲线称为单位谐振函数，用（）表示。其画出的曲线称为单位谐振曲线。 （） （2-6） 由上式（）定义得出， 它的值总是小于或等于。由式（2-3）和式（2-5）整理可得： (f)= （2-7）给出相对失谐的定义= 。当是一个较小值时，即与0的相差无几时, ，故最后可得： N(f) = （2-8）根据式（2-8），其画出的单位谐振曲线如图2-2所示。图2-2

19、单位谐振曲线 对于幅频特性曲线在理论上与实际上的相似程度是有差距的。为了衡量其大小，我们给出了“矩形系数”这个性能指标。 我们定义矩形系数0.1为单位谐振曲线（）值下降到0.1时的频带范围BW0.1与通频带BW0。即（2-9）结合式（2-9）和图2-2可知，0.1的值始终是比1要大的。且在这样的基础下，它的值越稳定于1，说明BW0.1与BW0.7的值越接近，曲线越接近于矩形，所得到的曲线越理想。3 衰减器衰减器就是在指定频率允许的情况下，能够起到电路衰减作用的一种电路元件。通常用分贝或特性阻抗欧姆来做单位。衰减器的作用很大，例如在接收机前加个衰减器，当出现过大的信号功率时可以直接避免损坏接收机

20、的情况。或者把衰减器用于实验上，模拟长距离传输的线路损耗之类等。实际运用中，衰减器的还是备受关注的，它主要的用途有：  （1）调整电路中信号的大小； （2）可用比较法直读被测网络的衰减值；  （3）改善阻抗匹配。在电路与实际负载阻抗之间安插个衰减器，能够缓冲阻抗以起到稳定实际负载的作用。 现实运用中，为了保险起见一般在信号源和负载之间安放一个衰减器。它能够防止电路功率过高烧坏元器件。由于它组成十分简单（全由电阻元件组成），相移等于零，其特性阻抗、衰减值是都常数，对电路又没有任何影响，故十分受欢迎。本次要用到的衰减器主要用于改善阻抗匹配

21、。  3.1固定衰减器的方案与论证方案一：选择T型衰减器。选择不平衡型的，主要由三个电阻组成；选择平衡型的，主要由五个电阻组成。方案二：选择L型衰减器。选择不平衡型的，主要由两个电阻组成；选择平衡型的，主要由三个电阻组成。对于L型衰减器，顾名思义，可以从“L”这个字母看出它是不对称的，它多用在阻抗匹配这一块。而T型衰减器则是对称型的，主要用于信号衰减，所以选择T型的。由于不平衡型的电路比较简单、所消耗器材少、计算起来也相对简单，因此最终选不平衡的T型衰减器。3.2 衰减器电路设计衰减器采用不平衡的T型衰减器，它主要由三个电阻构成的，再用一个50的电阻作为负载电阻放在输出端，

22、电路图如3-1所示：图3-1 衰减器的设计3.3 衰减器的相关参数= =其中，又 A=40dB，因此可得出故=49， =14 LC谐振放大器4.1 LC谐振电路原理图图4-1 小信号调谐放大器如图4-1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。它既能放大高频信号，又具有一定的选频作用，它以LC并联谐振回路作为晶体管的集电极负载。在高频情况下，若改变晶体管极间电容及各元器件的分布参数，其输出信号的频率和相位也会随之受到的影响。若想晶体管的静态工作点保持稳定，则必须调整好电阻RB1，RB2及RE的关系值。图4-2表示的是在高频情况下对放大器进行等效电路分析：图4-2 放大器高频等效电路输

23、入导纳： （4-1） 输出导纳： （4-2）正向传输导纳： （4-3） 反向传输导纳： （4-4） （4-3）式中，gm为晶体管的跨导，它与发射极的电流有关，关系为： （4-5）发射结电导用gbe表示，它受到晶体管的值及IE的影响，关系为： （4-6）rbb基极体电阻，通常为几十；Cbc集电极电容，通常为几pf； Cbe发射结电容，通常为几十pf至几百pf。进一步可得出，高频情况下，晶体管的分布参数不单单由及IE决定，还与工作频率有关。对于这一点，相关的手册中给出的分布参数通常也是在测试条件一定的情况下测得的。举个例子，在谐振频率f0=30MHz，静态工作电流IE=2mA，集电极电压UCE=8

24、V的情况下测得晶体管的y参数为： 但是若上述的工作条件发生变化，这些参数还是有变动的。因此，高频电路的设计一般采用工程估算的方法。实际上，集电极的接入系数p1与抽头绕线匝数有关，如图4-2所示的等效电路中所示。即 （4-7）式中，N1为中间抽头绕线匝数。N2为初级级线圈的总匝数。将输出变压器T的副边与原边的匝数比用P2来表示，即 （4-8）其中，N3为副边（次级）的总匝数。gL表示放大器输出负载的电导，gL=1/RL。一般来讲，若将相同的单调谐放大器连续多级级联起来形成一个新的晶体管调谐放大器，则gL的意义会改变。此时我们用gie2表示，它代表从第一个调谐放大器开始，下一级晶体管的输入导纳。由

25、图4-2及上面的推导知道，并联谐振回路的总电导为 （4-9）式中，G为回路电导损耗值。前文说过，谐振时，回路会呈纯阻性，其阻值为1/G。此时的jwC与1/（jwL）的影响可以忽略。4.2 LC谐振放大器性能指标衡量高频小信号调谐放大器的性能指标的有谐振频率f0，电压增益（电压放大倍数Av0），通频带BW及选择性（或者说矩形系数）。以下我们来逐一介绍。4.2.1 谐振频率放大器的谐振频率指的是当回路达到谐振时，它所对应的频率f0。对于图4-1所示电路（以下各项指标都以该电路为标准），f0的表达式为 （4-10）式（4-10）中，L表示回路的电感量；回路的总电容用表示。的表达式为 （4-11）其中

26、， Coe与Cie分别表示晶体管的输出电容与输入电容。 测量f0的方法是：用扫频仪把电路的幅频特性曲线测出来，调节变压器T的磁芯，通过移动曲线的峰值的方法，把谐振点调到所规定的谐振频率点f0上。4.2.2 电压放大倍数谐振时，放大器所对应的电压放大倍数叫做小信号谐振放大器的电压放大倍数。用AV0表示，关系式为 （4-12） 式中， g表示此时回路的总电导。对于此时的电抗来说，它是为非常大的，故其电导可以忽略不计。但需要说的是，yfe本身是一个复数，所以要注意谐振时电压ui与电压u0的相位相差（180o+ fe）。测量AV0的方法是：谐振状态时，用万能表（或高频电压表）分别测出图3.1.1中RL

27、两端的电压u0及输入电压ui，则u0/ui,所得的结果即为放大的倍数AV0 。其计算公式如下： AV0 = u0 / ui 或 AV0 = 20 lg (u0 / ui) dB （4-13） 4.2.3 通频带受到谐振回路的选频作用的影响，放大器谐振时，对于那些偏离谐振点的频率， AV0的放大效果是下降的。习惯上将电压放大倍数AV下降到只有它的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW。可用下面式子表达： BW = 2f0.7 = fo/QL （4-14） QL为有载品质因数。经分析后表明，通频带BW与谐振电压放大倍数AV0有关，可表示为： （4-15） 由上式可知，当yfe为定值（

28、即晶体管选定）时，若回路总电容C不变，那么电压放大倍数AV0与通频带BW相乘所得出的值固定不变。而在低频放大器中，增益带宽积为一常数，这两者的概念毫无差异。一般情况下，我们是通过观察放大器的谐振曲线来计算通频带BW大小的。测量方法包括扫频法和逐点法两种。以下介绍一下逐点法。逐点法是先让LC谐振回路产生谐振，得出频率f0及电压倍数AV0，保持其他条件不变，逐一改变所输入信号的频率，记下此时电压放大倍数。放大器的谐振曲线如图4-3所示，图中AV0下降的原因是由于回路失谐所造成的。 0.7 BW 0.1 2f0.1图 4-3谐振曲线 由图中可知，通频带越宽，放大的效果就越差，所对应的放大值就越小。由

29、图中所表示，则可得到 （4-16）如果在保持通频带不变情况下，想要提高放大器的电压增益，应该怎么做？由式（4-15）可知，除了可以增大yfe的值（即选较大的晶体管）外，还可以适当的减小回路的总电容量C。如果放大器所接收的微弱信号的频率是固定的，则可通过减小通频带来提高放大器的增益。4.2.4 矩形系数谐振曲线的矩形系数是用来衡量调谐放大器的选择性好坏的指标， 常用Kv0.1时来表示。如图4-3所示的谐振曲线，矩形系数Kv0.1表示电压放大倍数下降到0.1 AV0时对应的频偏与它下降到0.707 AV0时对应的频偏之比，即 Kv0.1 = 2f0.1/ 2f0.7 = 2f0.1/BW （4-1

30、7）结合图4-3及式（4-17）可知，所得到的谐振曲线形状越接近矩形， Kv0.1的值就要越小，得到的选择性也越好，反之亦然。一般对于单级调谐放大器来说，其选择性是比较差的，这点可以由它的矩形系数Kv0.1看出来，Kv0.1远远比1要大。采用级联的方式，将多个单调谐放大器级联在一起，可以起到提高放大器的选择性的作用。通过测量放大器的谐振曲线可以求出矩形系数Kv0.1。实际运用上，单级放大器往往不能满足性能要求(主要是增益比较小)，此时我们可以采用多级放大器级联的方式。级联之后相应的各项指标诸如增益、通频带和选频性都会有显著的改变。设放大器有m级，Av1，Av2，Avm分别为各级电压增益，则总的

31、电压增益为： （4-18）当所有放大器都相同时，级联之后，总的通频带为： （4-19） （4-20）此时它的选择性(矩形系数)如下： 令 Am/Am0=0.1，得： （4-21）由上面式子知道：当m增大，级数增多时，矩形系数就减小，其选择性就越好。本设计只讨论m=1时的情况。故其K0.1值比较大。5 总体框图A是500mv的正弦波信号输入，产生于高频信号发生器，之后的信号经过40db的衰减器后进入谐振放大器，最后输出信号Vo被放大60dB左右。6 电路仿真 不论是用 PSpice 对电路进行设计还是分析, 仿真分析都是关键的而且是必不可少的一步。 一旦根据设计要求确定了电路的总体框图及相应的所

32、需的元器件之后, 就要着手绘制电路图, 并设置好各元器件的参数, 这样接下来才可以进行电路性能的仿真分析。6.1 仿真电路原理6.1.1 衰减器原理图 由上面分析知道，衰减器的衰减量为40dB,特性阻抗为50。在输入信号设为频率15MHz，峰峰值100mv，并在其在输出端连入衰减器，则可以直接在示波器（如图6-1所示）观察到连入衰减器后的波形。图6-1 衰减器原理图6.1.2 LC并联谐振放大器原理图图 6-2 LC谐振放大器电路图6-2所示电路是一个单级单调谐谐振放大器电路。它要求在既能够将输入的微弱信号放大的同时，又能够进行选频作用。因此，选用LC并联谐振回路作为负载。图中，并联谐振回路由

33、L1、C2 组成,它与三极管 Q1 共同起着选频放大的作用。R1、R2是放大器的偏置电阻。R4 是直流负反馈电阻，C4是旁路电容,它们对放大器静态工作点具有稳定的作用。必须指出的是，三极管的输入与输出导纳有可能会直接并入LC谐振回路以影响回路参数，为了避免该情况的出现,本电路采用部分接入方式。在LC谐振回路上并入电阻R5能够起到降低放大器输出的品质因数Q值,从而能加宽放大器的通频带。6.2 仿真电路的测试6.2.1 衰减器测试如图6-3所示，图中表示出了输入电压与输出电压的关系，用PSpice对衰减电路进行瞬态分析（Time Domain(Transient)），可看出输入电压单位为nV级，经

34、过衰减器后变为pV级，这也就达到了衰减的效果。输出电压随输入电压上升而上升，当到达一定程度（3dB带宽处）后保持稳定。那么到底衰减器所达到的衰减效果怎么样呢，下面我们一起来讨论一下。图6-3 电压Vi与电压Vo关系图对衰减电路进行交流分析(AC Sweep/Noise),将图5.1中的VSIN电源换成交流电源Vi，执行仿真操作。执行菜单PSpice>New Simulation Profile,在“New Simulation”对话框下，键入AC，用鼠标单击Creat，然后在屏幕上弹出模拟类型和参数设置框。在模拟类型和参数设置框下，找出“Analysis type”栏目。单击菜单“AC

35、Sweep/Noise”,然后在“AC Sweep Type”栏目下键入下列数据： Start 10kHZ End 100GHZ Points/Decade =101 在Logrithmic项单击 Decade（十倍频，取半对数坐标） 单击应用（A）及确定、返回执行上述操作后可得到如图6-4所示的关于衰减器幅频特性的图形。图6-4 衰减器的幅频特性曲线图图中衰减器的电压增益随电压的增大而增大，到了-40dB附近是开始稳定而不再改变，即此时的衰减量稳定在40dB左右，符合此次设计的要求。6.2.2 LC谐振放大器的测试1频率特性的仿真分析 关于LC谐振放大器的频率特性，用 PSpice 来进行频

36、域仿真分析非常简单。将基本的曲线分析类型设定为交流分析（AC Sweep/Noise）。扫描方式为10倍频程, 起始频率 10kHZ, 终止频率10GHZ,扫描记录点数为101(如图6-5(a)所示)。（a）(b)图6-5 增益幅频曲线由于我们想要的增益为60dB，故在这里不考虑增益小于0的曲线（以下讨论都是如此）。对（a）进行截图，在图中的基础下，执行Plot>Axis Settings,然后设置横坐标X Axis的坐标范围为1.5MHZ-190MHZ纵坐标Y Axis范围为0-60dB,其结果如图6-5（b）所示。执行仿真并在 输入函数DB( V(out) /V( vi:+ )，单击

37、确定则可得到输出增益幅频曲线如图5.4所示。执行trade>add trade操作科在图中大致找出中心频率 Fc = 15.066MHz、通频 带 BW =182.2417MHz以及最大的谐振增益Gain=60Db。进而可知道，当频率为15.066MHZ 时, 电路刚好处于谐振状态，此时的输出值达到最大；而偏离(增大或减小)这个谐振频率的输出值大大减小。2. 谐振曲线与 LC 的关系仿真分析根据LC谐振放大器的谐振频率为 W0= , 如果保持回路的电感L为固定值,那么当电容C改变时，分析其谐振频率的变化情况。采用参数扫描方法, 其具体的操作如下:1) 把电容 C 设置为参数: 将电容的

38、Value 改为Cval,注意号要加上去 。2) 用参数符号设置容值参数: 从元器件图形符合库中调出一个名称为“PARAM”符号, 将其放置于电路图中的空白位置。双击“PARAM”进入参数设置，在属性项的参数编辑器中,选New Column,出现新增对话框。“Add New Column”，在“Name”处建一项 Cval,单击OK。将Cval设置为90P，它表示进行其它分析时，改容值大小为90P。3) 参数扫描设置: 对AC特性进行参数扫描分析, 其设置同上。再选择设置 Parametric Sweep, 扫描变量 Sweep variable 设置为全局变量 Global paramete

39、r, 参数 parameter 设为 Cval。根据以上设置谐振曲线随电容变化的曲线如图6-6所示。图6-6 谐振曲线岁电容变化的曲线由图可知, 随着电容容量的增加, 曲线相对应地向左移。这说明当电容 C 在增加时,谐振频率是在减小的,而这是在电感L固定的情况下。这与理论分析十分接近。3.谐振电阻与质量指标的关系判断选频网络的好坏，归根到底还是的看通频带 BW 和选择性( 品质因素QL)这两个质量指标的好坏。它们之间的关系为：BW = 2f0.7 = fo/ QL，其中QL= 。由前文可知，R5是为了降低回路的品质因数 Q 值的，再结合公式知道：要使通频带变宽, Q 值将减小(选择性差), 则

40、谐振电阻增大。同样采用参数扫的方法，当其它参数不变时,通过改变谐振电阻R5的大小,我们有下面的关系，如图6-7 所示曲线。图6-7 谐振电阻与通频带的关系由图可得如表 1 所示, 随着曲线的增大（即电阻变大）,增益就越大, 选择性越好,但通频带变窄，反之也一样。表1：质量指标关系表指标R=500R=1KR=100K增益（dB）39.845.260.1通频带（HZ）3.00E+136.00E+135.56E+13中心频率（HZ）15.066M15.066M15.066M选择性（Q值）210.8105.41.0547 心得体会及总结这次设计主要是综合运用了高频电路中LC谐振、放大器这部分的知识。在

41、理论上，我们通过课本上的知识自主设计一个小信号LC谐振放大器，并对其进行仿真实验，得出所要结果。当然，如果条件允许的话，我们可以进一步将仿真变为现实制作。本次毕业设计所设计单调谐放大器是要求工作在甲类的，通过对电路中各元器件之间关系的分析从而确定匹配网络，进而可以计算电路中的各个参数，最后设计出总体的谐振放大器电路图。在设计完电路以后，运用PSpice进行仿真设计完的电路，通过观察输出的幅频特性曲线，进一步对电路中的某些参数进行稍微的调整，使LC回路谐振在15MHZ的频率上。再通过改变某个参数（即设置变量参数），观察当改参数变化是器增益的变化情况，并从中选择处所需要的增益值，记下此时各个有关参量的值，验证是否与理论值相一致。通过观察不同的参量的值的变化，来了解各个参量对LC谐振放大器的哪个性能指标有影响。这次设计结束之后，意味着我的大学生涯也从此画上了圆满的句号。我知道，通过这些年的学习，我学到可能的仅仅是皮毛而已。如果说，以前所做高频实验、PSpie仿真等实验增强了我的动手能力，那么，这次的毕业论文设计更是增强了我对高频LC谐振放大器性能的了解。更加弄清楚了如何设计衰减器才能达到要求，如何在LC谐振回路上并联一个高阻值的电阻就能够到达到增益放大的要求。倘若说课程设计给予我们的是让我们自己所学知识得到的综合运用，是让我们在面对困难时学会分析、发现、提出、和解决实际