第一篇：如何正確安裝信號放大器,增強(qiáng)有線電視信號

如何正確安裝信號放大器,增強(qiáng)有線電視信號?

其實(shí)常常遇到一些使用者對于自己的訊號不甚滿意，但是又不知道如何加以改善，這篇文章之所以會出現(xiàn)，其實(shí)想把自己知道的一些小知識及方法分享給大家，讓大家都能有清晰的電視收看，不需要忍受恐怖畫質(zhì)，要呈現(xiàn)一個漂亮的有線電視畫質(zhì)，主要需要以下兩點(diǎn)第一是清晰的有線電視訊號，第二是一張好的電視卡來相互配合，1.清晰的有線電視訊號

首先，或許有些人會覺得詭異，怎么把有線電視的訊號放為首位呢 或許大家不相信，有線電視訊號才是主要影響畫面呈現(xiàn)的主要原因！因?yàn)閷?shí)際上即使有一張好的電視卡，訊號質(zhì)量本身太差，也是發(fā)揮不了的！如果在沒有分接的狀況底下，別客氣！直接撥打有線電視的電話，請他們過來調(diào)整，因?yàn)槭歉顿M(fèi)使用線路，有線電視業(yè)者就必須要確保進(jìn)入家中的訊號是良好的，但問題來了，大多數(shù)的使用者都會將訊號分接使用，有線電視并不會幫你確保分接后的訊號，而大多數(shù)分接的情況都是非理想，什么叫做非理想呢 大部分都是如底下這種情況，房間的距離都不太相同，如果訊號一開始進(jìn)入家中的有線電視訊號是良好的，但是分接線拉到各臺電視的距離卻不同，這時可能第二位使用者的訊號是良好的，但是其它三位卻會感受到程度不一的訊號不足，典型的訊號不足畫面就是畫面有雪花畫面有雪花的訊號范例)

或許大家立刻就想到，那我加信號放大器總可以了吧！??沒錯，訊號過弱的確是該加臺信號放大器 這是問題就在于該加在哪邊 該如何加如果加在不清晰的電視卡前面，的確能改善掉畫面不清晰的問題，但如果每一臺電視前都給一臺信號放大器來獨(dú)自使用，一方面可能造成訊號反射互相干擾，除此之外，大家要有一個概念，就是信號放大器只能將訊號放大，并沒有辦法將原本就不好的訊號變成好的，因?yàn)橛嵦柋旧硪呀?jīng)不好，再做放大的動作往往會連同噪聲一同放大！無法幫你把訊號改善，甚至容易造成部分臺數(shù)過強(qiáng)斜紋、部分臺數(shù)太弱雪花的狀況，而分接的數(shù)目越多，大家的狀況可能又更不同，如此畫面是不太可能變好的，原因就在于獨(dú)自使用的信號放大器互相干擾及訊號本身在不良的情況下又被放大了。

最正確的方式是加在訊號的源頭，然后放大的強(qiáng)度稍微調(diào)整到過強(qiáng) 當(dāng)然這時候比較靠近的兩臺電視就看起來會變得過強(qiáng)！訊號過強(qiáng)會造成斜紋畫面有斜紋的訊號范例這時候在比較近的兩臺分別加上適當(dāng)dB值的衰減器注來把過強(qiáng)的訊號給衰減，這時候兩臺較遠(yuǎn)的電視畫面訊號強(qiáng)度就足夠，而比較近的兩臺訊號也能夠透過衰減器來達(dá)到適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，如此一來分接的所有訊號皆能畫質(zhì)清晰畫質(zhì)清晰的訊號范例)

注：適當(dāng)dB值的衰減器可在電子材料行選購，有各式各樣的dB值(5dB、10dB)約20~30元之間。

適當(dāng)?shù)姆纸邮疽鈭D如下：

補(bǔ)充：不良的訊號分接方法與好的線路分接方法

大家可以比較看看這兩種接線方式有何不同:)

▼不良的線路分接方式

▼較好的線路分接方式

2.好的電視卡

有了好的訊號，接下來就是需要有一張好的電視卡來做配合，畫面才能達(dá)到滿意的地步，大部分初次接觸電視卡產(chǎn)品的人會有個疑問，為什么有的電視卡幾百塊就有，有的卻需要到上千元其實(shí)電視卡的好壞除了功能性上的差別之外，電視卡的硬件設(shè)計及軟件也都有差異，成本也不相同，要畫質(zhì)好有三個東西要做

deinterlace(去交錯、noise reduction(噪聲抑制、ghost reduction(去鬼影可以的話還要加上3D Y/C

首先是所謂的deinterlace去交錯

可參考什么是deinterlace(去交錯，這邊簡單引用里面的范例來用圖說明，底下是沒有做deinterlace(去交錯的范例

做完deinterlace(去交錯的范例

再來是所謂的noise reduction抑制噪聲

所謂抑制噪聲的技術(shù)，就是將不必要或不穩(wěn)定的訊號先行過濾，因?yàn)榻逵蛇@種噪聲抑制的處理，可以將訊號在傳輸時產(chǎn)生的噪聲給濾除而達(dá)到抑制噪聲的目的，也就是能夠減少雪花畫面的程度，但這種技術(shù)是種雙面刃，使用過多的noise reduction會造成動態(tài)畫面的拖影，看電視的時候較動態(tài)的畫面看起來就像有殘影，因此各家電視卡軟件工程師都會將默認(rèn)值仔細(xì)的調(diào)整后，讓殘影在最看不出來的狀況下，來使用此技術(shù)，當(dāng)然，像是compro DTV3的軟件也將noise reduction的選項(xiàng)給獨(dú)立出來給使用者自行調(diào)整，甚至可各臺獨(dú)立調(diào)整。

最后是高階電視卡才會見到的獨(dú)立3D YC分離芯片的功能

首先什么是3D YC呢 簡單的來說，電視訊號其實(shí)是由亮度(Luminance)與彩度(Chrominance)所合成的，亮度代表的英文符號為，彩度代表的英文符號為，所以所謂的Y/C分離就是將這兩種訊號分離，由于現(xiàn)行的電視訊號發(fā)送是將亮度與彩度的訊號迭合在一個載波上，然后到了電視機(jī)后，再運(yùn)用載波的特性將訊號用濾波器分開亮度與彩度的訊號，這樣做的好處是黑白電視機(jī)和彩色電視機(jī)都可以接收同樣的訊號，因此過去當(dāng)黑白電視機(jī)正轉(zhuǎn)換成彩色電視機(jī)的年代確實(shí)有其必要性。因此，電視機(jī)收到訊號后，就用濾波器直接分開亮度與彩度而顯示到屏幕上，但是這樣有個很大的問題，當(dāng)亮度與彩度的訊號迭合在一起時，部分的載波會重迭而無法準(zhǔn)確分離，這種特性稱為Footprint，造成無法準(zhǔn)確的還原亮度與彩度，形成畫面上的瑕疵，比如說亮度被當(dāng)做彩度來處理會造成畫面上會出現(xiàn)彩虹般的 色彩串色，Cross-Color Artifact)，彩度被當(dāng)做亮度來處理則會出現(xiàn)水平或垂直的虛線抖線，Cross-Luminance)，所以若沒有好的方式將亮度與彩度的訊號分開來，容易產(chǎn)生串色和抖線的畫面，因此采用一個好的算法來分開亮度與彩度的訊號是很重要的，讓我們看電視時文字及色彩能清晰和亮麗，畫質(zhì)才能達(dá)到完美的境地，而3D Y/C分離就是一種好的算法來分開電視訊號的亮度與彩度。

這幾種技術(shù)在卡片上的定位

看完了以上初步的技術(shù)介紹，這幾種處理畫面的技術(shù)，他所針對的狀況都不相同，對于畫面的幫助效果依序是noise reduction > deinterlace > ghost reduction > 3D Y/C但對于CPU的負(fù)載 卻是反過來 3D Y/C > deinterlace > noise reduction 一般的CPU幾乎都是做 noise reduction + deinterlace，但其實(shí)效果好的deinterlace 其實(shí)很花CPU負(fù)載的，現(xiàn)在所有DTV的deinterlace都是用最簡單的算法，因?yàn)閺?fù)雜的太吃loading了，對典型的就是像是 dscaler 為什么loading那么重，因?yàn)樗非螽嬞|(zhì)，所以用了相當(dāng)程度的deinterlace運(yùn)算法，但是一般DTV如果用這種效果好的deinterlace大概會被罵到臭頭豬頭，因?yàn)橛嬎銠C(jī)負(fù)載會太高容易當(dāng)機(jī)，所以幾乎3D Y/C都是電視卡上面會有獨(dú)立出來的3D YC芯片特殊DSP也就是一顆高速的CPU IC)及內(nèi)存來負(fù)責(zé)運(yùn)算，或是隨著技術(shù)的進(jìn)步，也有芯片廠做出復(fù)合式的芯片里面包含了3D YC的功能，前者像是康博的M800、X800就是獨(dú)立的3D Y/C芯片，H900就是復(fù)合式含硬壓及其它功能的3D Y/C芯片。

最后，希望這些信息有助于大家選擇到理想的電視卡產(chǎn)品，如果有誤也煩請指教互相學(xué)習(xí)。

第二篇：高頻小信號放大器實(shí)驗(yàn)報告

南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院

高頻電子線路實(shí)驗(yàn)報告

作者 徐飛 學(xué)號 20092334925 系部 電子工程系 專業(yè)班級 通信三班

實(shí)驗(yàn)一 高頻小信號放大器實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)原理

高頻小信號放大器的作用就是放大無線電設(shè)備中的高頻小信號，以便作進(jìn)一步變換或處

理。所謂“小信號”，主要是強(qiáng)調(diào)放大器應(yīng)工作在線性范圍。高頻與低頻小信號放大器的基 本構(gòu)成相同，都包括有源器件（晶體管、集成放大器等）和負(fù)載電路，但有源器件的性能及負(fù)載電路的形式有很大差異。高頻小信號放大器的基本類型是以各種選頻網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載的頻帶 放大器，在某些場合，也采用無選頻作用的負(fù)載電路，構(gòu)成寬帶放大器。

頻帶放大器最典型的單元電路如圖所示，由單調(diào)諧回路做法在構(gòu)成晶體管調(diào)諧放大器。

圖電路中，晶體管直流偏置電路與低頻放大器電路相同，由于工作頻率高，旁路電

容Cb.、Ce可遠(yuǎn)小于低頻放大器中旁路電容值。調(diào)諧回路的作用主要有兩個：

晶體管單調(diào)諧回路調(diào)諧放大器

第一、選頻作用，選擇放大f?f0的信號頻率，抑制其它頻率信號。

第二、提供晶體管集電極所需的負(fù)載電阻，同時進(jìn)行阻抗匹配變換。

高頻小信號頻帶放大器的主要性能指標(biāo)有：

（1）中心頻率 f0：指放大器的工作頻率。它是設(shè)計放大電路時，選擇有源器件、計算

諧振回路元件參數(shù)的依據(jù)。

（2）增益：指放大器對有用信號的放大能力。通常表示為在中心頻率上的電壓增益和

功率增益。

電壓增益 AVO?VO/Vi

功率增益 APO?PO/Pi

式中 VO、Vi分別為放大器中心頻率上的輸出、輸入電壓幅度，PO、Pi分別為放大器中心頻率上的輸出、輸入功率。增益通常用分貝表示。

（3）通頻帶：指放大電路增益由最大值下降 3db 時對應(yīng)的頻帶寬度。它相當(dāng)于輸入不

變時，輸出電壓由最大值下降到 0.707 倍或功率下降到一半時對應(yīng)的頻帶寬度。（4）選擇性：指放大器對通頻帶之外干擾信號的衰減能力。通常有兩種表征方法： 其一，用矩形系數(shù)說明鄰近波道選擇性的好壞。

其二，用抑制比來說明對帶外某一特定干擾頻率 fn信號抑制能力的大小，其定義為中心頻率上功率增益 AP?f0?與特定干擾頻率fn上的功率增益 AP?fn?之比：

d??f0?

Ap?fn?Ap還有其它一些性能指標(biāo)參數(shù)，如工作穩(wěn)定性，噪聲系數(shù)等。

高頻小信號諧振放大電路如圖所示：

高頻小信號諧振放大器

晶體管基極為正偏，工作在甲類，負(fù)載為 LC 并聯(lián)諧振回路，調(diào)諧在輸入信號的頻率

465khz 上。該放大電路能夠?qū)斎氲母哳l小信號進(jìn)行反向放大。

在 Multisim 7 電路窗口中，創(chuàng)建如圖所示的高頻小信號放大電路圖，其中晶體管

Q1 選用虛擬晶體管。單擊“防真”按鈕，就可以從示波器中觀察到輸入與輸出的信號波形。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（一）頻帶放大器的測量

1.觀察高頻小信號放大器輸入輸出信號的波形，注意幅度變化和相位關(guān)系。

高頻小信號放大器輸入輸出信號

2.高頻小信號的選頻作用

觀察輸入輸出波形，分析產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因

3.高頻小信號放大電路的通頻帶和矩形系數(shù)

利用 Multisim 7 仿真軟件中所提供的波特圖儀觀察上述高頻小信號放大電路的通頻

帶，將波特圖儀接入高頻小信號諧振放大電路，觀察幅頻特性。

4.觀察雙調(diào)諧回路高頻小信號放大器輸入與輸出波形，分析幅頻特性。

（二）寬帶放大器的測量

觀察輸入輸出信號的波形，分析幅頻特性。

第三篇：高頻小信號諧振放大器

高頻小信號諧振放大器實(shí)訓(xùn)電路

高頻小信號諧振放大器實(shí)訓(xùn)電路

高頻小信號諧振放大器的輸入、輸出波形圖 高頻小信號諧振放大器實(shí)訓(xùn)電路

高頻小信號諧振放大器的幅頻特性曲線

第四篇：高頻小信號單調(diào)諧振放大器

摘 要

本次電子線路設(shè)計對高頻調(diào)諧小信號放大器，LC振蕩器，高頻功放電路設(shè)計原理作了簡要分析，研究了各個電路的參數(shù)設(shè)置方法。并利用其它相關(guān)電路為輔助工具來調(diào)試放大電路，解決了放大電路中經(jīng)常出現(xiàn)的自激振蕩問題和難以準(zhǔn)確的調(diào)諧問題。同時也給出了具體的理論依據(jù)和調(diào)試方案，從而實(shí)現(xiàn)了快速、有效的分析和制作高頻放大器，振蕩器和功放電路。

高頻小信號諧振放大電路是將高頻小信號或接收機(jī)中經(jīng)變頻后的中頻信號進(jìn)行放大，已達(dá)到下級所需的激勵電壓幅度。LC振蕩器的作用是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的信號源。高頻功放的作用是以高的效率輸出最大的高頻功率。三部分都是通信系統(tǒng)中無線電收發(fā)信機(jī)所用到的技術(shù)，所以在現(xiàn)實(shí)生活中具有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高頻小信號放大器；LC振蕩器；高頻功放電路；放大電路

I

ABSTRACT

The electronic circuit design of high-frequency tuned small-signal amplifier, LC oscillator, high-frequency power amplifier circuit design principles briefly analyzed to study the various circuit parameters to set methods.And to use other related tools to debug the circuit for the auxiliary amplifier circuit solve the amplifier circuit that often appear in self-oscillation problems and difficult to accurately tuning problems.Also given in detail the theoretical basis and debug programs in order to achieve a rapid, effective analysis and production of high-frequency amplifiers, oscillator and power amplifier circuits.High-frequency small-signal amplification circuit is the resonant frequency small-signal or a receiver through the frequency of IF signals, after amplification, has reached the lower the required excitation voltage amplitude.The role of the LC oscillator is to generate a standard signal source.The role of high-frequency power amplifier's efficiency is the largest high-frequency power output.Three parts are the communication systems used by the radio transceiver technology, so in real life, with a fairly wide range of applications.Key words: high-frequency small-signal amplifier;LC oscillator;high-frequency power amplifier circuit;amplifier circuit II

目 錄 設(shè)計任務(wù)與總體方案………………………………………………………………1 1.1設(shè)計任務(wù)…………………………………………………………………… 1 1.2總體方案簡述……………………………………………………………… 2 2 電路的基本原理……………………………………………………………………3 2.1電路的基本原理………………………………………………………3 2.2 主要性能指標(biāo)及測試方法……………………………………………5 3 電路的設(shè)計與參數(shù)的計算…………………………………………………………8 3.1電路的確定…………………………………………………………………8 3.2參數(shù)計算……………………………………………………………………8 4 電路的仿真………………………………………………………………………10 4.1 電路仿真……………………………………………………………………10 5實(shí)物的制作與調(diào)試………………………………………………………………12 5.1元件的焊接…………………………………………………………………12 5.2電路板的調(diào)試………………………………………………………………12 結(jié)束語………………………………………………………………………………13 致謝…………………………………………………………………………………14 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………15 附錄 A電路原理圖………………………………………………………………16 附錄B PCB圖………………………………………………………………………17 附錄C 實(shí)物圖…………………………………………………………………… 18 附錄D 元器件清單…………………………………………………………………19 設(shè)計任務(wù)與總體方案

1．1 設(shè)計任務(wù)

一．設(shè)計要求

要求有課程設(shè)計說明書，并制作出實(shí)際電路。

二．技術(shù)指標(biāo)

已知條件：電源電壓VCC??12V，負(fù)載電阻RL?1K?。

。主要技術(shù)指標(biāo)：中心頻率

f0?10MHz，電壓增益Au??35dB(56倍)三．實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

高頻信號發(fā)生器

數(shù)字存儲示波器

無感起子

數(shù)字萬用表

1臺 1臺 1把 1臺 1臺 12V直流穩(wěn)壓電源

1.2 總體方案簡述

高頻小信號放大器是通信設(shè)備中常用的功能電路，它所放大的信號頻率在數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫。高頻小信號放大器的功能是實(shí)現(xiàn)對微弱的高頻信號進(jìn)行不失真的放大，從信號所含頻譜來看，輸入信號頻譜與放大后輸出信號的頻譜是相同的。

高頻小信號放大器的分類：

按元器件分為：晶體管放大器、場效應(yīng)管放大器、集成電路放大器;按頻帶分為：窄帶放大器、寬帶放大器;按電路形式分為：單級放大器、多級放大器;按負(fù)載性質(zhì)分為：諧振放大器、非諧振放大器;其中高頻小信號調(diào)諧放大器廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中，特別是在發(fā)射機(jī)的接收端，從天線上感應(yīng)的信號是非常微弱的，這就需要用放大器將其放大。高頻信號放大器理論非常簡單，但實(shí)際制作卻非常困難。其中最容易出現(xiàn)的問題是自激振蕩，同時頻率選擇和各級間阻抗匹配也很難實(shí)現(xiàn)。本文以理論分析為依據(jù)，以實(shí)際制作為基礎(chǔ)，用LC振蕩電路為輔助，來消除高頻放大器自激振蕩和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的頻率選擇；另加其它電路，實(shí)現(xiàn)放大器與前后級的阻抗匹配。

高頻小信號放大器的功用就是無失真的放大某一頻率范圍內(nèi)的信號。最常用的是窄帶放大器，它是以各種選頻電路作負(fù)載，兼具阻抗變換和選頻濾波功能。對高頻小信號放大器的基本要求是：（1）增益要高，即放大倍數(shù)要大。

（2）頻率選擇性要好，即選擇所需信號和抑制無用信號的能力要強(qiáng)，通常用Q值來表示，其頻率特性曲線如圖1.2．1所示,帶寬BW=f2-f1= 2Δf0.7，品質(zhì)因數(shù)Q=fo/2Δf0.7.（3）工作穩(wěn)定可靠，即要求放大器的性能盡可能地不受溫度、電源電壓等外界因素變化的影響，內(nèi)部噪聲要小，特別是不產(chǎn)生自激，加入負(fù)反饋可以改善放大器的性能。反饋導(dǎo)納對放大器諧振曲線的影響如圖1.2．2所示。

圖1．2．1頻率特性曲線 圖1．2．2反饋導(dǎo)納對放大器諧振曲線的影響

（4）前后級之間的阻抗匹配，即把各級聯(lián)接起來之后仍有較大的增益，同時，各級之間不能產(chǎn)生明顯的相互干擾。電路的基本原理

2.1 電路基本原理

圖2．1．1所示電路為共發(fā)射極接法的晶體管小信號調(diào)諧回路諧振放大器。它不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻作用，因此，晶體管的集電極負(fù)載為LC并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導(dǎo)線的分布參數(shù)會影響放大器的輸出信號的頻率或相位。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)由電阻RB1和RB2以及RE決定，其計算方法與低頻單管放大器相同。

圖2．1．1

放大器在諧振時的等效電路如圖2．1．2所示，晶體管的4個y參數(shù)分別如下：

輸入導(dǎo)納：

(2-1)輸出導(dǎo)納：(2-2)正向傳輸導(dǎo)納：(2-3)反向傳輸導(dǎo)納： 式中，(2-4)為晶體管的跨導(dǎo)，與發(fā)射極電流的關(guān)系為：

（2-5）

為發(fā)射結(jié)電導(dǎo)，與晶體管的電流放大系數(shù)及

有關(guān)，其關(guān)系為

(2-6)為基極體電阻，一般為幾十歐姆；為集電極電容，一般為幾皮法；為發(fā)射結(jié)電容，一般為幾十皮法至幾百皮法。

圖2.1.2 晶體管在高頻情況下的分布參數(shù)除了與靜態(tài)工作點(diǎn)的電流測試條件一定的情況下測得的。

圖2.1.2所示的等效電路中，p1為晶體管的集電極接入系數(shù)，即

，電流放大系數(shù)有關(guān)外，還與工作角頻率w有關(guān)。晶體管手冊中給出了的分布參數(shù)一般是在(2-7)式中，N2為電感L線圈的總匝數(shù)；p2為輸出變壓器Tr0的副邊與原邊匝數(shù)比，即

(2-8)式中，N3為副邊總匝數(shù)。為諧振放大器輸出負(fù)載的電導(dǎo)。通常小信號諧振放大器的。下一級仍為晶體管諧振放大器，則將是下一級晶體管的輸入電導(dǎo)的表達(dá)式為 由圖2.1.2可見，并聯(lián)諧振回路的總電導(dǎo)

式中，為LC回路本身的損耗電導(dǎo)。

2.2主要性能指標(biāo)及測量方法

表征高頻小信號諧振放大器的主要性能指標(biāo)有諧振頻率所示電路可以粗略測各項(xiàng)指標(biāo)。，諧振電壓放大系數(shù)Avo，放大器的通頻帶BW及選擇性（通常用矩形系數(shù)Kr0.1），采用2.2.圖2.2.1 輸入信號輸入信號如下。

由高頻小信號發(fā)生器提供，高頻電壓表，分別用于測量與輸出信號的值。直流毫安表mA用于測量放大器的集電極電流兩端輸出波形。諧振放大器的性能指標(biāo)及測量方法的值，示波器監(jiān)測負(fù)載

1.諧振頻率

放大器的諧振回路諧振時所對應(yīng)的頻率

稱為諧振頻率。的表達(dá)式為：

(2-10)式中，L為諧振放大器電路的電感線圈的電感量；的表達(dá)式為：

(2-11)

式中，諧振頻率為晶體管的輸出電容；

為晶體管的輸入電容。，輸出電壓

為諧路的總電容，的測試步驟是，首先使高頻信號發(fā)生器的輸出頻率為為幾毫伏；然后調(diào)諧集電極回路即改變電容C或電感L使回路諧振。LC并聯(lián)諧振時，直流毫安表mA的指示為最?。ó?dāng)放大器工作在丙類狀態(tài)時），電壓表指示值達(dá)到最大，且輸出波形無明顯失真。這時回路諧振頻率就等于信號發(fā)生器的輸出頻率。

2.電壓增益

放大器的諧振回路所對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)Avo稱為諧振放大器的電壓增益.Avo的表達(dá)式為：

(2-12)的測量電路如圖2.2.1所示，測量條件是放大器的諧振回路處于諧振狀態(tài)。計算公式如下：

(2-13)

3.通頻帶

由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數(shù)下降，習(xí)慣上稱電壓放大倍數(shù)Av下降到諧振電壓放大倍數(shù)時所對應(yīng)的頻率范圍稱為放大器的通頻帶BW，其表達(dá)式為：

(2-14)的0.707倍 7

式中，為諧振放大器的有載品質(zhì)因素。

與通頻帶BW的關(guān)系為：

(2-15)分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù)上式說明，當(dāng)晶體管確定，且回路總電容為定值時，諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶BW的乘積為一常數(shù)。

通頻帶的測量電路如圖2.2.1所示?？赏ㄟ^測量放大器的頻率特性曲線來求通頻帶。采用逐點(diǎn)法的測量步驟是：先使調(diào)諧放大器的諧振回路產(chǎn)生諧振，記下此時的與，然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持Vs不變），并測出對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)Av，由于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的頻率特性曲線如圖2.2.2所示：

圖2.2.2 由BW得表達(dá)式可知：(2-16)通頻帶越寬的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻帶，同時又能提高放大器的電壓增益，由式可知，除了選用調(diào)諧回路的總電容量。4.矩形系數(shù)

諧振放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1來表示，如圖2．2.2較大的晶體管外，還應(yīng)盡量減少 8

所示，矩形系數(shù)Kr0.1為電壓放大倍數(shù)下降到0.1Avo時對應(yīng)的頻率范圍與電壓放大倍數(shù)下降到0.707

時對應(yīng)的頻率偏移之比，即

(2-17)上式表明，矩形系數(shù)Kr0.1越接近1，臨近波道的選擇性越好，濾除干擾信號的能力越強(qiáng)。可以通過測量圖3-2-2所示的諧振放大器的頻率特性曲線來求得矩形波系數(shù)Kr0.1。電路的設(shè)計與參數(shù)計算

3.1 電路的確定

電路形式如圖2.3.1所示。

圖2.3.1

3.2參數(shù)計算

靜態(tài)工作點(diǎn)的確定

由于設(shè)計要求中心頻率

f0?10MHz，電壓增益Au??35dB(56倍)，且電壓增益不是很大，選用晶體管9018在性能上可以滿足需要。晶體管選定后，根據(jù)高頻小信號諧振放大器應(yīng)工作于線性區(qū)，且在滿足電壓增益要求的前提下，IEQ應(yīng)盡量小些以減小靜態(tài)功率損耗。值得注意的是，IEQ變化會引起Y參數(shù)的變化。

這里采用IEQ等于1mA進(jìn)行計算，看是否能滿足增益的需要，否則將進(jìn)行調(diào)整。晶體管用9018，β=50。查手冊可知，9018在Vcegoe?200us?10VIE、?2mAgie時，?2860us，,coe?7pf，cie?19pf，yfe?45ms，yre?0.31ms。

(1)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)

由于放大器是工作在小信號放大狀態(tài)，放大器工作電流 ICQ一般在0.8－2mA 之間選取為宜。

設(shè)計電路中取:ICQ因?yàn)椋篤EQ?IEQ?ReVBQ?VEQ?VBEQ?1.5mA 任取合適的Re的值。

(2-18)(2-19)(2-20)VCEQ?VCC?VEQ R2而 IBQ?VBQ?ICQ?5~10??IBQ(2-21)?CC(2-22)?VBQ??R2VBQ因?yàn)椋篟1??V(2-23)則R1可用30kΩ電阻和100kΩ電位器串聯(lián),以便調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。

(2)計算諧振回路參數(shù)

根據(jù)要求應(yīng)由諧振頻率選取電感L，中心頻率即電容C6? 50pFfo?10MHz取電容為50pF,.L?1(2?f0)C?2由公式

得L2?5uH。

(2-24)

(3)確定輸入耦合回路及高頻濾波電容

高頻小信號諧振放大器的輸入耦合回路通常是 指變壓器耦合的諧振回路。由于輸入變壓器Tri原邊諧振回路與放大器諧振回路的諧振頻率相等，也可以直接采用電容耦合，高頻耦合電容一般選擇瓷片電容。

4電路的仿真與結(jié)果

4.1電路的仿真與結(jié)果

(1)利用MULTISIM繪制出如圖4.1.1所示的仿真實(shí)驗(yàn)電路

圖4.1.1 仿真電路

(2)設(shè)置函數(shù)信號發(fā)生器的參數(shù)，如4.1.2圖所示。

圖4.1.2

（3）設(shè)置好參數(shù)后，打開仿真開關(guān)，從示波器上兩個通道觀察輸出波形以及與輸入信號的關(guān)系。如4.1.3圖所示。

圖4.1.3輸出波形

按照設(shè)計要求調(diào)節(jié)中周。利用儀器測得各指標(biāo)如下：

f0=10MHz Ａvo＝34dB 仿真數(shù)據(jù)分析：在誤差允許范圍里，仿真測量所得數(shù)據(jù)與理論值相等。

5實(shí)物的制作及調(diào)試

5.1 元件的焊接

經(jīng)過仿真后，根據(jù)原理圖將元件一一通過檢測之后焊接在面包板上，然后正確連上導(dǎo)線。

焊接之前一定要確定每個元件都要能正常工作，元件更不能接反，如可變電容的引腳，電位器三個腳中有效地兩個腳都必須事先了解后才接入電路，焊接好連號導(dǎo)線后，還必須要用萬用表確定線路是否連接好。焊接完成后，還要檢查是否有短路。

5.2 電路板的調(diào)試

先在實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)試出一個號。

調(diào)節(jié)可變電容和定位器可以調(diào)節(jié)頻率及放大倍數(shù)，當(dāng)調(diào)節(jié)可變電容或定位器頻率沒有變化時，很可能是晶體管壞了或者是某電容壞了，用萬用表測試并檢查電路，可以找出問題所在。如果信號的頻率偏大或偏小，可以調(diào)節(jié)可變電容或者可變電感使頻率達(dá)到10MHz。如果放大倍數(shù)太大或太小，可以調(diào)節(jié)定位器改變放大倍數(shù)，以達(dá)到要求的放大倍數(shù)。

若電路沒有問題，調(diào)節(jié)可變電容及定位器后，在輸出端可以得到一個頻率為10MHz左右，放大倍數(shù)為56倍左右的信正弦波號。

f0?10MHz，Vp?p?100mV的信號。再將電路板接通+12V的電源，并接入調(diào)試好的輸入信號，在顯示器上可以看到一個正弦波信

結(jié)束語

不知不覺本次課程設(shè)計已接近尾聲，通過這一課程設(shè)計，我掌握了獨(dú)立搜集資料、思考分析問題的能力和獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，使自己無論在今后的學(xué)習(xí)中還是工作中遇到困難的時候都能自己將其解決。同時，對書理論知識有了更深刻的了解。

完成這一課設(shè)后，我對高頻小信號放大器也有了更深刻地理解。高頻小信號放大器廣泛用于廣播,電視,通信,測量儀器等設(shè)備中.高頻小信號放大器可分為兩類:一類是以諧振回路為負(fù)載的諧振放大器;另一類是以濾波器為負(fù)載的集中選頻放大器.它們的主要功能都是從接收的眾多電信號中,選出有用信號并加以放大,同時對無用信號,干擾信號,噪聲信號進(jìn)行抑制,以提高接收信號的質(zhì)量和抗干擾能力.高頻小信號調(diào)諧放大器是高頻電子線路中的基本單元電路,主要用于高頻小信號或微弱信號的線性放大。在本次課設(shè)中，我了解了高頻小信號放大器的特點(diǎn)： ① 放大小信號,晶體管工作在線性范圍內(nèi)(甲類放大器)② 信號的中心頻率一般在幾百kHz到幾百M(fèi)Hz,頻帶寬度在幾khz到幾十MHz,為頻帶放大器,故必須用選頻網(wǎng)絡(luò)。

在測試過程中，我不斷利用課堂所學(xué)理論知識調(diào)整電路，并最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計目的過程使自己從另一個層面更形象地理解了理論，對于理論與實(shí)踐的關(guān)系也有了新的認(rèn)識。曾經(jīng)的學(xué)習(xí)只停留在書本上，但課程設(shè)計使我更充分的接觸到了實(shí)際。

致 謝

本次課程設(shè)計，能夠順利的完成，多虧老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。放大器的設(shè)計及制作在所有課題里是相對簡單的，但實(shí)際做起來并沒有我們想的那么容易。從原理圖與參數(shù)的設(shè)計到面包板的制作。我們遇到了很大的困難，特別是在參數(shù)設(shè)置時，相對低頻放大，高頻放大的參數(shù)設(shè)置要復(fù)雜的多，在使用MULTISIM進(jìn)行仿真時，我們遇到了許多的問題，經(jīng)過我們組的成員共同努力，和同學(xué)們的交流和耐心的指導(dǎo)，我們才順利完成任務(wù)，在此我我們向他表示我們衷心的感謝。

課程設(shè)計的完成，還要感謝實(shí)驗(yàn)室老師的耐心指導(dǎo)以及老師給我們提供的各種參考文獻(xiàn)，在老師的嚴(yán)格要求下，這次的實(shí)際操作讓我學(xué)到了很多從書本上學(xué)不到卻終身受益的知識，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，端正的學(xué)習(xí)態(tài)度。這為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)，更好的去面對社會，適應(yīng)社會，在此，再次向老師獻(xiàn)上我們最真誠的謝意，“老師您辛苦了”！

在此特別感謝張松華老師一學(xué)期來對我們的的耐心教學(xué)及環(huán)環(huán)引導(dǎo)讓我們對高頻電子線路設(shè)計的學(xué)習(xí)變得生動有趣！

參考文獻(xiàn)

[1] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分(第五版)[M].北京：高等教育出版社，2006 [2] 謝自美.電子線路設(shè)計·實(shí)驗(yàn)·測試(第三版)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006 [3] 邱光源.電路(第五版)[M].北京：高等教育出版社，2011 [4] 胡宴如，耿蘇燕.高頻電子線路 [M].北京：高等教育出版社，2012

附錄A 電路原理圖

附錄B PCB圖

附錄C 實(shí)物圖

附錄D 元器件清單

元件名稱 元件大小 元件數(shù)量 電阻 62K 一個 電阻 33K 一個 電阻 50K 電阻 1K 電位器 10K 電位器 50K 電容 100nF 電容 10nF 電容 100pF 可變電容 30pF 電感 470uH 中周 三級管3DJ6 20

一個 一個 一個 一個 一個 三個 一個 一個 一個 一個 一個

第五篇：高頻小信號諧振放大器理論

2.2 總體方案簡述

高頻小信號放大器的功用就是無失真的放大某一頻率范圍內(nèi)的信號。按其頻帶寬度可以分為窄帶和寬帶放大器，而最常用的是窄帶放大器，它是以各種選頻電路作負(fù)載，兼具阻抗變換和選頻濾波功能。對高頻小信號放大器的基本要求是：

（1）增益要高，即放大倍數(shù)要大。

（2）頻率選擇性要好，即選擇所需信號和抑制無用信號的能力要強(qiáng)，通常用Q值來表示，其頻率特性曲線如圖-1所示,帶寬BW=f2-f1= 2Δf0.7，品質(zhì)因數(shù)Q=fo/2Δf0.7.（3）工作穩(wěn)定可靠，即要求放大器的性能盡可能地不受溫度、電源電壓等外界因素變化的影響，內(nèi)部噪聲要小，特別是不產(chǎn)生自激，加入負(fù)反饋可以改善放大器的性能。

（4）阻抗匹配。

第三章

電路的基本原理及電路的設(shè)計

3.1 電路基本原理

圖3-1-1所示電路為共發(fā)射極接法的晶體管小信號調(diào)諧回路諧振放大器。它不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻作用，因此，晶體管的集電極負(fù)載為LC并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導(dǎo)線的分布參數(shù)會影響放大器的輸出信號的頻率或相位。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)由電阻RB1和RB2以及RE決定，其計算方法與低頻單管放大器相同。

圖3-1-1 放大器在諧振時的等效電路如圖3-1-2所示，晶體管的4個y參數(shù)分別如下：

輸入導(dǎo)納：

輸出導(dǎo)納：

正向傳輸導(dǎo)納：

反向傳輸導(dǎo)納： 式中，為晶體管的跨導(dǎo)，與發(fā)射極電流的關(guān)系為：

為發(fā)射結(jié)電導(dǎo)，與晶體管的電流放大系數(shù)及有關(guān)，其關(guān)系為

為基極體電阻，一般為幾十歐姆；

為集電極電容，一般為幾皮法；為發(fā)射結(jié)電容，一般為幾十皮法至幾百皮法。

圖3-1-2

，電流放大系晶體管在高頻情況下的分布參數(shù)除了與靜態(tài)工作點(diǎn)的電流數(shù)有關(guān)外，還與工作角頻率w有關(guān)。晶體管手冊中給出了的分布參數(shù)一般是在測試條件一定的情況下測得的。

圖3-1-2所示的等效電路中，p1為晶體管的集電極接入系數(shù)，即

式中，N2為電感L線圈的總匝數(shù)；p2為輸出變壓器Tr0的副邊與原邊匝數(shù)比，即

式中，N3為副邊總匝數(shù)。

為諧振放大器輸出負(fù)載的電導(dǎo)。通常小信號諧振放

。大器的下一級仍為晶體管諧振放大器，則由圖3-1-2可見，并聯(lián)諧振回路的總電導(dǎo)

將是下一級晶體管的輸入電導(dǎo)的表達(dá)式為

式中，1.諧振頻率 為LC回路本身的損耗電導(dǎo)。

放大器的諧振回路諧振時所對應(yīng)的頻率稱為諧振頻率。的表達(dá)式為：

式中，L為諧振放大器電路的電感線圈的電感量；

為諧路的總電容，3 的表達(dá)式為：

式中，諧振頻率為晶體管的輸出電容；

為晶體管的輸入電容。，輸出電的測試步驟是，首先使高頻信號發(fā)生器的輸出頻率為壓為幾毫伏；然后調(diào)諧集電極回路即改變電容C或電感L使回路諧振。LC并聯(lián)諧振時，直流毫安表mA的指示為最小（當(dāng)放大器工作在丙類狀態(tài)時），電壓表指示值達(dá)到最大，且輸出波形無明顯失真。這時回路諧振頻率就等于信號發(fā)生器的輸出頻率。

2.電壓增益

放大器的諧振回路所對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)Avo稱為諧振放大器的電壓增益.Avo的表達(dá)式為：的測量電路如圖3-2-1所示，測量條件是放大器的諧振回路處于諧振狀態(tài)。計算公式如下：

3.通頻帶

由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數(shù)下降，習(xí)慣上稱電壓放大倍數(shù)Av下降到諧振電壓放大倍數(shù)時所對應(yīng)的頻率范圍稱為放大器的通頻帶BW，其表達(dá)式為： 的0.707倍

式中，為諧振放大器的有載品質(zhì)因素。

分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶BW的關(guān)系為：

上式說明，當(dāng)晶體管

確定，且回路總電容

為定值時，諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶BW的乘積為一常數(shù)。

通頻帶的測量電路如圖3-2-1所示?？赏ㄟ^測量放大器的頻率特性曲線來求通頻帶。采用逐點(diǎn)法的測量步驟是：先使調(diào)諧放大器的諧振回路產(chǎn)生諧振，記下此時的與，然后改變高頻信號發(fā)生器的頻率（保持Vs不變），并測出對應(yīng)的電壓放大倍數(shù)Av，由于回路失諧后電壓放大倍數(shù)下降，所以放大器的頻率特性曲線如圖3-3-2所示：

圖3-2-2 由BW得表達(dá)式可知：

通頻帶越寬的電壓放大倍數(shù)越小。要想得到一定寬度的通頻帶，同時又能提高放大器的電壓增益，由式可知，除了選用調(diào)諧回路的總電容量。4.矩形系數(shù)

較大的晶體管外，還應(yīng)盡量減少

諧振放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1來表示，如圖3-2-2所示，矩形系數(shù)Kr0.1為電壓放大倍數(shù)下降到0.1Avo時對應(yīng)的頻率范圍與電壓放大倍數(shù)下降到0.707

時對應(yīng)的頻率偏移之比，即

上式表明，矩形系數(shù)Kr0.1越接近1，臨近波道的選擇性越好，濾除干擾信號的能力越強(qiáng)。可以通過測量圖3-2-2所示的諧振放大器的頻率特性曲線來求得矩形波系數(shù)Kr0.1。

3.3 電路的設(shè)計與參數(shù)計算

3.3.1 電路的確定

電路形式如圖3-3-1所示。

圖 3-3-1

3.3.2參數(shù)計算

已知參數(shù)要求與晶體管3DJ6參數(shù)。

(1)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)

取

IEQ=1mA, VEQ=1.5V, VCEQ=7.5V, 則

RE?VEQIEQ?1.5K?

RB2?VBQ6IBQ?VBQ??6ICQ?18.3K? ，取標(biāo)稱值18KΩ

RB1?VCC?VBQVBQRB2?55.6K?

RB1可用30kΩ電阻和100kΩ電位器串聯(lián),以便調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。

(2)計算諧振回路參數(shù) {gb?e}mS??{IE}mA?0.77mS

26?mV

{gm}mS?{IE}mA?38mS 26mV

下面計算4個y參數(shù)，yie?gb?e?j?Cb?e?0.96mS?j1.5mS

1?rb?b(gb?e?j?Cb?e)

因?yàn)閥ie?gie?j?Cie, 所以

gie?0.96mS，rie?11.5mS?1k?，Cie??2.2pF gie?

yoe?j?Cb?crb?bgm?j?Cb?c?0.06mS?j0.5mS

1?rb?b(gb?e?j?Cb?e)

因?yàn)閥oe?goe?j?Coe，所以

goe?0.06mS，Coe?

yfe?0.5mS??7pF

gm?37mS?j4.1mS

1?rb?b(gb?e?j?Cb?e)

故模

|yfe|?372?4.12mS?37mS

回路總電容為

C??

再計算回路電容

2C?C??p1Coe?p2Cie?53.3pF，取標(biāo)稱值51pF

1?52.2pF

(2?f0)2L輸出耦合變壓器Tr0的原邊抽頭匝數(shù)N1及副邊匝數(shù)N3,即

N1?p1N2?5匝，N3?p2N2?5匝

(3)確定輸入耦合回路及高頻濾波電容

高頻小信號諧振放大器的輸入耦合回路通常是 指變壓器耦合的諧振回路。由于輸入變壓器Tri原邊諧振回路與放大器諧振回路的諧振頻率相等，也可以直接采用電容耦合，高頻耦合電容一般選擇瓷片電容

⑴在無信號輸入，僅有直流激勵的情況下用電流表測量三極管發(fā)射極極電流，測得IEQ約為1mA。

⑵接入信號發(fā)生器，觀察示波器輸入輸出波形，按照設(shè)計要求調(diào)節(jié)中周。利用儀器測得各指標(biāo)如下：

f0=10MHz Ａvo＝34dB 仿真數(shù)據(jù)分析：在誤差允許范圍里，仿真測量所得數(shù)據(jù)與理論值相等。

4.2電路的安裝與測試

將上述設(shè)計的元器件參數(shù)值按照圖2-1所示電路進(jìn)行安裝。先調(diào)整放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后再調(diào)諧振回路使其諧振。

調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)的方法是，不加輸入信號（Vi=0），將C1的左端接地，將諧振回路的電容C開路，這時用萬用表測量電阻Re兩端的電壓，調(diào)整電阻Rb1使Veq=1.5V(Ie=1mA)。記下此時電路的Rb1值及靜態(tài)工作點(diǎn)Vbq、Vceq、Veq、及Ieq。

調(diào)諧振回路使其諧振的方法是，按照圖5-1所示的測試電路接入高頻電壓表V1、V2，直流毫安表mA及示波器。再將信號發(fā)生器的輸出頻率置于fi=10MHZ，輸出電壓Vi=5mV。為避免諧振回路失諧引起的高反向電壓損壞晶體管，可先將電源電壓+Vcc降低，如使+Vcc=+6V。調(diào)輸出耦合變壓器的磁芯使回路諧振，即電壓表V2的指示值達(dá)到最大，毫安表mA為最小且輸出波形無明顯失真?；芈诽幱谥C振狀態(tài)后，再將電源電壓恢復(fù)至+12V。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

f0=9.7MHz Ａvo＝28dB

數(shù)據(jù)分析：

在誤差允許范圍內(nèi)，中心頻率的理論值與實(shí)際值一致，在放大器處于諧振狀態(tài)下，電壓放大倍數(shù)Avo放大倍數(shù)與理論值有一定的差距，導(dǎo)致誤差的原因有如下幾點(diǎn)：

（1）實(shí)物的實(shí)際值與理論值有一定的差距。如電阻電容的理論值與標(biāo)稱值不一致，并且電阻電容的標(biāo)稱值也有一定的誤差。

（2）由于分布參數(shù)的影響，晶體管手冊中給出的分布參數(shù)一般都是在測試條件一定 的情況下測得的。且分布參數(shù)還與靜態(tài)工作電流及電流放大系數(shù)有關(guān)。放大器的 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足設(shè)計要求后的元器件參數(shù)值與設(shè)計計算值有一定的偏離。（3）性能指標(biāo)參數(shù)的測量方法存在一定的誤差。如在調(diào)諧過程中，我們通過直接觀察波形的輸出值的大小來確定電路是否調(diào)諧。這樣調(diào)諧頻率的測量值存在誤差的同時，放大倍數(shù)的測量值也會產(chǎn)生誤差。

（4）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的老化等也會導(dǎo)致電路調(diào)試過程中出現(xiàn)一定的誤差。

（5）由于工作頻率較高，高頻小信號放大器容易受到外界各種信號的干擾，特別是射頻干擾。通常采取的措施是把放大器裝入金屬屏蔽盒內(nèi)（屏蔽盒與地線應(yīng)接觸良好）。但電路調(diào)試環(huán)境條件有限。