高频电子线路课程设计(报告) 由于处于高频区,分布参数的影响存在,放大器的各项技术指标满足设计要求 后的文件参数值与设计计算值有一定的偏差,所以在调试时要反复仔细调整才能使 谐振回路处于谐振状态。在测试要保证接地良好。 (6)调谐放大器的稳定性
主要是晶体管内反馈的影响。在高频调谐放大器中,由于晶体体管集电结电容的内部反馈,形成了放大器的输出电路与输入电路之间的相互影响。它使高频调谐放大器存在工作不稳定的问题,主要表现在以下两种现象:
首先,当高频调谐放大器装配完毕后,进行输出回路(集电极负载回路)和输入回路(基极信号源一端的前级回路)调整时,由于
的内部反馈作用,放大器的输
入阻抗和输出阻抗相互影响,使得高频调谐放大器的调谐和阻抗匹配需要反复进行,使得高频调谐放大器的调整变的十分麻烦。
其次,放大后的输出信号通过内部反馈,把一部分信号电压反馈到输入端。反馈电压反馈到输入端又放大,放大后再反馈,如此循环不已,在一定条件下,放大器也能在某些频率上自激振荡,使得放大器的功能完全破坏,而丧失了放大器的作用。此外,晶体管的内部反馈随频率而不同,在某些频率上是正反馈,在某些频率上是负反馈,正、负反馈的强弱也随频率而异,使得高频调谐放大器的输出电压或增益随频率变化的特性将受到影响。
提高放大器稳定性的方法。放大器的不稳定主要是由晶体体管集电结电容起的,在设计、制作高频晶体管时使
尽量小;在选用高频晶体管时,应尽量选用
引
值小的器件。此外,也可在电路上采取措施,以消除三极管内部的反馈作用,常用的方法是失配法和中和法。
(1)失配法:失配法是指信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配,晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。图6所示电路为用失配法构成的共发射极-共基极级联的高频调谐放大器。两只晶体管是按共发射极-共基极方式级联的,它们组成一个复合管,见图7。
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高频电子线路课程设计(报告)
图6 共发射极-共基极级联的高频调谐放大器
图7共发射极-共基极级联的复合管
利用失配法,共发-共基线路的输入阻抗基本上只取决于晶体管它的输出阻抗基本只取决于晶体管
的输入阻抗,
的输出阻抗,极大地削弱了晶体官内部反馈的影
响,实现了晶体管的单向化,使它的稳定性比一般调谐放大器高得多。
(2)中和法:图8所示电路为用中和电容构成的中和电路,用反馈,
是中和电容。当
满足下式条件时,
能消除
代表晶体管内部
引起的内部反馈。
式中
、
分别是电感L的1、2端与2、3端的线圈匝数。
应当指出,中和电路不能完全消除晶体管的内部反馈的影响,通常只能在较窄的频带内有效。此外,中和电容
应采用可调电容,其具体值在实际调整中决定。
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图8利用中和电容
构成的中和电路
3、仿真及仿真结果分析
按要求所做 multisim仿真图如下图:
在无信号输入,仅有直流激励的情况下用电流表测量三极管基极电流,调节R2下方电阻RP1使Ic=2mA,此时RP1=52k。
接入信号发生器,观察示波器输入输出波形,按照设计要求调节中周。利用仪器测得各指标如下:
f0=6.8MHz Avo=18dB
在误差允许范围里,仿真测量所得数据符合要求。
在误差允许范围内,中心频率的理论值与实际值一致,在放大器处于谐振状态下
电压放大倍数Avo放大倍数与理论值有一定的差距。
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高频电子线路课程设计(报告) 分析设计总结导致误差的原因如下:
(1)实物的实际值与理论值有一定的差距。如电阻电容的理论值与标称值存在一
些差异,并且电阻电容的标称值也有一定的误差。如:通过计算RB2要买18k的电阻,市场里没有就只好算个范围买个20k的,而买回来测只有19k多点。
(2)晶体管数据为查表所得,而由于分布参数的影响,晶体管手册中给出的分布
参数一般都是在测试条件一定的情况下测得的。且分布参数还与静态工作电流及电流放大系数有关。放大器的各项技术指标满足设计要求后的元器件参数值与设计计算值有一定的偏离。
(3)性能指标参数的测量方法存在一定的误差。如在调谐过程中,我们通过直接
观察波形的输出值的大小来确定电路是否调谐。这样调谐频率的测量值存在误差的同时,放大倍数的测量值也会产生误差。这属于系统误差,也许可以通过使用别的电路可以减小误差。
(4)实验仪器设备的老化等也会导致电路调试过程中出现一定的误差。
4、设计电路的性能评测
经分析和测试在误差允许的范围内达到了设计要求。
三、结论及心得体会
在课程设计的这一周里我全身心的投入了,此次设计不但锻炼了我最基本的高频电子线路的设计能力,更重要的是让我更深刻的认识了高频电子线路这门课程在实际中的应用。在设计的过程中我学习高频小信号调谐放大器的设计方法 ,掌握高频单调谐放大器的等效电路、性能指标要求及分析设计,掌握中心频率f0和电压增益Au?的测试方法,通过设计熟练muitisim仿真软件,增强了我理论联系实际的能力。在此次设计时我也遇到了不少的困难和问题,但我都努力的去咨询、研究,最终都克服了这些困难,使问题得到了解决。在今后的生活中,我将继续深入学习,以达到学以致用的目的。
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高频电子线路课程设计(报告) 参考资料
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[2] 张肃文,陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京:高等教育出版社,1993.
[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉:华中科技大学出版社,2000.
[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京:电子工业出版社,2002.
[5] 于波. 高频电子线路实验指导书. 大庆:东北石油大学出版社,2010.
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东北石油大学课程设计成绩评价表
课程名称 题目名称 学生姓名 序号 评价项目 工作量、工作态度和出勤率 学号 高频电子线路 小信号谐振放大器设计 指导教师姓名 职称 满分 评分 指 标 按期圆满的完成了规定的任务,难易程度和工作量符合教学要求,工作努力,遵守纪律,出勤率高,工作作风严谨,善于与他人合作。 课程设计选题合理,计算过程简练准确,分析问1 20 2 课程设计质量 题思路清晰,结构严谨,文理通顺,撰写规范,图表完备正确。 45 3 4 总分 创新 答辩 工作中有创新意识,对前人工作有一些改进或有一定应用价值。 能正确回答指导教师所提出的问题。 5 30 评语: 指导教师: 2011 年 3 月 8 日