高频小信号谐振放大器设计-江南大学高频课程设计Multisim仿真

一、高频小信号谐振放大器理论知识

1、高频小信号谐振放大器的简介
高频小信号放大器通过无线电接收到的信号包含了有用信号、信号干扰和噪音，输入电路的功能是筛选出有用的信号，过滤出噪音和干扰。高频小信号放大器是各类无线电接收机的组成部分。主要功能是放大来自天线上的微弱信号，使它达到足够的功率电平，以提高接收机的接受灵敏度。
高频放大器的中心频率一般在几百千赫至几百兆赫，但所需通过的频率范围和中心频率相比往往是很小的，或者只工作于某一频率，因此一般都是采用选频网络组成谐振放大器或非谐振放大器。谐振放大器即采用谐振回路作负载的放大器。根据谐振回路的特性谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。因此，谐振放大器也有着滤波或选频的作用。
谐振放大器又可分为调谐放大器(高频放大器)和频带放大器(中频放大器)。前者的调谐回路需对外来不同的信号频率进行调谐；后者的调谐回路的谐振频率固定不变。由各种滤波器和阻容放大器组成非调谐的各种窄带和宽带放大器，因其结构简单，性能良好，又能集成化，所以目前被广泛应用。

2、高频小信号谐振放大器的分类
按元器件分为：晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器；
按频带分为：窄带放大器、宽带放大器
按电路形式分为：单级放大器、多级放大器
按负载性质分为：谐振放大器、非谐振放大器

3、高频小信号谐振放大器的特点
（1）工作频率高，中心频率几百千赫兹至几百兆赫兹
（2）晶体管工作在线性放大区
（3）负载回路是谐振回路，有放大选频的作用

4、小信号调谐放大器的主要质量指标
（1）谐振频率f_0：放大器调谐回路谐振时所对应的频率称为放大器的谐振频率，可以用扫频仪测出电路的幅频特性，结合谐振频率表达式求得。对于组成的并联谐振电路谐振频率的表达式为：

（2）谐振增益A(V)

（3）通频带BW

二、高频小信号调谐信号放大器的设计内容

1、给定条件

2、主要技术指标

三、高频小信号调谐信号放大器的设计过程

1、选定电路形式
依据技术指标要求，考虑高频放大器应具有的基本特性，可采用共射晶体管单协调回路谐振放大器，设计参考电路图如图2所示。

由于信号小，可认为其工作在线性范围内，可将晶体管看成线性元件，作为有源线性四端网络来分析，需将混合 参数模型转换为 参数四端网络模型求解。

2、设置静态工作点

3、计算谐振回路参数
（1）晶体管的混合 参数

（2）共射晶体管输入导纳

（3）共射晶体管输出导纳

（4）共射晶体管正向传输导纳

（5）总电容

（6）计算回路线圈匝数

（7）确定耦合电容与高频滤波电容

4、确定所需器件

四、高频小信号谐振放大器电路仿真实验

1、电路仿真
按设计内容部分，在Multisim中画出电路图，并进行仿真，电路图如下：

在原有电路的基础之上，加置示波器与波特图示仪，以便检测电路是否达到要求。
2、仿真结果
（1）示波器观测的输入输出波形为：

由图可计算

满足放大倍数的设计指标，并且输入输出的波形并无失真。
（2）波特图如下：

由图可计算，通频带大约为

在1MHz左右。
综上，此电路设计基本达到要求。

五、心得体会

此次大作业，我重温了《高频电子线路》中高频小信号谐振放大器的内容。在完成大作业的过程中，由于对器件不够了解，以及Multisim软件使用方法已经有些遗忘，另外还有一些细节没有注意到，所以进度一直很慢。不过通过查阅网上的一些资料，以及与同学之间的交流，最终我得到了基本达到设计要求的电路。通过此次课程设计，我更加深刻理解了高频小信号调谐放大器的设计方法，掌握了高频单调谐放大器回路等效电路的计算与转换，性能指标及分析设计，掌握中心频率 ，放大倍数 ，回路带宽 的测试方法，受益匪浅。