LC諧振放大器設計與實現

尚冬梅 劉黨軍 張雄堂

摘要 設計了一種由諧振放大器網絡和電阻性衰減器網絡構成的LC諧振放大器。該放大器采用單一雙一單調諧網絡獲得15MHz諧振頻率來選頻，再采用三極管來放大。電路通過多級放大來達到較高的放大倍數。經驗證，該LC諧振放大器功耗小于360mV且性能穩定。

【關鍵詞】電阻衰減器 調諧網絡 多級放大器三極管

1 系統方案設計與論證

1.1 衰減器電路方案論證

對于一般的衰減而言，Ⅱ型和T型衰減器都可以使用。由于T型網絡衰減器中的電阻阻值很小，若衰減的分貝數值較大，將會受到焊點、引線及走線的影響，阻值很小的情況下，精度將無法保證，衰減的準確度也將受到影響。所以π型衰減適用于衰減較大的情況。而本設計將40dB設定為基準值，衰減分貝較大，因此選擇π型衰減。

1.2 選頻網絡與放大電路方案論證

本系統采用單雙耦合結合的調諧振蕩回路。為了達到低電源供電且功耗小的目標，采用分立元件來搭建，能達到較好的選頻效果。若使用運算放大器也可以對選頻信號放大，但是運算放大器大多是雙電源供電。因此選擇分立元件的方案。

2 電路設計

2.1 總體電路

為了兼顧增益和通頻帶之間的指標，總體的電路框架采用單-雙-單選頻調諧網絡。LC選頻放大電路圖如圖l所示。

為了方便小信號是后級的選頻放大電路能夠實現足夠高的增益，在前級加入了40dB的Ⅱ型電阻衰減網絡。

2.2 最大不失真電壓和功耗

為了獲得最大動態范圍，靜態工作點將調整在交流負載線的中點。放大器工作的正常情況下，輸入信號的幅度不斷增大，并改變靜態工作點，輸出電壓信號通過示波器來顯示，輸出波形若有縮頂和削底現象，表示靜態點已經在交流負載線的中點，之后反復調整輸入信號，使得波形輸出幅度達到最大，并且沒有明顯失真時，用交流毫伏表測量得到的的有效值就是最大不失真電壓。

功耗為本系統輸入功率與輸出功率的差值，設定測量功耗在輸出電壓為1V時測量，則我們需要將輸入電壓進行放大到1V時然后進行功耗的測量。

3 測試方案與數據

3.1 測試儀器

本系統測試儀器如表l所示。

3.2 測試方案及結果

3.2.1 衰減器指標

斷開后級放大電路與前級衰減電路的連接，加入1V有效值的正弦波，測得衰減器輸出為9.8mV有效值。實測衰減值為40.17dB。由于采用Ⅱ型電阻匹配網絡，可知衰減器的特性阻抗為50Ω。

3.2.1 放大器指標

使用BT3C型300M帶寬的掃頻儀測量本電路的幅頻特性可得，放大器的指標如表2所示。

4 總結

本放大器由4個部分組成，分別是前級衰減網絡、第一級單耦合調諧選頻放大、第二級雙耦合調諧放大和末級放大。由于采用分立元件搭建的電路受環境的影響很大，因此在放大器的選頻電路中，加入可調的元器件，以校正頻漂。單調諧電路具有窄的選頻帶和尖銳的幅頻特性，而雙調諧電路具有雙峰的特性，其通頻帶較寬，并且適當調節其耦合系數的時候，可以形成較為平坦的通頻帶。因此，使用單-雙-單調諧結構，有利于指標的實現。大部分集成運放的功耗都超過360mW。所以，調節分立元件三極管的靜態工作點，即可構成低功耗的放大電路。

參考文獻

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