可以看到调整RL负载,可以调节电路的带宽、矩形系数、以及品质因数Q。
三、单调谐放大电路设计实例
技术指标:中心频率f0,通频带BW,增益Av0,品质因数QL。
已知条件:电源电压,输入信号幅度,信号源内阻,负载阻抗,电感线圈空载损耗Q0。 设计步骤:
1.确定电路形式。 2.选择晶体管
选择晶体管应考虑以下原则:
(1) 为使放大器稳定性好应选yre小(即C?小)的晶体管。
(2) 频率特性要好,应选fT高的晶体管,一般至少取fT?(4~5)f0。
(3) 为使放大器增益大应选yfe大,goe和gL(一般为下一级电路晶体管的输入导纳gi)小的晶体管。
3.试探静态工作点,计算Y参数。由于yfe和工作点电流有关,所以ICQ不宜太小,但ICQ太大则造成C?增加,所以一般常取ICQ=(0.5~3)mA。 4.计算偏置电阻: 5.计算谐振回路电容:
6. 确定高频滤波电路及耦合电容 7、设计仿真电路,进行仿真与分析
8、通过仿真分析对相关参数进行进一步调整 9、根据仿真电路图进行电路板设计与焊接
10、实际电路测试,并与仿真结果进行对比分析,进一步调整参数。
设计目标:
谐振频率:fo=10.7MHz, 谐振电压放大倍数:AVO?20dB, 通频带:Bw0.7?500KHz, 矩形系数:Kr0.1?10。
RL=30K
3.1电路选择与参数计算 3.1.1选定电路形式
依设计技术指标要求,考虑高频放大器应具有的基本特性,可采用共射晶体管单调谐回路谐振放大器高频小信号放大器一般用于放大微弱的高频信号,此类放大器应具备如下基本特性:
只允许所需的信号通过,即应具有较高的选择性。放大器的增益要足够大。放大器工作状态应稳定且产生的噪声要小。放大器应具有一定的通频带宽度。
图2-1 单调谐放大器电路
典型的单调谐谐振放大器原理如图2-1,图中,RB1,RB2,RE用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类,CE是RE的旁路电容,C1,C2是输入输出耦合电容,L,C是谐振电路,R是集电极(交流)电阻,他决定了回路的Q值,带宽。为了减轻负载对回路的的影响,输出采用了部分接入的方式。 该电路静态工作点Q主要由Rb1、Rb2、Re与Vcc确定。利用Rb1和Rb2的分压固定基极偏置电位VBQ,如满足条件I1??IBQ:当温度变化ICQ↑→VBQ↑→VBE↓→IBQ↓→ICQ↓,抑制了ICQ变化,从而获得稳定的工作点。
由此可知,只有当I1??IBQ时,才能获得VBQ恒定,故硅管应用时,
I1?(5?10)IBQ。只有当负反馈越强时,电路稳定性越好,故要求VBQ?VBE,一
般硅管取:VBQ?(3?5)VBE。
在设计时,考虑到仿真与元器件采买的实际情况,三极管选择了2N2222A,
β=80.
3.1.2设置静态工作点
由于放大器是工作在小信号放大状态,放大器工作电流ICQ一般在0.8-2mA之间选取为宜,
设计电路中取 Ic?1mA,设Re?1.5K?。
因为:VEQ?IEQRe 而ICQ?IEQ 所以:VEQ?1mA?1.5K??1.5V 因为:VBQ?VEQ?VBEQ(硅管的发射结电压VBEQ为0.7V) 所以:VBQ?1.5V?0.7V?2.2V
因为:VCEQ?VCC?VEQ 所以:VCEQ?12V?2.2V?9.8V 因为:Rb2?VBQ/(5?10)IBQ 而IBQ?ICQ/??1mA/80 取10IBQ 则:Rb2?VBQ/10IBQ?18K? 因为:Rb1?[(VCC?VBQ)/VBQ]Rb2
则:Rb1?[(12V?2.2V)/2.2V]?8.2K??80K?,考虑调整静态电流ICQ的方便,Rb1用20K?电位器与68K?电阻串联。
3.1.3谐振回路参数计算
1)回路中的总电容C∑ 因为:fo?11 则: C???55.3pf 2(2?f)L2?LC?o2)回路电容C
取C2A为标称值40pf,与C2B 20Pf微调电容并联形式 3.1.4确定耦合电容与高频滤波电容:
耦合电容C1、C2的值,可在1000 pf—0.01uf之间选择 ,一般用瓷片电容。旁路电容Ce 、C3、C4的取值一般为0.01-1μF,滤波电感的取值一般为220-330uH。
初步设计电路图如图