LC高频谐振电路LC高频谐振电路.docVIP

LC谐振放大器设计与总结报告 摘要：本设计选用高频三极管3DG80，通过多级级联放大达到预期的增益设计要求，通过在三极管的反馈端引入谐振回路是电路谐振在特定的频率点，达到谐振选频的目的，前级放大模块设置三极管的工作模式让其可以在0到30M的工作频段内都对信号有一个比较大的增益，为了尽最大可能改善选频网络的品质因素，我们将电视机里面的中频部分的中周变压器进行了改造让其谐振点控制在15M左右一个比较窄的带宽范围内，为了放大部分的增益我们用纯模拟电路搭建了一个AGC电路，整个系统包括：自制信号采集模块，信号衰减模块，固定增益放大模块，谐振选频模块，AGC增益控制模块。 关键词：高频 3DG80 谐振放大 窄带选频 AGC电路 一、方案论证与比较 1.1高增益放大电路的方案论证及选择 方案一：采用专用的宽带集成芯片来设计，在方案选择是我们选考虑了ADI公司的可控增益运放AD603，AD603拥有对90M以内的信号进行高增益的放大，而且可以根据不同的频率要求择不同的工作模式，其中模式三就可以达到40dB，30M的带宽可以满足15M的中心频率，在第二级通过AGC电路使放大器的增益稳定在一个比较小的波动范围内，AD603的增益调节比较灵活而且不受反馈端的影响。但是在实际的试验中我们发现AD603不能满足低功耗的要求，而且在面包板上搭建电路的时候发现实际调试非常复杂，而且系统很容易自激导致增益根本不可能达到80dB的设计要求，我们没有选择这个方案。 方案二：选用高频小功率三极管，采用多级逐级放大的方式使放大器的放大倍数达到80dB的设计要求，通过设置合适的静态工作点让三级管都工作在线性放大状态，此方案虽然说但是由于各级都工作在高频状态各级之间的干扰很大， 对电路布线以及电子元件的摆放有比较高的要求，采用分立三极管搭建电路在布线上多多考虑一下尽最大可能客服分布参数的影响，更重要的是3DG80是一个高频小功率三极管对于设计要求中的低功耗要求有一定的积极影响，结合我们的实际情况我们选择了三极管搭建电路的方案。 1.2谐振选频网络的方案论证及选择 方案一：采用无源滤波网络，采用滤波器设计软件计算出合理L、C的值，理论计算之后发现电容，电感的值过于精确，值精确到了小数点后几位数，将电容的值固定来调节电感的值来调整谐振频率，通过调节插入电感线圈中的高频磁芯的位置来调节电感量，这种设计方法参数的计算比较复杂，但是设计起来原理比较简单，而且可以在系统调试的时候可以动态地调节谐振频率点，但是这样做LC谐振回路的品质因素难以做到很高，频带为300KHz的通频带要求很难达到。 方案二：根据设计要求中15M的中心频率要求，我们考虑到可以通过改造电视机里面的中周变压器的原边副边的绕组线圈数结合外接电容来达到15M的中心频率设计要求 ，我们自己改造一个中周变压器，而且结合信号发生器和示波器实际测量我们将其谐振在了15MHz，此方案虽然说在改造中周变压器的时候比较复杂，但是可以得到很高的Q值，选频窗口可以做得很陡峭，选频性能比较好。 综合各方面考虑， 我们选择了方案二。 1.3 AGC自动增益控制电路的方案论证及选择 方案一:采用传统的单片机和AD，DA通过电压采样和初始电压信号进行比较在单片机内部进行电压调整通过DA输出控制3DG80三极管的增益控制端口达到自动增益调整的目的，但是接入此模块之后系统的功耗增加，功耗可能超过题目给定的360mW，为了满足要求，我们放弃了此方案。 方案二：采用纯模拟的AGC网络从第三级三极管的输出反馈到第一级，第二级三极管的中周变压器的副边的电压控制端口达到最终的自动增益控制，用纯模拟电路来搭建AGC网络，准确性稳定性往往没有单片机程序控制精准度高但是为了满足低功耗的要求我们还是选择了该方案。 我们选择了方案二。 1.4 系统方案论证 本系统的主要功能就是设计一个高增益LC谐振放大网络，系统要实现的功能便是对微弱信号的高增益放大和对有用信号的窄带选择，整个系统分为高增益放大模块，LC选频放大部分，整个系统的核心部分在于怎么样设计一个选频窗口能够实时控制AGC自动增益的变化，且保持通带窗口始终不变。系统的框图如下图所示： 图1.1 二、理论分析与参数计算 2.1 增益的分析与计算 由于一级3DG80三极管只能实现53倍的放大，系统要求总的系统增益要达到80dB，结合实际三极管之间的相互影响的调试经验可以利用三级三极管级联放大达到系统的设计要求。通过反复地调试可以比较合理地设置静态工作点Q，根据三极管的交流小信号模型可以大致的算出自己想设置各级的放大倍数，然后再在各级电路中调试达到相关的设计指标。 图2.1