宽带程控射频放大器课程项目报告精要.doc

《射频电路设计》课程项目 实施报告 一．项目要求 设计制作电控射频放大器并构成应用系统 1.工作频率f:100MHz----900MHz 2.类型:小功率射频放大器 3.受控项目:中心频率、带宽、增益等 4.控制手段:单片机,或其他MCU 5.电控射频放大器的应用系统 二．需解决的问题 设计电路如图一所示，可以看出整个电路分为两部分，单片机控制电路和外围硬件电路。放大电路主要是通过调三极管放大器的直流工作点来控制放大倍数。控制电路通过控制可变电容来调节中心频率。而变容二极管的等效电容值跟它的反向偏压成反比关系。通过改变加在变容二极管上的反向偏压（即外界提供的控制电压）的大小改变它的等效电容值，放大器的中心频率随之改变，完成放大器中心频率电调可变的功能。该设计结构工整，控制主程序对放大器组实现一对多的高效控制。 需解决以下问题： 1.放大器的匹配； 2.单片机对变容二极管的调节 三．基本原理 一上电，单片机启动初始化程序，设定参考控制字为“111111111”，DA 芯片不连通。锁存器处于直通状态，单片机 P1 口读入九位控制字，与参考控制字比较，如有更新，将控制字存入寄存器中，作为下一轮比较的参考控制字。根据控制字高 3 位控制两个切换电路来选通对应的滤波器组，再根据后六位控制字查表读取数据送入 DA 电路。然后启动 DA，控制锁存器直通，进入下一轮工作。 我们采用的是DA单极性输出，外围电路如下： 匹配 要实现大功率传输，必须使负载阻抗与波源阻抗相匹配。实现上述匹配的通常做法是在波源和负载之间插入一个无源网络。这种无源网络通常称为匹配网络。 在此称输入端的匹配网络为，是和信号源的匹配；输出端的匹配网络为，是和示波器的匹配。根据L、C的不同排列分别可以有八种方案。串C并L、串L并C、串C并C、串L并L、并C串L、并L串C、并C串C、并L串L。 经查阅文献得到三极管2SC356在频率不同时，工作电流分别为5mA和20mA下的阻抗值，如下图可以看出工作电流在20mA时调节方便，因此工作电流选在20mA。和的匹配阻抗都是50，因此存在匹配禁区。用史密斯原图作为匹配工具，以为例，每个频率选取一种可行的匹配方式： 频率 匹配方式 阻抗值 L C 200M 串L并C 0.675-j0.5 38.3nH 11pF 400M 串L并C 0.65-j0.2 27.2nH 30pF 即得出的变化范围为38-6.5-4.1nF,的变化范围为11-6.5-4.1pF; 同理可得出的变化范围为50.6-27-20nF,与串联后的变化范围为7.2-5.1-3.4pF。 数据记录： 电容二极管电压（V） 中心频率（MHz） f=180MHz放大倍数（dB） 0 190 11.10 2 220 10.84 4 250 10.72 6 270 10.32 8 282 9.80 9 288 9.05 10 298 8.55 12 307 8.05 图左（焊的电路板）图右（变容二极管为0V时的曲线带宽B=200MHz） 四．总结： 项目要求基本实现，通过单片机控制中心频率和增益。在实验过程中中心频率和带宽需经过反复地调试，花费了较多的时间。 本次项目内容与课堂内容结合紧密，既有我们已学过的知识，比如三极管放大，匹配电路达到最大功率，D/A转换的理论知识等等；又有一些我们不清楚的东西，如变容二极管的性质，单片机该如何控制等等。帮助我们把知识都串联起来，理论应用与实际，组内的每个人都有很大的提高。 五．参考文献 [1]王巧玲.100-500MHZ数控电调带通滤波器调制.[D]成都：电子科技大学出版社.2013：17-19,28-43. [2]康英.射频CMOS集成电路中可变电容的研究与应用.[D]西安：西安电子科技大学.2007:18-19. [3]杨金岩,郑应强,张振仁编著.8051单片机数据传输接口扩展技术与应用实例[M]. 人民邮电出版社, 2005 [4]陈柱峰,沈治国.基于PCF8591的I~2C总线A/D、D/A转换[M]企业技术开发，200905:第28卷 图 变容二极管为0V时的曲线 、