LC谐振放大器设计与实现

尚冬梅 刘党军 张雄堂

摘要 设计了一种由谐振放大器网络和电阻性衰减器网络构成的LC谐振放大器。该放大器采用单一双一单调谐网络获得15MHz谐振频率来选频，再采用三极管来放大。電路通过多级放大来达到较高的放大倍数。经验证，该LC谐振放大器功耗小于360mV且性能稳定。

【关键词】电阻衰减器 调谐网络 多级放大器三极管

1 系统方案设计与论证

1.1 衰减器电路方案论证

对于一般的衰减而言，Ⅱ型和T型衰减器都可以使用。由于T型网络衰减器中的电阻阻值很小，若衰减的分贝数值较大，将会受到焊点、引线及走线的影响，阻值很小的情况下，精度将无法保证，衰减的准确度也将受到影响。所以π型衰减适用于衰减较大的情况。而本设计将40dB设定为基准值，衰减分贝较大，因此选择π型衰减。

1.2 选频网络与放大电路方案论证

本系统采用单双耦合结合的调谐振荡回路。为了达到低电源供电且功耗小的目标，采用分立元件来搭建，能达到较好的选频效果。若使用运算放大器也可以对选频信号放大，但是运算放大器大多是双电源供电。因此选择分立元件的方案。

2 电路设计

2.1 总体电路

为了兼顾增益和通频带之间的指标，总体的电路框架采用单-双-单选频调谐网络。LC选频放大电路图如图l所示。

为了方便小信号是后级的选频放大电路能够实现足够高的增益，在前级加入了40dB的Ⅱ型电阻衰减网络。

2.2 最大不失真电压和功耗

为了获得最大动态范围，静态工作点将调整在交流负载线的中点。放大器工作的正常情况下，输入信号的幅度不断增大，并改变静态工作点，输出电压信号通过示波器来显示，输出波形若有缩顶和削底现象，表示静态点已经在交流负载线的中点，之后反复调整输入信号，使得波形输出幅度达到最大，并且没有明显失真时，用交流毫伏表测量得到的的有效值就是最大不失真电压。

功耗为本系统输入功率与输出功率的差值，设定测量功耗在输出电压为1V时测量，则我们需要将输入电压进行放大到1V时然后进行功耗的测量。

3 测试方案与数据

3.1 测试仪器

本系统测试仪器如表l所示。

3.2 测试方案及结果

3.2.1 衰减器指标

断开后级放大电路与前级衰减电路的连接，加入1V有效值的正弦波，测得衰减器输出为9.8mV有效值。实测衰减值为40.17dB。由于采用Ⅱ型电阻匹配网络，可知衰减器的特性阻抗为50Ω。

3.2.1 放大器指标

使用BT3C型300M带宽的扫频仪测量本电路的幅频特性可得，放大器的指标如表2所示。

4 总结

本放大器由4个部分组成，分别是前级衰减网络、第一级单耦合调谐选频放大、第二级双耦合调谐放大和末级放大。由于采用分立元件搭建的电路受环境的影响很大，因此在放大器的选频电路中，加入可调的元器件，以校正频漂。单调谐电路具有窄的选频带和尖锐的幅频特性，而双调谐电路具有双峰的特性，其通频带较宽，并且适当调节其耦合系数的时候，可以形成较为平坦的通频带。因此，使用单-双-单调谐结构，有利于指标的实现。大部分集成运放的功耗都超过360mW。所以，调节分立元件三极管的静态工作点，即可构成低功耗的放大电路。

参考文献

[1]沈晓斌.CMMB射频接收机基带增益控制环路和直流失配抑制电路研究[D].上海：上海交通大学，2012.

[2]司风雷，铯光泵谱灯激励与弱磁检测电路的设计和实现[D].武汉：武汉理工，2010.