LC谐振放大器设计

LC谐振放大器设计

采用三级LC选频放大电路和电压跟随电路实现谐振放大器，同时制作了便于该放大器测试的附加电路：3.6V稳压电源和40dB前置衰减器。LC谐振放大器各级电路之间采用电容耦合，制板时合理布局PCB，并且整体采用屏蔽盒屏蔽外界干扰，最终不仅满足中心频率为15MHz，低压、低功耗的要求，而且系统稳定性强，最大增益可达到80dB，大大增强了对小信号的放大能力。

增益控制。选用三极管作为放大的核心器件，以三分立元件构成的LC选频放大电路实现对小信号的高增益放大。每级选频放大电路后级联一电压跟随器，以此提高LC选频放大电路的Q值。作为低功耗、低噪声的三级管9018 H的带宽可以达到1GHZ，电流放大倍数可达100多，因此以此为核心放大元件构建3级的LC选频放大电路可满足增益要求。

带宽与矩形系数。

本设计中选频网络采用LC并联电路。LC并联网络的谐振频率为

对于理想谐振回路，其矩形系数为1；但对于实际中的单个并联谐振回路，由于电感等效电阻R的存在，它的矩形系数远大于1，谐振曲线与理想谐振特性相差甚远。此时可以采用多级调谐放大器，增加整个系统的Q值，改良选频特性和放大能力，同时可以很容易的在RC网络中并联电阻增加通频带，大幅改善放大器的幅频特性。

直流稳压电源设计。

本设计以常用的三端稳压器W1117为核心稳压元件制作3.6V的直流稳压电源。电路如图3.1，图中R1为泄放电阻，R2为稳压值调整电位器，三个电容起滤波作用，两个二极管起保护作用。

衰减电路设计。

本设计中的衰减器用如图所示的Л型网络实现。由衰减量为402dB,即衰减倍数N=100和特性阻抗为50，根据公式可得：

R1=50*(100^2-1)/2*100=2.5K

R2=50*(100+1)/(100-1)=51

LC谐振放大电路

该LC谐振放大电路由三级分立元件构成的LC选频放大电路及每级后的电压跟随电路构成。其中LC选频网络中电感L为0.64—1.4uH为可调，电容为一91pF和一30pF可变电容的并联。

输出级电路

为保证最大不失真电压有效值大于等于1V，采用轨到轨输出型宽带运放OPA355构成的电路作为输出级电路，电路如图

自动增益控制(AGC)电路设计

AD8367工作在AGC 模式时，理想状态下控制电压范围可达45dB（-2.5dB至42.5dB），被控信号的增益随着外加控制电压V gain的增大而增大。在本系统中，由于增益控制范围要大于40dB，所以我们采用了两个AD8367级联的方法来达到增益范围要求。

AGC电路分为第一级和第二级两级，其中第一级的五脚接第二级的五脚，第一级的十脚接第二级的三脚。

测试仪器

1) EE1461 DDS合成信号发生器

2) TDS3014数字示波器

3) PA15A型直流数字电流表

测试系统的增益特性时，保持信号源频率15.00M不变，而改变它的幅值，用示波器观察输出信号波形及幅度；测试系统的幅频特性时，保持信号源幅值不变，而改变它的频率，用示波器观察输出信号波形及幅度。整个测试过程中负载为200Ω。