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一﹑高频电子线路课程设计的目的和内容
1课程设计的目的
按照题目各部分的设计要求,根据给定条件,学会正确选择电路结构、主要元件型号及参数
课程设计进一步巩固、升华、扩展本门课程的理论知识,综合应用本课程的基本理论及其他先修课程的知识,计算单元电路的电压输出范围和电流输出范围,进而计算出电路中各元件的取值,提高应用所学基础理论知识解决实际问题的能力
掌握高频电子线路设计的一般方法和步骤,为毕业设计及今后从事本专业领域实际工作奠定基础
提高阅读和分析实际电子线路的能力
2课程设计内容
确定设计电路类类型及结构,并对同一类型不同结构的电路进行比较,选择具体设计的电路结构,根据设计要求正确选择高频晶体三极管
合理设置各单元电路的静态工作点(振荡器、射极输出器)
计算电路中各个元件的取值(电阻)
计算振荡器,射极输出器的输入电阻和输出电阻,并分析其对谐振回路参数(Re、Q、)的影响
采取措施减小输入电阻和输出电阻对谐振回路参数的影响
根据输出频率要求(10.7MHz),确定谐振回路电感(L)和电容(C)的取值
二﹑改进型电容三点式适用电路特点
1振荡电路与负载之间用射极输出器隔离,减小负载对振荡器的影响,有利于提高振荡器频率的稳定度
2采用改进型电容三点式振荡器,减小三极管极间电容对谐振回路电容的影响
3信号源和负载电阻经电容分压器进行阻抗变换,增大了谐振回路等效电阻,提高了谐振回路的品质因数(Q),提供了谐振回路的频率稳定度。
三﹑正弦振荡器的电路结构(图)
四﹑选择高频晶体三极管
晶体管的选择要求
1振荡频率要稳定
2输出频率要满足fmax3fo(或fofmax),fmax是晶体管功率增益等于时的频率,本实验中fo=10.7MHz。
表达式为fmax=
Ft是特征频率,是基区电阻,是集电结电容
以上参数可直接从晶体管手册中查到。
选择3AG1晶体管,取ft=20MHz,rbb=50Ω,cob=6pF。
于是fmax=
≈51.52MHz3*10.7=32.1MHz
五﹑设计振荡器工作点(振荡电路放大部分设计)
已知放大器输出负载电阻=6kΩ,晶体管电流放大倍数β=110,要求放大器电压放大倍数=120,放大器输出电压有效值=2.6V。
1.电路结构
2.按输出电压要求,求出电流峰值。
Uom=Uo=*2.6=3.7V,考虑到留有一定余量Uom=4V
输入电压Ui===3.33mV
=+(1+β),按1.5kΩ估算
=+, ===13.5Ω,Iem==≈2.5mA,
Icm≈Iem=2.5mA,=2Uom=2*4=8V, Ip-p=2Icm=2*2.5=5mA
tanα===,===1.6kΩ
Rc===2.2kΩ
3.根据工作点稳压条件(静态)
≥(5~10)=(3~5)V硅管,取=4.7V
确定静态工作点=5V,=2.5mA
Re=Ue/Ieq=Ub-0.7/Icq=4/2.5=1.6kΩ
, ,,都已确定,选取电源Vcc
Vcc= + (+)=5+2.5(2.2+1.6)=14.5V取Vcc=16V
4.根据工作点稳定的另一个条件
≥(5~10)IbqIbq=Icq/β=2.5/110=0.023mA
=9Ibq=9*0.023mA=0.2.5mA,R2=Ub/=4.7/0.205=23kΩ
=Vcc-Ub/=16-4.7/0.205=55.1kΩ
5.集电极耗散功率Pcm=IcqUceq=2.5*0.001*5=0.0125W
Au=β/ =110*1.6/1.5=117.3
六﹑设计射极输出器工作点(振荡电路隔离级部分设计)
射极输出器的负载电阻=300Ω,输出电压有效值Uo=2.5,晶体管β=50。
电路结构
2.计算输出电压范围
Uom=Uo=*2.5=3.5V, 留有一定余量Uom=4V
输出电压峰值Up-p=2Uom=8V
3.估算输出电流的范围
Irlm=Uom/Rl=4V/300Ω=13mA,Iem=Irlm+Irem,Iem>Irlm=13mA
取Iem=15mA, Icm=Iem=15mA,Ic的峰峰为Icp-p=2Icm=2*15mA=30mA
tanα=JJ’/JH=2Icm/2Uom=1/Rl’,Rl’=Uom/Icm=4V/15mA=0.27kΩ
1/Rl’=1/Rl+1/Re Re==0.21*0.3/0.3-0.21=2.7kΩ
静态工作点为Uceq=5V ,Icq=15mA
电源电压为Vcc=Uceq+IcqRe==45.5V
4.确定基极偏置电阻
Ib=Icq/50=15mA/50=0.3mA,
I1≥(5~10)Ib ,I1=8*0.3=2.4mA
Ub=Re+0.7=2.7+0.7=41.2V,=/=17.2kΩ
=(-)/=1.8 kΩ
5.确定晶体管
≥==4V*15mA=60m
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