通信电子电路实验（一）—— 高频小信号调谐放大器电路设计

实验背景

实验要求

实验思路

• multisim 14仿真
• 三极管放大电路 静态工作点的调节
  • 固定基级为6V直流偏置（或者别的较为合适的偏置）
  • 固定发射极电阻 调节集电极电阻
  • 固定集电极电阻 调节发射极电阻
  • $I_{CE}\in [\frac{1}{4}{I}_{CEmax},\frac{1}{2}{I}_{CEmax}]$
• 连接幅频分析仪 测试调谐效果
  • 估算电感 电容的数量级
  • 固定电感值 调节电容值

静态电路分析

由于直流静态工作 因此电感短路 电容短路
$V_{CE}=12V-5.22V=6.78V$

$V_{BE}=\frac{12V}{2}-5.22V=0.78V$

$静态工作点I_{CQ}=20.9mA\approx \beta I_{BQ}$

∴$\beta =\frac{20.9mA}{86.4\mu A}=241.9$

故显而易见 三极管是工作在放大区的

根据这个经典图线
合适的静态工作点应该尽量居中 这里我设为20mA 因为最大电流 即负载短路 最大电流也就100mA
其实这里并非关键 也没必要考虑太仔细 你做到完美静态工作点居中也未必是最佳答案
主要看后面动态交流瞬时分析 你的波形怎么样

交流瞬时分析

完整电路图：

输入$f=10.7MHz$的正弦波

输出波形：

可见 输出电压峰峰值（幅度 amplitude）为$V_{opp}=691.7mV$

因此 幅度增益为$A_v=20lg\frac{V_{opp}}{V_{ipp}}=20\times lg\frac{691.7}{10}=36.7dB>20dB$

输出频率为$f_o=\frac{1}{93.871ns}=10.65MHz\approx 10.7MHz$

肉眼可见图线不明显失真 且增益 频率均能达到要求

交流特性曲线

$10.7MHz$增益：

• $f_L=7MHz$
  
• $f_H=15.7MHz$
  

可见 比最大值低 3dB 即电压为最大值的$\frac{1}{\sqrt{2}}$的通频带 $BW\approx 8.7MHz$

而对于 比最大值低20dB 即电压为最大值的0.1的频带

• $f_H=71.411MHz$
  
• $f_L=1.284MHz$
  

∴$B_{0.1}=71.411-1.284=70.127MHz$

矩形系数 rectangular coefficient $K_{r0.1}=\frac{B_{0.1}}{BW}\approx 8.06<10$