高增益LC諧振放大器的設(shè)計

放大器的電源退耦濾波和級間耦合回路設(shè)計是個難點，同時也是重點考慮的問題，如果設(shè)計不當(dāng)，則多級電路很容易產(chǎn)生自激振蕩。電源濾波采用π型非對稱電路，可以有效抑制高頻信號對直流電源的影響，該濾波電路的位置很重要，須靠近晶體管集電極并處于晶體管和電源之間。級間耦合電路采用兩個電容的并聯(lián)，可以有效消除自激和提高電路的穩(wěn)定性。在放大器輸入端需要設(shè)計阻抗匹配電路，將信號源內(nèi)阻與放大器輸入阻抗相匹配。輸出端與負(fù)載之間接匹配電路可以提高傳輸?shù)截?fù)載上的功率。阻抗匹配電路的設(shè)計使用Smith圓圖，采用L型匹配網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)采用多級電路耦合時，為了確保放大器的穩(wěn)定性和選擇性，實際調(diào)試時可將第一級電路的諧振頻率設(shè)為稍低于15MHz，第二級電路的諧振頻率調(diào)為15MHz，第三級電路的諧振頻率稍高于15MHz，多級聯(lián)調(diào)時用掃頻儀可很快完成調(diào)試。特別要說明的是，每級放大器均需要單獨(dú)設(shè)計電源濾波和退耦網(wǎng)絡(luò)，而且每級放大電路的靜態(tài)工作點均不同，需要實際調(diào)試確定。三級放大器完整的電路如圖2所示。

3 測試結(jié)果
測試線采用一端Q9接口，一端SMA接口的高頻屏蔽同軸電纜，經(jīng)使用高頻信號發(fā)生器AS1054和示波器TDS2012B測試，當(dāng)輸入信號15MHz，1mVrms時，三級放大器的電壓增益分別是25dB、28dB和28dB，200Ω負(fù)載上的電壓增益可達(dá)81dB，改變輸入信號幅度，輸出電壓最大可達(dá)1V rms而無明顯的波形失真，此時的電源功耗僅為75mW。用數(shù)字合成掃頻儀SP31000測試放大器的諧振曲線，帶寬280kHz，矩形系數(shù)為4．8，表明放大器具有低功耗、高增益、良好的穩(wěn)定性和較好的選擇性。