Amplificador sintonizado de señal pequeña de alta frecuencia
Departamento: Departamento de Ingeniería Eléctrica y de la Información
Nombre del estudiante: Chen Ying
Instructor: Profesor Jia Yaqiong.
Especialidad: Ingeniería de Información Electrónica
Nivel de clase: Electrónica 0903
Tiempo de finalización: 2011 65438+6 de febrero.
Cita
Con el rápido desarrollo de la tecnología electrónica, el desarrollo social ha entrado en la era de la información. Con los requisitos de la era de la información de talentos de alta calidad e informatización y la tendencia de desarrollo de la educación superior, los niveles de vida de las personas han mejorado y sus requisitos para la vida espiritual y civilizada también han aumentado, lo que ha planteado requisitos más altos para el campo electrónico.
El circuito electrónico de comunicación es una ciencia y tecnología muy utilizada y en rápido desarrollo. Para aprender bien esta tecnología, primero debe estudiar sistemáticamente la teoría básica y luego realizar una capacitación técnica para cultivar su capacidad para integrar la teoría con la práctica, diseñar circuitos, realizar operaciones prácticas, procesar datos correctamente, analizar resultados experimentales completos y verificar y solucionar problemas. fallas. También profundiza nuestra comprensión de los productos electrónicos.
En las comunicaciones inalámbricas, las señales transmitidas y recibidas deben ser adecuadas para la transmisión espacial. Por tanto, las señales procesadas y transmitidas por los equipos de comunicación son señales moduladas de alta frecuencia con características de banda estrecha. Además, a través de la transmisión de comunicación a larga distancia, la señal será atenuada e interferida. La señal que llega al dispositivo receptor es una señal de banda estrecha de alta frecuencia muy débil, que debe amplificarse e interferirse antes de su posterior procesamiento. Esto debe hacerse a través de un pequeño amplificador de señal de alta frecuencia. Este pequeño amplificador de señal es un amplificador resonante.
Los amplificadores de pequeña señal de alta frecuencia se utilizan ampliamente en radio, televisión, comunicaciones, instrumentos de medición y otros equipos. Los amplificadores de pequeña señal de alta frecuencia se pueden dividir en dos categorías: uno es un amplificador resonante con un circuito resonante como carga; el otro es un amplificador selectivo de frecuencia centralizado con un filtro como carga; Su función principal es seleccionar y amplificar señales útiles de las numerosas señales eléctricas recibidas, mientras suprime señales inútiles, señales de interferencia y señales de ruido para mejorar la calidad y la capacidad antiinterferencia de las señales recibidas.
El amplificador de pequeña señal de alta frecuencia es un circuito funcional común en los equipos de comunicación. La frecuencia de la señal que amplifica varía desde cientos de miles de Hz hasta cientos de megahercios. La función de un amplificador de señal pequeña de alta frecuencia es amplificar señales débiles de alta frecuencia sin distorsión. Del espectro de la señal, el espectro de la señal de entrada es el mismo que el espectro de la señal de salida amplificada.
Declaración de tarea
1. Tema de diseño: amplificador de sintonización de señal pequeña de alta frecuencia
2 Categoría aplicable: Electrónica 0901 ~ 0903
3. Instructor: Jia Yaqiong
4. Propósito y tareas del diseño:
Los estudiantes resuelven los problemas prácticos correspondientes a través del diseño teórico y la producción física, consolidan y aplican los conocimientos teóricos y las habilidades experimentales de los circuitos electrónicos de comunicación que han aprendido, dominan los métodos generales de diseño de los sistemas electrónicos de comunicación. Y mejorar la capacidad de diseño y la capacidad práctica sientan una buena base para el futuro diseño de circuitos electrónicos y la investigación y el desarrollo de productos electrónicos.
Requisitos de diseño de verbo (abreviatura de verbo)
Diseñar un amplificador sintonizado de señal pequeña de alta frecuencia. La frecuencia central requerida es de 20 MHz, ganancia de voltaje, banda de paso de 4 MHz, resistencia de carga de 100 Ω y voltaje de fuente de alimentación de +12 V.
Casi en orden
Los amplificadores de señal pequeña de alta frecuencia son circuitos funcionales comunes en equipos de comunicación, y sus frecuencias de señal amplificadas varían desde cientos de miles de Hz hasta cientos de megahercios. La función de un amplificador de señal pequeña de alta frecuencia es amplificar señales débiles de alta frecuencia sin distorsión. Del espectro de la señal, el espectro de la señal de entrada es el mismo que el espectro de la señal de salida amplificada.
Clasificación de los amplificadores de pequeña señal de alta frecuencia:
Según los componentes, se dividen en amplificadores de transistores, amplificadores de transistores de efecto de campo y amplificadores de circuito integrado, según las bandas de frecuencia, son; dividido en: amplificadores de banda estrecha y amplificadores de banda ancha; según la forma del circuito, se divide en amplificador de una sola etapa y amplificador de múltiples etapas, según las características de carga, se divide en amplificador resonante y amplificador no resonante; Amplificador de señal pequeña de frecuencia:
La frecuencia central de la frecuencia más alta generalmente oscila entre varios cientos de kHz y cientos de MHz, y el ancho de banda de frecuencia oscila entre varios KHz y decenas de MHz. Por lo tanto, es necesario utilizar una red selectiva de frecuencia para trabajar en el rango lineal (amplificador de clase A), porque la señal pequeña es pequeña, es decir, funciona en un estado de amplificación lineal.
Cuando el circuito resonante se utiliza como carga, la ganancia de la señal cerca de la frecuencia resonante es mayor, y la ganancia de la señal alejada de la frecuencia resonante disminuye rápidamente, es decir, tiene la Función de amplificación selectiva de frecuencia.
Entre ellos, los amplificadores sintonizados de pequeña señal de alta frecuencia se utilizan ampliamente en sistemas de comunicación y otros sistemas de radio, especialmente en el extremo receptor de los transmisores. La señal inducida por la antena es muy débil y por lo tanto necesita ser amplificada por un amplificador. El principio de un amplificador de señal de alta frecuencia es simple, pero realmente es difícil hacerlo. El problema más común es la autooscilación, y la selección de frecuencia y la adaptación de impedancia entre etapas también son difíciles de lograr. Basado en análisis teóricos y producción real, este artículo utiliza un circuito de oscilación LC para eliminar la autooscilación de los amplificadores de alta frecuencia y lograr una selección de frecuencia precisa. Además, se han agregado otros circuitos para lograr la adaptación de impedancia entre el amplificador y las etapas delantera y trasera.
El Capítulo 1 presenta los principales indicadores de rendimiento de los amplificadores de señal pequeña de alta frecuencia.
Los principales indicadores de rendimiento de los amplificadores de señal pequeña de alta frecuencia incluyen ganancia de voltaje y ganancia de potencia, ancho de banda de frecuencia, coeficiente de rectangularidad y estabilidad operativa.
1. Ganancia de voltaje y ganancia de potencia
La ganancia de voltaje es igual a la relación entre el voltaje de salida del amplificador y el voltaje de entrada y la ganancia de potencia es igual a la relación de la salida del amplificador; potencia a la potencia de entrada.
2. Ancho de banda
Debido a la función de selección de frecuencia del circuito resonante, cuando la frecuencia de funcionamiento se desvía de la frecuencia resonante, el factor de amplificación de voltaje del amplificador disminuye. Se acostumbra decir que el rango de frecuencia correspondiente al factor de amplificación de voltaje Av se reduce a 0,707 veces el factor de amplificación de voltaje resonante Avo, se denomina banda de paso BW del amplificador, y su expresión es:
BW = 2δ = Fórmula 1-1-1.
¿Dónde está el factor de calidad cargado del circuito resonante? Se puede observar que la relación entre el factor de amplificación de voltaje resonante Av del amplificador y la banda de paso BW es la siguiente: Fórmula 1-1-2.
La fórmula anterior muestra que cuando se selecciona el transistor y se fija la capacitancia total del bucle, el producto del coeficiente de amplificación resonante Avo y la banda de paso BW es una constante. Este es el mismo concepto ya que la ganancia de un amplificador de baja frecuencia es constante. Dado que el factor de amplificación de voltaje disminuye después de desafinar el circuito resonante, la curva característica de frecuencia del amplificador se muestra en la Figura 1-1-1. De la Fórmula 1-1-1:
Fórmula 1-1-3
Cuanto más amplia sea la banda de paso, menor será el factor de amplificación de voltaje del amplificador. Para obtener una banda de paso de cierto ancho y aumentar la ganancia de voltaje del amplificador, se puede ver en la Fórmula 1-1-2 que además de seleccionar transistores más grandes, la capacitancia total del bucle de sintonización también debe reducirse como tanto como sea posible. Si el amplificador sólo se utiliza para amplificar señales débiles a una frecuencia fija desde la antena receptora, el BW de la banda de paso se puede reducir para aumentar la ganancia del amplificador tanto como sea posible.
La curva característica de frecuencia se muestra en la Figura (1-1):
Figura (1-1-1) Curva característica de frecuencia
3.
El coeficiente rectangular es un parámetro que caracteriza la selectividad del amplificador. Representado por... El coeficiente de rectangularidad es la relación entre el rango de frecuencia correspondiente a cuando el coeficiente de amplificación de voltaje cae a 0,1Avo y el desplazamiento de frecuencia correspondiente a cuando el coeficiente de amplificación de voltaje cae a 0,707Avo, es decir,
=Fórmula 1 -1-4
En la fórmula 1-1-4, es la banda de paso y el ancho de banda correspondiente del amplificador cuando la ganancia de voltaje del amplificador cae a 0,1 veces el valor máximo. Cuanto más cercano a 1 esté el coeficiente rectangular, mejor será la selectividad del canal adyacente y mayor será la capacidad de filtrado de interferencias. Generalmente, la selectividad de un amplificador resonante de una sola etapa es pobre porque su coeficiente de cuadratura es mucho mayor que 1. Para mejorar la selectividad del amplificador, normalmente se utiliza un amplificador resonante de múltiples etapas.
4. Estabilidad de funcionamiento
Se refiere a la estabilidad del rendimiento principal del amplificador cuando la polarización de CC del amplificador, los parámetros del transistor y los parámetros de los componentes del circuito pueden cambiar. El rendimiento del amplificador no se ve afectado en la medida de lo posible por factores externos como la temperatura y el voltaje de la fuente de alimentación, y el ruido interno es pequeño, especialmente sin autoexcitación. Agregar retroalimentación negativa puede mejorar el rendimiento del amplificador. La curva comparativa de su estabilidad con y sin retroalimentación se muestra en la siguiente figura (1-2):
Figura (1-2) El impacto de la retroalimentación en la curva de resonancia del amplificador
Capítulo 2 Principios de diseño de circuitos
2.1 Amplificador resonante de sintonización simple
El amplificador resonante de señal pequeña es el circuito frontal del receptor de comunicación y se utiliza principalmente para la amplificación lineal de señales pequeñas o débiles de alta frecuencia. El circuito de la unidad experimental se muestra en la Figura 1-1. El circuito consta del transistor Q1 y el bucle de selección de frecuencia T1. No solo puede amplificar pequeñas señales de alta frecuencia, sino que también tiene una determinada función de selección de frecuencia. En este experimento, la frecuencia de la señal de entrada es fs = 10,7 MHz. Las resistencias de polarización de base W3, R22, R4 y la resistencia de emisor R5 determinan el punto de funcionamiento inactivo del transistor.
Ajustar la resistencia variable W3 y cambiar la resistencia de polarización de base cambiará el punto de funcionamiento inactivo del transistor y, por lo tanto, la ganancia del amplificador.
Los principales indicadores de rendimiento de los amplificadores sintonizados de señal pequeña de alta frecuencia incluyen la frecuencia de resonancia f0, la amplificación de voltaje resonante Av0, la banda de paso BW y la selectividad del amplificador (generalmente expresada por el coeficiente rectangular Kr0.1).
Figura 2-1-1 Amplificador sintonizado único
2.1.1 Frecuencia de resonancia
La frecuencia f0 correspondiente a la resonancia del circuito de sintonización del amplificador se denomina frecuencia Frecuencia de resonancia del amplificador. Para el circuito que se muestra en la Figura 1-1 (también el circuito correspondiente al indicador a continuación), la expresión para f0 es
donde l es la inductancia de la bobina inductora del circuito sintonizado;
es la capacitancia total del bucle de sintonización, y la expresión es:
donde Coe es la capacitancia de salida del transistor; Cie es la capacitancia de entrada del transistor; P1 es el coeficiente de derivación del transistor; bobina primaria; P2 es el coeficiente de derivación del devanado secundario.
El método de medición de la frecuencia resonante f0 es: utilizar un escáner de frecuencia como instrumento de medición, medir la curva característica de amplitud-frecuencia del circuito y ajustar el núcleo magnético del transformador T para que el valor pico de la curva de resonancia de voltaje aparece en la frecuencia de resonancia especificada. Haga clic en f0.
2.1.2 Factor de amplificación de voltaje
Cuando el circuito resonante del amplificador resuena, el factor de amplificación de voltaje AV0 correspondiente se denomina factor de amplificación de voltaje del amplificador sintonizado. La expresión de AV0 es
donde está la conductancia total del circuito resonante en resonancia. Cabe señalar que yfe en sí es un número complejo, por lo que la diferencia de fase entre el voltaje de salida V0 y el voltaje de entrada Vi durante la resonancia no es 180. ¿Pero 180? +φFe.
El método de medición de AV0 es: cuando el circuito resonante está en estado de resonancia, use un voltímetro de alta frecuencia para medir el tamaño de la señal de salida V0 y la señal de entrada Vi en la Figura 1. -1, y luego calcularlo según la siguiente fórmula Factor de amplificación de voltaje AV0:
AV0 = V0/Vi o AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB.
2.1.3 Banda de paso
Debido a la función de selección de frecuencia del circuito resonante, cuando la frecuencia de funcionamiento se desvía de la frecuencia resonante, el factor de amplificación de voltaje del amplificador disminuye. Se acostumbra decir que el desplazamiento de frecuencia correspondiente al coeficiente de amplificación de voltaje AV cae a 0,707 veces el coeficiente de amplificación de voltaje resonante AV0, se denomina banda de paso BW del amplificador y su expresión es BW = 2△ f0.7 = f0/QL
Donde QL es el factor de calidad cargado del circuito resonante.
El análisis muestra que la relación entre el coeficiente de amplificación de voltaje resonante del amplificador AV0 y el ancho de banda de paso es la siguiente
La fórmula anterior muestra que cuando se selecciona el transistor, es decir, yfe Cuando se determina, la capacitancia total del bucle no es Cuando se cambia, el producto del coeficiente de amplificación de voltaje resonante AV0 y la banda de paso BW es una constante. Este es el mismo concepto ya que el producto ganancia-ancho de banda en un amplificador de baja frecuencia es constante.
El método de medición de la banda de paso BW consiste en encontrar la banda de paso midiendo la curva de resonancia del amplificador. El método de medición puede ser el método de barrido de frecuencia o el método punto por punto. Los pasos de medición del método punto por punto son: primero sintonizar el circuito resonante del amplificador para que resuene, registrar la frecuencia resonante f0 y el factor de amplificación de voltaje AV0 en este momento, y luego cambiar la frecuencia del generador de señal de alta frecuencia. (manteniendo su voltaje de salida VS sin cambios), mida el factor de amplificación de voltaje correspondiente AV0. Dado que el factor de amplificación de voltaje disminuye después de desafinar el bucle, la curva de resonancia del amplificador se muestra en la Figura 1-2.
Disponible:
Cuanto más amplia sea la banda de paso, menor será el factor de amplificación de voltaje del amplificador. Para obtener un cierto ancho de banda y aumentar la ganancia de voltaje del amplificador, además de seleccionar un transistor con un yfe mayor, la capacitancia total cσ del bucle de sintonización también debe reducirse tanto como sea posible. Si el amplificador sólo se utiliza para amplificar una señal débil a una frecuencia fija procedente de la antena receptora, se puede reducir la banda de paso y aumentar la ganancia del amplificador tanto como sea posible.
2.1.4 Selectividad
La selectividad del amplificador sintonizado se puede expresar mediante el coeficiente rectangular Kv0.1 de la curva de resonancia, como se muestra en la curva de resonancia de la Figura 1-2. . El coeficiente de rectangularidad Kv0.1 es la relación entre el desplazamiento de frecuencia correspondiente a cuando el factor de amplificación de voltaje cae a 0.1 AV0 y la desviación de frecuencia correspondiente a cuando el factor de amplificación de voltaje cae a 0.707 AV0, es decir,
kv 0,1 = 2△f 0,1/2△f 0,7 = 2△f 0,1/BW
La fórmula anterior muestra que cuanto menor es el coeficiente rectangular Kv0,1, más se acerca la forma de la curva de resonancia a un rectángulo y mejor será la selectividad, y viceversa.
Generalmente, los amplificadores sintonizados de una sola etapa tienen una selectividad pobre (el coeficiente rectangular Kv0.1 es mucho mayor que 1). Para mejorar la selectividad del amplificador, se suele utilizar un amplificador resonante de varias etapas con un único bucle de sintonización. El coeficiente de cuadratura Kv0,1 se puede obtener midiendo la curva de resonancia del amplificador sintonizado.
El producto del coeficiente rectangular y el ancho de banda de un amplificador monosintonizado es una constante. En otras palabras, la ganancia y la banda de paso de un amplificador monosintonizado son una contradicción. Para aumentar la ganancia, se debe reducir la banda de paso. se encogerá. Pero esta contradicción no ocurre en el caso de amplificadores de baja ganancia o de banda estrecha. La solución general es elegir el transistor más grande posible y diseñar la capacitancia total del bucle para que sea pequeña.
Capítulo 3 Diseño de un circuito de sintonización de señal pequeña de alta frecuencia
3.1 Diseño de un circuito de sintonización de una sola etapa
3.1.1 Selección de la estructura del circuito
De acuerdo con los requisitos de la tarea de diseño, dado que la ganancia del amplificador es superior a 20 dB y se puede implementar con un amplificador de una sola etapa, el diagrama esquemático del circuito del amplificador resonante de señal pequeña de alta frecuencia como se muestra en Se dibuja la Figura 3-1-1.
Figura 3-1-1 Circuito amplificador sintonizado de una sola etapa de señal pequeña de alta frecuencia
En la Figura 3-1-1, el transformador T1 es un elemento de acoplamiento y el transformador T2 es un elemento de acoplamiento; el primario La bobina y el condensador c forman un bucle de selección de frecuencia; el transistor t amplifica el componente; las resistencias Rb1 y Rb2 son resistencias de polarización, fijando el potencial estático de la base del transistor y estabilizando la resistencia de retroalimentación negativa de CC; el punto de funcionamiento estático; los condensadores C, CT y La bobina primaria T2 forma la carga resonante del colector del transistor y desempeña el papel de selección de frecuencia. Condensador de ajuste de frecuencia resonante del circuito resonante CT; el circuito resonante RT de resistencia puede ajustar la resistencia, ajustar el factor de calidad del circuito resonante y lograr la adaptación de impedancia; Condensador de filtro de fuente de alimentación Cb Condensador de derivación de base Ce; ;Vcc es una fuente de alimentación de CC.
Proceso de funcionamiento estático Cuando la señal de entrada ui=0V, el amplificador está en estado de funcionamiento de CC (estático). Idealmente, el lado secundario del transformador T1 y el lado primario del transformador T2 se consideran en cortocircuito, y los condensadores Cb, Ce y Cf se consideran en circuito abierto. La ruta de CC del amplificador se muestra en la Figura 3-1-2(a). En este momento, la señal de salida es 0.
Figura 3-1-2 Rutas de CA y CC del amplificador
Proceso de trabajo dinámico Cuando la señal de entrada ui no es igual a 0 V, el amplificador está en estado de funcionamiento de CA/CC (dinámico ). Idealmente, los capacitores Cb, Ce y Cf se consideran cortocircuitos y la ruta de CA del amplificador se muestra en la Figura 3-1-2(b).
3.1.2 Cálculo de parámetros del circuito y selección de componentes
(1) Seleccione el transistor y calcule el parámetro Y
Según el circuito equivalente del transistor Y parámetro, para garantizar la estabilidad del funcionamiento atmosférico, se deben seleccionar transistores con yre pequeño. Para funcionar a la frecuencia operativa máxima, se requiere que el transistor tenga buenas características de frecuencia y generalmente se utilizan tubos de electrones. Cuando se requiere una ganancia de alto voltaje, se deben seleccionar transistores con |yfe|.
Debido a los requisitos de diseño y a que la ganancia de voltaje no es muy grande, el transistor 3DG6C puede satisfacer las necesidades en términos de rendimiento. Después de seleccionar el transistor, el amplificador resonante debe funcionar en la región lineal de acuerdo con la pequeña señal de alta frecuencia. Bajo la premisa de cumplir con los requisitos de ganancia de voltaje, debe ser lo más pequeño posible para reducir el consumo de energía estática. Vale la pena señalar que los cambios provocarán cambios en el parámetro Y. Dentro del rango normal, a medida que aumenta, |yfe| se hace más grande y gie y goe aumentan ligeramente. Aquí, se utiliza un valor igual a 1 mA para calcular el parámetro Y para ver si puede cumplir con los requisitos de ganancia; de lo contrario, ajústelo.
Los parámetros conocidos del transistor 3DG6C son,,,,. En base a esto, podemos obtener:
(1) La resistencia de la unión del emisor es 3;
(2) La conductancia de la unión del emisor es -3s;
(3) La transconductancia del transistor es -3s;
(4) La capacitancia de la unión del emisor es -12f = 24,5 pf.
2. desde el parámetro Y de los parámetros de mezcla.
Porque,, se puede calcular según la siguiente fórmula:
* * *Admitancia de entrada del transistor emisor
(3-1-1)
De esto podemos obtener:, -12F
* * *Admitancia de salida del transistor emisor
(3-1-2)
De esto podemos obtener:, -12F
* * *La admitancia de transmisión directa del transistor emisor
(3-1-3)
está dada por Por lo tanto , podemos obtener:,
* * *Admitancia de transmisión inversa del transistor emisor
(3-1-4)
Por lo tanto, podemos obtenerlo :,
Determine el punto de funcionamiento estático
De acuerdo con los parámetros de mezcla conocidos del transistor, se puede saber que el transistor es 3DG6C,,,. Para estabilizar el punto de funcionamiento estático, la corriente que fluye a través de la resistencia de polarización divisoria de voltaje del transistor generalmente debe configurarse en (5 ~ 10). La relación aquí es 10 veces, luego configure el valor. valor nominal a 13K, la corriente real que fluye a través de la resistencia de polarización se puede obtener mediante la siguiente fórmula:
En el proceso de producción real, se pueden conectar en serie una resistencia de 30 y un potenciómetro de 50 para ajustar la estática. punto de operación.
Calcule los parámetros del circuito resonante
El circuito equivalente del parámetro Y y el circuito equivalente simplificado del amplificador resonante de señal pequeña de alta frecuencia se muestran en las Figuras 1-3 y 1- 4 respectivamente.
Figura 3-1-3 Circuito equivalente del parámetro Y
Figura 3-1-4 Circuito equivalente simplificado
Calcule la capacitancia total del circuito resonante p>
Como se puede ver en la figura, la capacitancia total del circuito resonante es
(3-1-5)
Donde,,,,.
Seleccione..., la capacitancia total del circuito resonante es
Para facilitar el cálculo, se puede ajustar ajustando la capacitancia variable CT.
Seleccione el inductor l según la frecuencia de resonancia
Según la fórmula:
=44.38
Según la frecuencia central, se puede obtener la conductancia de pérdida del bucle
(3-1-6)
Incluye el factor de calidad, por lo que
0,542 milisegundos
De la Figura 3-1-4, podemos conocer la conductancia de pérdida del bucle.
(3-1-7)
Donde está el factor de calidad sin carga, su expresión es
(3-1-8)
Si se recupera el factor de calidad sin carga de la carretera, lo hay.
Sustituye ,, en la fórmula (3-1-7) para obtener.
Solución.
Ganancia de voltaje
(3-1-9)
Capítulo 4 Análisis de simulación EWB
4.1 Introducción al software EWB
EWB es un software de simulación por ordenador de circuitos electrónicos. Se llama plataforma de trabajo de diseño electrónico o laboratorio de electrónica virtual, y su nombre completo en inglés es Electronics Workbench. EWB fue desarrollado en 1988 por la Canadian Interactive Image Technology Company. Desde su lanzamiento, ha sido utilizado por personas en 35 países y 10 idiomas. EWB utiliza SPICE3F5 como núcleo de software para mejorar sus capacidades de simulación en señales mixtas digitales-analógicas. SPICE3F5 es la última versión de SPICE, que se ha convertido en el software estándar para el diseño de circuitos integrados analógicos desde 1972.
EWB está basado en SPICE y tiene las siguientes características sobresalientes:
(1) Utilice una interfaz gráfica intuitiva para crear circuitos: simule el banco de trabajo de laboratorio real en la pantalla de la computadora y dibuje el se requiere diagrama de circuito Los instrumentos de prueba necesarios para la simulación de componentes y circuitos se pueden seleccionar directamente desde la pantalla;
(2) La apariencia y el funcionamiento del panel de control del instrumento de software son similares a los del dispositivo real. Y los resultados de la medición se pueden mostrar en tiempo real.
(3) El software EWB tiene una rica biblioteca de componentes de circuitos y proporciona una variedad de métodos de análisis de circuitos.
(4) Como herramienta de diseño, puede intercambiar datos con otro software popular de análisis, diseño y fabricación de placas de circuitos. (5)EWB es también una excelente herramienta de formación en tecnología electrónica. Los instrumentos virtuales proporcionados por EWB pueden realizar experimentos de circuitos de una manera más flexible que en el laboratorio, simular el funcionamiento real del circuito y familiarizarse con los métodos de medición de los instrumentos electrónicos de uso común.
4.2 Utilice el software de simulación EWB para simular un circuito amplificador de sintonización única de señal pequeña de alta frecuencia.
4.2.1 Circuito analógico amplificador sintonizado único de señal pequeña de alta frecuencia
Figura 4-1-1 Circuito analógico amplificador sintonizado único de señal pequeña de alta frecuencia
Prueba estática
Seleccione "Analista" → "Punto de funcionamiento de CC" y configure el tipo de análisis en análisis de CC para obtener el punto de funcionamiento de CC del amplificador, como se muestra en la Figura 4-1-2. abajo.
Figura 4-1-2 Punto de funcionamiento de CC del amplificador
Prueba dinámica
Ganancia de voltaje Cuando la fuente de señal Ui está encendida, encienda la alimentación del experimento del simulador Cambie, haga doble clic en el osciloscopio, ajuste la base de tiempo adecuada y la sensibilidad de los canales A y B, y podrá ver las formas de onda de entrada y salida como se muestra en la siguiente figura. Como se muestra en la Figura 4-1-3.
Figura 4-1-3 Formas de onda de entrada y salida de un amplificador resonante de señal pequeña de alta frecuencia
Para el coeficiente rectangular, haga doble clic en el trazador de Porter y seleccione los valores inicial y final de las coordenadas verticales y horizontales apropiadamente para ver la curva característica del amplificador resonante de señal pequeña de alta frecuencia que se muestra en la Figura 4-1-4 a continuación.
Figura 4-1-4 Curva característica del amplificador resonante de señal pequeña de alta frecuencia
4.3 El software de simulación EWB se utiliza para simular una señal pequeña de alta frecuencia * * * amplificador de doble sintonización del emisor circuito.
4.3.1 Sintonización dual de señal pequeña de alta frecuencia* * *Circuito analógico del amplificador del emisor
Como se muestra en la Figura 4-2-1 a continuación.
Figura 4-2-1 Sintonización dual de señal pequeña de alta frecuencia* * *Circuito de simulación de amplificador emisor
Prueba dinámica
(1) Ganancia de voltaje p>
Después de conectar la fuente de señal Ui, encienda el interruptor de encendido del experimento del simulador, haga doble clic en el osciloscopio, ajuste la base de tiempo apropiada y la sensibilidad de los canales A y B, y podrá ver el formas de onda de entrada y salida como se muestra en la siguiente figura. Como se muestra en la Figura 4-2-3.
Figura 4-2-2 Doble resonancia de señal pequeña de alta frecuencia* * *Formas de onda de entrada y salida del amplificador emisor
Coeficiente rectangular
Haga doble clic en Trazador de Bode, al seleccionar adecuadamente los valores inicial y final de las coordenadas verticales y horizontales, puede ver la curva característica del amplificador resonante de señal pequeña de alta frecuencia como se muestra en la Figura 4-2-3 a continuación.
Figura 4-2-3 Doble sintonización* * *Curva característica de señal pequeña de alta frecuencia del amplificador emisor
4.3 Efecto de los parámetros de resonancia en la forma de onda de salida
Cuando los parámetros de la señal de entrada permanecen sin cambios y los parámetros de la red resonante cambian, las formas de onda de la señal de entrada y la señal de salida se muestran en la Figura 4-3-1.
Figura 4-3-1 La influencia de los parámetros de resonancia en la forma de onda de salida
Cuando la frecuencia de la señal de entrada no está dentro de la banda de frecuencia de la frecuencia resonante, se producirá una distorsión grave. ocurrir. Incluso una línea recta. Porque la amplificación resonante de señal pequeña utiliza las características no lineales del transistor para convertir la CC del colector en una señal de alta frecuencia de acuerdo con ciertas características.
Experiencia en diseño
A través del diseño del curso, no solo ejercitamos nuestras capacidades básicas de diseño para circuitos electrónicos de comunicación, sino que, lo que es más importante, tenemos una comprensión más profunda de la aplicación práctica de los circuitos electrónicos de comunicación. . comprensión.
También encontramos muchas dificultades y problemas en este diseño, pero con los esfuerzos concertados de nuestros pares, trabajamos duro para estudiar e investigar, y finalmente superamos estas dificultades y resolvimos el problema. Muchos de los problemas encontrados no se pueden encontrar en los libros, por lo que tengo que encontrar información relevante por mi cuenta, utilizando bibliotecas e Internet. Este es un proceso bastante difícil y largo. Debes separar la información útil de una infinidad de información, organizarla y finalmente aprender a hacerla tuya y utilizarla en el diseño. También fue en este proceso de búsqueda y clasificación donde aprendimos por primera vez a encontrar recursos que nos fueran útiles. Porque en una sociedad moderna con información altamente desarrollada, si una persona quiere tener éxito, además de sus propios esfuerzos, también debe aprender a hacer más uso del conocimiento de otras personas, para que podamos dominar rápidamente conocimientos y habilidades. Por supuesto, este proceso es un proceso de acumulación. Cuando lo hagas más, acumularás bastante experiencia y notarás esos problemas en el proceso de diseño. Estos métodos permiten que el diseño se complete una vez sin necesidad de repetir el trabajo. A diferencia de cuando no entendíamos nada al principio, realmente lo hicimos con un poco de conocimiento de nuestra clase. Por supuesto, habrá muchos lugares irrazonables en el diseño que deberán modificarse y mejorarse en trabajos posteriores.
La vida es así, el sudor indica los resultados y es testigo de la cosecha. El trabajo es un tema eterno en la existencia y la vida humana.
A través del diseño de este curso, realmente me di cuenta del verdadero significado de la palabra "trabajo duro". Me gustaría decir que diseñar es un poco difícil, pero también es divertido. En el estudio teórico único de hoy, hay pocas oportunidades para practicar, pero podemos, el diseño también es una tarea de equipo. Podemos diseñar cursos juntos, ayudarnos unos a otros y cooperar tácitamente. Cuánta alegría ha fluyedo aquí, ni siquiera los últimos diez días de cooperación pueden igualarla. Me siento más cerca de mis compañeros de clase. Al mismo tiempo, también cultiva la conciencia de nuestro equipo. Quiero decir que estamos realmente cansados, pero es inevitable emocionarnos cuando vemos lo que hemos hecho. Estimuló aún más nuestro interés en el conocimiento profesional de seguimiento.
Para nosotros las ganancias intelectuales son importantes, pero las ganancias espirituales son aún más gratificantes. La frustración es riqueza, la experiencia es posesión. ¡Este proceso de diseño de curso definitivamente se convertirá en un recuerdo muy hermoso en el viaje de mi vida!
A través del diseño de este curso, entiendo que la combinación de teoría y práctica es muy importante. El conocimiento teórico por sí solo no es suficiente. Sólo combinando el conocimiento teórico con la práctica y sacando conclusiones de la teoría podremos servir verdaderamente a la sociedad y mejorar nuestra capacidad práctica y de pensamiento independiente. Al mismo tiempo, agradezco sinceramente al maestro por brindarnos una oportunidad tan única de hacer ejercicio.
Referencia
[1]Hu. Tecnología de electrónica analógica [M]. Tercera edición. Beijing: Prensa de Educación Superior, 2008.
[2] Laboratorio de Electricidad y Electrónica, Departamento de Ingeniería Eléctrica y de la Información, Instituto de Tecnología de Hunan. Guía para análisis de circuitos y pruebas de tecnología electrónica[M].2005.
Xie. Diseño de circuitos electrónicos. experimento. prueba. [METRO]. Wuhan: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, 2000.
[4]Cao Caikai. Análisis de circuitos. Beijing: Prensa de la Universidad de Tsinghua, 2008.
[5] Liu Quan, Communication Electronic Circuits-Wuhan: Wuhan University of Technology Press, 2005
[6] Zhang Suwen, High-frequency Electronic Circuits-Beijing: Higher Education Press , 2004
[7] Liu Cheng, Tecnología electrónica de alta frecuencia-Beijing: People's Posts and Telecommunications Press, 2006