multisim的射频宽带放大器仿真设计
摘 要本以“基于Multisim的射频宽带放大器仿真设计作为研究课题，设计出一款射频宽带放大器控制系统，选用了具有低噪声特性的高频三极管2SC1815以及具有调谐特性的中周变压器作为核心器件，结合电阻电容等一些基本元器件，设计出一款能够实现对输入信号进行选频放大并且具有高增益低通频带宽特性的射频宽带放大器系统，实现100MHz频率输入范围的放大器系统,该系统不仅能够实现交流信号放大,更能够对直流信号进行放大,在输出方面,输出电压摆动范围可以达到3V峰峰值。通过Multisim仿真软件对系统进行仿真调试后，各项指标满足设计要求。
目录
一、 引言 1
（一） 射频宽带放大器的发展背景 1
（二） 射频宽带放大器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 射频宽带放大器的方案设计 3
（一） 射频宽带放大器的方案设计 3
（二） 中周变压器简介 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 静态工作点设计 5
（二） 选频电路设计 5
（三） OPA690宽带运算放大器子电路设计 6
（四） 增益放大子电路设计 6
（五） 整体电路设计 7
四、 仿真系统设计 9
（一） Multisim仿真软件简介 9
（二） 仿真原理图设计 10
（三） 静态工作点仿真 10
（四） 动态工作点仿真 12
（五） 通频带仿真测试 13
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB 20
引言
射频宽带放大器的发展背景
在射频宽带放大器系统的发展过程中，对于输入信号的选频特性以及带宽参数要求不断提升，近些年来快速发展的高性能运放和晶体管研发技术为射频宽带放大器系统实现质的飞跃提供了硬件基础，最近几年的微处理器控制技术的出现又为射频宽带放大器系统的发展提供了一个崭新的方向，过去单一形式的射频宽带放大器系统可以通过数字电路的控制实现智能特性，不再局限于过去的单一模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
拟电路架构，这样对于射频宽带放大器系统输入信号来说，不再是一种只能够进行模拟电路处理的过程了，借助数字电路以及微处理器的强大控制作用，将模拟信号采集生成数字信号，使得控制系统能够得到所需要的数据，实现模拟系统和数字系统的配合工作。
纵观射频宽带放大器系统的完整发展历程来看，在高性能晶体管技术还没有得到普及之前，市面上所有流通的射频宽带放大器系统的性能普遍简单，由于缺乏相应高性能放大、滤波模块的植入，只能通过非常复杂的模拟电路进行采集，这就直接导致了当时的射频宽带放大器系统没有办法高精度的信号处理，因此射频宽带放大器系统在当时的总体性能较为低下。而随着二十一世纪初高速发展起来的半导体技术不断普遍化，数字化的概念逐渐深入人心后，大多数人都知道微处理器是一种智能化的功能模块，对于信号的采集具有非常高的性能，数字式射频宽带放大器系统的设计师们不断探索数字控制系统与射频宽带放大器系统之间的必然联系，不断将各种控制程序进行植入，将其与高性能的微处理器芯片进行巧妙的电路搭建并通过程序驱动进行控制，实现了高性能的信号采集功能，使得射频宽带放大器系统能够对外部信号具有高速的响应并且能够实现对处理过的信号进行更为复杂的数字运算功能。
本课题将要谈论研究的这款射频宽带放大器系统是一种基于三极管等基本元器件作为内部核心器件的模拟电子系统，它的高性能化不仅体现在内部采用了高性能的高频三极管，还在于采用了能够实现双调谐的中周变压器，这些高性能模块的植入大大促进了射频宽带放大器系统的噪声特性以及选频特性。
射频宽带放大器系统在工作过程中能够实现高性能的选频放大并且具有高增益低通频带宽特性，它的主要目的是将输入信号中的目标频段信号进行放大增益，而将不需要的通频带意外的频段信号进行大幅度的衰减和滤除，从而为用户提供目标信号频段，在射频宽带放大器系统近期的发展现状来看，数字化的射频宽带放大器系统是一种具有应用前景的控制系统，本课题将要设计的是一款较为新型的射频宽带放大器系统。
射频宽带放大器的国内外发展现状
通过对一份资料的调研可以总结出，近年来国内许多研究所或者企业都开始了对于射频宽带放大器系统的研究，经过了这几年的研究推出了一些中高端性能的射频宽带放大器系统，与此同时他们也正在对国外的先进传感器研发技术进行学习和掌握，期盼有朝一日能够自主设计出高端电路模块，将其植入到射频宽带放大器系统中。射频宽带放大器系统在最近几年时间内在性能方面取得了巨大的提升，另外在成本方面，通过对目前市面上中高低端三种不同级别的射频宽带放大器系统进行调查后发现，业内整体的成本水平正在呈现不断下降的趋势，但是性能却在不断提升。
本文主要研究内容
本文选用了具有低噪声特性的高频三极管2SC1815以及具有调谐特性的中周变压器作为核心器件设计出了性能高于大多数相关产品的射频宽带放大器系统，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征，实现了一款能够实现对输入信号进行选频放大并且具有高增益低通频带宽特性的射频宽带放大器系统，本文以射频宽带放大器作为研究课题,设计了一款能够手控增益的放大器系统,通过器件选择、电路设计、PCB设计以及系统仿真,最终实现了如下指标：
1.输入输出阻抗为50欧姆；
2.最大增益为60dB,并且可以实现增益的手动调节,调节范围为0至60dB；
3.输入信号最大值为1mV有效值,输出最大为1V峰峰值；
4.放大器—3dB带宽为100MHz,能够实现直流信号放大；
5.输出噪声有效值小于50mV。
射频宽带放大器的方案设计
（一）射频宽带放大器的方案设计
本射频宽带放大器系统所要实现的各项功能指标在上文中已经进行了预期设计，现在开始对各个功能指标的实现方法进行设计，如图21的系统结构框图所示，整个系统有左侧为由初级线圈和电容器C3构成的初级LC选频电路，组成，每个功能模块对于射频宽带放大器的工作都起着至关重要的效果，这里需要对各个功能模块在本系统中的作用以及电路组成部分进行简要介绍。
目录
一、 引言 1
（一） 射频宽带放大器的发展背景 1
（二） 射频宽带放大器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 射频宽带放大器的方案设计 3
（一） 射频宽带放大器的方案设计 3
（二） 中周变压器简介 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 静态工作点设计 5
（二） 选频电路设计 5
（三） OPA690宽带运算放大器子电路设计 6
（四） 增益放大子电路设计 6
（五） 整体电路设计 7
四、 仿真系统设计 9
（一） Multisim仿真软件简介 9
（二） 仿真原理图设计 10
（三） 静态工作点仿真 10
（四） 动态工作点仿真 12
（五） 通频带仿真测试 13
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB 20
引言
射频宽带放大器的发展背景
在射频宽带放大器系统的发展过程中，对于输入信号的选频特性以及带宽参数要求不断提升，近些年来快速发展的高性能运放和晶体管研发技术为射频宽带放大器系统实现质的飞跃提供了硬件基础，最近几年的微处理器控制技术的出现又为射频宽带放大器系统的发展提供了一个崭新的方向，过去单一形式的射频宽带放大器系统可以通过数字电路的控制实现智能特性，不再局限于过去的单一模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
拟电路架构，这样对于射频宽带放大器系统输入信号来说，不再是一种只能够进行模拟电路处理的过程了，借助数字电路以及微处理器的强大控制作用，将模拟信号采集生成数字信号，使得控制系统能够得到所需要的数据，实现模拟系统和数字系统的配合工作。
纵观射频宽带放大器系统的完整发展历程来看，在高性能晶体管技术还没有得到普及之前，市面上所有流通的射频宽带放大器系统的性能普遍简单，由于缺乏相应高性能放大、滤波模块的植入，只能通过非常复杂的模拟电路进行采集，这就直接导致了当时的射频宽带放大器系统没有办法高精度的信号处理，因此射频宽带放大器系统在当时的总体性能较为低下。而随着二十一世纪初高速发展起来的半导体技术不断普遍化，数字化的概念逐渐深入人心后，大多数人都知道微处理器是一种智能化的功能模块，对于信号的采集具有非常高的性能，数字式射频宽带放大器系统的设计师们不断探索数字控制系统与射频宽带放大器系统之间的必然联系，不断将各种控制程序进行植入，将其与高性能的微处理器芯片进行巧妙的电路搭建并通过程序驱动进行控制，实现了高性能的信号采集功能，使得射频宽带放大器系统能够对外部信号具有高速的响应并且能够实现对处理过的信号进行更为复杂的数字运算功能。
本课题将要谈论研究的这款射频宽带放大器系统是一种基于三极管等基本元器件作为内部核心器件的模拟电子系统，它的高性能化不仅体现在内部采用了高性能的高频三极管，还在于采用了能够实现双调谐的中周变压器，这些高性能模块的植入大大促进了射频宽带放大器系统的噪声特性以及选频特性。
射频宽带放大器系统在工作过程中能够实现高性能的选频放大并且具有高增益低通频带宽特性，它的主要目的是将输入信号中的目标频段信号进行放大增益，而将不需要的通频带意外的频段信号进行大幅度的衰减和滤除，从而为用户提供目标信号频段，在射频宽带放大器系统近期的发展现状来看，数字化的射频宽带放大器系统是一种具有应用前景的控制系统，本课题将要设计的是一款较为新型的射频宽带放大器系统。
射频宽带放大器的国内外发展现状
通过对一份资料的调研可以总结出，近年来国内许多研究所或者企业都开始了对于射频宽带放大器系统的研究，经过了这几年的研究推出了一些中高端性能的射频宽带放大器系统，与此同时他们也正在对国外的先进传感器研发技术进行学习和掌握，期盼有朝一日能够自主设计出高端电路模块，将其植入到射频宽带放大器系统中。射频宽带放大器系统在最近几年时间内在性能方面取得了巨大的提升，另外在成本方面，通过对目前市面上中高低端三种不同级别的射频宽带放大器系统进行调查后发现，业内整体的成本水平正在呈现不断下降的趋势，但是性能却在不断提升。
本文主要研究内容
本文选用了具有低噪声特性的高频三极管2SC1815以及具有调谐特性的中周变压器作为核心器件设计出了性能高于大多数相关产品的射频宽带放大器系统，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征，实现了一款能够实现对输入信号进行选频放大并且具有高增益低通频带宽特性的射频宽带放大器系统，本文以射频宽带放大器作为研究课题,设计了一款能够手控增益的放大器系统,通过器件选择、电路设计、PCB设计以及系统仿真,最终实现了如下指标：
1.输入输出阻抗为50欧姆；
2.最大增益为60dB,并且可以实现增益的手动调节,调节范围为0至60dB；
3.输入信号最大值为1mV有效值,输出最大为1V峰峰值；
4.放大器—3dB带宽为100MHz,能够实现直流信号放大；
5.输出噪声有效值小于50mV。
射频宽带放大器的方案设计
（一）射频宽带放大器的方案设计
本射频宽带放大器系统所要实现的各项功能指标在上文中已经进行了预期设计，现在开始对各个功能指标的实现方法进行设计，如图21的系统结构框图所示，整个系统有左侧为由初级线圈和电容器C3构成的初级LC选频电路，组成，每个功能模块对于射频宽带放大器的工作都起着至关重要的效果，这里需要对各个功能模块在本系统中的作用以及电路组成部分进行简要介绍。
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