高增益LC諧振放大器的設計

放大器的電源退耦濾波和級間耦合回路設計是個難點，同時也是重點考慮的問題，如果設計不當，則多級電路很容易產生自激振蕩。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，可以有效消除自激和提高電路的穩定性。在放大器輸入端需要設計阻抗匹配電路，將信號源內阻與放大器輸入阻抗相匹配。輸出端與負載之間接匹配電路可以提高傳輸到負載上的功率。阻抗匹配電路的設計使用Smith圓圖，采用L型匹配網絡。
當采用多級電路耦合時，為了確保放大器的穩定性和選擇性，實際調試時可將第一級電路的諧振頻率設為稍低于15MHz，第二級電路的諧振頻率調為15MHz，第三級電路的諧振頻率稍高于15MHz，多級聯調時用掃頻儀可很快完成調試。特別要說明的是，每級放大器均需要單獨設計電源濾波和退耦網絡，而且每級放大電路的靜態工作點均不同，需要實際調試確定。三級放大器完整的電路如圖2所示。

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