高增益LC谐振放大器的设计

放大器的电源退耦滤波和级间耦合回路设计是个难点，同时也是重点考虑的问题，如果设计不当，则多级电路很容易产生自激振荡。电源滤波采用π型非对称电路，可以有效抑制高频信号对直流电源的影响，该滤波电路的位置很重要，须靠近晶体管集电极并处于晶体管和电源之间。级间耦合电路采用两个电容的并联，可以有效消除自激和提高电路的稳定性。在放大器输入端需要设计阻抗匹配电路，将信号源内阻与放大器输入阻抗相匹配。输出端与负载之间接匹配电路可以提高传输到负载上的功率。阻抗匹配电路的设计使用Smith圆图，采用L型匹配网络。
当采用多级电路耦合时，为了确保放大器的稳定性和选择性，实际调试时可将第一级电路的谐振频率设为稍低于15MHz，第二级电路的谐振频率调为15MHz，第三级电路的谐振频率稍高于15MHz，多级联调时用扫频仪可很快完成调试。特别要说明的是，每级放大器均需要单独设计电源滤波和退耦网络，而且每级放大电路的静态工作点均不同，需要实际调试确定。三级放大器完整的电路如图2所示。

3 测试结果
测试线采用一端Q9接口，一端SMA接口的高频屏蔽同轴电缆，经使用高频信号发生器AS1054和示波器TDS2012B测试，当输入信号15MHz，1mVrms时，三级放大器的电压增益分别是25dB、28dB和28dB，200Ω负载上的电压增益可达81dB，改变输入信号幅度，输出电压最大可达1V rms而无明显的波形失真，此时的电源功耗仅为75mW。用数字合成扫频仪SP31000测试放大器的谐振曲线，带宽280kHz，矩形系数为4．8，表明放大器具有低功耗、高增益、良好的稳定性和较好的选择性。