LC谐振放大器设计新探

采用三级LC选频放大电路结合电压跟随结构实现谐振放大功能，并配套设计了3.6V稳压电源与40dB前置衰减器，便于测试与使用。各级放大单元之间通过电容耦合连接，在PCB布局上优化走线，提升信号完整性。整个电路置于屏蔽盒内，有效抑制外部干扰，提高抗噪能力。系统在15MHz中心频率下工作稳定，具备低电压、低功耗特性，实测最大增益达80dB，显著增强了对微弱信号的放大性能，满足高性能小信号处理需求。

1、 采用三极管作为核心放大器件，通过三个分立元件组成的LC选频放大电路，实现对微弱信号的高增益放大。在每一级选频放大后接入电压跟随器，以提升LC回路的Q值，增强选频性能。选用9018 H型三极管，具有低功耗、低噪声特性，其工作带宽可达1GHz，电流放大系数超过100，性能优越。利用该器件构建三级级联的LC选频放大结构，可有效累积增益，充分满足系统对放大倍数的要求，同时保证良好的频率选择性和稳定性。

2、 带宽及矩形系数关系

3、 本设计选用LC并联电路作为选频网络，其谐振频率由电感和电容参数共同决定。

4、 理想谐振回路的矩形系数为1，而实际的单并联谐振回路因电感存在等效电阻R，导致矩形系数显著大于1，谐振曲线偏离理想状态。为改善这一问题，可采用多级调谐放大器，提升系统整体Q值，增强选频性能与放大能力。同时，通过在RC网络中并联电阻，可有效拓宽通频带，显著优化放大器的幅频特性，使其更接近理想响应。

5、 直流稳压电源的设计方案

6、 本设计采用常用三端稳压器W1117作为核心元件，构建输出3.6V的直流稳压电源。电路中设置R1作为泄放电阻，R2用于调节稳压值，三个电容负责滤波，两个二极管提供保护功能，整体结构简洁稳定，确保输出电压平稳可靠。

7、 衰减电路优化设计

8、 本设计采用图示Л型网络实现衰减器，根据402dB衰减量（对应衰减倍数100）及50Ω特性阻抗，通过公式计算得出相关参数。

9、 LC谐振放大电路

10、 该LC谐振放大电路由三级分立元件组成的LC选频放大电路构成，每级后均接有电压跟随电路。选频网络中的电感L可在0.64至1.4μH范围内调节，电容部分由一个91pF固定电容与一个30pF可变电容并联组成，实现频率调节功能。

11、 输出级电路结构

12、 为确保最大不失真电压有效值不低于1V，输出级采用轨到轨输出的宽带运放OPA355构建电路，具体结构所示。

13、 自动增益控制电路设计方案

14、 当AD8367工作于AGC模式时，理想情况下其控制电压可实现45dB（-2.5dB至42.5dB）的动态范围，信号增益随控制电压Vgain的升高而增加。为满足系统对增益调节范围超过40dB的需求，采用两级AD8367级联结构，有效扩展了整体增益控制能力，确保系统具备更宽的动态响应范围，满足实际应用中的性能要求。

15、 AGC电路由两级构成，一级的五脚连二级的五脚，一级的十脚接二级的三脚，实现信号逐级传递与控制。

16、 检测设备

17、 EE1461直接数字频率合成信号源

18、 TDS3014型数字示波器设备

19、 PA15A型直流数字电流表

20、 在测试系统增益特性时，固定信号源频率为15.00MHz，调节其输入幅值，通过示波器监测输出信号的波形与幅度变化；测试幅频特性时，保持输入信号幅值恒定，改变其频率，同样利用示波器观察输出响应。所有测试均在200Ω负载条件下进行，以确保测量结果的一致性与准确性。