高頻電子電路小信號諧振放大器素材PPT課件

.,1,通信電子電路,書山有路勤為徑學(xué)海無崖苦作舟,.,2,第二章高頻小信號諧振放大器,主要內(nèi)容,2.1概述,2.2單調(diào)諧小信號諧振放大器,2.3較理想的小信號選頻放大電路模型,2.4小信號諧振放大器的穩(wěn)定性問題,.,3,2.1概述,一、小信號諧振放大器的特點,1.作用：,選頻、濾波,放大：有用信號,選出所需頻率（有用）信號,濾除不需要頻率（干擾）信號,2.組成：,選頻網(wǎng)絡(luò),放大部分,LC諧振回路,各種濾波器,單LC諧振回路,雙調(diào)諧回路,LC集中濾波器,石英晶體濾波器,陶瓷濾波器,聲表面波濾波器,三極管放大器,場效應(yīng)管放大器,集成運放等,二、小信號諧振放大器的性能指標(biāo)：選頻能力和放大能力,增益要高，也就是放大能力要強。頻率選擇性要好。頻帶寬度滿足信號帶寬要求和矩形系數(shù)接近1。工作穩(wěn)定可靠。接收機前級放大器內(nèi)部噪聲要小。,因為放大器本身的噪聲越低，接收微弱信號的能力就越強。,第二章高頻小信號諧振放大器,.,4,諧振放大器的分類及電路特點,1.小信號諧振放大器,小信號：輸入信號vmV,要求：增益足夠大，通頻帶足夠?qū)?，選擇性好，工作于甲類，多用于接收機,2.諧振功率放大器,大信號：輸入信號mV以上,要求：大的功率和效率，工作在丙類，多用于發(fā)射機。,采用諧振回路作為放大器的集電極負(fù)載,二、電路的特點：,一、諧振放大器的分類,返回,fo=幾百kHz幾百MHz，B=幾kHz幾十MHz,第二章高頻小信號諧振放大器,.,5,小信號諧振放大器的性能指標(biāo),1、諧振電壓增益：用來表示對有用信號的放大能力。定義為：,（即在中心頻率處的電壓增益）,K0.1,諧振放大器的幅頻特性,2、通頻帶BW0.7（取決于諧振回路的形式和回路的Q值。）,定義為：放大器的增益比最大增益下降3dB時的上、下限截止頻率fH、fL之差，,即：BW0.7=2f0.7=fHfL,（要求滿足有用信號的頻寬）,3、選擇性S：,表示放大器從各種干擾中選出有用信號的能力。定義為：,S的值越小放大器的選擇性越好。實際上，S和BW0.7是相互制約的，一般情況下，通頻帶越寬對特定頻率信號的選擇性越差，理想條件下，諧振放大器應(yīng)該對通頻帶內(nèi)的各種頻率分量的信號有相同的放大作用，而對通頻帶外的信號則完全抑制掉不予放大，所以理想諧振放大器的幅頻特性曲線應(yīng)如左圖中的矩形。為了統(tǒng)一表示通頻帶和選擇性的要求，引入矩形系數(shù)K0.1,第二章高頻小信號諧振放大器,.,6,小信號諧振放大器的性能指標(biāo):NF,矩形系數(shù)K0.1,顯然K0.11，K0.1越接近1越好，K0.1越接近1，放大器對頻帶外的干擾消耗抑制能力越強，選擇性越好。,4、穩(wěn)定性：,綜上，對小信號諧振放大器的主要要求是：諧振增益足夠大，頻帶夠?qū)挘x擇性滿足要求，噪聲系數(shù)小，工作穩(wěn)定度高。,指放大器的工作狀態(tài)、管子參數(shù)、電子元件參數(shù)可能變化時，放大器的主要特性的穩(wěn)定程度。,5、噪聲系數(shù)NF(NoiseFigure),定義為輸入信噪比與輸出信噪比的比值,即:,是一個大于或等于的數(shù)。其值越接近于,則表示該放大器的內(nèi)部噪聲性能越好。,在多級放大器中,各級噪聲系數(shù)對總噪聲系數(shù)的影響是不同的,前級的影響比后級的影響大,且總噪聲系數(shù)還與各級的額定功率增益有關(guān)。所以,為了減小多級放大器的噪聲系數(shù),必須降低前級放大器（尤其是第一級）的噪聲系數(shù),而且增大前級放大器（尤其是第一級）的額定功率增益。,第二章高頻小信號諧振放大器,返回,.,7,2.2單調(diào)諧小信號諧振放大器,一、單級單調(diào)諧諧振放大器,典型高頻小信號諧振放大器實際線路,（1）直流偏置電路,保證三極管工作于線性放大區(qū),第二章高頻小信號諧振放大器,圖中諧振回路為LC并聯(lián)單調(diào)諧回路，Rb1、Rb2基極分壓式偏置電阻，Re為射極負(fù)反饋偏置電阻，穩(wěn)定靜態(tài)工作點；Cb、Ce為高頻旁路電容,為了提高品質(zhì)因數(shù)，負(fù)載和三極管的輸出端與諧振回路的連接都采用部分接入方式。,交流通路及等效電路,.,8,（2）高頻交流等效電路,高頻交流通路,輸入回路,晶體管,輸出回路,放大器組成,輸入回路：,晶體管：,輸出回路：,LC并聯(lián)諧振回路，輸出變壓器及負(fù)載YL,由輸入變壓器構(gòu)成，隔離信號源與放大器間的直流聯(lián)系，能耦合交流信號，同時還能實現(xiàn)阻抗的匹配與變換。,放大器的核心，電流控制和放大作用。,用Y參數(shù)等效電路等效,第二章高頻小信號諧振放大器,.,9,三極管的Y參數(shù)等效電路,小信號諧振放大器的放大器件、諧振回路和負(fù)載一般是并聯(lián)的，并聯(lián)連接的各支路的導(dǎo)納能直接相加，運算簡單，因而分析時，三極管的高頻等效電路用Y參數(shù)等效電路來等效。三極管的Y參數(shù)等效電路可通過測量或由完全混合等效電路推導(dǎo)出來。無論哪種方法都可得到三極管的Y參數(shù)等效電路如下：,+vbe-,+vce-,+vbe-,+vce-,代表晶體管內(nèi)部的反饋作用，會造成電路不穩(wěn),代表晶體管正向傳輸作用,若忽略管子內(nèi)部的反饋，即Yre=0。,輸入電導(dǎo),輸出電導(dǎo),輸入電容,輸出電容,其中,輸入導(dǎo)納,輸出導(dǎo)納,三極管的高頻參數(shù),第二章高頻小信號諧振放大器,返回,.,10,三極管的高頻參數(shù),截止頻率：,特征頻率,返回,fT指(f)下降到1時，對應(yīng)的頻率。,第二章高頻小信號諧振放大器,.,11,高頻交流等效電路,設(shè)負(fù)載和諧振回路間采用了變壓器耦合，的接入系數(shù)為n2：,設(shè)晶體管集、射回路與諧振回路間采用了抽頭連接的接入系數(shù)為n1：,第二章高頻小信號諧振放大器,根據(jù)阻抗變換原理：,右邊部分同性質(zhì)元件歸一,=v13,.,12,二、單級單調(diào)諧諧振放大器的性能指標(biāo)的分析、計算,1、諧振電壓增益AVO：,電壓增益AV：,諧振電壓增益AVO：,2、選擇性S：,3、通頻帶BW0.7：,Qe越大，選擇性越好，帶寬越窄。在設(shè)計諧振放大器時，必須根據(jù)選擇性和通頻帶的要求合理選擇Qe。,4、矩形系數(shù)K0.1：,說明單調(diào)諧諧振放大器的通頻帶和選擇性之間的矛盾挺尖銳，為了緩解它們間的矛盾，改善矩形系數(shù)，可采用多級單調(diào)諧諧振放大器級聯(lián)。,.,13,三、多級單調(diào)諧諧振放大器的性能分析,設(shè)諧振放大器有n級，且由參數(shù)完全相同的單調(diào)諧諧振放大器構(gòu)成，則：,總選擇性S：,Sn1,串聯(lián)電路轉(zhuǎn)換成等效并聯(lián)電路后,電抗特性相同,當(dāng)Q1時X2=X1R2=R1Q2,即,由此得:,串并,電容：X,電感：XLL,返回,第二章高頻小信號諧振放大器,.,28,2變壓器阻抗變換電路,全耦合(k=1)線圈損耗不記,等效到初級回