高頻電子電路小信號(hào)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(hào)諧振放大器,主要內(nèi)容,2.1概述,2.2單調(diào)諧小信號(hào)諧振放大器,2.3較理想的小信號(hào)選頻放大電路模型,2.4小信號(hào)諧振放大器的穩(wěn)定性問題,.,3,2.1概述,一、小信號(hào)諧振放大器的特點(diǎn),1.作用：,選頻、濾波,放大：有用信號(hào),選出所需頻率（有用）信號(hào),濾除不需要頻率（干擾）信號(hào),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(chǎng)效應(yīng)管放大器,集成運(yùn)放等,二、小信號(hào)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(qiáng)。頻率選擇性要好。頻帶寬度滿足信號(hào)帶寬要求和矩形系數(shù)接近1。工作穩(wěn)定可靠。接收機(jī)前級(jí)放大器內(nèi)部噪聲要小。,因?yàn)榉糯笃鞅旧淼脑肼曉降?，接收微弱信?hào)的能力就越強(qiáng)。,第二章高頻小信號(hào)諧振放大器,.,4,諧振放大器的分類及電路特點(diǎn),1.小信號(hào)諧振放大器,小信號(hào)：輸入信號(hào)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(jī),2.諧振功率放大器,大信號(hào)：輸入信號(hào)mV以上,要求：大的功率和效率，工作在丙類，多用于發(fā)射機(jī)。,采用諧振回路作為放大器的集電極負(fù)載,二、電路的特點(diǎn)：,一、諧振放大器的分類,返回,fo=幾百kHz幾百M(fèi)Hz，B=幾kHz幾十MHz,第二章高頻小信號(hào)諧振放大器,.,5,小信號(hào)諧振放大器的性能指標(biāo),1、諧振電壓增益：用來表示對(duì)有用信號(hào)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(shí)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(hào)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(hào)的能力。定義為：,S的值越小放大器的選擇性越好。實(shí)際上，S和BW0.7是相互制約的，一般情況下，通頻帶越寬對(duì)特定頻率信號(hào)的選擇性越差，理想條件下，諧振放大器應(yīng)該對(duì)通頻帶內(nèi)的各種頻率分量的信號(hào)有相同的放大作用，而對(duì)通頻帶外的信號(hào)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(hào)諧振放大器,.,6,小信號(hào)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(duì)頻帶外的干擾消耗抑制能力越強(qiáng)，選擇性越好。,4、穩(wěn)定性：,綜上，對(duì)小信號(hào)諧振放大器的主要要求是：諧振增益足夠大，頻帶夠?qū)?，選擇性滿足要求，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(shí)，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(gè)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(jí)放大器中,各級(jí)噪聲系數(shù)對(duì)總噪聲系數(shù)的影響是不同的,前級(jí)的影響比后級(jí)的影響大,且總噪聲系數(shù)還與各級(jí)的額定功率增益有關(guān)。所以,為了減小多級(jí)放大器的噪聲系數(shù),必須降低前級(jí)放大器（尤其是第一級(jí)）的噪聲系數(shù),而且增大前級(jí)放大器（尤其是第一級(jí)）的額定功率增益。,第二章高頻小信號(hào)諧振放大器,返回,.,7,2.2單調(diào)諧小信號(hào)諧振放大器,一、單級(jí)單調(diào)諧諧振放大器,典型高頻小信號(hào)諧振放大器實(shí)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(hào)諧振放大器,圖中諧振回路為L(zhǎng)C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(diǎn)；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(hào)源與放大器間的直流聯(lián)系，能耦合交流信號(hào)，同時(shí)還能實(shí)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(hào)諧振放大器,.,9,三極管的Y參數(shù)等效電路,小信號(hào)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(yùn)算簡(jiǎn)單，因而分析時(shí)，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(cè)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?zhàn)饔?，?huì)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(hào)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(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率。,第二章高頻小信號(hào)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(hào)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(jí)單調(diào)諧諧振放大器的性能指標(biāo)的分析、計(jì)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(jì)諧振放大器時(shí)，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(jí)單調(diào)諧諧振放大器級(jí)聯(lián)。,.,13,三、多級(jí)單調(diào)諧諧振放大器的性能分析,設(shè)諧振放大器有n級(jí)，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(shí)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(hào)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(jí)回