集中選頻放大器

集中選頻放大器第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.3集中選頻放大器組成：集成寬帶放大器＋集中選頻濾波器由多級差分放大電路組成常用的有石英晶體濾波器、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器等。第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五主要要求：

了解集中選頻放大器的構(gòu)成和優(yōu)點(diǎn)了解陶瓷濾波器和聲表面波濾波器2.2小信號諧振放大器第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.3.1

集中選頻濾波器一、陶瓷濾波器由鋯鈦酸鉛陶瓷材料制成工藝：陶瓷焙燒片狀兩面涂銀漿直流高壓極化具有壓電效應(yīng)當(dāng)陶瓷片發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其表面會產(chǎn)生電荷，兩極間產(chǎn)生電壓；而當(dāng)陶瓷片兩極間加上電壓時(shí)，它會產(chǎn)生機(jī)械變形。當(dāng)外加交變電壓的頻率等于陶瓷片固有頻率時(shí)，機(jī)械振動幅度最大，陶瓷片表面產(chǎn)生電荷量的變化也最大，在外電路中產(chǎn)生的電流也最大，其作用類似于串聯(lián)諧振回路。1.材料、工藝及壓電效應(yīng)第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.電路符號和等效電路rqC0CqLqCo—壓電陶瓷片的固定電容Lq—機(jī)械振動時(shí)的晶體的等效質(zhì)量Cq

—機(jī)械振動時(shí)的等效彈性系數(shù)rq

—機(jī)械振動時(shí)的等效阻尼3.阻抗頻率特性串聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率

20達(dá)100k第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五構(gòu)成四端陶瓷濾波器4.應(yīng)用由兩個(gè)陶瓷片組成由九個(gè)陶瓷片組成例如陶瓷片的Q值比一般LC回路的大，將各陶瓷片的

串并聯(lián)諧振頻率配置得當(dāng)時(shí)，四端陶瓷濾波器可獲得

接近矩形的幅頻特性。

第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五5.陶瓷濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：體積小、成本低、受外界影響小。缺點(diǎn)：頻率特性較難控制，生產(chǎn)一致性較差，BW不夠?qū)?，?gòu)成四端陶瓷濾波器4.應(yīng)用陶瓷濾波器：工作頻率為幾百kHz幾十MHz

使用時(shí)，其輸入阻抗須與信號源阻抗匹配其輸出阻抗須與負(fù)載阻抗匹配石英晶體濾波器特性與陶瓷濾波器相似，但Q值高很多，因此頻率特性好，但價(jià)格較高。第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五二、聲表面波濾波器聲表面波濾波器優(yōu)點(diǎn)：

體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、特性一致性好、工作頻

率高（幾MHz~幾GHz）、通頻帶寬、抗輻射能力強(qiáng)、

動態(tài)范圍大等聲表面波濾波器是聲表面波（用SAW表示）器件的一種。SAW器件是一種利用彈性固體表面?zhèn)鞑C(jī)械振動波的器件。第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五它以鈮酸鋰、鋯鈦酸鉛和石英等壓電材料為基片，利用真空蒸鍍法，在基片表面形成叉指形金屬膜電極，稱為叉指電極。加輸入信號時(shí)，叉指電極間產(chǎn)生交變電場，使基片表面產(chǎn)生彈性形變，激發(fā)出與輸入信號同頻率的聲表面波，它沿基片表面?zhèn)鞑ブ潦斩?，在收端的叉指電極間得到信號。SAW濾波器的性能與基片材料、叉指電極的尺寸、形狀等有關(guān)。聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)與工作原理第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.3.2

集中選頻放大器應(yīng)用舉例uo

+6V30FZ1647105121112ui

470H–6V470H470H8470H0.033F0.033F0.033F0.033F0.033F0.033F0.033F625603.3k1.2k1k4.7k30pF0.033F陶瓷濾波器選頻放大器陶瓷濾波器輸入端采用變壓器耦合，輸出端接跟隨器，以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在陶瓷濾波器的主諧振頻率上，用來消除

陶瓷濾波器通帶以外出現(xiàn)的小諧振峰。4.7k用來展LC通帶第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五聲表面波濾波器選頻放大器預(yù)中放L1與分布電容并聯(lián)諧振于中心頻率。L2、L3為匹配電感，用于抵消SAWF輸入、輸出端分布電容的影響，以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。、C1、C2、C3均為隔直耦合電容。R2、C4為電源去耦濾波電路第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.4放大器的噪聲主要要求：

了解放大器內(nèi)部噪聲的主要來源和對放大器性能的影響。了解噪聲系數(shù)的概念第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.4.1

噪聲的來源這種由于自由電子的熱運(yùn)動所產(chǎn)生噪聲，稱為電阻熱噪聲。噪聲會影響放大器對微弱信號的放大能力電阻內(nèi)的自由電子處于無規(guī)則的熱運(yùn)動狀態(tài)。大量電子的熱運(yùn)動所產(chǎn)生的窄脈沖電流相疊加，就形成了噪聲電流，并在電阻兩端產(chǎn)生噪聲電壓。一、電阻熱噪聲第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五就一段時(shí)間看，電阻熱噪聲電壓的平均值為零。但有噪聲功率，且溫度一定時(shí)，熱噪聲功率一定。電阻熱噪聲屬于白噪聲。因?yàn)樗哂袠O寬的頻譜，且各個(gè)頻率分量的強(qiáng)度相等。放大器頻帶越寬，溫度越高，電阻值越大，則電阻熱噪聲的影響也越大。第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五二、晶體管的噪聲散彈噪聲分配噪聲閃爍噪聲熱噪聲一般比電阻熱噪聲大由于單位時(shí)間內(nèi)通過PN結(jié)的載流子數(shù)目隨機(jī)起伏，使流過PN結(jié)的電流在平均值上下作不規(guī)則的起伏變化而形成的噪聲。它也是白噪聲。晶體管放大工作時(shí)，散彈噪聲主要由發(fā)射結(jié)產(chǎn)生。第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五二、晶體管的噪聲散彈噪聲分配噪聲閃爍噪聲熱噪聲由于基區(qū)中IC、IB分配比例的隨機(jī)變化，造成在IC在靜態(tài)值上下起伏變化所引起的噪聲。表現(xiàn)為IE的起伏。一般認(rèn)為由于晶體管清潔處理不好或有缺陷引起。

其頻譜集中在約1kHz以下，且功率譜密度于頻率成反比。因此，也稱為低頻噪聲或1/f噪聲。

對低頻放大器影響較大。閃爍噪聲也存在于電阻等耗能元器件中。第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五二、晶體管的噪聲散彈噪聲分配噪聲閃爍噪聲熱噪聲晶體管三個(gè)中性區(qū)體電阻、相應(yīng)的引線電阻等產(chǎn)生的電阻熱噪聲。rbb’的影響較大，其它的通常可略。第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五三、場效應(yīng)管的噪聲結(jié)型場效應(yīng)管的主要為溝道電阻熱噪聲溝道中載流子不規(guī)則熱運(yùn)動而產(chǎn)生，類似電阻熱噪聲絕緣珊場效應(yīng)管的主要為1/f

噪聲一般場效應(yīng)管的噪聲比晶體管的小第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.4.2電阻熱噪聲的計(jì)算略第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.4.3

噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)>1噪聲系數(shù)越小，說明放大器內(nèi)部噪聲越小第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期五2.4.