高频小信号谐振放大器.ppt

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小信号放大器-高频电子电路2.2.217页PPT

小信号放大器-高频电子电路2.2.217页PPT

负载和回路之间采用了变
压器耦合,接入系数
p2

u54 u31

N1 N
晶体管集、射回路与振荡回路之间 采用抽头接入,接入系数
p1

u21 u31

N2 N
+3 5
+C
L
u31
2
+
4 yL u54
yie
yreuce
yfeube
yoeu21
-
1
-
-
二、放大器性能参数分析:
1 . 放 大 器 输 入 导 纳 Y i ib
休息1 休息2
3 电压增益
解 法 一 :
利用上述求解输入导
纳的方法,把振荡回 路折合到晶体管集电 极回路的等效电路
uou54p2u31
+
iS YS
yie
ube
yreuce
-
uceu21p1u31
有uo

p2 p1
uce
如 右 图 所 示 :
uce

yfe yoeYL
ube
故 可 得Auu uo i
的 缺 点 。
休息1 休息2
二、多级单调谐放大器
若 单 级 放 大 器 的 增 益 不 能 满 足 要 求 , 就 要 采 用 多 级 放 大 器 设 放 大 器 有 n级 , 各 级 的 电 压 增 益 分 别 为 A u1,A u2,A u3 A un ,
则 总 电 压 增 益 A n为 : A nA u 1A u2A u3 A un
1 2 直 高 流 e 频 偏 交 置 Y流 i电 e 等 路 效 电 YR 工 路 fee作 U为 ·R c点 e射 b1Y、 , 极 oeR C 负 b Cb2、 反 为 C 馈 基 e偏 为 1e极 )置 旁 、分 1g电 路 压 o旁阻 电 式 4, 容 路偏 稳 。 置 电定 Y电 L静 容阻 态 , ,耦

《高频小信号放大器》课件

《高频小信号放大器》课件

3
集成电路设计
利用集成电路技术,将放大器等组件集成到单个芯片上。
实现
PCB布局
优化电路的物理布局,以提高性 能和减少干扰。
结构优化
通过改进放大器的电路结构,进 一步提高性能和稳定性。
System-on-chip
利用现代集成电路设计技术,将 放大器功能集成到更大的系统中。
实例
低噪声放大器
专门设计用于音频处理等对信 号质量要求高的应用。
根据输入信号和输出 信号的比值计算放大 器的增益。
带宽计算
确定放大器能够工作 的频率范围。
噪声计算
评估放大器引入的噪 声水平。
阻抗匹配
确保放大器输入/输出 与周围电路之间的阻 抗匹配。
设计
1
线性设计方法
通过分析放大器的线性特性,进行电路设计和参数选择。
2
非线性设计方法
针对特定的应用要求,设计具有非线性特性的放大器电路。
高增益放大器
提供高增益的放大器,用于需 要放大微弱信号的应用。
差分放大器
用于抑制共模噪声,提高信号 传输的可靠性。
结论
高频小信号放大器是电子设备中重要的组成部分,具有广泛的应用领域。通 过了解放大器的原理、参数和设计方法,可以提高电路性能和稳定性,实现 更好的信号放大效果。
未来,随着集成电路技术的不断发展,高频小信号放大器将继续在各个领域 发挥重要作用。
作用与应用领域
作用
放大小信号,增加信号的强度。
应用领域
通信、无线电、音频等领域。
原理
1
放大器基本结构
由放大元件、电源和输入/输出端口组成
小信号模型
2
的电路。
通过分析放大器中的小信号行为,得到

高频小信号谐振放大器ppt课件

高频小信号谐振放大器ppt课件

Zp
Rp
12
ZP
Rp
p tg1
电感性
电容性
讨论:
o
( 1 )当 <o, 即 L 1 C < 0 有 0

p 0 并联 LC 谐振回路呈电感性
( 2 )当 > o, 即 L 1 C > 0 有 0
p 0 并联 LC 谐振回路呈电容性
结 论 : Q 值 越 大 频 带 越 窄 , 回 路 损 耗 越 小 。
ui 1
u io 1
2
o

9 信号源内阻及负载对回路的影响
当 考 虑 到 信 号 源 内 阻 R s 及 负 载 R l 对 回 路 的 影 响 时
并联谐振回路的有载 Q 值:
QL

Rs
//Rp //
oL
RL
空载时的 Q 值
电 容 支 路 电 流 :
= ic u ijo C jo Cp iiRjQ i i
8 通频带
定 义 : 在并联谐振回路中
令:ui 1 1 所 对 应 的 频 率 范 围 。
uio
2
12
由定义可得: Q 20.7 1
o

B 20.7
o
Q

fo Q
Q L f0B ' 1 1 0 60 .5 16 0 20
QL0LRp∥ R并 = RR 并 并 RR pp
将已知条件带入,可得:
R并7.97k
回路阻抗
C
L
C
L
RS
RS iS
uS R
R
ZP
( R jL ) 1

高频小信号谐振放大器

高频小信号谐振放大器
放大器在放大信号的同时也会放大噪声,因此需 要考虑其噪声系数,以确保信号质量。
动态范围
动态范围是指放大器能够处理的信号幅度范围, 高频小信号谐振放大器的动态范围通常较小。
稳定性分析
稳定性
01
高频小信号谐振放大器的稳定性是一个重要指标,需要分析其
在不同工作条件下的稳定性表现。
稳定性因素
02
影响高频小信号谐振放大器稳定性的因素包括温度、电源电压、
材料选择
选用具有低温度系数的元件和材料,提高放大器 的热稳定性。
05
实际应用与案例分析
无线通信系统中的应用
无线通信系统中的信号传输需要经过 多个中继站,而每个中继站都离不开 高频小信号谐振放大器的应用。
在无线通信系统中,高频小信号谐振 放大器主要应用于基站、中继站和移 动终端等设备中,是实现无线通信的 关键元件之一。
在雷达系统中,高频小信号谐振放大器主要应用于发射机和接收机中,是实现雷达 探测的关键元件之一。
卫星通信系统中的应用
卫星通信系统由于其覆盖范围广、传输距离远等特点,被 广泛应用于国际通信、军事通信等领域,而高频小信号谐 振放大器在其中也发挥了重要的作用。
高频小信号谐振放大器能够将卫星接收到的微弱信号进行 放大,提高信号的传输质量和距离,保证卫星通信系统的 稳定性和可靠性。
应用场景
01
02
03
通信系统
用于接收微弱的高频信号, 如无线电广播、卫星通信 等。
雷达系统
用于检测和跟踪目标,如 军事雷达、气象雷达等。
导航系统
用于接收和放大GPS等导 航信号,实现精确定位。
02
谐振放大器的基本结构
输入和输出匹配网络
输入匹配网络

高频小信号放大器课件

高频小信号放大器课件
根据放大器性能指标和实际应 用需求,选择合适的电路形式 ,如共射、共基、共集等。
设计电路元件参数
根据电路形式和性能指标,设 计电路中电阻、电容、电感等 元件的参数值。
仿真验证
使用仿真软件对设计的高频小 信号放大器进行性能仿真验证
,确保满足设计要求。
元件选择与匹配
元件选择
01
根据电路设计要求,选择合适的电阻、电容、电感等元件,确
高增益与低噪声
研发具有高增益和低噪声的高频小信号放大器, 提高信号的信噪比。
宽带与高线性度
研发具有宽带和高线性度的高频小信号放大器, 提高信号的频率响应和线性度。
高稳定性与可靠性
提高高频小信号放大器的稳定性和可靠性,确保 其在各种环境下的正常工作。
感谢您的观看
THANKS
要求。
优化调整
根据调试结果,对电路参数或元件 进行优化调整,进一步提高放大器 的性能指标。
可靠性测试
对调试和优化后的高频小信号放大 器进行可靠性测试,确保在实际应 用中具有稳定可靠的性能表现。
05
高频小信号放大器常见问 题与解决方案
噪声问题
01
总结词
噪声问题是高频小信号放大器中常见的问题之一,它会影响信号的清晰
高频小信号放大器课件
目录
• 高频小信号放大器概述 • 高频小信号放大器分类 • 高频小信号放大器性能指标 • 高频小信号放大器设计 • 高频小信号放大器常见问题与解决方案 • 高频小信号放大器发展趋势与展望
01
高频小信号放大器概述
定义与特点
总结词
高频小信号放大器是一种电子设备,用于放大微弱的高频信 号。
稳定性问题
总结词
稳定性问题是指高频小信号放大器在工作过程中,由于外部干扰或内部参数变化等原因, 导致放大器性能不稳定,输出信号失真或振荡。

小信号谐振放大器稳定性-推荐精选PPT

小信号谐振放大器稳定性-推荐精选PPT

CN
U12 U32
Cbc
N12 N32
Cbc
EXIT
通信电子线路
2.5 小信号调谐放大器的稳定性
I1
合 肥 工 业 大 学
I2
+
U 12
-
II1I2
+
U12jCbcU45jCN0
U 45
-
U12 ,U 45的相差1 8 00
U12 jCbc U45 jCN
CN
U12 U 45
Cbc
N12 N45
Ic Uc
yoe
yfeyre yie Ys
Y0
由于yre的存在,使得放大器的输 出导纳Yo不仅与晶体管的输出导 纳yoe有关,而且还与放大器输入 端的信号源内导纳Ys有关。
EXIT
通信电子线路
2.5 小信号调谐放大器的稳定性
二、放大器的稳定系数及稳定增益
1、放大器的稳定系数
+
./
Ui
而 通过 yre 反馈到输入端的反馈电压
N

F
yU YU re 21 N 45
YN
U21 U45
yre
EXIT
通信电子线路
2.5 小信号调谐放大器的稳定性
1. 中和法
通常 y re 的实部很小,可以忽略。
故常采用一个电容CN来抵消 虚部中的电容反馈,
中和电容
C b/c
CN
由于C re 与C b 'c有关,常用 C b 'c代替 C re
5 小信号调谐在放大晶器的体稳管定性放大,器的输出与输入之间引入一个附加的外部反馈
5 小信号调谐放大器的稳定性
共发电路在负载导纳很大的情况下,虽然电压增益减小,但电流增益仍较大;

高频电子线路-高频小信号放大器-课件

高频电子线路-高频小信号放大器-课件
似认为不能通过放大器
高频小信号放大器的指标
4 矩形系数 Kr0.1
➢ 矩形系数表征放大器选择性好坏的一个 ➢ 选择性:表示选取有用信号,抑制无用信号的能力 ➢ 理想:——矩形
Kr0.1
2f0.1 2f0.7
高频小信号放大器的指标
5 工作稳定性
➢ 指放大器的直流偏置、晶体管参数、电路元器件参数等发 生变化时,放大器主要性能的稳定程度
y11 y12U2 y21U1
U 1
I2
y22 U 2
共发射极晶体管

b
.
.
Ib
Ube

c . Ic
V
e
I b Yie U be Yre U ce I c Y fe U be Yoe U ce
.
.
Ib
Ic
b
c



. Uce
. Ube
Yie
.
Yoe .
.
U ce
Y reU ce
Y feU b e
已知 Rb1 15 k , Rb 2 6.2 k , Re 1.8k , C b C e 0.01uF , RL 5k ,工作频率 f0 10 .7 MHz ,回路电感 L13 4uH , Q0 100 , N 13 20 , N 23 6, N 45 5,晶体管在直流 工作点和工作频率为 10 .7 MHz 时的参数为:
Ui=Ube; Uc即Uce;
信号源用电流源代替;
输出电压在第二级;
y y Ib
ie yreUce y feUi oe Ic
Is
Ys
U i
U c
C
35
2
L 1

小信号谐振放大器..课件

小信号谐振放大器..课件

调整参数
根据实验要求,调整 小信号谐振放大器的 增益、频率等参数。
开始实验
开启电源,调节信号 源,记录示波器上的 输出波形及数据。
数据处理
对实验数据进行处理 ,计算放大倍数、频 率响应等指标。
仿真分析方法与结果展示
建立模型
根据小信号谐振放 大器的原理,建立 相应的仿真模型。
运行仿真
运行仿真程序,观 察输出波形及数据 。
输入信号经过输入匹配网络后,进入谐振腔进行选频放大,然后经过输出匹配网络 输出到负载上。
谐振腔通过电磁场的相互作用,将输入信号的频率范围压缩到所需频段,实现高频 率、高放大倍数的放大效果。
输入和输出匹配网络的作用是减小信号源和负载对放大器性能的影响,提高整体性 能。
性能指标
增益
小信号谐振放大器对输入信号 的放大倍数。
适用于低频、宽带、高输入阻抗的场 合。
共基放大器
适用于高频、宽带、低输出阻抗的场 合。
确定放大器的增益和带宽
增益
通常由晶体管的增益决定,需要 考虑输入和输出阻抗以及电路的 拓扑结构。
带宽
由晶体管的特征频率和电路的RC 时间常数决定,需要考虑信号频 率范围和噪声性能。
选择合适的电阻器和电容器
电阻器
小信号谐振放大器的组成及
工作原理
组成
01
02
03
输入匹配网络
减小输入阻抗,实现信号 源与放大器之间的阻抗匹 配,减小信号源的负担。
谐振放大器
通过谐振腔的选频作用, 将输入信号频率范围压缩 到所需频段,提高信号增 益。
输出匹配网络
提高输出阻抗,实现放大 器与负载之间的阻抗匹配 ,减小负载的负担。
工作原理
温度稳定性考虑

第五讲 高频小信号放大器PPT课件

第五讲 高频小信号放大器PPT课件

B0.707
fo QL
(3-10)
3.1.3高频谐振放大器的稳定性
1.
反向传输导纳Yre引入的输入导纳, 记为Yir。 忽略 r bb′的影响, 则由式(3-3)、 (3-4)有
将Yoe归入负载中, 并考虑谐振频率ω0附近情况, 有
Yfe gm
Yre jC
将Yoe归入负载中, 并考虑谐振频率ω0附近情况, 有
高频集成放大器分为两种类型,一种是非选频的高 频集成放大器。它的主要应用场合是某些不需要选频功 能的设备,通常其负载是电阻或高频变压器;另一种是 选频集成放大器,应用场合是需要有选频功能的设备, 如接收机的中频放大器就是它的典型应用。为满足高增 益放大器的选频要求,集成放大器一般采用集中滤波器 来做它的选频电路。如第二章介绍的晶体滤波器、陶瓷 滤波器、声表面滤波器等都可以和高频集成放大器搭配 使用。集中选频放大器的组成如图3-10所示。
高高 高高高
高高 高高高
(a)
高高 高高高
高高 高高高
(b)
高高 高高高
图3-10 集中选频放大器组成框图
集中选频放大器以集中预选频代替了逐级选频,可以 减小晶体管参数不稳定对选频回路的影响,保证调谐放大 器指标的稳定、减小调试的难度,而且有利于充分发挥线 性集成电路的优势。
高频集成放大器的优点: 1.线路简单、性能稳定、调整方便; 2.频率特性好,有专门的滤波器来保障(窄带时用晶 体;宽带情况下用SAV)。 3.可高度集成,减小电路的体积、重量。
2. 提高放大器稳定性的方法
A.中和法
图3-5是利用中和电容Cn的中和电路。 为了抵消Yre
的反馈, 从集电极回路取一与 Uc 反相的电压Un , 通过Cn
反馈到输入端。
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噪声小:因场效应工作,管内无 载流子随机复合引起的电流分配 噪声,但沟道内存在无规热运动 的热噪声。
共源放大BV12V
作业:P61 3-7 、 3-8
*3-4、 3-5 、 3-6
3、主要性能指标
g
g
(1)电压增益:Au

UO
g
Ui
U0
p1Yfe U i
p2
Y

g

jC

1 jL
g p12goe g0 p22gie
C

p12Coe
C

p22Cie
注意:图中Yoe中包含了goe和Coe
p12 goe p12Coe p22 gie p22Cie
品质因数:Qe1

Qe2

Qe

1
g0 L

0C
g
1、电压增益
Au

p1 p2 Y fe g
g
(1 2 2 )2 4 4
谐振时:=0则:A u0

1

2
g p1
p2 g
Y fe
临界耦合:=1则有:A u0

p1 p2 Y fe 2g
2、谐振曲线:
单位谐振函数:N ( f ) Au Au 0

20 8 0.6; 20
p2

N 45 N13

3 20
0.15
回路总电导:
g g0 p12 goe p22 gie 37.2 106 0.62 200 106 0.152 2860 106 174 106 (s)
谐振电压增益:
Auo
Au0 23, 20 lg 23 ;
解:一级:BW0.7 504kHZ

K
r
0.1

9.95
27(dB)
三级:Am0 ( Au0 )3 233 12167 (增益大大提高) 20 lg Am0 20 lg12167 ; 82(dB)
1
1
(BW0.7 )3 23 1g(BW0.7 )1 23 1 504 ; 257kHZ(通带变窄)
N45=3,goe=200 μ s,Coe=7pF, gie=2860 μ s, ∣Yfe∣=45ms,φ fe=-54
度,设:Yre=0。求:Au0;Qe;C;BW0.7.
解:g0

1
Q00 L

1
100 2 10.7 106 4 106
;
37.2 106 (s)
p1
N12 N13

Am Au 0

1
=1
[1 ( 2V f Q 0.7 e )2 ]m
2
f0
[1 ( 2V f Q 0.7 e )2 ]m

2

( 2V f Q 0.7 e )2

1
2m
1
f0
f0
(BW0.7 )m (2V f0.7 )m
1
2m
1g f0

Qe
1
m 1
2m 1 (BW )1 总通带比单级要窄。
1

f
1
0
Au 0
1 ( 2V fQe )2
2
f0
g
Au
g
Au 0

p1 p2Yfe
g jC
p1 p2Yfe g
1 jL

g
g jC
1 jL
U
g0
U0
g0

j(C
1)
L
则:2V f0.7Qe =1 f0
BW0.7

2V f0.7

f0 Qe
令:N ( f )
1
=0.1
1 ( 2V f0.1Qe )2
பைடு நூலகம்f0
1 ( 2V f0.1Qe )2=100 f0
得:2V f0.1=
99 f0 Qe
Kr0.1

2V f0.1 2f0.7

99 f0 / Qe f0 / Qe
99 ; 9.95
远大于1,所以选择性很差。
例3-1、P43 已知:f0=10.7MHZ,L13=4μ H,Q0=100,N13=20,N23=8,
2
44
四、谐振放大器的稳定性
1、稳定性的意义:前面推导的增益、通频带和选择性是基于谐 振放大器稳定工作而得到的。如果放大器不能稳定工作,其性 能就会发生变化,甚至完全丧失,所以稳定性具有十分重要的 意义。
2、不稳定原因(共射电路) 反向传输导纳Yre≠0,∣ Yre ∣取决于Cb’c
g
g
当: Yre U 2 与U i 同相时,则为正反馈,
增益带宽积:
因Qe Q0所以带放大的通频带比单并联谐振回路宽。
g
Auo
BW0.7

p1 p2 Yfe g
g
f0 1
p1 p2 Yfe L02 p1 p2 Yfe L p1 p2 Yfe 为一定值。
2
2 LC
2 C
0 Lg
增益小,则带宽宽;带宽窄,则增益高。
(5)矩形系数
由部分接入等效关系:
g
g
g
U O p1Yfe U i
p1Yfe U i
p2
Y
g
jC
1
j L
g
Au = g
p1 p2Yfe
jC
1
j L
p1Yfe U i
谐振时:0C

1
0 L

谐振频率
0=


f0

1 LC
1
2 LC
Y
p1 p2 Y fe g
0.6 0.15 45 103 ; 174 106
23 (不高)
回路总电容:C= (2
1 f0 )2 L

(2
1 10.7 106 )2
4 106
(F )
;
55 pF
电容:C C ( p12Coe p22Cie ) 55 (0.62 7 0.152 18) ; 52 pF
三、双调谐放大器: (是提高放大器的选择性,解决增益和通频 带之间矛盾的有效方法之一)设两回路元件参数都相同,且L1=L2=L
总电容:C1 p12Coe ; C2 p22Cie C
总电导:go1 p12 goe ; g02 p22 gie g
谐振频率:1=2=0=
1 LC
放大器就会自激振荡。
3、提高稳定性方法 (1)减小Yre即减小Cb’c (2)从电路上消除晶体管的内部 反馈,使之单向化。 4、单向化
(1)中和法:晶体管的输出和输入端引入外部反馈电路(中和
电路),抵消内部Yre的反馈作用。 中和电容CN,使外部反馈电流与内部反馈电流相位差180度。
Cbc
C
C1
b
VT
第三节 高频小信号谐振放大器
一、单级单调谐放大器
1、电路及其特点 VT1共射组态 R1、R2、Re1:直流偏置 Cb、Ce、高频旁路 C1、L:并联谐振回路,集 电极负载,且谐振在中心频 率上,与晶体管采用自耦变 压器部分接入方式。
2、放大器的小信号等效电路 (晶体管采用导纳参数等效电路,忽略反向传输导纳Yre的影响, 信号源用IS和YS等效。)
4、矩形系数:
令:N(f)m 0.1
有:
1
=0.1
[1 ( 2V f0.1Qe )2 ]m f0
得:(2Vf0.1)m=
1
100m
1g f0 Qe
Kr0.1
1
100m
1
1
;
级数越多,m越大,K
r
越小;与理想矩形特性越接近。
0.1
2m 1
例3-2、(P43)在例3-1的电路中,若由此电路组成三级中频 单调谐放大器,求:总电压增益;总通频带和总矩形系数。
+
Y
U0
p2
-
有载Q值:Qe
0C
g
1
0 Lg
g
谐振电压增益:Au0


p1 p2Yfe g
Au0

Y fe g
Y
g
fe为复数,UO
g
与Ui
相位差:1800
fe
g
模:Au 0

p1 p2
Y fe
g
(2)谐振时功率增益:
Ap 0

p0 pi

U
2 O
场效应管优点:输入阻抗高、动态范围大、噪声系数小、抗辐射
能力强和线性范围宽。 缺点:正向传输导纳远小于晶体管
共栅放大
双栅场效应管 R5
C12 交流短路 D
C15
1MΩ
G2
接调谐电路
C11
输入高频
G1
S
R11
电视信号
R7
R8
共源—共栅级联放大器
稳定性好、增益高、
R6
R9
C14
R10 L9
高频特性好。
AGC
1弱耦合
2
1临界耦合
(1 2 2 )2 4 4 1强耦合
临界耦合(常用)=1则:N ( f )
3、通频带:BW0.7 2V f0.7
2 f0 Qe
4、矩形系数:Kr 0.1
BW0.1 BW0.7
3.15
缺点:调试较为复杂
L
CN
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