高頻_小信號(hào)諧振放大器

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1、高頻電路實(shí)驗(yàn)（一）趙琛高頻小信號(hào)諧振放大器實(shí)驗(yàn)趙琛一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的工作原理和基本電路結(jié)構(gòu)。2．掌握高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的調(diào)試方法。3．掌握高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)（電壓放大倍數(shù)，通頻帶，矩形系數(shù)，1dB壓縮點(diǎn)）的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)使用儀器1．小信號(hào)調(diào)諧放大器實(shí)驗(yàn)板2．200MH泰克雙蹤示波器3.FLUKE萬(wàn)用表4.模擬掃頻儀（安泰信）5.高頻信號(hào)源6.高頻毫伏表三、實(shí)驗(yàn)基本原理與電路1、小信號(hào)調(diào)諧放大器的基本原理小信號(hào)調(diào)諧放大器是構(gòu)成無(wú)線電通信設(shè)備的主要電路，其作用是有選

2、擇地對(duì)某一頻率范圍的高頻小信號(hào)信號(hào)進(jìn)行放大。所謂“小信號(hào)”，指輸入信號(hào)電壓一般在微伏?毫伏數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)，對(duì)于這種幅度范圍的輸入信號(hào)，放大器一半工作在線性范圍內(nèi)。所謂“調(diào)諧”，主要是指放大器的集電極負(fù)載為調(diào)諧回路（如LC調(diào)諧回路）。此時(shí)放大器對(duì)諧振頻率f及0附近頻率的信號(hào)具有最大的增益，而對(duì)其它遠(yuǎn)離f頻率的輸入信號(hào)，增益很小，如圖1-10所示。2、小信號(hào)調(diào)諧放大器技主要技術(shù)指標(biāo)1.增益：表示高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器對(duì)輸入信號(hào)的放大能力U0電壓增益的定義：20?log(dB)(1_1）10Ui其中輸出信號(hào)和輸入信

3、號(hào)的有效值分別為U，U。0i第1頁(yè)共13頁(yè)高頻電路實(shí)驗(yàn)（一）趙琛圖1.1高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的頻率選擇特性曲線P0功率增益的定義：10?log(dB)(1_2）10Pi其中輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的功率分別為P，P。在高頻和射頻電路中功率的單位常用0idBm表示：dBm和mW之間的換算關(guān)系：PdBm?10?log()，10dBm=10mW(1_3）101mW2.通頻帶和選擇性：通常將小信號(hào)放大器的電壓增益下降到最大值的0.707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)頻率范圍定義為放大器的通頻帶，用B0.7表示。為衡量放大器的頻率

4、選擇性，通常引入?yún)?shù)——矩形系數(shù)K0.1，它定義為：B0.1K?(1_4）0.1B0.7式中，B0.1為電壓增益下降到最大值的0.1倍處的輸入信號(hào)帶寬，如圖1.1所示。理想的電路頻率選擇性如圖1.1的虛線所示。矩形系數(shù)越小，放大器的選擇性越好，抑制鄰近無(wú)用信號(hào)的能力就越強(qiáng)。3．穩(wěn)定性：高頻小信號(hào)諧振放大器能夠穩(wěn)定工作是首要條件。由于高頻放大器的工作頻率較高，根據(jù)晶體管的Y參數(shù)模型，當(dāng)工作頻率較高時(shí)，晶體管本身存在內(nèi)反饋參數(shù)y，同fe樣當(dāng)工作頻率較高時(shí)，需要考慮外電路元器件的引線電感和PCB布線時(shí)的板間分布

5、電容，第2頁(yè)共13頁(yè)高頻電路實(shí)驗(yàn)（一）趙琛平行信號(hào)線之間的寄生電容等，此時(shí)這些參數(shù)會(huì)構(gòu)成分布參數(shù)電路，此外如果電源的去耦電路設(shè)計(jì)不好，各級(jí)電源之間還會(huì)有相互串?dāng)_，都很有可能構(gòu)成外部的寄生反饋回路，當(dāng)滿足正反饋的相位條件時(shí)，就構(gòu)成了正反饋，很容易引起高頻放大器的自激。即使沒(méi)有引起放大器的自激，由于晶體管內(nèi)反饋參數(shù)y和外部分布參數(shù)的不穩(wěn)定，當(dāng)環(huán)境溫度變化，電源電fe壓的波動(dòng)，直流工作點(diǎn)的漂移，外部的電磁干擾，都有可能使放大器出現(xiàn)明顯的增益變化、中心頻率偏移和頻率特性曲線畸變，甚至發(fā)生部分的自激振蕩。因此，必須

6、采取多種措施來(lái)保證放大器的穩(wěn)定，1.合理地設(shè)計(jì)外部電路的元器件布局和信號(hào)線走向、適當(dāng)?shù)慕档兔考?jí)放大器的增益。2.降低每級(jí)放大器初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的耦合系數(shù)，減少下一級(jí)放大器輸入電阻對(duì)本級(jí)的影響。3.在每級(jí)放大器的輸入端串聯(lián)一個(gè)阻值在幾百歐范圍內(nèi)的電阻，對(duì)放大器的輸入信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)衰減和限流。4.在某些情況下可以對(duì)末級(jí)放大器進(jìn)行負(fù)載失配，盡可能降低內(nèi)反饋參數(shù)y的影響。5.在放大器的輸入端進(jìn)行阻抗匹配，使放大器的輸fe入電阻和信號(hào)傳輸線的特征阻抗匹配。（信號(hào)傳輸線一般是銅軸線，特征阻抗是50歐）6.各級(jí)放大

7、器的電源相互隔離和去耦，引入電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，對(duì)大功率電路和高速信號(hào)電路采取電磁屏蔽等必要的工藝措施。4．噪聲系數(shù)：為了提高接收機(jī)的靈敏度，必須設(shè)法降低放大器的噪聲系數(shù)。前置高頻放大器一般由多級(jí)組成，降低噪聲系數(shù)的關(guān)鍵在于減小前級(jí)電路的內(nèi)部噪聲。因此，在設(shè)計(jì)前級(jí)放大器時(shí)，要求采用低噪聲器件，合理地設(shè)置工作點(diǎn)電流（一般將靜態(tài)工作點(diǎn)電流設(shè)置較小，目的是減少電路的噪聲），適當(dāng)?shù)南拗戚斎胄盘?hào)帶寬，目的是減少等效噪聲帶寬等，使放大器在盡可能高的功率增益下噪聲系數(shù)最小。5．輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍：VinPinmax

8、max輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍定義為：20log（dB）或者10log(1_5）1010VinPinminminVin和Vin分別表示小信號(hào)放大器正常工作時(shí)所允許的輸入信號(hào)幅度的最大有效值和maxmin最小有效值。Pin，Pin分別表示小信號(hào)放大器正常工作時(shí)所允許的最大輸入信號(hào)功maxmax率的和最小輸入信號(hào)功率。通常輸入信號(hào)功率的下限主要由電路的噪聲系數(shù)決定。為使輸入信噪比不至于過(guò)低，以第3頁(yè)共13頁(yè)高頻電路實(shí)驗(yàn)（一）趙琛避免輸入