第二章 高频小信号选频放大器.pptVIP

通信电子电路 何丰 主编 重庆邮电学院 人民邮电出版社 第二章 高频小信号选频放大器的结构与电路 2.1 概述 2.2 主要性能指标和基本单元电路 2.3 较理想的小信号选频放大电路模型 2.4 小信号谐振放大器的稳定性问题 2.5信号与电路及结构 第二章高频小信号选频放大器的结构与电路 本章讲的高频小信号选频放大器就是其中之一， 除此以外，还有第八章的限幅放大器， 第九章的锁相环滤波电路等。 这些电路的共同特点是：只对共存于输入端的有用信号进行选择性处理，即它能尽可能地减少存在于同一时间、同一电路空间的无用输入信号对有用输出信号的影响 2.1 概 述 高频小信号选频放大器由放大部分和选频部分按级联方式构成。 具体分为：先放大后选频，先选频后放大，以及选频、放大、再选频的三种基本模式。 2.1 概 述 2.1 概 述 放大部分的核心元器件是增益元器件，如三极管、场效应管、集成运放或专用集成放大器等。 本章将对小信号选频放大器的主要性能指标，电路稳定性，以及具体电路的应用进行讨论。 2.2 主要性能指标和基本单元电路 常见的基本指标如下： 一．增益 增益定义为放大器的输出信号电量与输入信号电量的比值，用A加下标来表示。 图2-2-1（b）为一典型增益的幅频特性曲线。 2.2 主要性能指标和基本单元电路 2.2 主要性能指标和基本单元电路 二．通频带 通频带定义为放大器的增益比最大增益下降3dB时的上限截止频率与下限截止频率之差，用BW0.7表示， 三．选择性 选择性表示放大器对通频带以外的各种干扰信号及其噪声的滤除能力，或者说，从各种干扰中选出有用信号的能力。 2.2 主要性能指标和基本单元电路 为了评价实际幅频特性曲线接近理想矩形的程度，我们引入矩形系数K0.1来表示，其定义为： K 0.1＝BW0.1／BW0.7 （2-2-1） 式中，BW0.1是增益下降到最大值的0.1倍时的频带宽度，此频带内的频率分量能通过放大器，但不一定能被正常放大，BW0.1以外的频率分量被放大器所抑制。BW0.1和BW0.7之间的频率范围称为过渡带。 2.2 主要性能指标和基本单元电路 对于满足带宽要求的选频放大电路来说，可以采用S参数的方法来表示图2-2-1（b）的选择性。S参数定义为：过渡带内的某特定频率条件下的增益A(ω1)与通频带内的最大增益AO的比值，即： S＝A(ω1)／AO （2-2-2） 显然，S值越小的电路选择性越好。 2.2 主要性能指标和基本单元电路 四．工作稳定性 这是指选频放大器中的非线性放大元器件的偏置，交流参数，以及其它电路元件参数发生变化时，电路性能的稳定程度。 五．噪声系数 与低频放大器一样，选频放大器的输出噪声也来源于输入端和放大电路本身。噪声系数是用来反映电路本身噪声大小的技术指标。 现在以谐振回路作为负载的选频放大器，即谐振放大器为例进行分析。图2-2-2（a）是原理图，（b）是交流等效电路图。 2.2 主要性能指标和基本单元电路 2.2 主要性能指标和基本单元电路 2.2.2 以放大和选频两部分的组成结构为线索，分析图2-2-2（a）电路中各元件的作用？ 2.2.3 在工作点设置合理的情况下，图2-2-2（b）中三极管能否用不含结电容的小信号等效电路来等效。为什么？ 2.2 主要性能指标和基本单元电路 根据计算电压增益的需求可整理得图2-2-3（a）。图中n 2为下级放大器对本级谐振回路的接入系数，即电感4、5端到1、3端的变比（在全耦合下，n 2等于线圈匝比N45/N13）；gZ表示电感本身在1、3端的总等效损耗电导；yi 2为下级放大器的输入导纳；yo1为本级放大器的输出导纳。 2.2 主要性能指标和基本单元电路 考虑到PN结的结电容和极间电容，设三极管输入、输出参数为： yi 2＝g i 2＋jωCi 2 （2-2-3） y o1＝g o1＋jωC o1 （2-2-4） 为方便计算，现将电感1、2端的受控源和三极管的输出电阻等效到电感的1、3端，并最终等效为图2-2-3（b）所示电路。其中： （2-2-5） （2-2-6） 式中，n 1为三极管输出端对谐振回路的接入系数，即电感1、2端到1、3端的变