3、高频谐振放大器
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任务一高频小信号谐振放大器任务引入我们知道,无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是(μV)到几毫伏(mV),而接收电路中的检波器(或鉴频器)的输入电压的幅值要求较高,最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此,我们就需要设计高频小信号放大器,完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大,即从众多的无线电波信号中,选出需要的频率信号并加以放大,而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制,以提高信号的幅度与质量。
在此,首先引入应用广泛的高频小信号谐振放大器。
任务分析高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理,与低频小信号放大电路是基本一致的。
不同的是:一是在高频小信号谐振放大器中,所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高;二是高频小信号谐振放大器的频宽是窄带(要求只放大某一中心频率的载波信号)。
因此,首先在电路组成上应将低频放大电路中的低频三极管换成具有更高截止频率的高频三极管,将集电极负载换成了LC选频网络;再是在电路分析与设计中,应重点考虑电路的高频特性与选频特性。
高频小信号谐振放大器的核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
相关知识一、高频小功率晶体管与LC并联谐振回路1.高频小功率晶体管高频小信号放大电路中采用的高频小功率晶体管与低频小功率晶体管不同,主要区别是工作截止频率不同。
低频晶体管只能工作在3MHz以下的频率上,而高频晶体管可以工作在几十到几百兆赫兹,甚至更高的频率上。
目前高频小功率晶体管工的作频率可达几千兆赫,噪声系数为几个分贝。
高频小功率晶体管的作用与低频小功率晶体管一样,工作在甲类工作状态,起电流放大作用。
2.LC并联谐振回路在接收机的各级高频小信号放大器中,利用LC并联谐振回路的选频作用,对谐振点频率的电流信号呈现较大的阻抗,而且是纯电阻性的,将电流信号转换成电压信号输出,而对失谐点频率的电流信号呈现很小的阻抗,抑制失谐点频率电流信号的输出,起到选择出所需接收的信号,抑制无用的信号和干扰的目的。
丙类高频谐振功率放大器与基极调幅实验报告一. 实验目的1.了解和掌握丙类高频谐振功率放大器的构成及工作原理。
2.了解丙类谐振功率放大器的三种工作状态及负载特性、调制特性、放大特性和调谐特性。
3. 掌握丙类谐振功率放大器的输出功率o P 、直流功率D P 、集电极效率C 测量方法。
4. 掌握用频谱仪观测信号频谱、频率及调制度的方法。
二.实验仪器及设备1.调幅与调频接收模块。
2.直流稳压电压GPD-3303D3.F20A 型数字合成函数发生器/计数器 4.DSO-X 2014A 数字存储示波器 5.SA1010频谱分析仪三.实验原理1.工作原理高频谐振功率放大器是通信系统重要的组成电路,用于发射机的末级。
主要任务是高效率的输出最大高频功率,馈送到天线辐射出去。
为了提高效率,晶体管发射结采用负偏置,使放大器工作于丙类状态(导通角θ<90O)。
高频谐振功率放大器基本构成如图1.4.1所示,丙类谐振功率放大器属于大信号非线性放大器,工程上常采用折线分析法,各级电压、电流波形如图1.4.2所示。
(a )原理电路 (b )等效电路图1.4.1 高频功率放大器图1.4.1中,晶体管放大区的转移(内部静态)特性折线方程为:()C C BE BZ i g v U =-1.4.1放大器的外电路关系为:cos BE B b m u E U t ω=+1.4.2cos CE C cm u E U t ω=-1.4.3当输入信号B BZ b u E U <+时,晶体管截止,集电极电流0C i =;当输入信号B BZ b u E U >+时,发射结导通,由式1.4.1、1.4.2和1.4.3得集电极电流C i 为:maxcos cos 1cos C C t i i ωθθ-=- 1.4.4式中,BZ U 为晶体管开启电压,C g 为转移特性的斜率。
以上分析可知,晶体管的集电极输出电流c i 为尖顶余弦脉冲,可用傅里叶级数展开为:++++=t I t I t I I t i m C m C m C C c ωωω3cos 2cos cos )(3210 1.4.5其中,0C I 为C i 的直流分量,m C I 1、2C m I 、…分别为c i 的基波分量、二次谐波分量、…。