3.1高频小信号的一些质量指标详解
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实验一高频小信号调谐放大器一、实验目的;1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理;2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。
二、实验仪器;3 实验内容及步骤(电路图、设计过程、步骤);四、实验内容和步骤实验中电路部分元器件值,R2=10KΩ, R3=1KΩ, R10=2KΩ, R12=51Ω, R13=10KΩ,R24=2KΩ, R27=5.1KΩ, R28=18KΩ, R30=1.5KΩ, R31=1KΩ, R32=5.1KΩ, R33=18KΩ, R35=1.5KΩ, W3=47KΩ, W4=47KΩ,C20=1nF, C21=10nF, C23=10nF。
(一)、单级单调谐放大器1、计算选频回路的谐振频率范围如图1-8 所示,它是一个单级单调谐放大电路,输入信号由高频信号源或者振荡电路提供。
调节电位器W3 可改变放大电路的静态工作点,调节可调电容CC2 和中周T2 可改变谐振回路的幅频特性。
谐振回路的电感量L=1.8uH~2.4uH,回路总电容C=105 pF~125pF,根据公式图1-8 单级单调谐放大器实验原理图2、检查连线正确无误后,测量电源电压正常,电路中引入电压。
实验板中,注意TP9接地,TP8 接TP10;3、用万用表测三极管Q2 发射极对地的直流电压,调节可变电阻使此电压为5V。
4、用高频信号源产生频率为10.7MHz,峰峰值约400mV 的正弦信号,用示波器观察,调节电感电容的大小,适当调节静态工作点,使输出信号V o 的峰峰值V op-p 最大不失真。
记录各数据,得到谐振时的放大倍数。
5、测量该放大器的通频带、矩形系数对放大器通频带的测量有两种方式:(1) 用扫频仪直接测量;(2) 用点频法来测量,最终在坐标纸上绘出幅频特性曲线。
此处选用以扫频仪测量在放大器的频率特性曲线上读取相对放大倍数下降为0.1 处的带宽BW0.1或0.01处的带宽BW0.01。
·30·第3章 高频小信号放大器3.1 掌握要点3.1.1 高频小信号放大器的质量指标:1. 增益:(放大系数) 电压增益: i V V A oV = (3-1) 功率增益: i 0P P P A =(3-2) 分贝表示: i 0V log 20V V A = (3-3)io p log 10P PA =(3-4)2. 通频带:放大器的电压增益下降到最大值的0.7(即1/2)倍时,所对应的频率范围称为放大器的通频带,用7.02f B ∆=表示, 2∆ f 0.7也称为3分贝带宽。
3. 选择性:从各种不同频率信号的总和(有用的和有害的)中选出有用信号,抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性,选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
① 矩形系数: 它表示对邻道干扰的抑制能力。
矩形系数 7.01.0122f f K ro ∆∆=⋅ (3-5) 7.001.0r0.0122f f K ∆∆=(3-6)② 抑制比:表示对某个干扰信号f n 的抑制能力,用d n 表示。
nv0n A Ad =(3-7)用分贝表示d n (dB) = 20 lgd n 。
A n 为干扰信号的放大倍数,A v0为谐振点f 0的放大倍数。
4. 工作稳定性:指在电源电压变化或器件参数变化时,以上三参数的稳定程度。
为使放大器稳定工作,必须采取稳定措施,即限制每级增益,选择内反馈小的晶体管,应用中和或失配方法等。
5. 噪声系数: )()(no so ni si F 输出信号噪比输入信号噪比P /P P /P N = N F 越接近1越好·31·3.1.3 晶体管高频小信号等效电路与参数高频小信号放大器由于信号小,可以认为它工作在管子的线性范围内,常采用有源线性四端网络进行分析。
Y 参数等效电路和混合π等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型。
图3-5 混合π等效电路3.1.4 Y 参数等效电路与混合π等效电路参数的转换:将图3-4与图3-5等效可推导出用混合π参数表示的Y 参数:e'b bb e 'b V ie Y 'r Y v I y +==10112;)173(- e'b 'bb V fe Y r g I I y +===1m0122;)183(-其中)C C (j Y c b e b e b '''+=ω 'e'b 'bb c'b V re Y r C j v Iy +-===10211ω ;)193(-)1(10221'e'b 'bb 'bb m c 'b V oe Y r r g C j I Iy ++===ω ;)203(-其中e 'b 'e 'b C j Y ω=若已知ω,从手册上查得r bb '、C b 'e '、C b 'e 等参数由此可求得y ie 、y re 、y fe 、y oe ,求得这些参数对计算实际电路是很有用的。
第三章 思考题与习题3.1 高频小信号放大器采用 LC 谐振回路 作为负载,所以分析高频小信号放大器常采用 Y 参数 等效参数电路进行分析,而且由于输入信号较弱,因此放大器中的晶体管可视为 线性元件 。
高频小信号放大器不仅具有放大作用,还具有 选频滤波的功能 。
衡量高频小信号放大器选择性的两个重要参数分别是 通频带 和 矩形系数 。
3.2 单级单调谐回路谐振放大器的通频带0.7BW =ef Q ,矩阵系数0.1r k = 9.95 。
3.3 随着级数的增加,多级单调谐放大器的(设各级的参数相同)增益 增加 ,通频带 变窄 ,矩阵系数 减小 ,选择性 变好 。
3.4 试用矩形系数说明选择性与通频带的关系。
放大器的矩形系数定义为:0.70.10.1r BW k BW =,通频带0.7BW ,显然通频带越宽,矩形系数越大,选择性越差。
3.5 影响谐振放大器稳定性的因素是什么?反馈导纳的物理意义是什么?解:影响谐振放大器稳定性的因素是内部反馈b c C ',输出信号通过该电容反馈回到输入端,将会使放大器性能指标变差,严重时会使放大器产生自激振荡。
反馈导纳re Y 又称为反向传输导纳,其物理意义是输入端短路时,输出电压与其在输入端产生的电流的大小之比。
3.6 在工作点合理的情况下,图3.2.5(b )中的三极管能否用不含结电容的小信号等效电路等效?为什么?解:不能用不含结电容的小信号等效电路等效,因为结电容对电路是否有影响,与静态工作点无关,而是与放大器的工作频率有关,只有在低频工作的情况下,结电容的影响才能够忽略,此时才能用不含结电容的小信号等效电路等效。
3.7 说明图3.2.5(b )中,接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标有何影响? 解:接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标的影响体现在对回路阻抗的影响和对放大倍数的影响上,合理的选择接入系数的大小,可以达到阻抗匹配,使放大倍数最大,传输效果最佳。
高频小信号放大器的主要技术指标一、引言高频小信号放大器是现代电子通信系统中的重要组成部分,它用于放大微弱的高频信号,以便在电信、广播、无线通信等领域中进行数据传输和通信。
本文将详细讨论高频小信号放大器的主要技术指标及其影响因素,以及如何优化这些指标以提高放大器的性能。
二、频率响应频率响应是高频小信号放大器的重要技术指标之一。
它描述了放大器对不同频率信号的增益特性。
在设计放大器时,需要保证频率响应尽可能平坦,以便在整个频率范围内都能够实现高增益。
频率响应的平坦度可以通过调整电路的带宽和谐振频率来实现,同时还需要考虑放大器的稳定性和噪声特性。
1. 带宽带宽是指放大器能够放大信号的频率范围。
在设计放大器时,需根据实际应用需求选择适当的带宽。
带宽的选择取决于信号频率范围和需要放大的信号的带宽。
2. 谐振频率谐振频率是指放大器在谐振状态下的工作频率。
谐振频率取决于放大器的电感和电容参数,通过调整这些参数可以改变谐振频率。
谐振频率的选择与应用场景密切相关,不同的应用可能需要不同的谐振频率。
三、增益增益是高频小信号放大器另一个重要的技术指标,它描述了放大器对信号的放大倍数。
增益的大小直接影响到放大器的灵敏度和信噪比。
1. 功率增益功率增益是指放大器输出功率与输入功率之间的比值。
放大器的功率增益越大,表示放大器将输入信号放大得更强,提高了信号传输的距离和可靠性。
2. 电流增益电流增益是指放大器输出电流与输入电流之间的比值。
电流增益反映了放大器对信号电流的放大效果,也是判断放大器性能优劣的重要指标之一。
3. 电压增益电压增益是指放大器输出电压与输入电压之间的比值。
电压增益决定了放大器对信号电压的放大倍数,也是评估放大器性能的关键指标。
四、线性度线性度描述了放大器输出信号与输入信号之间的线性关系,也反映了放大器的失真程度。
线性度越高,表示放大器输出的信号与输入信号的关系越接近直线,失真越小。
1. 非线性失真非线性失真是指放大器输出信号与输入信号之间的偏离程度。