晶体管及其小信号放大(4)
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高频小信号放大器工作原理高频小信号放大器是一种广泛应用于电子设备中的放大电路,它能够将输入的小信号放大到更高的幅度,以实现信号的传输和处理。
本文将介绍高频小信号放大器的工作原理和特点。
一、工作原理高频小信号放大器的工作原理基于晶体管的放大特性。
晶体管是一种半导体器件,常用的有双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)两种。
这两种晶体管的工作原理略有不同,但都能实现信号的放大功能。
以双极性晶体管为例,高频小信号放大器一般采用共射极放大电路。
在这种电路中,输入信号通过耦合电容进入晶体管的基极,通过电流放大作用,输出信号从晶体管的集电极获取。
当输入信号进入晶体管的基极时,根据输入电压的变化,晶体管的基极电流也会相应地发生变化。
这导致晶体管的发射极电流发生变化,进而影响集电极电流。
通过适当的偏置电路,可以使晶体管工作在放大状态。
输出信号从晶体管的集电极获取,经过耦合电容进入负载电阻,最终输出到外部电路。
由于晶体管的放大特性,输入的小信号经过放大后,输出信号的幅度会大大增加,实现了信号的放大功能。
二、特点1. 高频特性:高频小信号放大器能够在高频范围内工作,通常可达到数百MHz甚至几GHz。
这使得它在无线通信、雷达、电视等领域得到广泛应用。
2. 小信号放大:高频小信号放大器主要用于放大小幅度的信号。
由于晶体管的放大特性和适当的偏置电路,它能够将微弱的输入信号放大到足够的幅度,以便后续的信号处理和传输。
3. 线性特性:高频小信号放大器通常要求具有良好的线性特性,即输入和输出之间的关系应该是线性的。
这样才能更好地保持信号的原始信息,并避免失真和干扰。
4. 稳定性:高频小信号放大器要求具有良好的稳定性,能够在不同的工作条件下保持一致的放大性能。
为了实现稳定性,通常需要采取一些措施,如负反馈和温度补偿等。
5. 噪声特性:高频小信号放大器的噪声特性对于信号处理和传输至关重要。
为了降低噪声,可以采用低噪声晶体管、降噪电路和屏蔽技术等手段。
高频电子线路习题及答案高频电子线路习题一、填空题1. 在单级单调谐振放大器中,谐振时的电压增益 Kvo=有载 QL=,通频带 BW0.7=,矩形系数 K0.1 为。
2. n 级同步单调谐振放大器级联时,n 越大,则总增益越,通频带越,选择性越。
3. 工作在临界耦合状态的双调谐放大器和工作在临界偏调的双参差放大器的通频带和矩形系数是相同的,和单级单调谐放大器相比,其通频带是其倍,矩形系数则从减小到。
4. 为了提高谐振放大器的稳定性,一是从晶体管本身想办法,即选Cb’c的晶体管;二是从电路上设法消除晶体管的反向作用,具体采用法和法。
5. 单级单调谐放大器的谐振电压增益 Kvo=QL=,通频带 BW0.7=。
,有载6. 晶体管在高频线性运用时,常采用两种等效电路分析,一种是,另一种是。
前者的优缺点是。
7. 晶体管低频小信号放大器和高频小信号放大器都是线性放大器,它们的区别是。
8. 为了提高谐振放大器的稳定性,在电路中可以采用法和法,消除或削弱晶体管的内部反馈作用。
9. 晶体管的 Y 参数等效电路中, Yre 的定义是,称为,它的意义是表示的控制作用。
10. 晶体管的 Y 参数等效电路,共有 4 个参数,Y 参数的优点是便于测量。
其中 Yfe 的意义是表示。
11. 晶体管高频小信号放大器与低频小信号放大器都是放大器,结构上的区别是前者包含有后者没有的,具有带通特性的。
12. 对小信号调谐放大器的要求是高、好。
13. 丙类高频功率放大器又称为____________功率放大器,常在广播发射系统中用作____________级。
14. 按照通角θC 来分类,θC=180 的高频功率放大器称为_____类功放; C <90 的高频功率放大器称为_____类功放。
15. 功率放大器的工作状态按照集电极电流的通角θC 的不同可分为四类:当θC= ______时,为_____类:当θC=_____时,为_____类;当θC<____时为____类;当____< θC<____时,为_____类。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:电子1001班指导教师:韩屏工作单位:信息工程学院题目:晶体管中频小信号选频放大器设计初始条件:具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。
要求完成的主要任务:1.采用晶体管或集成电路完成一个调幅中频小信号放大器的设计;2.放大器选频频率f0=455KHz,最大增益200倍,矩形系数不大于5;3.负载电阻R L=1KΩ时,输出电压不小干0.5V,无明显失真;4.完成课程设计报告(应包含电路图,清单、调试及设计总结)。
时间安排:1.2013年12月10日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求;课设答疑事项。
2.2013年12月11日至2013年12月26日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课程设计报告撰写。
3. 2013年12月27日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (I)Abstract (II)一、绪论 (1)二、中频小信号放大器的工作原理 (2)三、中频选频放大器的设计方案 (3)3.1 稳定性分析 (3)3.2 提高放大器稳定性的方法 (4)3.3中频选频放大 (5)3.4 信号负反馈 (6)四、电路仿真与分析 (7)4.1 multisim仿真软件简介 (7)4.2 中频选频放大部分仿真 (7)五、实物制作及调试 (9)六、个人体会 (12)参考文献 (13)附录I 元件清单 (14)附录II总电路图 (15)摘要本文对中频小信号选频放大器的工作原理进行了详细解析,通过对放大器的性能分析,确定最佳制作方案。
通过multisim的仿真分析,按照设计要求,来确定最佳参数,并利用其他相关电路来调试放大电路,解决了放大电路中自激振荡问题和调谐准确的问题。
现有的很多小信号放大电路都是由晶体管或MOS管的放大电路构成,其功率有限,不能把电路的功率做得很大。
随着现代逆变技术的逐步成熟,尤其是SPWM逆变技术,使信号波形能够很好地在输出端重现,并且可以做到高电压,大电流,大功率。
SPWM技术的实现方法有两种,一种是采用模拟集成电路完成正弦调制波与三角波载波的比较,产生SPWM信号;另一种是采用数字方法。
随着应用的深入和集成技术的发展,已商品化的专用集成电路(ASIC)和专用单片机(8X196/MC/MD/MH)以及DSP,可以使控制电路结构简化,集成度高。
由于数字芯片一般价格比较高,所以在此采用模拟集成电路。
主电路采用全桥逆变结构,SPWM波的产生采用UC3637双PWM控制芯片,并采用美国IR公司推出的高压浮动驱动集成模块IR2110,从而减小了装置的体积,降低了成本,提高了系统的可靠性。
经本电路放大后,信号可达3kV,并保持了良好的输出波形。
1 UC3637的原理与基本功能UC3637的原理框图如图1所示。
其内部包含有一个三角波振荡器,误差放大器,两个PWM比较器,输出控制门,逐个脉冲限流比较器等。
图1 UC3637原理框图UC3637可单电源或双电源工作,工作电压范围±(2.5~20)V,特别有利于双极性调制;双路PWM信号,图腾柱输出,供出或吸收电流能力100mA;逐个脉冲限流;内藏线性良好的恒幅三角波振荡器;欠压封锁;有温度补偿;2.5V阈值控制。
UC3637最具特色的是三角波振荡器,三角波产生电路如图2所示。
三角波参数按式(1)及式(2)计算。
I s=(1)f=(2)式中:V TH为三角波峰值的转折(阈值)电压;V s为电源电压;R T为定时电阻;C T为定时电容;I s为恒流充电电流;f为振荡频率。
图2 三角波产生电路UC3637具有一个高速、带宽为1MHz、输出低阻抗的误差放大器,既可以作为一般的快速运放,亦可作为反馈补偿运放。