通信电子电路第二章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,通信电子电路,第二章,高频小信号选频放大器,一 选频,二 放大,2.2,小信号放大器,主要性能指标,一,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。如电压增益用,A,v,(,j,),，,互阻增益用,A,r,(,j,),等。,二,通频带,(,带宽,):,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,BW,0.7,表示，如图,2-2-1,（,b,）,所示,2.2,小信号放大器,主要性能指标,三,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。理想条件下，选频放大器应该对通频带以内的各种信号频谱分量具有相同的放大作用，而对通频带以外的信号则应完全抑制。,2.2,小信号放大器,主要性能指标,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。一般不稳定的现象有增益变化、中心频率偏移、通频带变窄、频率特性曲线畸变等。,2.2,小信号放大器,主要性能指标,五噪声系数,:,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。,2.3 LC,谐振网络,2.3.1,串联谐振回路,串联谐振回路的谐振频率，品质因数,2.3.2,并联谐振回路,2.3.3,晶体管的高频等效电路（,y,参数）,概述,在低频电子电路中、我们讨论了混合,等效,电路，它从模拟晶体管的物理机理出发，用集中参数元件,r,C,和受控源来表示管内的复杂关系，这种等效电路，称为物理等效，它的优点是，各元件参数的物理意义明确，在较宽的频带内基本上与频率无关。缺点是，随器,件不同而有不少的差别，分析测量不方便，因此混合,等效电路较适合分析宽带放大器。,Y,参数模型是从测量和使用出发，把晶体管看作一个有源线性四端网络，用一组网络参数来构成其等效电路，这种等效称为形式等效,。它的优点是导出的的表达式具有普遍意义，分析和测量方便，缺点是网络参数与频率有关。,设图,B-1,（,a,）,所示三极管的交流小信号伏安关系为：,2.3.3,晶体管的高频等效电路（,y,参数,),设图,B-1,（,a,）,所示三极管的交流小信号伏安关系为：,2.3.3,晶体管的高频等效电路（,y,参数,),y,ie,输出交流短路时的,输入导纳,；,y,re,描述了三极管的输出电压对输入的内部反馈作用，即输入交流短路时的,反向传输导纳,；,y,fe,描述了输入电压对输出电流的正向控制作用，即输出交流短路时的,正向传输导纳,；,y,oe,输出等效导纳，即输入交流短路时的,输出导纳,。,2.3.3,晶体管的高频等效电路（,y,参数,)Y,参数与混合,模型的等效：,r,b,e,r,ce,c,b,c,c,b,e,r,bb,b,c,e,g,m,v,b,e,b,i,b,i,c,2.3.3,晶体管的高频等效电路（,y,参数,),若考虑到,c,be,c,bc,，,并且,r,bb,可以忽略不计，则上述表达式就可以简化为：,(,后面分析先假设,y,re,=0),2.4,单调谐放大器,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。,2.4,单调谐放大器,将,三极管用,y,参数等效：,2.5.1,参差调谐的选频放大单元,参差放大器的交流通路：,2.5.2,双调谐回路的选频放大器,互感,回路选频放大器：,2.6,其他选频电路（集中滤波器）,陶瓷滤波器,陶瓷滤波器是陶瓷材料,(,锆钛酸铅,),制成。工作原理都是利用这些材料的压电效应，产生机械形变和电场间的相互转变，使绝缘材料用到了交变流路中。,特点：,Q,比通常电感元件高、所以滤波带内衰减小，带外衰减大，矩形系数也较小。,石英晶体滤波器,原理与陶瓷滤波器基本相同。,（振荡器后面部分介绍原理）,两种滤波器均可用下图的电路,进行等效。,特点：品质因数高，带宽窄。,2.6,其他选频电路（集中滤波器,),声表面滤波器：,(SAW surface Acoustic Wave),声波在固体介质传播的速度大约为光速的十万分之一，因此同样频率的信号以声波传播时，其波长为自由空间电波长的十万分之一。,f=30Mhz,0,=10m,的信号，其声波波长仅为,0.1mm,。,当对指形电极的间距为声波波长的二分之一时，相邻对指激起的声波将在另一端同向相加。这是因为相邻指间激起的电场相反，而传播延迟了半个波长。在偏离中心的频率的另一频率上，由于传播引起的相位差，多对指在输出端的合成信号互相抵消。这就产生了频率选择。,特点：工作频率广。（几兆赫到几千兆赫）,相对带宽较宽，便于微型化和集成化。,带内插入衰减大（最突出的缺点）,矩形系数可以做到,1.1-2,。,2.6,其他选频电路（集中滤波器,声表面器的结构示意图和符号2.7,小信号选频放大器的稳定性问题,讨论谐振放大器时，已经假定反向传输导纳,y,re,=0,，,即晶体管单向工作，输入电压可以控制输出电流，而输出电压不影响输入。实际,y,re,0,，,即输出电压可以反馈到输入端，引起输入电流的变化，从而引起放人器上作不稳定。如果这个反馈足够大，且在相位上满足正反馈条件，则会出现自激振荡。为了提高放大器的稳定件，通常从两个方面着手：,一是从晶体管本身想办法，减小其反向传输导纳,y,re,的大小，,y,re,的大小上要取决于集电极与基电极问的结电容,c,bc,二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它简单化。具体方法有,中和法和失配法,。,2.7,小信号选频放大器的稳定性问题,中和法电路原理：反馈可以认为主要由,C,bc,引起，可以加一个电容,C,N,，,使通过,C,bc,和,C,N,的,电流相位相差,180,0,从而相互抵消。通常在输出端加一个反相耦合变压器。（只对某个频率能完全中和）,2.7,小信号选频放大器的稳定性问题,失配法是通过增大负载电导,Y,L,，,进而增大总回路电导,，,使输出电路严重失配，输出电压相应减小，从而反馈到输人端的电流减小，对输入端的影响也就减小。可见，失配法足用牺牧增益而换取电路的稳定；,用两只晶体管按共射,共这方式连接成复合管是经常采用的失配法如图其结构原理图：用于共基电路的输人导纳较大，当它和输出导纳较小的共射电路连接时，相当于使共射电路的负载导纳增大而失配，从而使共射晶体管内部反馈减弱，稳定性大大提高。,高频小信号选频放大器,放大部分 同步调谐 稳,高频小信号 单级 定,选频放大器 调谐 性,选频部分,LC,谐振网络 放大 参差调谐,陶瓷滤波器 器 （双调谐 ）,石英晶体滤波器,声表面滤波器,