高频_小信号谐振放大器

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1、高频电路实验（一）赵琛高频小信号谐振放大器实验赵琛一、实验目的1．掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。2．掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。3．掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数，1dB压缩点）的测试方法。二、实验使用仪器1．小信号调谐放大器实验板2．200MH泰克双踪示波器3.FLUKE万用表4.模拟扫频仪（安泰信）5.高频信号源6.高频毫伏表三、实验基本原理与电路1、小信号调谐放大器的基本原理小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路，其作用是有选

2、择地对某一频率范围的高频小信号信号进行放大。所谓“小信号”，指输入信号电压一般在微伏毫伏数量级范围内，对于这种幅度范围的输入信号，放大器一半工作在线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC调谐回路）。此时放大器对谐振频率f及0附近频率的信号具有最大的增益，而对其它远离f频率的输入信号，增益很小，如图1-10所示。2、小信号调谐放大器技主要技术指标1.增益：表示高频小信号调谐放大器对输入信号的放大能力U0电压增益的定义：20log(dB)(1_1）10Ui其中输出信号和输入信

3、号的有效值分别为U，U。0i第1页共13页高频电路实验（一）赵琛图1.1高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线P0功率增益的定义：10log(dB)(1_2）10Pi其中输出信号和输入信号的功率分别为P，P。在高频和射频电路中功率的单位常用0idBm表示：dBm和mW之间的换算关系：PdBm10log()，10dBm=10mW(1_3）101mW2.通频带和选择性：通常将小信号放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所对应的输入信号频率范围定义为放大器的通频带，用B0.7表示。为衡量放大器的频率

4、选择性，通常引入参数——矩形系数K0.1，它定义为：B0.1K(1_4）0.1B0.7式中，B0.1为电压增益下降到最大值的0.1倍处的输入信号带宽，如图1.1所示。理想的电路频率选择性如图1.1的虚线所示。矩形系数越小，放大器的选择性越好，抑制邻近无用信号的能力就越强。3．稳定性：高频小信号谐振放大器能够稳定工作是首要条件。由于高频放大器的工作频率较高，根据晶体管的Y参数模型，当工作频率较高时，晶体管本身存在内反馈参数y，同fe样当工作频率较高时，需要考虑外电路元器件的引线电感和PCB布线时的板间分布

5、电容，第2页共13页高频电路实验（一）赵琛平行信号线之间的寄生电容等，此时这些参数会构成分布参数电路，此外如果电源的去耦电路设计不好，各级电源之间还会有相互串扰，都很有可能构成外部的寄生反馈回路，当满足正反馈的相位条件时，就构成了正反馈，很容易引起高频放大器的自激。即使没有引起放大器的自激，由于晶体管内反馈参数y和外部分布参数的不稳定，当环境温度变化，电源电fe压的波动，直流工作点的漂移，外部的电磁干扰，都有可能使放大器出现明显的增益变化、中心频率偏移和频率特性曲线畸变，甚至发生部分的自激振荡。因此，必须

6、采取多种措施来保证放大器的稳定，1.合理地设计外部电路的元器件布局和信号线走向、适当的降低每级放大器的增益。2.降低每级放大器初级线圈和次级线圈之间的耦合系数，减少下一级放大器输入电阻对本级的影响。3.在每级放大器的输入端串联一个阻值在几百欧范围内的电阻，对放大器的输入信号进行适当衰减和限流。4.在某些情况下可以对末级放大器进行负载失配，尽可能降低内反馈参数y的影响。5.在放大器的输入端进行阻抗匹配，使放大器的输fe入电阻和信号传输线的特征阻抗匹配。（信号传输线一般是铜轴线，特征阻抗是50欧）6.各级放大

7、器的电源相互隔离和去耦，引入电压负反馈稳定输出电压，对大功率电路和高速信号电路采取电磁屏蔽等必要的工艺措施。4．噪声系数：为了提高接收机的灵敏度，必须设法降低放大器的噪声系数。前置高频放大器一般由多级组成，降低噪声系数的关键在于减小前级电路的内部噪声。因此，在设计前级放大器时，要求采用低噪声器件，合理地设置工作点电流（一般将静态工作点电流设置较小，目的是减少电路的噪声），适当的限制输入信号带宽，目的是减少等效噪声带宽等，使放大器在尽可能高的功率增益下噪声系数最小。5．输入信号的动态范围：VinPinmax

8、max输入信号的动态范围定义为：20log（dB）或者10log(1_5）1010VinPinminminVin和Vin分别表示小信号放大器正常工作时所允许的输入信号幅度的最大有效值和maxmin最小有效值。Pin，Pin分别表示小信号放大器正常工作时所允许的最大输入信号功maxmax率的和最小输入信号功率。通常输入信号功率的下限主要由电路的噪声系数决定。为使输入信噪比不至于过低，以第3页共13页高频电路实验（一）赵琛避免输入