通信电路原理课件03_1.ppt
《通信电路原理课件03_1.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《通信电路原理课件03_1.ppt(47页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、3.1 引引 言言3.4 放大器的噪声放大器的噪声3.5 宽带功率放大器宽带功率放大器(*)笫笫3章章 高频放大器高频放大器3.2 晶体管的高频小信号晶体管的高频小信号 等效电路和参数等效电路和参数高频放大器的位置高频放大器的位置对高频小信号放大器的要求对高频小信号放大器的要求混合混合型型等效电路等效电路高频频率参数高频频率参数3.3 高频小信号宽带放大器高频小信号宽带放大器2023年1月8日通信电路原理23.1 引言引言3.1.13.1.1 高频放大器分类和在通信系统中的位置高频放大器分类和在通信系统中的位置高频放大器分类和在通信系统中的位置高频放大器分类和在通信系统中的位置发射机中间各级的
2、宽带功率放大器。工作于甲类或甲乙类状发射机中间各级的宽带功率放大器。工作于甲类或甲乙类状态。(态。(*)。(大信号,负载是传输线变压器。)。(大信号,负载是传输线变压器。)用于发射机末级,工作于丙类状态用于发射机末级,工作于丙类状态。(大信号非线性电路)(大信号非线性电路)大信号(发射机):大信号(发射机):高频放大器分为大信号放大器和小信号放大器两类高频放大器分为大信号放大器和小信号放大器两类高频放大器分为大信号放大器和小信号放大器两类高频放大器分为大信号放大器和小信号放大器两类3.1.13.1.1 高频放大器分类和在通信系统中的位置(续)高频放大器分类和在通信系统中的位置(续)高频放大器分
3、类和在通信系统中的位置(续)高频放大器分类和在通信系统中的位置(续)小信号(接收机)小信号(接收机):射频前端电路(射频前端电路(RF Front-End IC):):输入回路;高频放大;输入回路;高频放大;本地振荡器;混频器;中频放大器。(重点)本地振荡器;混频器;中频放大器。(重点)具有低通传输特性的负反馈控制系统(自动增益控制具有低通传输特性的负反馈控制系统(自动增益控制AGC)。高频放大和中频放大都属于高频小信号放大器。高频放大和中频放大都属于高频小信号放大器。返回返回2023年1月8日通信电路原理43.1.2 3.1.2 对高频小信号放大器的要求对高频小信号放大器的要求对高频小信号放
4、大器的要求对高频小信号放大器的要求工作频率高。目前广泛使用的工作频率高。目前广泛使用的GSM数字移动通信系统的手数字移动通信系统的手机中,为机中,为900MHz和和1800MHz(1900MHz)。负载是谐振回路或负载是谐振回路或声表面波声表面波滤波器等。滤波器等。增益足够大,多级级联时工作稳定性好。增益足够大,多级级联时工作稳定性好。通频带够宽。(因此,引出通频带够宽。(因此,引出增益带宽乘积增益带宽乘积GBP作为衡量宽作为衡量宽带放大器的质量指标)带放大器的质量指标)输出信号幅度保持稳定。通常采用自动增益控制(输出信号幅度保持稳定。通常采用自动增益控制(AGC)电路。电路。放大器的噪声低(
5、下节讨论放大器的噪声低(下节讨论LNA)。)。附录附录3.1.12023年1月8日通信电路原理53.1.2 对高频小信号放大器的要求(续)对高频小信号放大器的要求(续)n实现途径:实现途径:n选用好器件。选用特征频率高和选用好器件。选用特征频率高和 小小 的晶体管。的晶体管。n采用频带较宽的电路。例如共基极放大电路,共发采用频带较宽的电路。例如共基极放大电路,共发一共基放大电路。一共基放大电路。n在线路上可以采用负反馈的方法。在线路上可以采用负反馈的方法。n根据系统传输函数零点、极点的原理,进行展宽频根据系统传输函数零点、极点的原理,进行展宽频带的设计。带的设计。2023年1月8日通信电路原理
6、63.2 晶体管的高频小信号等效电路和参数晶体管的高频小信号等效电路和参数3.2.13.2.1 双极型双极型双极型双极型晶体管的混合晶体管的混合晶体管的混合晶体管的混合 等效电路等效电路等效电路等效电路基极体电阻基极体电阻在共基电路,会引起高频负反馈。在共基电路,会引起高频负反馈。(10-50欧姆欧姆)集集-射极电阻,通常较大,几十千欧以上。射极电阻,通常较大,几十千欧以上。大致为大致为10-500PF。集电结势垒电容集电结势垒电容 ,约为几,约为几PF。发射结扩散电容发射结扩散电容 集集-射极电容射极电容一般在一般在2-10 PF之间。之间。2023年1月8日通信电路原理7 混合混合混合混合
7、 型型型型等效电路较复杂,在实际应用当中,计算结等效电路较复杂,在实际应用当中,计算结等效电路较复杂,在实际应用当中,计算结等效电路较复杂,在实际应用当中,计算结果只要满足允许的误差就可以了。因此,根据实际情况,果只要满足允许的误差就可以了。因此,根据实际情况,果只要满足允许的误差就可以了。因此,根据实际情况,果只要满足允许的误差就可以了。因此,根据实际情况,常可以把某些次要因素忽略。图示简化等效电路,基本上常可以把某些次要因素忽略。图示简化等效电路,基本上常可以把某些次要因素忽略。图示简化等效电路,基本上常可以把某些次要因素忽略。图示简化等效电路,基本上能够满足工程计算的需要。能够满足工程计
8、算的需要。能够满足工程计算的需要。能够满足工程计算的需要。3.2.13.2.1 双极型双极型双极型双极型晶体管的混合晶体管的混合晶体管的混合晶体管的混合 等效电路(续)等效电路(续)等效电路(续)等效电路(续)2023年1月8日通信电路原理8(1)截止频率)截止频率 :共发电路的短路电流放大系数共发电路的短路电流放大系数 值,由于结电容的影响,将值,由于结电容的影响,将是频率的函数。下降至是频率的函数。下降至 的的 时的频率称为时的频率称为 截止频率。截止频率。3.2.2 3.2.2 双极型双极型双极型双极型晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的高频参数高频参数高频参数高频参数也可以写为:也可以写为
9、:它将随频率升高而减小。它将随频率升高而减小。其中:其中:2023年1月8日通信电路原理9(2)特征频率)特征频率 :特征频率是特征频率是指 时的频率。(电流放大系数为时的频率。(电流放大系数为 1,但功,但功率增益率增益1)特征频率是静态工作点的特征频率是静态工作点的函数,一般来说,越大,越高。当当 时,存在近似关系:时,存在近似关系:3.2.2 3.2.2 双极型双极型双极型双极型晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的高频参数(续高频参数(续高频参数(续高频参数(续1 1)特征频率是可查手册的,也可由仪器测量得到。特征频率是可查手册的,也可由仪器测量得到。103.2.2 3.2.2 双极型双极型
10、双极型双极型晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的高频参数(续高频参数(续高频参数(续高频参数(续2 2)(3)最高振荡频率)最高振荡频率 :晶体管的功率增益晶体管的功率增益 时的工作频率称为时的工作频率称为最高振荡振荡频率。频率。(4)截止频率截止频率 晶体管的共基极短路电流放大系数是晶体管的共基极短路电流放大系数是 :其中:其中 是低频是低频时共基极短路电流放大系数。时共基极短路电流放大系数。是是 下降到下降到 时的频率。时的频率。113.2.2 3.2.2 双极型双极型双极型双极型晶体管的晶体管的晶体管的晶体管的高频参数(续高频参数(续高频参数(续高频参数(续3 3)1 1(5)和和 、的关系
11、:的关系:又因为又因为 ,可得出:,可得出:可以推出可以推出2023年1月8日通信电路原理123.3 高频小信号高频小信号宽带宽带放大器放大器宽带宽带宽带宽带放大器放大器放大器放大器集中集中集中集中带通滤波器带通滤波器带通滤波器带通滤波器 频率特性由集中参数滤波器决定,元件较少,控制频率特性由集中参数滤波器决定,元件较少,控制频率特性由集中参数滤波器决定,元件较少,控制频率特性由集中参数滤波器决定,元件较少,控制增益时,对频率特性影响小。增益时,对频率特性影响小。增益时,对频率特性影响小。增益时,对频率特性影响小。高频小信号宽带放大器,是通信系统中,影响接收机高频小信号宽带放大器,是通信系统中
12、,影响接收机高频小信号宽带放大器,是通信系统中,影响接收机高频小信号宽带放大器,是通信系统中,影响接收机性能的重要电路。性能的重要电路。性能的重要电路。性能的重要电路。3.3.1 3.3.1 共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路3.3.2 3.3.2 共基放大电路共基放大电路共基放大电路共基放大电路3.3.3 3.3.3 共发共发共发共发-共基级联电路共基级联电路共基级联电路共基级联电路3.3.3.3.4 4 场效应管高频小信号放大器场效应管高频小信号放大器场效应管高频小信号放大器场效应管高频小信号放大器3.3.3.3.5 5 自动增益控制(自动增益控制(自动增益控
13、制(自动增益控制(AGCAGC)电路电路电路电路 附录附录3.1.22023年1月8日通信电路原理13思路:画高频等效电路;思路:画高频等效电路;思路:画高频等效电路;思路:画高频等效电路;等效电路单向化;等效电路单向化;等效电路单向化;等效电路单向化;计算增益;计算增益;计算增益;计算增益;计算带宽计算带宽计算带宽计算带宽 ;计算增益带宽积。计算增益带宽积。计算增益带宽积。计算增益带宽积。负载改成负载改成谐振回路谐振回路3.3.13.3.1 共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路2023年1月8日通信电路原理143.3.13.3.1 共发射共发射共发射共发射极极极极
14、放大电路(续放大电路(续放大电路(续放大电路(续1 1)等效电路单向化:等效电路单向化:密勒定理密勒定理3.3.13.3.1 共发射共发射共发射共发射极极极极放大电路(续放大电路(续放大电路(续放大电路(续2 2)为密勒效应为密勒效应D因子。因子。3.3.13.3.1 共发射放大电路(续共发射放大电路(续共发射放大电路(续共发射放大电路(续3 3)晶体管选好后,为提高晶体管选好后,为提高h值,信号源内阻值,信号源内阻RS应尽可能小,应尽可能小,即放大器的输入尽量接近恒压源。即放大器的输入尽量接近恒压源。为为获得较大的获得较大的GBP和和h值,应选用值,应选用 小、小、小而小而 高的晶体管;高的
15、晶体管;增大增大 ,可以增大中频源电压增益,可以增大中频源电压增益A0,但由于但由于D因子增大,因子增大,h将减小,因而将减小,因而 的选择应兼顾的选择应兼顾A0和和h的要求;的要求;高频截止角频率高频截止角频率:增益带宽积增益带宽积GBP:2023年1月8日通信电路原理173.3.23.3.2 共基放大电路共基放大电路共基放大电路共基放大电路在图中,考虑到在图中,考虑到 的值的值较小,暂时忽略之。较小,暂时忽略之。2023年1月8日通信电路原理183.3.23.3.2 共基放大电路(续共基放大电路(续共基放大电路(续共基放大电路(续1 1)共基放大器的极点频率共基放大器的极点频率:共基放大器
16、的输入回路和输出回路都可等效为电阻和电容的共基放大器的输入回路和输出回路都可等效为电阻和电容的并联,从而各自产生一个极点并联,从而各自产生一个极点。极点频率极点频率fp1接近于晶体管频率参数的极限值,对放大器频率接近于晶体管频率参数的极限值,对放大器频率特性影响很小,限制共基放大器高频工作频率的是极点频率特性影响很小,限制共基放大器高频工作频率的是极点频率fp2,因此,因此,共基放大器不宜带容性负载共基放大器不宜带容性负载。阻性负载的共基放大阻性负载的共基放大器具有非常好的高频响应特性器具有非常好的高频响应特性。3.3.23.3.2 共基放大电路(续共基放大电路(续共基放大电路(续共基放大电路
17、(续2 2)共基放大器的特点共基放大器的特点:共基放大器具有较好的高频响应特性:共基放大器具有较好的高频响应特性:不存在密勒倍增效应,输入电容小;不存在密勒倍增效应,输入电容小;输入电阻小;输入电阻小;截止频率截止频率f 高。高。级联放大器比较稳定:级联放大器比较稳定:没有没有Cbc的内部反馈机制。的内部反馈机制。但共基放大器电流放大倍数恒小于但共基放大器电流放大倍数恒小于1。Ic I Ie 如果负载阻抗很低,将导致电压放大倍数和功率放大如果负载阻抗很低,将导致电压放大倍数和功率放大倍数都小于倍数都小于1 1;故常在;故常在后面接输入阻抗高的电路,或采用后面接输入阻抗高的电路,或采用传输线变压
18、器传输线变压器进行阻抗变换。进行阻抗变换。2023年1月8日通信电路原理203.3.33.3.3 共发共发共发共发-共基共基共基共基级联级联级联级联电路电路电路电路高频放大器的设计中,高频放大器的设计中,常采用共发共基级联放常采用共发共基级联放大电路形式,以解决频大电路形式,以解决频带和增益的矛盾带和增益的矛盾。共发共发-共基组合放大单元电路最突出的特点是高频响应特性共基组合放大单元电路最突出的特点是高频响应特性好,且频带宽。好,且频带宽。一般情况下共发一般情况下共发-共基组合放大电路的上限截止频率主要取共基组合放大电路的上限截止频率主要取决于共发电路。决于共发电路。利用共基电路输入阻抗低的特
19、点,将它作为共发电路的负载利用共基电路输入阻抗低的特点,将它作为共发电路的负载阻抗,使得共发电路的密勒效应因子阻抗,使得共发电路的密勒效应因子D减小,从而可以有效地减小,从而可以有效地提高共发电路的高频边界频率(负载失配法)。提高共发电路的高频边界频率(负载失配法)。2023年1月8日通信电路原理21 场效应管场效应管场效应管场效应管的的的的小信号小信号小信号小信号等效电路等效电路等效电路等效电路3.3.3.3.4 4 场效应管高频小信号放大器场效应管高频小信号放大器场效应管高频小信号放大器场效应管高频小信号放大器2023年1月8日通信电路原理223.3.43.3.4 场效应管高频小信号放大器
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 通信 电路 原理 课件 03 _1
限制150内