工学小信号调谐放大器总结.pptx
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1、会计学1工学小信号调谐放大器总结工学小信号调谐放大器总结上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器1 1、放大器的输入导纳放大器的输入导纳 Yi?第1页/共60页2、放大器的电压增益、放大器的电压增益=?上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器第2页/共60页2、放大器的电压增益、放大器的电压增益=?上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器第3页/共60页3、放大器的功率增益、放大器的功率增益上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器失配损耗插入损耗失谐状
2、态的程度对功率的影响谐振时的最大功率增益第4页/共60页4 4、放大器的其他性能指标、放大器的其他性能指标:上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器第5页/共60页5 5、高频小信号调谐放大器的稳定性高频小信号调谐放大器的稳定性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器振荡的临界条件为:第6页/共60页5 5、高频小信号调谐放大器的稳定性高频小信号调谐放大器的稳定性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器放大器不稳定稳定性系数放大器稳定的临界状态放大器稳定第7页/共60页5 5、高频小信号
3、调谐放大器的稳定性高频小信号调谐放大器的稳定性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器 提高放大器稳定性的措施提高放大器稳定性的措施(1)中和法第8页/共60页5 5、高频小信号调谐放大器的稳定性高频小信号调谐放大器的稳定性上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器 提高放大器稳定性的措施提高放大器稳定性的措施(2)失配法信号源内阻与负载不相等称为失配状态。第9页/共60页第二章第二章 射频电子系统中的射频电子系统中的放大器设计放大器设计2.1 高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器 总结与习题讲解总结与习题讲解 ()第1
4、0页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)第11页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)一、一、对高频头的主要性能要求对高频头的主要性能要求 1.噪声系数小、功率增益高、放大器工作稳定 噪声对图像来说,表现为不规则的雪花样点状的干扰。电视机整机输出信噪比的好坏,主要取决于调谐器高放级噪声系数
5、的大小。多级放大器总的噪声系数可以表示为 式中,NF1、NF2等为各级噪声系数,AP1、AP1等为各级功率增益。可见,提高调谐器的功率增益对于减少整机噪声十分重要。一般要求高频头的功率增益20 dB,噪声系数低于8 dB。第12页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)2.2.具有足够的通频带宽度和良好选择性具有足够的通频带宽度和良好选择性 高高频频调调谐谐器器应应该该具具有有从从接接收收天天线线感感应应得得到到的的各各种种电电磁磁信信号号中中
6、选选取取所所需需要要的的频频道道信信号号、抑抑制制干干扰扰的的能能力力。因因此此要要求求它它有有合合适适的的通通频频带带和和良良好好的的选选择择性性。一一般般要要求求高高频频调调谐谐器器镜镜频频抑抑制制比比(IMR)(IMR)大大于于40 40 dB,dB,中中频频抑抑制制比比(IFR)(IFR)应应大大于于50 50 dBdB。彩彩色色电电视视机机除除了了希希望望通通带带不不要要太太宽宽外外,为了减少彩色失真为了减少彩色失真,还希望频率特性通带内增益变化较平稳。还希望频率特性通带内增益变化较平稳。第13页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器
7、(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)3.3.与天线、与天线、馈线有良好的匹配关系馈线有良好的匹配关系 高高频频头头的的输输入入阻阻抗抗就就是是馈馈线线的的终终端端负负载载阻阻抗抗。而而各各种种负负载载线线都都有有一一定定的的特特性性阻阻抗抗Z ZC C (它它只只与与传传输输线线材材料料、结结构构形形状状及及尺尺寸寸有有关关,而而与与终终端端负负载载、传传输输线线的的长长度度、始始端端信信号号源源电电动动势势无无关关)。如如果果负负载载阻阻抗抗Z ZL L=Z=ZC C,则则由由天天线线送送来来的的功功率率将将完完全全为为负负
8、载载所所吸吸收收,这这时时只只有有从从天天线线向向高高频频头头传传输输的的入入射射波波,没没有有反反向向传传输输的的反反射射波波。如如果果Z ZL L Z ZC C,则则在在馈馈线线终终端端将将会会产产生生反反射射波波,这这样样不不仅仅使使信信号号功功率率不不能能完完全全被被高高频频头头所所接接收收,而而且且由由于于原原入入射射波波形形成成的的电电视视信信号号与与经经反反射射后后再再次次入入射射的的电电波波形形成成的的电电视视信信号号之之间间有有一一定定的的时时延延,从从而而使使荧荧屏屏上上显显示的图像产生重影。示的图像产生重影。为为了了便便于于匹匹配配,调调谐谐器器输输入入、输输出出阻阻抗抗
9、均均设设计计为为75 75,正正好好与与电电视视机机拉拉杆杆天天线线或或共共用用天天线线分分支支器器插插孔孔的的等等效效阻阻抗抗相相同同,采采用用特特性性阻阻抗抗为为75 75 的的同同轴轴电电缆缆线直接相连就可以匹配。线直接相连就可以匹配。4.4.高放级应设有自动增益控制电路高放级应设有自动增益控制电路 一一般般要要求求自自动动增增益益控控制制范范围围应应达达到到20 20 dBdB以以上上,以以保保证证当当天天线线输输入入电电平平,在一定范围内变化时在一定范围内变化时,视放输出电压基本保持幅度稳定。视放输出电压基本保持幅度稳定。第14页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道
10、选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)二、为了收看不同频道的电视信号二、为了收看不同频道的电视信号,根据需要能改变根据需要能改变(切换切换)信号的频道信号的频道 ,即所谓高频调谐。即所谓高频调谐。调谐的方法有两种调谐的方法有两种:机械调谐机械调谐 (改变改变LCLC回路的电感值回路的电感值)电子调谐电子调谐 (改变改变LCLC回路的电容回路的电容)机械调谐机械调谐 ;开关式高频头,转盘式高频头开关式高频头,转盘式高频头电子调谐电子调谐:高频头的各调谐回路中的可变电容器件都采用变容二极管替高频头的
11、各调谐回路中的可变电容器件都采用变容二极管替代。变容二极管实质上就是一个结电容代。变容二极管实质上就是一个结电容C Cj j随外加反向偏压变化范围随外加反向偏压变化范围比较大的比较大的PNPN结晶体二极管。结晶体二极管。2CB14变容管第15页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)变容管2CB14使谐振回路频率最大变比为第16页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一
12、:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)以电视VHF频段为例,其最低频道中心频率为52.5 MHz,第12频道中心频率为219 MHz,其比值为4.17,显然2CB14变容管不能满足覆盖VHF全波段的要求。假若再考虑分布电容的影响,则变容管改变谐振回路变比还要小于2.45。因此,需将VHF范围内的12个频道划分为两个波段,15频道为低频段,612频道为高频段。采用电子开关切换电感线圈,以便得到高、低两个频段。低频段(15频道)频率变比为则变容管电容覆盖系数NC1=N21=2.82。高频段(612频道)频率变比为则变容管电容覆盖系数NC2=N22=1.64。这
13、样,2CB14就都能满足频率覆盖的设计要求。第17页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)n n电子开关电子开关电子开关电子开关该电路要求开关二极管正向导通电阻小于1,以确保导通时的短路作用,要求其反向电阻大,并且反向结电容很小(小于1 pF),以保证截止时的交流开路作用。第18页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调
14、谐器(频道选择器)(高频头)三、三、三、三、输入回路输入回路n n电电视视机机高高频频调调谐谐器器的的输输入入回回路路应应具具有有以以下下作作用用:频频道道选选择择(选选台台)和和阻阻抗抗匹匹配配,既既要要与与高高放放输输入入端端匹匹配配,又又要要与与天天线线馈馈线线实实现现阻阻抗抗匹匹配配 抑抑制制中中频频干干扰扰和和邻邻频频道道信信号号干干扰扰 对对于于天天线线的的强强输输入入信信号号给给予予一一定定的的衰衰减减等。等。1 1、选频电路选频电路n n选频电路用来完成选频及阻抗匹配两个任务选频电路用来完成选频及阻抗匹配两个任务,它是输入电路中的主要它是输入电路中的主要电路。电路。为了满足选频
15、的要求为了满足选频的要求,选频电路通常都是由电感和电容组成选频电路通常都是由电感和电容组成的单调谐的谐振回路。常用基本选频电路结构形式如图所示。的单调谐的谐振回路。常用基本选频电路结构形式如图所示。第19页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)第20页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)R
16、S=?Ri=?谐振电路总电感为:L=L1+L2谐振电路总电容为:选频电路本身损耗为 R0=0LQ0阻抗匹配阻抗匹配第21页/共60页1、实际电路举例n n例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)此电路的选择性用有载品质因数QL表征:,一般取B=8 MHz。插入损耗的存在造成了电视机噪声系数增大和灵敏度降低。选频电路本身存在损耗电阻R0,因此在信号的传输系统中插入它以后,必然要增加一些功率损耗。插入损耗用分贝表示为选频电路的插入损耗选频电路的插入损耗第22页/共60页1、实际电
17、路举例中频吸收电路中频吸收电路l例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)四、中频抑制电路四、中频抑制电路为了提高高频头对中频干扰信号的抑制能力,通常在输入回路中加入中频吸收电路,或称为中频抑制电路。第23页/共60页1、实际电路举例l例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)三、高三、高 频频 放放 大大 器器高频放大器的主要任务是放大高频电视信号,它的增益、噪声系数等主要指标对整机性能有极其重要的影响。对高放级的要求是:(1)因为整机的噪声系数主要由高放级决定,因此要求高放级的噪声系数尽可能小,一般应小于5 dB。
18、故要求采用噪声系数小于3 dB的晶体管。(2)有较高而稳定的功率增益,且要求对不同频道的增益比较均匀。高放级增益约20 dB以上,频道之间的增益差应小于10 dB。(3)具有良好的选择性和足够宽的通频带。要求幅频特性-3 dB带宽大于8 MHz,-6 dB带宽小于18MHz。(4)具有自动增益控制作用,高放级的增益可控范围应大于20 dB。第24页/共60页1 1、实际电路举例、实际电路举例l例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)双调谐电路具有较理想的双峰频率响应曲线。双调谐电路具有较理想的双峰频率响应曲线。高频放大器原理电路第25页/共60页1 1、
19、实际电路举例、实际电路举例l例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)R1R4R3R2C5C1,C2,L1C3,C4,L2阻抗匹配阻抗匹配Cb机械调谐器高频放大器第26页/共60页1 1、实际电路举例、实际电路举例l例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)电子调谐式高频放大器C1,L1,VDT1C2,L2,VDT2C3C3,L3VD,R1,R2第27页/共60页1、实际电路举例l例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)例一:高频调谐器(频道选择器)(高频头)高频放大器基本上是一个窄带放大器(中心频率与通频带之比大于1
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