收音机中的信号放.ppt
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1、收音机中的信号放大收音机中的信号放大 任务任务2 2 收音机中的信号放大收音机中的信号放大 (小信号谐振放大器)小信号谐振放大器)收音机中的信号放大收音机中的信号放大学习目标:学习目标:1.了解小信号谐振放大器在收音机中的作用了解小信号谐振放大器在收音机中的作用.掌握小信号谐掌握小信号谐振放大器的原理振放大器的原理2.会计算放大器的增益和通频带会计算放大器的增益和通频带3.能根据放大器的频率特性曲线对放大器的工作情况进行能根据放大器的频率特性曲线对放大器的工作情况进行判断判断4.能识别中频放大器的电路图,能正确安装和调试中频放能识别中频放大器的电路图,能正确安装和调试中频放大器大器5.能对放大
2、器在实际应用中出现波形失真、工作不稳定、能对放大器在实际应用中出现波形失真、工作不稳定、增益或通频带不满足要求现象进行判断和处理增益或通频带不满足要求现象进行判断和处理收音机中的信号放大收音机中的信号放大例题例题本章小结本章小结2.12.1 收音机采用什么放大器放大信号收音机采用什么放大器放大信号2.2 2.2 晶体管高频晶体管高频参数等效电路参数等效电路2.32.3 单调谐回路放大器单调谐回路放大器2.42.4 双调谐回路放大器双调谐回路放大器2.52.5 小信号调谐放大器的稳定性小信号调谐放大器的稳定性2.62.6 集中选频放大器集中选频放大器收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.1 2
3、.1 收音机采用什么放大器放大信号收音机采用什么放大器放大信号收音机中的信号放大电路:收音机中的信号放大电路:高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器高频高频放大放大混频混频本机本机振荡振荡中频中频放大放大检波检波低频低频放大放大(选频电路)(选频电路)收音机中的信号放大收音机中的信号放大 在小信号调谐放大器中,所谓在小信号调谐放大器中,所谓“小信号小信号”,主要是,主要是强调输入信号的幅度较小,以保证放大器的强调输入信号的幅度较小,以保证放大器的晶体管晶体管工作工作在在线性状态线性状态。1.何谓何谓“小信号小信号”2.关于关于“谐振谐振”所谓所谓“调谐调谐”,则是指放大器的负载为调谐回路,则
4、是指放大器的负载为调谐回路(如(如LC调谐回路等)。调谐回路等)。3.小信号调谐放大器的结构小信号调谐放大器的结构 晶体管晶体管LC并联回路并联回路放大放大选频选频2.1.1.高频小信号谐振放大器概述高频小信号谐振放大器概述小信号调谐放大器具有放大和选小信号调谐放大器具有放大和选频双重功能频双重功能收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.1.2.高频小信号谐振放大器在收音机中的作用和地位高频小信号谐振放大器在收音机中的作用和地位高频放大器高频放大器频率可调,增益低,主要起选频作用频率可调,增益低,主要起选频作用中频放大器中频放大器 频率固定,增益高,选择性好,主要起放大频率固定,增益高,选择性
5、好,主要起放大作用作用选频选频谐振放大器谐振放大器也可采用谐振回路也可采用谐振回路高频放大器在在高频放大器在在收音机中主要起收音机中主要起选频作用,中频选频作用,中频放大器在整机中放大器在整机中主要起放大作用主要起放大作用收音机中的信号放大收音机中的信号放大 谐振放大器的主要技术指标谐振放大器的主要技术指标1.增益增益电压增益:电压增益:放大器输出压与输入电压之比,称为放大器的增益。放大器输出压与输入电压之比,称为放大器的增益。放大器的增益要求是根据输出信号必须达到的幅度和放大器的增益要求是根据输出信号必须达到的幅度和输入信号幅度的大小来确定的。输入信号幅度的大小来确定的。收音机的总增益主要由
6、的收音机的总增益主要由的中频放大器中频放大器提供。提供。分贝表示:分贝表示:收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.通频带通频带放大器的电压增益下降到最大值的放大器的电压增益下降到最大值的0.707(即(即 )倍)倍时,所对应的频率范围称为放大器的通频带,用时,所对应的频率范围称为放大器的通频带,用 表示,如图所示。表示,如图所示。也称为也称为3dB分贝带分贝带宽。宽。说明:放大器的通频带必须说明:放大器的通频带必须满足信号传输的要求,否则,满足信号传输的要求,否则,信号传输后会产生失真。信号传输后会产生失真。调幅收音机:调幅收音机:BW=6.4kHz调频收音机:调频收音机:BW=20kHz收
7、音机中的信号放大收音机中的信号放大3.选择性选择性 从各种不同频率信号的总和(有用的和有害的)从各种不同频率信号的总和(有用的和有害的)中选出有用信号,抑制干扰信号的能力称为放大器的中选出有用信号,抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性,选择性常采用矩形系数来表示。选择性,选择性常采用矩形系数来表示。矩形系数定义为电压增益矩形系数定义为电压增益下降到下降到0.1时的带宽与下降到时的带宽与下降到0.7时的带宽之比,用时的带宽之比,用Kr表示。表示。Kr愈接近于愈接近于1越好。越好。矩形系数矩形系数收音机中的信号放大收音机中的信号放大4.稳定性稳定性 高高频频小小信信号号谐谐振振放放大大器器的的稳稳
8、定定性性是是指指在在电电源源电电压压变变化化时时,增增益益、通通频频带带、选选择择性性三三个个参参数数的的稳稳定定程程度度。为为使使放放大大器器稳稳定定工工作作,必必须须采采取取稳稳定定措措施施,即即限限制制每每级级增增益益,选选择择内内反反馈馈小小的的晶晶体体管管,应应用用中中和或失配法等。和或失配法等。收音机中的信号放大收音机中的信号放大噪声对信号质量的影响程度通常用信号功率噪声对信号质量的影响程度通常用信号功率Ps与噪声与噪声功率功率Pn之比,即信噪比来说明。之比,即信噪比来说明。5.噪声系数噪声系数 越接近越接近1越好。在多级放大器中,前二级的噪声对越好。在多级放大器中,前二级的噪声对
9、整个放大器的噪声起决定作用,因此要求它的噪声系整个放大器的噪声起决定作用,因此要求它的噪声系数应尽量小。数应尽量小。以上这些技术要求,相互之间即有联以上这些技术要求,相互之间即有联系又有矛盾。增益和稳定性是一对矛盾,系又有矛盾。增益和稳定性是一对矛盾,通频带和选择性是一对矛盾。故应根据需通频带和选择性是一对矛盾。故应根据需要决定主次,进行分析和讨论。要决定主次,进行分析和讨论。收音机中的信号放大收音机中的信号放大 谐振放大器的分析方法谐振放大器的分析方法分析方法:等效电路法分析方法:等效电路法参数等效电路参数等效电路问题:什么是等效电路法?问题:什么是等效电路法?线性放大器通用的分析方法线性放
10、大器通用的分析方法收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.2.1 晶体管等效模型晶体管等效模型2.2 2.2 晶体管高频晶体管高频参数等效电路参数等效电路把晶体管视为二端网络,根据两端口的电流和电压列把晶体管视为二端网络,根据两端口的电流和电压列网络方程。网络方程。2.晶体管网络参数模型晶体管网络参数模型1.晶体管物理参数模型晶体管物理参数模型用电阻、电容、受控源等元件模拟晶体管内部的物理用电阻、电容、受控源等元件模拟晶体管内部的物理过程。过程。输入端口输入端口输出端口输出端口收音机中的信号放大收音机中的信号放大1.晶体管晶体管Y参数方程参数方程晶晶体体管管的的二二端端口口共共有有四四个个变变
11、量量,即即输输入入电电流流 、输输入入电电压压 、输出电流、输出电流 、输出电压、输出电压 。选。选 和和 为自变量,为自变量,和和 为因变量,则二端口网络的为因变量,则二端口网络的Y参数方程为:参数方程为:2.2.2 晶体管高频晶体管高频参数等效电路参数等效电路四个四个Y参数参数问题:四个问题:四个Y参数分别有何意义?参数分别有何意义?收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.晶体管晶体管Y参数的物理意义参数的物理意义为晶体管的输出端短路时的为晶体管的输出端短路时的输入导纳输入导纳。它反映了晶。它反映了晶体管输入电压对输入电流的控制能力。体管输入电压对输入电流的控制能力。为为晶晶体体管管的的输
12、输入入端端短短路路时时的的反反向向传传输输导导纳纳。它它反反映了晶体管输出电压对输入电流的控制能力。映了晶体管输出电压对输入电流的控制能力。为为晶晶体体管管的的输输出出端端短短路路时时的的正正向向传传输输导导纳纳。它它反反映了晶体管输入电压对输出电流的控制能力映了晶体管输入电压对输出电流的控制能力为晶体管的输入端短路时的为晶体管的输入端短路时的输出导纳输出导纳。它反映了。它反映了晶体管输出电压对输出电流的影响。晶体管输出电压对输出电流的影响。收音机中的信号放大收音机中的信号放大1.Yfe反映输入端对输出端的控制作用,反映输入端对输出端的控制作用,Yfe越大,晶体越大,晶体管的放大能力越强;管的
13、放大能力越强;3.晶体管的晶体管的Y参数与频率有关,当工作频率在较宽的参数与频率有关,当工作频率在较宽的范围类变化时,晶体管的范围类变化时,晶体管的Y参数亦会随之而变化,因此,参数亦会随之而变化,因此,Y参数的获取,应注意工作条件和工作频率。参数的获取,应注意工作条件和工作频率。注意:注意:2.Yre反映输出端对输入端的反作用,这个反作用是由反映输出端对输入端的反作用,这个反作用是由晶体管的内部反馈引起的,内部反馈越强,晶体管的内部反馈引起的,内部反馈越强,Yre越大,越大,对晶体管的危害越大;对晶体管的危害越大;4.在实际分析过程中,各在实际分析过程中,各Y参数可以表示为:参数可以表示为:收
14、音机中的信号放大收音机中的信号放大3.共射晶体管共射晶体管Y参数等效电路参数等效电路收音机中的信号放大收音机中的信号放大1.通过收音机的是什么电信号?2.谐振放大器的电路结构是怎样的?3.谐振放大器采用什么等效电路分析?4.四个Y参数分别什么?有何物理意义?收音机中的信号放大收音机中的信号放大负载一般由LC谐振回路构成,主要起选频作用输入回路从天线信号中选择出有用信号输入到晶体管的基极晶体管主要起放大作用2.3.1 单级共射单调谐回路放大器的原理电路单级共射单调谐回路放大器的原理电路小信号调谐放大器主要由小信号调谐放大器主要由输入回路、晶体管、负载输入回路、晶体管、负载三部三部分组成。分组成。
15、2.32.3 单级共射单调谐回路放大器单级共射单调谐回路放大器部分接入收音机中的信号放大收音机中的信号放大 晶体管和LC谐振回路之间采用部分接入,这样接法的好处是,调节接入系数p,可以调节放大器与回路的耦合程度,从而调节放大器的增益和通频带。1.1.接入系数接入系数 p p收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.2.小信号调谐放大器的交流等效电路小信号调谐放大器的交流等效电路 单级单调谐回路谐振放大器电路中的直流电源接地,旁路电容短路便可得到放大器的的交流等效电路,如下图所示。部分接入部分接入单调谐回路共发放大器就是晶体管和并联回路单调谐回路共发放大器就是晶体管和并联回路的组合。所以前面分析的
16、晶体管等效电路和并的组合。所以前面分析的晶体管等效电路和并联回路的结论均可应用。联回路的结论均可应用。收音机中的信号放大收音机中的信号放大小信号调谐放大器的小信号调谐放大器的Y参数等效电路参数等效电路小信号调谐放大器采用小信号调谐放大器采用Y参数等效电路法参数等效电路法进行定量分析。进行定量分析。1.用用高高频频Y参参数数等等效效电电路路来来代代替替晶晶体体管管,LC并并联联谐谐振振回回路路也也高高频频等等效效后后得得到到的的放放大大器器的的高高频频等等效效电电路路如如下下图图所所示。示。晶体管晶体管LC回路回路部分接入部分接入收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.晶体管和负载与并联谐振回路
17、间的部分接入耦合方式等效变换等效变换为完全接入方式后的高频等效电路如下图所示。LC回路回路收音机中的信号放大收音机中的信号放大3.放大器中晶体管单自由化后的Y参数等效电路如下图所示。YL通常为下一级晶体管的输入导纳收音机中的信号放大收音机中的信号放大4.假设负载为下一级放大器的晶体管,且型号与本级晶体管相同。5.将相应的同类项合并,则可得到如下图所示的高频等效电路。收音机中的信号放大收音机中的信号放大简化后的谐振放大器高频简化后的谐振放大器高频Y参数等效电路参数等效电路收音机中的信号放大收音机中的信号放大单级单调谐回路谐振放大器的重要参数单级单调谐回路谐振放大器的重要参数放大器回路的谐振频率为
18、:放大器回路的空载品质因数为:放大器回路的有载品质因数为:收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.3.3.2.3.3.单级单调谐回路谐振放大器的主要技术指标单级单调谐回路谐振放大器的主要技术指标 1.谐振时的电压增益谐振时的电压增益可得Y收音机中的信号放大收音机中的信号放大令收音机中的信号放大收音机中的信号放大谐振时的电压增益谐振时的电压增益说明说明1.调节接入系数,不改变回路参数,可以改变放大器调节接入系数,不改变回路参数,可以改变放大器的增益;的增益;2.要获得较大增益,可以选择要获得较大增益,可以选择Yfe大的晶体管和大的晶体管和g0小小的选择回路,的选择回路,3.放大器放大器 的增益主
19、要由晶体管决定,频率特性主要的增益主要由晶体管决定,频率特性主要由由谐振谐振回路决定。回路决定。收音机中的信号放大收音机中的信号放大Au/Au00f(Hz)1谐振放大器频率特性与谐振回路相同谐振放大器频率特性与谐振回路相同f 0收音机中的信号放大收音机中的信号放大Au/Au00f(Hz)0.7071BWf 0 2.通频带通频带谐振放大器的通频带谐振回路的通频带谐振放大器的通频带谐振回路的通频带收音机中的信号放大收音机中的信号放大单单级单调谐回路谐振放大器的通频带取决于回路的谐振频级单调谐回路谐振放大器的通频带取决于回路的谐振频率和有载品质因素。当率和有载品质因素。当 已选定时,已选定时,越高,
20、通频带越越高,通频带越窄;窄;越低,通频带越宽。越低,通频带越宽。越大,通频带越宽。越大,通频带越宽。通频带与电压增益成反比通频带与电压增益成反比收音机中的信号放大收音机中的信号放大3.矩形系数矩形系数根据矩形系数的定义根据矩形系数的定义矩形系数为矩形系数为说明:单调谐回路谐振放大器的矩形系数远大于说明:单调谐回路谐振放大器的矩形系数远大于1,即单调谐回路谐振放大器的选择性较差。即单调谐回路谐振放大器的选择性较差。例题例题收音机中的信号放大收音机中的信号放大1.中波调幅收音机的工作频率?2.高频放大器的频率调谐范围?3.谐振放大器为什么采用部分接入?4.谐振放大器的电压增益主要取决于哪些因素?
21、5.放大器的通频带与电压增益有何关联?6.单回路谐振放大器的优缺点?7.为保证放大器设计性能,在选择晶体管和谐振回路时应注意哪些问题?收音机中的信号放大收音机中的信号放大 多级单调谐回路放大器多级单调谐回路放大器单级放大器级联后形成多级放大器,两级单调谐回路单级放大器级联后形成多级放大器,两级单调谐回路谐振放大器电路如下图所示。谐振放大器电路如下图所示。一、电路一、电路收音机中的信号放大收音机中的信号放大二、多级单调谐回路放大器的性能参数二、多级单调谐回路放大器的性能参数1.增益增益如果放大器有如果放大器有n级,各级电压增益分别为,级,各级电压增益分别为,则级联后的增益为各级电压增益的乘积,即
22、则级联后的增益为各级电压增益的乘积,即如各级放大器的增益相同,则如各级放大器的增益相同,则 用分贝表示为用分贝表示为结论结论:级数级数n n越多,总增益越大。越多,总增益越大。收音机中的信号放大收音机中的信号放大2.通频带通频带 相同的相同的n级单调谐回路谐振放大器级联时,总通频带为级单调谐回路谐振放大器级联时,总通频带为多级单调谐回路谐振放大器的总通频带比单级通频带小,多级单调谐回路谐振放大器的总通频带比单级通频带小,级数越多,总通频带越窄。级数越多,总通频带越窄。为带宽缩减因子。为带宽缩减因子。级级数数n n1 12 23 34 45 56 67 7缩缩减因子减因子1.001.000.64
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