第二讲 高频放大器.pptx

第二讲高频放大器 刘国华 内容提要 一 基本知识二 高频小信号宽带放大器三 宽带可控增益放大器四 高频功率放大器 一 基本知识 1 高频放大器低噪声放大器 LNA 前置放大电路窄带放大器 调谐放大 频率选择性好宽频带放大器 对视频信号 脉冲信号和射频信号放大高频功率放大器 高频信号发射机中间级或末级2 技术指标小信号放大器 Av BW0 7 Kr0 1 G BW NF功率放大器 输出功率PO和效率 二 高频小信号调谐放大器 小信号调谐放大器如图1 静态工作点设置2 负反馈提高稳定性RE3 LC谐振回路替代RC4 输入输出阻抗变换 L为中间抽头5 可以多级级联增加增益值 图2 1小信号调谐放大器 高频小信号宽带放大器 1 特点带宽宽 增益大 增益带宽积也很大2 电路形式晶体管 场效应管 集成电路放大器3 展宽频带的措施采用共射 共基组合电路 共基输入阻抗小 作为共射电路负载 使共射电路输出阻抗减小 减小米勒电容 改善高频性能 共射由于负载阻抗小 故电压增益小 电流增益大 共基电压增益大 电流增益小 故该电路电压电流增益都很大 负反馈 牺牲增益扩展频带 电流串联和电压并联负反馈差分电路和负反馈结合 集成电路中使用 集成宽带放大器MC1490P 宽范围AGC控制 用于RF IF放大高功率增益 50dB 10MHz45dB 60MHz35dB 100MHzAGC控制范围 60dB工作电压 6 15V单电源供电 电流17mA价格15元左右 MC1490P内部电路 如图 共基差分放大 共射差分输入 共集共射组合 MC1490P应用电路 如图功率增益AP 55dB BW 100kHz 10MHz 三 宽带可控增益放大器 AD603简介线性 dB 增益控制 25mV dB 40dB V增益可控 可编程 范围 11dB 31dB 90MHzBW 9dB 51dB 9MHzBW 1dB 41dB 30MHzBW可变增益与带宽无关低输入噪声频谱密度 低功耗 125mW 5V应用范围 视频增益控制 A D转换范围扩展和信号测量封装 8脚SOIC或8脚DIP价格 20元左右 AD603内部框图 组成 精确可控衰减器 0 42 14dB固定增益放大器 31 07dB AD603封装和引脚功能 AD603增益计算 AD603内部结构由一个增益控制放大器 精确输入衰减器和固定增益放大器 31 07dB 组成 电压VG对输入信号进行精确衰减 当 500mV500mV时 衰减0dB VG 500mV时 衰减 42 14dB 有三种接法 见下页 增益计算公式 AG 40dB V VG G0VG是1脚与2脚之间的电压 G0是起点增益 可以是10dB 20dB或30dB 不同的反馈网络G0不同 AD603三种使用方法 a G0 10dBb G0 20dBc G0 30dB AD603的级联使用 如图AG 40dB V VG1 40dB V VG2 20dBVG1 2 0 473 1 527V 500mV 所以 衰减0dB A1的增益为G1 31 07dB VG2 2 1 526 0 473V 衰减为473mV 25mV 21 07dB 2 15dB 增益为G2 2 15 31 07 28 92dB 因此 总增益G G1 G2 60dB 假设增益控制电压VC 1 5V VG1 1 027V 500mV 衰减0dB G1 31 07dB VG2 1 5 1 526 0 026V 衰减为 26mV 25mV 21 07 22 11dB G2 22 11 31 07 8 96dB 则总增益G G1 G2 31 07 8 96 40 03dB 根据以上计算可知 调节VC可以精确控制宽带放大器的总增益 读者可以根据实际增益的需要自行设计电路 需要指出的是 如果将DAC输出电压和Vo1 Vo2相连 即可构成程控增益放大器 四 高频功率放大器 分为高频谐振功放和高频宽带功放宽带功放的几个问题 宽带变压器 传输线变压器阻抗匹配 L型网络 T型网络 型网络功率合成技术 大功率高频功放 往往一个高频功率放大器满足不了所需功率 可以将几个相同的高频功率放大器合成 以获得需要的功率输出 大功率发射电台常用此方法 传输线变压器 采用射频传输线以双线并绕的方式绕在高磁导率的铁氧体磁环上 既是信号传输线又同时是1 1变压器 利用两线间的分布电容和分布电感传递能量 其重要特性是任一点上 两导线流过的电流大小相等 方向相反 输入电流等于传输线电流 输出电压vo t v2 v1 输出电压与输入电压反相 输出电流与传输线电流相等 此为1 1倒相变压器 传输线变压器结构和等效电路 传输线变压器阻抗变换 4 1传输线变压器 信号源提供电流为i 信号源对地电压为 负载上的电压是v2 电流为2i 则输入阻抗为 阻抗匹配网络 匹配网络有两个主要作用 一是实现阻抗匹配 根据最大功率传递定理 当放大器输出阻抗与负载阻抗相等时 负载可以得到最大功率 二是实现滤波功能 抑制工作频率范围以外的频率 此外 匹配网络要有很高的信号传输效率 信号传输过程中消耗要小 由于L C器件消耗功率很小 因此常用来作网络匹配元件 高频功率管的输入阻抗和输出阻抗比较小 工作频率越高 输入输出阻抗越小 而且阻抗为复阻抗 这时的阻抗匹配为复阻抗的共轭匹配 L型 型 T型 高频宽带功率放大器 传输线变压器作为输入阻抗匹配网络 阻抗变换比为4 1 使信号源阻抗 50 与放大器输入阻抗 12 5 相匹配 功率三极管的输入阻抗约10 左右 并随输入信号幅度和频率的变化而变化 RB起到减缓放大器输入阻抗变化的作用 也可以改善功率放大器的线性范围 二极管1S1588作温度补偿用 当输出功率为1W时 经计