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调谐放大器是指以谐振回路作负载的放大器,即以电容器和电感器组成的回路为负载,增益和负载阻抗随频率而变的放大电路。当要求其中心频率能在某个频率范围内任意调节时,可由机械调谐(可变电容器或可变电感器)或电调谐(变容二极管)实现。
衡量调谐放大器的主要质量主要包括以下几个方面:
放大器调谐回路谐振时所对应的频率称为放大器的谐振频率,理论上,对于 LC 组成的并联谐振电路,谐振频率 的表达式为:
式中,L 为调谐回路电感线圈的电感量;C 为调谐回路的总电容。
放大器的谐振电压增益放大倍数指:放大器处在在谐振频率f0下,输出电压与输入电压之比。
Av的测量方法:当谐振回路处于谐振状态时,用高频毫伏表测量输入信号Vi和输出信号Vo大小,利用下式计算:
另外,也可以利用功率增益系数进行估算:
由于谐振回路的选频作用,当工作频率偏离谐振频率时,放大器的电压放大倍数下降,习惯上称电压放大倍数Av=Vo/Vi下降到谐振电压放大倍数Avo的 0.707 倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带带宽BW,通常用2Δf0.1 表示,有时也称2Δf0.1为 3dB 带宽。通频带带宽:
式中,Q为谐振回路的有载品质因数。
当晶体管选定后,回路总电容为定值时,谐振电压放大倍数fo与通频带BW的乘积为一常数。
频带BW 的测量方法:根据概念,可以通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法主要采用扫频法,也可以是逐点法。
扫频法:即用扫频仪直接测试。测试时,扫频仪的输出接放大器的输入,放大器的输出接扫频仪检波头的输入,检波头的输出接扫频仪的输入。在扫频仪上观察并记录放大器的频率特性曲线,从曲线上读取并记录放大器的通频带。
逐点法:又叫逐点测量法,就是测试电路在不同频率点下对应的信号大小,利用得到的数据,做出信号大小随频率变化的曲线,根据绘出的谐振曲线,利用定义得到通频带。
具体测量方法如下:
a、用外置专用信号源做扫频源,正弦输入信号的幅度选择适当的大小,并保持不变;
b、示波器同时监测输入、输出波形,确保电路工作正常(电路无干扰、无自激、输出
波形无失真);
c、改变输入信号的频率,使用毫伏表测量不同频率时输出电压的有效值;
d、描绘出放大器的频率特性曲线,在频率特性曲线上读取并记录放大器的通频带。测试时,可以先调谐放大器的谐振回路使其谐振,记下此时的谐振频率fo及电压放大倍数Avo,然后改变高频信号发生器的频率(保持其输出电压不变),并测出对应的电压放大倍数。由于回路失谐后电压放大倍数下降,所以放大器的谐振曲线如图 1-1 所示。
增益带宽积BW·G也是通信电子电路的一个重要指标,通常,增益带宽积可以认为是一个常数。放大器的总通频带宽度随着放大级数的增加而变窄,BW越大,增益越小。二者是一对矛盾。
不同电路中,放大器的通频带差异可能比较大。如:在设计电视机和收音机的中频放大器时,对带宽的考虑是不同的,普通的调幅无线电广播所占带宽是9kHz,而电视信号的带宽需要6.5MHz,显然,要获得同样的增益,中频放大器的带宽设计是完全不同的。
放大器从含有各种不同频率的信号总和中选出有用信号,排除干扰信号的能力,称为放大器的选择性。选择性的基本指标是矩形系数。其中,定义矩形系数是电压放大倍数下降到谐振时放大倍数的10%所对应的频率偏移和电压放大倍数下降为0.707时所对应的频率偏移2Δf0.1之比,即:
同样还可以定义矩形系数,即:
显然,矩形系数越接近1,曲线就越接近矩形,滤除邻近波道干扰信号的能力愈强。
调谐放大器广泛应用于各类无线电发射机的高频放大级和接收机的高频与中频放 大级。空间总是同时存在着各种各样的电磁波,我们所需要接收的只是我们感兴趣的有用信号,而其它不需要的电磁波对接收机来说就是干扰,如何更有效地选择信号并抑制干扰是接收机的重要任务之一。因此,调谐放大器在接收机中被广泛使用,这种放大器对于调谐频率附近的信号有较大的放大倍数,对于离调谐频率较远的信号放大倍数较小甚至将它衰减。在接收机中,它主要用来对小信号进行电压放大,所以大多工作于甲类放大状态。在发射机中它主要用来放大射频功率,因而大多工作于丙类或乙类状态(见功率放大器)。
调谐放大器的调谐回路可以是单调谐回路,也可以是由两个回路相耦合的双调谐回路。它可以通过互感与下一级耦合,也可以通过电容与下一级耦合。一般说,采用双调谐回路的放大器,其频率响应在通频带 内可以做得较为平坦,在频带边缘上有更陡峭的截止。超外差接收机中的中频放大器常采用双回路的调谐放大器。单级调谐放大器的增益与带宽的乘积受到放大器件参数的限制。在器件已选定时,放大器的增益越高,带宽就越窄。为保证有足够的增益和适当的带宽,往往采用几级调谐放大器级联。有时将两级(或三级)放大器的回路分别调谐到两个(或三个)不同的频率上,构成参差调谐放大器。这种放大器具有较宽的频带,总增益较高,但放大器的调整较麻烦。雷达接收机的中频放大级常采用这类放大器。
放大器件的杂散参量对调谐放大器的性能有影响。例如由于晶体管集电结电容CC的反馈作用,可能使放大器工作不稳定,甚至产生自激振荡。通常可用中和的方法加以消除。图3是带中和电路的调谐放大器,CN是中和电容器。输出信号由回路电感L经CN反馈至放大器的输入端,以抵消极间电容CC的内反馈。
以电容器和电感器组成的回路为负载,增益和负载阻抗随频率而变 的放大电路。这种回路通常被调谐到待放大信号的中心频率上。由于调谐回路的并联谐振阻抗在谐振频率附近的数值很大,放大器可得到很大的电压增益。而在偏离谐振点较远的频率上,回路阻抗下降很快,使放大器增益迅速减小;因而调谐放大器通常是一种增益高和频率选择性好的窄带放大器。
原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。...
您错误的理解信号放大器了第一,信号在电线中进行传输的时候会有衰减的,所以使用信号放大器只是为了恢复原始信号第二,现在很多家的电视比较多,一条线走也容易出现信号衰减,所以使用分配信号放大器所以只要使用一...
仪表放大器是在有噪声的环境下放大小信号的器件,其本身所具有的低漂移、低功耗、高共模抑制比、宽电源供电范围及小体积等一系列优点,它利用的是差分小信号叠加在较大的共模信号之上的特性,能够去除共模信号,而又...
电子线路课件--6.1调谐放大器
电子线路课件--6.1调谐放大器
电荷放大器-放大器
五、电荷放大器 电荷放大器主要由一个高增益反向电压放大器和电容负反馈组成。输入端的 MOSFET 或 J-FET 提供高绝缘性能,确保极低的电流泄露。 电荷放大器将压电传感器产生的电荷转换为成比例的电压, 用来作为监测和控制过程的 输入量。电荷放大器主要由一个具有高开环增益和电容负反馈的 MOSFET( 半导体场效应晶 体管 )或 JFET(面结型场效应晶体管 )的反向电压放大器组成, 因此它的输入产生高绝缘阻抗, 会引起少量电流泄漏。忽略 Rt 和 Ri,输出端电压为: )( 1 1 1 crt r r o CCC AC C Q U 对于足够高的开环增益,系数 1/AC 接近于零。因此可以忽略电缆和传感器的电容,输 出电压仅由输入端电压和量程电容决定。 r o C QU 电荷放大器可看成是电荷积分器, 它总是在量程电容两端以大小相等, 极向相反的电荷 补偿传感器产生的电荷。 量程电容两端
绪论 1
第 1章 高频小信号调谐放大器 4
1.1 调谐放大器的组成及主要技术指标 4
1.1.1 电路组成 4
1.1.2 主要技术指标 5
1.2 调谐放大器的等效电路 7
1.2.1 晶体管y参数等效电路 7
1.2.2 LC并联谐振回路及其等效关系 8
1.2.3 放大器的等效电路 11
1.3 主要技术指标的估算 12
1.3.1 单级单调谐放大器 12
1.3.2 多级单调谐放大器 14
1.4 双调谐放大器 15
1.4.1 电路组成 15
1.4.2 主要技术指标 16
1.5 高频小信号谐振放大器的稳定性 17
1.6 集中选频放大器 17
1.6.1 集中选频滤波器 18
1.6.2 集中选频放大器应用举例 22
1.7 单调谐放大电路仿真实验 23
习题 24
第 2章 正弦波振荡器 27
2.1 反馈振荡原理 27
2.1.1 反馈振荡原理及反馈型振荡器的组成 27
2.1.2 起振条件和平衡条件 28
2.1.3 振荡器的稳定条件 29
2.2 LC振荡器 31
2.2.1 互感耦合振荡电路 31
2.2.2 LC三点式振荡电路 31
2.2.3 改进型电容三点式振荡电路 34
2.3 振荡器的频率稳定度 36
2.3.1 频率稳定度的定义 36
2.3.2 频率变化的原因及稳频措施 36
2.4 晶体振荡器 37
2.4.1 石英晶体的电特性 37
2.4.2 石英晶体振荡电路 38
2.5 RC振荡器 40
2.5.1 RC串并联网络的选频特性 40
2.5.2 文氏桥振荡器 41
2.6 正弦波振荡器仿真实验 42
习题 43
第3章 调幅、检波及混频 48
3.1 振幅调制 48
3.1.1 调幅波的性质 48
3.1.2 几种调幅波的特点及实现调幅的方法 53
3.2 调幅电路 56
3.2.1 低电平调幅电路 56
3.2.2 高电平调幅电路 59
3.2.3 其他几种调幅波电路 60
3.3 检波电路 63
3.3.1 包络检波电路 64
3.3.2 同步检波电路 67
3.4 混频 68
3.4.1 混频的基本原理 68
3.4.2 混频干扰及其克服干扰的措施 70
3.4.3 混频电路 72
3.5 调幅、检波及混频仿真实验 76
3.5.1 调幅仿真 76
3.5.2 同步检波器仿真实验 78
3.5.3 混频器仿真实验 78
习题 79
第4章 高频功率放大器 83
4.1 高频功率放大器的特点及用途 83
4.1.1 高频功率放大器的用途 83
4.1.2 晶体管工作状态对放大器效率的影响 83
4.1.3 丙类谐振功率放大器与低频功率放大器及小信号谐振放大器的区别 84
4.1.4 高频功率放大器的主要技术指标 84
4.2 谐振高频功率放大器 85
4.2.1 谐振高频功率放大器的基本电路 85
4.2.2 谐振高频功率放大器的工作原理 85
4.2.3 谐振高频功率放大器的分析方法 87
4.2.4 谐振高频功率放大器的特性 91
4.2.5 谐振高频功率放大器的直流馈电电路及匹配网络 99
4.3 丙类倍频器 103
4.3.1 倍频器的用途 103
4.3.2 丙类倍频器的基本原理 103
4.4 宽频带高频功率放大器 105
4.4.1 高频传输线变压器 105
4.4.2 功率合成 109
习题 115
第5章 角度调制与解调 116
5.1 调角波的基本性质 116
5.1.1 调角波的基本概念 116
5.1.2 调角波的数学表达式 117
5.2 角度调制电路 124
5.2.1 直接调频电路 124
5.2.2 间接调频——由调相实现调频 132
5.3 调角信号的解调 137
5.3.1 鉴相器 138
5.3.2 鉴频器 143
5.4 单失谐回路斜率鉴频器仿真 153
习题 154
第6章 反馈控制电路 156
6.1 反馈控制系统的概念 156
6.2 自动增益控制电路 157
6.2.1 放大器的增益控制 157
6.2.2 电路类型 161
6.3 自动频率控制电路 162
6.3.1 自动频率控制基本原理 162
6.3.2 自动频率微调(AFC)电路 164
6.4 锁相环路及频率合成 165
6.4.1 锁相环路的基本原理 165
6.4.2 频率合成的基本原理 166
6.4.3 锁相环的应用 169
习题 171
第7章 实训 174
7.1 高频电路制作中应该注意的问题 174
7.2 实训 176
7.2.1 调频麦克风 176
7.2.2 丙类高频功率放大器 179
7.2.3 收音机 1862100433B
出版说明
前言
第1单元 通信系统的模型
1.1 概述
1.1.1 通信发展简史
1.1.2 通信方式
1.2 通信系统的模型
1.3 信号与噪声
1.4 实训--信号特性测试
1.5 单元测试
第2单元 高频放大器
2.1 概述
2.2 小信号谐振放大器
2.2.1 晶体管y参数等效电路
2.2.2 单级单调谐放大器
2.2.3 多级单调谐放大器
2.2.4 集中选频放大器
2.3 丙类功率放大器
2.3.1 丙类功率放大器的工作原理
2.3.2 丙类功率放大器的静态性能分析
2.3.3 丙类功率放大器的动态性能分析
2.3.4 谐振功率放大器的直流馈电电路与匹配电路
2.4 实训
2.4.1 小信号谐振放大器
2.4.2 高频丙类功率放大器
2.5 单元测试
第3单元 正弦波振荡器
3.1 概述
3.1.1 反馈振荡器的振荡原理
3.1.2 振荡器的主要技术指标
3.2 LC正弦波振荡器
3.2.1 LC互感耦合振荡器
3.2.2 LC三端式振荡器的组成原则
3.2.3 电感反馈三端式振荡器
3.2.4 电容反馈三端式振荡器
3.2.5 改进型电容反馈三端式振荡器
3.2.6 几种三端式振荡器的比较
3.3 RC振荡器
3.4 晶体振荡器
3.4.1 石英谐振器
3.4.2 石英晶体振荡器
3.5 实训--LC振荡器和石英晶体振荡器
3.6 单元测试
第4单元 频率变换电路的原理与应用
4.1 混频电路
4.1.1 混频基本原理
4.1.2 混频电路结构
4.1.3 混频电路应用
4.1.4 倍频电路
4.2 调制的概念
4.2.1 调幅
4.2.2 调角
4.2.3 三种调制方式的比较
4.3 幅度调制与解调电路
4.3.1 调幅的方法和电路
4.3.2 解调的方法和电路
4.4 频率调制与解调电路
4.4.1 调频的方法和电路
4.4.2 解调的方法和电路
4.5 实训
4.5.1 基极调幅电路
4.5.2 大信号二极管检波电路
4.5.3 混频电路
4.6 单元测试
第5单元 锁相环与频率合成器应用
5.1 压控振荡器
5.1.1 压控振荡器原理
5.1.2 压控振荡器实际应用
5.2 锁相环
5.2.1 锁相环基本原理
5.2.2 锁相环典型应用
5.3 频率合成器
5.3.1 频率合成器的主要技术指标
5.3.2 频率合成的基本方法
5.3.3 频率合成器应用举例
5.4 实训
5.4.1 压控振荡器
5.4.2 锁相环鉴频器
5.5 单元测试
第6单元 接收机与发射机结构
6.1 接收机
6.1. 1 接收机电路结构
6.1.2 超外差式接收机的实现
6.1.3 接收机实际电路分析
6.2 发射机
6.2.1 发射机的主要技术指标
6.2.2 发射机结构
6.2.3 射频功率放大器
6.2.4 发射机的阻抗匹配网络
6.2.5 发射机实际电路分析
6.2.6 自动增益控制与自动频率控制
6.3 现代数字通信机
6.3.1 数字接收机结构
6.3.2 数字发射机结构
6.3.3 典型通信机组成
6.3.4 通信设备的小型化和通信电路的大规模集成
6.4 实训--观察通信机结构
6.5 单元测试
第7单元 通信电子技术综合实训
7.1 通信电子技术课程设计的步骤
7.2 通信电子技术课程设计的方法
7.3 通信电子技术综合实训练习
7.3.1 中频放大电路的设计与制作
7.3.2 高频压控振荡器的设计与制作
7.3.3 无线电话筒的设计与制作
参考文献
绪论
01通信系统的组成
02发射机和接收机的组成
03本书的研究对象和任务
第1章高频小信号谐振放大器
11LC选频网络
111选频网络的基本特性
112LC选频回路
113LC阻抗变换网络
*114双耦合谐振回路及其选频特性
12高频小信号调谐放大器
121晶体管的高频小信号等效模型
122高频小信号调谐放大器
123多级单调谐放大器
*124双调谐回路谐振放大器
*125参差调谐放大器
126谐振放大器的稳定性
13集中选频放大器
131集中选频滤波器
132集成宽带放大器
133集成选频放大器的应用
14电噪声
141电阻热噪声
142晶体三极管噪声
143场效应管噪声
144噪声系数
本章小结
习题1
第2章高频功率放大器
21概述
22高频功率放大器的工作原理
221工作原理分析
222功率和效率分析
223D类和E类功率放大器简介
224丙类倍频器
23高频功率放大器的动态分析
231高频功率放大器的动态特性
232高频功率放大器的负载特性
233高频功率放大器的调制特性
234高频功率放大器的放大特性
235高频功率放大器的调谐特性
236高频功放的高频效应
24高频功率放大器的实用电路
241直流馈电电路
242滤波匹配网络
243高频谐振功率放大器设计举例
25集成高频功率放大电路简介
26宽带高频功率放大器与功率合成电路
261宽带高频功率放大器
262功率合成电路
本章小结
习题2
第3章正弦波振荡器
31概述
32反馈型自激振荡器的工作原理
321产生振荡的基本原理
322反馈振荡器的振荡条件
323反馈振荡电路的判断
33LC正弦波振荡电路
331互感耦合LC振荡电路
332三点式LC振荡电路
34振荡器的频率稳定度
341频率稳定度的定义
342振荡器的稳频原理
343振荡器的稳频措施
35晶体振荡器
351石英晶体谐振器概述
352晶体振荡器电路
36集成电路振荡器
361差分对管振荡电路
362单片集成振荡电路E1648
363运放振荡器
364集成宽带高频正弦波振荡电路
37压控振荡器
371变容二极管
372变容二极管压控振荡器
373晶体压控振荡器
374新型单片多波形集成振荡器MAX038
375新型单片集成压控振荡器MAX260x
*38RC振荡器
381RC移相振荡器
382文氏电桥振荡器
*39负阻振荡器
391负阻器件的基本特性
392负阻振荡电路
310振荡器中的几种现象
3101间歇振荡
3102频率拖曳现象
3103振荡器的频率占据现象
3104寄生振荡
本章小结
习题3
第4章频率变换电路基础
41概述
42非线性元器件的特性描述
421非线性元器件的基本特性
422非线性电路的工程分析方法
43模拟相乘器及基本单元电路
431模拟相乘器的基本概念
432模拟相乘器的基本单元电路
44单片集成模拟乘法器及其典型应用
441MC1496/MC1596及其应用
442BG314(MC1495/MC1595)及其应用
443第二代、第三代集成模拟乘法器
本章小结
习题4
第5章振幅调制、解调及混频
51概述
52振幅调制原理及特性
521标准振幅调制信号分析
522双边带调幅信号
523单边带信号
524AM残留边带调幅
53振幅调制电路
531低电平调幅电路
532高电平调幅电路
54调幅信号的解调
541调幅波解调的方法
542二极管大信号包络检波器
543同步检波
55混频器原理及电路
551混频器原理
552混频器主要性能指标
553实用混频电路
554混频器的干扰
56AM发射机与接收机
561AM发射机
562AM接收机
563TA7641BP单片AM收音机集成电路
本章小结
习题5
第6章角度调制与解调
61概述
62调角信号的分析
621瞬时频率和瞬时相位
622调角信号的分析与特点
623调角信号的频谱与带宽
63调频电路
631实现调频、调相的方法
632压控振荡器直接调频电路
633变容二极管直接调频电路
634晶体振荡器直接调频电路
635间接调频电路
64调频波的解调原理及电路
641鉴频方法及其实现模型
642振幅鉴频器
643相位鉴频器
644比例鉴频器
645移相乘积鉴频器
646脉冲计数式鉴频器
647锁相鉴频器
65调频制的抗干扰性及特殊电路
651调频制中的干扰及噪声
652调频信号解调的门限效应
653预加重电路与去加重电路
654静噪声电路
66FM发射机与接收机
661调频发射机的组成
662集成调频发射机
663调频接收机的组成
664集成调频接收机
本章小结
习题6
第7章反馈控制电路
71概述
72反馈控制电路的基本原理与分析方法
721基本工作原理
722数学模型
723基本特性分析
73自动增益控制电路
731AGC电路的工作原理
732可控增益放大器
733实用AGC电路
74自动频率控制电路
741AFC电路的组成和基本特性
742AFC电路的应用举例
75锁相环路
751锁相环路的基本工作原理
752锁相环路的基本应用
76单片集成锁相环电路简介与应用
761NE562
762NE562的应用实例
本章小结
习题7
第8章数字调制与解调
81概述
82二进制振幅键控
8212ASK调制原理
8222ASK信号的解调原理
83二进制频率键控
8312FSK调制原理
8322FSK解调原理
84二进制相移键控
8412PSK调制原理
8422PSK解调原理
85二进制差分相移键控
8512DPSK调制原理
8522DPSK解调原理
本章小结
习题8
第9章软件无线电基础
91概述
92软件无线电的关键技术
93软件无线电的体系结构
94软件无线电的应用
本章小结
习题9
附录A余弦脉冲分解系数表
部分习题答案
参考文献 2100433B