缓冲隔离级电路
而激励级的输入阻抗为325?,即射随器的负载电阻RL?325?,由式4可计算
''//?RL?3.6K? 射随器的输入电阻 RI?RB输入电压 Vi? PiRi?2.1V为减小射随器对前级振荡器的影响,耦合电容C1不能太大,一般为十皮法;
C2为0.022?f左右。
● 功率激励级 为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大,且振荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求,则功率激励级可以省去。
● 末级功放 将前级送来的信号进行功率放大,使负载(天线)上获得满足要求的发射功率。如果要求整机效率较高,则应采用丙类功率放大器;若整机要求不高,如?A?50%,波形失真要小时,则可以采用甲类功率放大器。但是本题要求?A?50%,故选用丙类功率放大器较好。
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2.3 高频功率放大器
完成调频后,要把已调信号传送到功率放大器加以放大,变成RF信号。下
一步讨论高频功率放大器。
为了把信号有效的发射出去,在电路的发射端应加入高频功率放大器,以满足已调波能以大功率发射出去,被接受电路清晰的收到。
高频功率放大器的电路分为两部分,第一部分为高频小信号放大器,作为激励级,使输入信号能放大到可以驱动功率放大器工作在丙类放大的程度;第二部分为功率放大器,将输入的小信号放大后输出。
2.3.1高频小信号放大器
高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线电设备中的高频小信号,以便作进一步的变换和处理。这里所说的“小信号”,主要是强调输入信号电平较低,放大器工作在它的线性范围。
高频小信号放大器按频带宽度可以分为窄带放大器和宽带放大器。本设计中需要放大多个高频信号,且信号中心频率可以改变,所以需要用的是宽带放大器,带宽在180KHz左右。
对高频小信号放大器的主要要求是:
(1)增益要高,也就是放大量要大,通常要靠多级放大器才能实现。 (2)频率选择性要好。选择性就是描述选择所需信号和抑制无用信号的能力,这是靠选频电路完成的,放大器的频带宽度和矩形系数是衡量选择性的两个重要的参数。
(3)工作稳定可靠。这要求放大器的性能尽可能的不受温度、电源电压等外界因素变化的影响,不产生任何自激。此外,在放大微弱信号的接收机前级放大器中,还要求放大器内部噪声要小,因为放大器本身的噪声越低,接收微弱信号的能力就越强。
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图1所示电路为共发射极组态的晶体管高频小信号调谐放大器。它不仅要放大高频信号,而且还要有一定的选频作用,因此晶体管的集电极负载为LC 并联谐振回路。在高频情况下,晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻Rb1,Rb2 及Re 决定。图中,各元气件的名称及作用如表1所示。
表1 单调谐放大器电路原理图中各元件列表
序号 元件及名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 变压器T 晶体管V 电阻Rb1、Rb2 电阻Re 电阻RT 电容器C 电容器CT 电容器C1 电容器Cb 电容器Ce Vcc 作用 耦合元件,初级线圈与电容器C组成晶体管集电极谐振负载 放大元件 上/下偏流电阻,固定晶体管基极静态电位 发射极直流负反馈电阻,稳定静态工作点 谐振回路阻尼电阻,调节谐振回路品质因素,实现阻抗匹配 与CT、T2初级线圈组成晶体管集电极谐振负载,起选频作用 谐振回路谐振频率调节电容 电源滤波电容 基极信号源耦合电容 发射极旁路电容 直流电源 放大器在高频情况下的等效电路如图2 所示。 18
图2 中所示的等效电路中,P1为晶体管的集电极接入系数,即
P1?N12/N13 (2.20)
式中,N12为晶体管集电极接入变压器T2初级线圈的总匝数,N13为输出变压器T初级线圈总匝数。
P2为输出变压器T的次级线圈与初级线圈的匝数比,即
P2?N45/N13 (2.21)
式中,N45为变压器T2次级线圈的总匝数。
gL为调谐放大器输出负载的电导,gL?1/RL。通常小信号调谐放大器的下
一级仍为晶体管调谐放大器,则gL将是下一级晶体管的输入导纳。
由图2 可知,并联谐振回路的总电导g?和总电容C?的表达式为
g??g0?1RT?P1g0e?P2gL22 (2.22)
C??P12C0e?C?CT?P22CL (2.23)
式中,g0为LC谐振回路本身的损耗电导,Coe为晶体管的输出电容;CL为下级放大器的输入电容。谐振时L和C的并联回路呈电阻特性,其阻值等于R0,并联谐振电抗为无限大,则j?C 与1/(j?L)的影响可以忽略。
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在应用时,通常将几级调谐放大器级联构成多级放大器以满足增益及频率选择等方面的要求。多级单调谐放大器的谐振频率相同,均为信号的中心频率。设各级谐振时的电压放大倍数为
K01、K02、……、K0n,则放大器总的电压倍数
K0?为
K0??K01K02……K0n单振荡回路的归一化频率特性为:
??11??2 (2.24)
式中,?为广义失谐,??2Q??/?0。设多级放大器各回路的带宽及Q值相同,即?相同,则有n各回路的多级放大器的归一化频率特性为
?
多级单谐调放大器的带宽和矩形系数
级数n B?/B1 K0.1 n?(1??)2?n/2 (2.25)
1 1.0 9.95 2 0.64 4.66 3 0.51 3.74 4 0.43 3.18 5 0.35 3.07 2.3.2 高频功率放大器
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。 高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频
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