高頻小信號諧振放大電路時域與頻域對比分析
發布時間:2011-08-29
中心議題:
引言
zaitongxindianzidianluzhong,duiyuweixiaodexinhaoxuyaojinxingyidingzengyidefangda。tongxinzhongdeweixiaoxinhaodoushuyugaopinxinhao,suoyidianludefenxidoushijiyuqijiandefeixianxingtexingjinxingde。feixianxingdianludeshuchuzhongbutongpinlvfenliangdexinhaofenliangjiaoduo,suoyixuyaocaiyongjuyoupinlvxuanzegongnengdexiezhenwangluojinxingpinlvdexuanze。xiezhenwangluopinlvxuanzedexingnengzhijiejuedinglexiezhenfangdadianludexingneng。caiyongshiyuboxingdeguanceyijipinyubutongpinlvdepinpujinxingduibifenxi,keyiqingxididuixiezhenfangdadianlujinxingfenxi。
1 諧振放大電路概述
諧振電路原理圖中的LC並聯諧振回路用電阻Rc代替,就是典型的共發射極電路。它的電壓放大倍數是Au=βRc/rbe(這裏是其絕對值,沒有考慮相位問題)。由於Rc對所有的頻率分量都呈現出相同的阻值(阻抗),故這個電路沒有頻率選擇作用(即在很寬的頻率範圍內,其放大倍數是一樣的)。若Rc用LC並bing聯lian諧xie振zhen回hui路lu代dai替ti,由you於yu諧xie振zhen阻zu抗kang的de頻pin率lv特te性xing,使shi得de在zai諧xie振zhen頻pin率lv點dian及ji左zuo右you極ji小xiao的de頻pin率lv範fan圍wei內nei呈cheng現xian出chu很hen高gao的de阻zu抗kang,使shi電dian路lu的de電dian壓ya放fang大da倍bei數shu很hen高gao,而er離li開kai諧xie振zhen點dian的de其qi他ta頻pin率lv範fan圍wei都dou呈cheng現xian出chu極ji低di的de阻zu抗kang(理想狀態下可以看做為零),使電壓放大倍數接近於零,於是這個放大器就有了對某一頻率有選擇性的放大特性,稱為諧振放大器。
2 小信號諧振放大電路的時域分析
在測試電路中,高頻小信號選擇6MHz、50mV的正弦波信號,示波器同時測試輸入與輸出兩路信號的波形。輸入輸出波形如圖3所示。
3 小信號諧振放大電路的時域分析
在zai頻pin域yu分fen析xi中zhong就jiu是shi以yi頻pin率lv作zuo為wei分fen析xi的de變bian量liang,分fen析xi信xin號hao中zhong不bu同tong的de頻pin率lv分fen量liang構gou成cheng。在zai頻pin率lv分fen析xi中zhong,較jiao為wei重zhong要yao的de概gai念nian就jiu是shi電dian路lu的de通tong頻pin帶dai與yu選xuan擇ze性xing,作zuo為wei諧xie振zhen放fang大da電dian路lu一yi方fang麵mian要yao通tong過guo所suo需xu的de頻pin率lv成cheng分fen,因yin而er對dui其qi具ju有you通tong頻pin帶dai的de要yao求qiu,另ling一yi方fang麵mian,要yao抑yi製zhi不bu需xu要yao的de信xin號hao的de頻pin率lv成cheng分fen,這zhe種zhong通tong過guo有you效xiao成cheng分fen抑yi製zhi無wu效xiao成cheng分fen的de性xing質zhi稱cheng為wei選xuan擇ze性xing。但dan在zai實shi際ji應ying用yong中zhong往wang往wang要yao求qiu通tong頻pin帶dai以yi內nei傳chuan輸shu係xi數shu盡jin可ke能neng大da,通tong頻pin帶dai以yi外wai傳chuan輸shu係xi數shu盡jin可ke能neng小xiao,這zhe樣yang信xin號hao失shi真zhen小xiao,抑yi製zhi幹gan擾rao能neng力li強qiang,由you此ci可ke見jian通tong頻pin帶dai與yu選xuan擇ze性xing相xiang矛mao盾dun,故gu用yong矩ju形xing係xi數shuK0.1說明。理想諧振放大器的頻率特性曲線,其矩形係數K0.1應等於1,實際的諧振放大器的矩形係數總是大於1的。應用軟件的傅裏葉分析的頻譜圖如圖4所示。
4 小結
在zai對dui電dian子zi線xian路lu的de性xing能neng分fen析xi中zhong,采cai用yong時shi域yu的de分fen析xi方fang法fa比bi較jiao簡jian單dan直zhi接jie,能neng夠gou直zhi觀guan分fen析xi電dian路lu的de輸shu入ru輸shu出chu,以yi及ji各ge個ge測ce試shi點dian的de波bo形xing。但dan是shi時shi域yu分fen析xi不bu能neng確que定ding電dian路lu對dui於yu不bu同tong頻pin率lv的de響xiang應ying,也ye無wu法fa準zhun確que了le解jie不bu同tong頻pin率lv的de信xin號hao對dui電dian路lu的de幹gan擾rao。頻pin率lv分fen析xi為wei分fen析xi頻pin率lv對dui電dian路lu的de影ying響xiang提ti供gong了le直zhi接jie的de方fang法fa,在zai對dui現xian代dai電dian子zi線xian路lu的de分fen析xi中zhong,發fa揮hui了le越yue來lai越yue大da的de作zuo用yong。
- 研究高頻小信號諧振放大電路時域與頻域分析
- 采用時域的分析方法
- 采用頻率分析方法
引言
zaitongxindianzidianluzhong,duiyuweixiaodexinhaoxuyaojinxingyidingzengyidefangda。tongxinzhongdeweixiaoxinhaodoushuyugaopinxinhao,suoyidianludefenxidoushijiyuqijiandefeixianxingtexingjinxingde。feixianxingdianludeshuchuzhongbutongpinlvfenliangdexinhaofenliangjiaoduo,suoyixuyaocaiyongjuyoupinlvxuanzegongnengdexiezhenwangluojinxingpinlvdexuanze。xiezhenwangluopinlvxuanzedexingnengzhijiejuedinglexiezhenfangdadianludexingneng。caiyongshiyuboxingdeguanceyijipinyubutongpinlvdepinpujinxingduibifenxi,keyiqingxididuixiezhenfangdadianlujinxingfenxi。
1 諧振放大電路概述
諧振電路原理圖中的LC並聯諧振回路用電阻Rc代替,就是典型的共發射極電路。它的電壓放大倍數是Au=βRc/rbe(這裏是其絕對值,沒有考慮相位問題)。由於Rc對所有的頻率分量都呈現出相同的阻值(阻抗),故這個電路沒有頻率選擇作用(即在很寬的頻率範圍內,其放大倍數是一樣的)。若Rc用LC並bing聯lian諧xie振zhen回hui路lu代dai替ti,由you於yu諧xie振zhen阻zu抗kang的de頻pin率lv特te性xing,使shi得de在zai諧xie振zhen頻pin率lv點dian及ji左zuo右you極ji小xiao的de頻pin率lv範fan圍wei內nei呈cheng現xian出chu很hen高gao的de阻zu抗kang,使shi電dian路lu的de電dian壓ya放fang大da倍bei數shu很hen高gao,而er離li開kai諧xie振zhen點dian的de其qi他ta頻pin率lv範fan圍wei都dou呈cheng現xian出chu極ji低di的de阻zu抗kang(理想狀態下可以看做為零),使電壓放大倍數接近於零,於是這個放大器就有了對某一頻率有選擇性的放大特性,稱為諧振放大器。

在(zai)小(xiao)信(xin)號(hao)諧(xie)振(zhen)放(fang)大(da)中(zhong),電(dian)路(lu)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)中(zhong)除(chu)了(le)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)信(xin)號(hao)外(wai)還(hai)有(you)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)信(xin)號(hao),它(ta)們(men)的(de)頻(pin)譜(pu)往(wang)往(wang)不(bu)同(tong),所(suo)以(yi)用(yong)選(xuan)頻(pin)的(de)方(fang)法(fa),選(xuan)取(qu)需(xu)要(yao)的(de)頻(pin)率(lv)分(fen)量(liang),抑(yi)製(zhi)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)頻(pin)率(lv)分(fen)量(liang)。另(ling)外(wai),其(qi)中(zhong)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)往(wang)往(wang)也(ye)很(hen)小(xiao),處(chu)理(li)這(zhe)種(zhong)信(xin)號(hao)必(bi)須(xu)具(ju)有(you)選(xuan)頻(pin)和(he)放(fang)大(da)雙(shuang)重(zhong)功(gong)能(neng)。小(xiao)信(xin)號(hao)諧(xie)振(zhen)放(fang)大(da)器(qi)電(dian)路(lu)中(zhong)晶體管集電極負載是LC並聯諧振電路,其阻抗是隨頻率而變化的,回路諧振頻率f0上(shang)的(de)阻(zu)抗(kang)為(wei)純(chun)電(dian)阻(zu)並(bing)且(qie)是(shi)最(zui)大(da)的(de),因(yin)此(ci)諧(xie)振(zhen)放(fang)大(da)器(qi)在(zai)負(fu)載(zai)回(hui)路(lu)的(de)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)上(shang)具(ju)有(you)最(zui)大(da)的(de)電(dian)壓(ya)放(fang)大(da)增(zeng)益(yi),稍(shao)離(li)開(kai)此(ci)諧(xie)振(zhen)中(zhong)心(xin)頻(pin)率(lv),電(dian)壓(ya)增(zeng)益(yi)就(jiu)會(hui)迅(xun)速(su)減(jian)小(xiao)。在(zai)分(fen)析(xi)中(zhong)采(cai)用(yong)仿(fang)真(zhen)軟(ruan)件(jian)來(lai)測(ce)試(shi)諧(xie)振(zhen)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)的(de)時(shi)域(yu)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)。分(fen)析(xi)測(ce)試(shi)電(dian)路(lu)如(ru)圖(tu)2所示。

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3 小信號諧振放大電路的時域分析
在zai頻pin域yu分fen析xi中zhong就jiu是shi以yi頻pin率lv作zuo為wei分fen析xi的de變bian量liang,分fen析xi信xin號hao中zhong不bu同tong的de頻pin率lv分fen量liang構gou成cheng。在zai頻pin率lv分fen析xi中zhong,較jiao為wei重zhong要yao的de概gai念nian就jiu是shi電dian路lu的de通tong頻pin帶dai與yu選xuan擇ze性xing,作zuo為wei諧xie振zhen放fang大da電dian路lu一yi方fang麵mian要yao通tong過guo所suo需xu的de頻pin率lv成cheng分fen,因yin而er對dui其qi具ju有you通tong頻pin帶dai的de要yao求qiu,另ling一yi方fang麵mian,要yao抑yi製zhi不bu需xu要yao的de信xin號hao的de頻pin率lv成cheng分fen,這zhe種zhong通tong過guo有you效xiao成cheng分fen抑yi製zhi無wu效xiao成cheng分fen的de性xing質zhi稱cheng為wei選xuan擇ze性xing。但dan在zai實shi際ji應ying用yong中zhong往wang往wang要yao求qiu通tong頻pin帶dai以yi內nei傳chuan輸shu係xi數shu盡jin可ke能neng大da,通tong頻pin帶dai以yi外wai傳chuan輸shu係xi數shu盡jin可ke能neng小xiao,這zhe樣yang信xin號hao失shi真zhen小xiao,抑yi製zhi幹gan擾rao能neng力li強qiang,由you此ci可ke見jian通tong頻pin帶dai與yu選xuan擇ze性xing相xiang矛mao盾dun,故gu用yong矩ju形xing係xi數shuK0.1說明。理想諧振放大器的頻率特性曲線,其矩形係數K0.1應等於1,實際的諧振放大器的矩形係數總是大於1的。應用軟件的傅裏葉分析的頻譜圖如圖4所示。

在zai對dui電dian子zi線xian路lu的de性xing能neng分fen析xi中zhong,采cai用yong時shi域yu的de分fen析xi方fang法fa比bi較jiao簡jian單dan直zhi接jie,能neng夠gou直zhi觀guan分fen析xi電dian路lu的de輸shu入ru輸shu出chu,以yi及ji各ge個ge測ce試shi點dian的de波bo形xing。但dan是shi時shi域yu分fen析xi不bu能neng確que定ding電dian路lu對dui於yu不bu同tong頻pin率lv的de響xiang應ying,也ye無wu法fa準zhun確que了le解jie不bu同tong頻pin率lv的de信xin號hao對dui電dian路lu的de幹gan擾rao。頻pin率lv分fen析xi為wei分fen析xi頻pin率lv對dui電dian路lu的de影ying響xiang提ti供gong了le直zhi接jie的de方fang法fa,在zai對dui現xian代dai電dian子zi線xian路lu的de分fen析xi中zhong,發fa揮hui了le越yue來lai越yue大da的de作zuo用yong。
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