集中選頻放大器

1、集中選頻放大器第1頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四2.3 集中選頻放大器組成： 集成寬帶放大器 集中選頻濾波器由多級差分放大電路組成 常用的有石英晶體濾波器、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器等。第2頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四主要要求： 了解集中選頻放大器的構(gòu)成和優(yōu)點了解陶瓷濾波器和聲表面波濾波器2.2 小信號諧振放大器第3頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四 集中選頻濾波器一、 陶瓷濾波器由鋯鈦酸鉛陶瓷材料制成工藝：陶瓷焙燒 片狀 兩面涂銀漿直流高壓極化 具有壓電效應 當陶瓷片發(fā)生機械變形時，其表面會產(chǎn)生電荷，兩極間產(chǎn)生電壓；

2、而當陶瓷片兩極間加上電壓時，它會產(chǎn)生機械變形。 當外加交變電壓的頻率等于陶瓷片固有頻率時，機械振動幅度最大，陶瓷片表面產(chǎn)生電荷量的變化也最大，在外電路中產(chǎn)生的電流也最大，其作用類似于串聯(lián)諧振回路。1. 材料、工藝及壓電效應第4頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四2. 電路符號和等效電路rqC0CqLqCo 壓電陶瓷片的固定電容Lq 機械振動時的晶體的等效質(zhì)量Cq 機械振動時的等效彈性系數(shù)rq 機械振動時的等效阻尼3. 阻抗頻率特性串聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率 20 達100 k第5頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四構(gòu)成四端陶瓷濾波器4. 應用由兩個陶瓷片組

3、成由九個陶瓷片組成例如 陶瓷片的Q值比一般LC回路的大，將各陶瓷片的串并聯(lián)諧振頻率配置得當時，四端陶瓷濾波器可獲得接近矩形的幅頻特性。第6頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四5. 陶瓷濾波器的優(yōu)缺點優(yōu)點：體積小、成本低、受外界影響小。缺點：頻率特性較難控制，生產(chǎn)一致性較差，BW不夠?qū)挘瑯?gòu)成四端陶瓷濾波器4. 應用陶瓷濾波器：工作頻率為 幾百kHz 幾十MHz 使用時，其輸入阻抗須與信號源阻抗匹配 其輸出阻抗須與負載阻抗匹配石英晶體濾波器特性與陶瓷濾波器相似，但Q值高很多，因此頻率特性好，但價格較高。第7頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四二、聲表面波濾波

4、器聲表面波濾波器優(yōu)點： 體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、特性一致性好、工作頻率高（幾MHz幾GHz）、通頻帶寬、抗輻射能力強、動態(tài)范圍大等 聲表面波濾波器是聲表面波（用SAW表示）器件的一種。 SAW器件是一種利用彈性固體表面?zhèn)鞑C械振動波的器件。第8頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四 它以鈮酸鋰、鋯鈦酸鉛和石英等壓電材料為基片，利用真空蒸鍍法，在基片表面形成叉指形金屬膜電極，稱為叉指電極。 加輸入信號時，叉指電極間產(chǎn)生交變電場，使基片表面產(chǎn)生彈性形變，激發(fā)出與輸入信號同頻率的聲表面波，它沿基片表面?zhèn)鞑ブ潦斩?，在收端的叉指電極間得到信號。SAW濾波器的性能與基片材料、叉指電極的

5、尺寸、形狀等有關。聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)與工作原理第9頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四 集中選頻放大器應用舉例uo +6V30FZ1647105121112ui 470 H 6V470 H470 H8470 H0.033F0.033F0.033F0.033F0.033F0.033F0.033F625603.3 k1.2 k1 k4.7 k30 pF0.033F陶瓷濾波器選頻放大器陶瓷濾波器輸入端采用變壓器耦合，輸出端接跟隨器，以實現(xiàn)阻抗匹配并聯(lián)諧振回路調(diào)諧在陶瓷濾波器的主諧振頻率上，用來消除陶瓷濾波器通帶以外出現(xiàn)的小諧振峰。 4.7 k用來展LC通帶第10頁，共22頁，2

6、022年，5月20日，1點16分，星期四聲表面波濾波器選頻放大器預中放L1與分布電容并聯(lián)諧振于中心頻率。L2、L3為匹配電感，用于抵消SAWF輸入、輸出端分布電容的影響，以實現(xiàn)阻抗匹配。、C1 、C2、C3均為隔直耦合電容。 R2 、C4為電源去耦濾波電路第11頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四2.4 放大器的噪聲主要要求： 了解放大器內(nèi)部噪聲的主要來源和對放大器性能的影響。了解噪聲系數(shù)的概念第12頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四 噪聲的來源這種由于自由電子的熱運動所產(chǎn)生噪聲，稱為電阻熱噪聲。噪聲會影響放大器對微弱信號的放大能力 電阻內(nèi)的自由電子處

7、于無規(guī)則的熱運動狀態(tài)。大量電子的熱運動所產(chǎn)生的窄脈沖電流相疊加，就形成了噪聲電流，并在電阻兩端產(chǎn)生噪聲電壓。一、電阻熱噪聲第13頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四 就一段時間看，電阻熱噪聲電壓的平均值為零。但有噪聲功率，且溫度一定時，熱噪聲功率一定。 電阻熱噪聲屬于白噪聲。因為它具有極寬的頻譜，且各個頻率分量的強度相等。 放大器頻帶越寬，溫度越高，電阻值越大，則電阻熱噪聲的影響也越大。第14頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四二、晶體管的噪聲散彈噪聲分配噪聲閃爍噪聲熱噪聲一般比電阻熱噪聲大 由于單位時間內(nèi)通過PN結(jié)的載流子數(shù)目隨機起伏，使流過PN結(jié)的電

8、流在平均值上下作不規(guī)則的起伏變化而形成的噪聲。 它也是白噪聲。 晶體管 放大工作時，散彈噪聲主要由發(fā)射結(jié)產(chǎn)生。 第15頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四二、晶體管的噪聲散彈噪聲分配噪聲閃爍噪聲熱噪聲 由于基區(qū)中IC 、 IB 分配比例的隨機變化，造成在IC 在靜態(tài)值上下起伏變化所引起的噪聲。 表現(xiàn)為IE的起伏。一般認為由于晶體管清潔處理不好或有缺陷引起。 其頻譜集中在約1kHz以下，且功率譜密度于頻率成反比。因此，也稱為低頻噪聲或1/f噪聲。 對低頻放大器影響較大。 閃爍噪聲也存在于電阻等耗能元器件中。第16頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四二、晶體

9、管的噪聲散彈噪聲分配噪聲閃爍噪聲熱噪聲 晶體管三個中性區(qū)體電阻、相應的引線電阻等產(chǎn)生的電阻熱噪聲。rbb的影響較大，其它的通?？陕?。第17頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四三、場效應管的噪聲結(jié)型場效應管的主要為溝道電阻熱噪聲 溝道中載流子不規(guī)則熱運動而產(chǎn)生，類似電阻熱噪聲絕緣珊場效應管的主要為 1/f 噪聲一般場效應管的噪聲比晶體管的小第18頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四2.4.2 電阻熱噪聲的計算略第19頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) 1噪聲系數(shù) 越小，說明放大器內(nèi)部噪聲越小第20頁，共22頁，2022年，5月20日，1點16分，星期四2.4.4 低噪聲放大器對低噪聲放大器的要求噪聲系數(shù)