文档介绍：第2章通信信号的接收
概述
小信号谐振放大器
集中选频放大器
放大器的噪声
实训:高频小信号谐振放大器 的仿真与性能分析
概述
在无线通信中,发射与接收的信号应当适合于空间传输。所以,被通信设备处理和传输的信号是经过调制处理过的高频信号,这种信号具有窄带特性。而且,通过长距离的通信传输,信号受到衰减和干扰,到达接收设备的信号是非常弱的高频窄带信号,在做进一步处理之前,应当经过放大和限制干扰的处理。这就需要通过高频小信号放大器来完成。这种小信号放大器是一种谐振放大器。混频器输出端也接有这种小信号放大器,作为中频放大器对已调信号进行放大。
高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、测量仪器等设备中。高频小信号放大器可分为两类:一类是以谐振回路为负载的谐振放大器;另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器。它们的主要功能都是从接收的众多电信号中,选出有用信号并加以放大,同时对无用信号、干扰信号、噪声信号进行抑制,以提高接收信号的质量和抗干扰能力。
谐振放大器常由晶体管等放大器件与LC并联谐振回路或耦合谐振回路构成。它可分为调谐放大器和频带放大器,前者的谐振回路需调谐于需要放大的外来信号的频率上,后者谐振回路的谐振频率固定不变。集中选频放大器把放大和选频两种功能分开,放大作用由多级非谐振宽频带放大器承担,选频作用由LC带通滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等承担。目前广泛采用集中宽频带放大器。
高频小信号放大器主要性能指标有:谐振增益、通频带、选择性及噪声系数等。
放大器的谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益,记为Au0,其值可用分贝(dB)表示。放大器的增益具有与谐振回路相似的谐振特性,。图中f0表示放大器的中心谐振频率,Au/ Au0表示相对电压增益。当输入信号的频率恰好等于f0时,放大器的增益最大。
谐振放大器的幅频特性曲线
2. 通频带
通频带是指信号频率偏离放大器的谐振频率f0时,放大器的电压增益Au下降到谐振电压增益Au0的
时,所对应的频率范围,,。
3. 选择性
选择性是指谐振放大器从输入信号中选出有用信号成分并加以放大,而将无用的干扰信号加以有效抑制的能力。为了准确地衡量小信号谐振放大器的选择性,通常选用“抑制比”和“矩形系数”两个技术指标。
1)抑制比
抑制比可定义为:谐振增益Au0与通频带以外某一特定频率上的电压增益Au的比,用d(dB)表示,记为
2) 矩形系数
假设谐振放大器是理想放大器,。该图表明在通频带内放大器的电压增益保持不变,而在通频带外电压增益为零。若干扰信号频率在放大器的频带之外,那么,它将被全部抑制。。为了评价实际放大器的谐振曲线与理想曲线的接近程度,引入矩形系数,定义为
式中,BW ;。,在接近1时,说明放大器的谐振特性曲线就愈接近于理想曲线,放大器的选择性就愈好。
4. 噪声系数
放大器的噪声系数是指输入端的信噪比Pi/Pni与输出端的信噪比Po/Pno两者的比值,即
或