[科普中國(guó)]-高頻小信號(hào)放大器

概述

利用三極管的電流控制作用或場(chǎng)效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號(hào)變化的電流。因?yàn)槁曇羰遣煌穹筒煌l率的波，即交流信號(hào)電流，三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電流的β倍，β是三極管的交流放大倍數(shù)，應(yīng)用這一點(diǎn)，若將小信號(hào)注入基極，則集電極流過的電流會(huì)等于基極電流的β倍，然后將這個(gè)信號(hào)用隔直電容隔離出來，就得到了電流(或電壓)是原先的β倍的大信號(hào)，這現(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)過不斷的電流及電壓放大，就完成了功率放大。

工作原理在無線通信系統(tǒng)中，經(jīng)過較長(zhǎng)距離進(jìn)行的傳輸通信，信號(hào)會(huì)遭遇干擾和減弱，信號(hào)到達(dá)接收設(shè)備時(shí)已經(jīng)成為了很微弱的高頻信號(hào)，信號(hào)被處理之前，必須要進(jìn)行干擾限制和放大調(diào)制。這時(shí)候高頻小信號(hào)放大器就發(fā)揮了作用。 ’

通過研究可以準(zhǔn)確的知道高頻小信號(hào)放大器的諧振實(shí)際的線路圖。根據(jù)線路圖可以看出，高頻小號(hào)放大器使用了抽頭諧振的負(fù)載回路，針對(duì)信號(hào)頻率特有的諧振，成功的完成了濾波選頻功能以及匹配阻抗。因?yàn)楦哳l小信號(hào)的輸入，放大器的工作狀態(tài)屬于A類1。

組成高頻小信號(hào)放大器主要由3部分組成。

通過無線電接收到的信號(hào)包含了有用信號(hào)、信號(hào)干擾和噪音，輸入電路的功能是篩選出有用的信號(hào)，過濾出噪音和干擾，除此之外，為了能夠達(dá)到匹配噪音．變換阻抗也要充分實(shí)現(xiàn)。放大電路的功能是在最小的狀況下盡量放大噪音，要有足夠?qū)挼闹本€領(lǐng)域。輸出電路的功能是選頻的實(shí)現(xiàn)和匹配阻抗．依據(jù)這些部分的要求對(duì)電路實(shí)行設(shè)計(jì)1。

特點(diǎn)（1）比較高的頻率

通常情況下中心頻率在幾百千赫茲到兆赫之間，寬帶頻度在幾千赫茲到幾十兆赫之間，因此—定選擇使用網(wǎng)絡(luò)選頻。

（2）線性工作范圍

因?yàn)楦哳l小信號(hào)放大器比較小，因此會(huì)處于線性的工作范圍之內(nèi)，也就是處于放大線形的工作狀態(tài)中。

（3）負(fù)載回路是諧振回路

高頻小信號(hào)放大器使用的負(fù)載是諧振回路，就是信號(hào)接近諧振頻率時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的增益，信號(hào)遠(yuǎn)離諧振頻率時(shí)增益也會(huì)迅速降低，這樣就產(chǎn)生了放大選頻的作用1。

設(shè)計(jì)要求無線接收機(jī)的通信系統(tǒng)中的重要組成部分是高頻小信號(hào)放大器，它的位置是在接收機(jī)的最前面，整體接收機(jī)的信號(hào)傳輸質(zhì)量的好壞會(huì)直接受到其功能的影響。對(duì)于高頻小信號(hào)放大器的具體要求如下：

(1)要有足夠的G功率增益。

(2)只能是需要的頻帶進(jìn)行通過．因此要有一定的BW通頻帶。

(3)要有很好的選擇性。

(4)放大器產(chǎn)生的噪音要足夠小。

(5)要求穩(wěn)定的工作2。

分立元件可以組成高頻小信號(hào)放大器，也可以使用集成電路，高頻小信號(hào)放大器使用分立元件時(shí)，可以有很高的晶體管單個(gè)工作效率，線路的要求相對(duì)來說簡(jiǎn)單些，是應(yīng)用最廣泛的高頻小信號(hào)放大器。根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案，運(yùn)算過程非常復(fù)雜和繁瑣，確定部分放大電器的匹配輸入、輸出電阻要使用作圖的辦法，只有結(jié)束了硬件設(shè)計(jì)才能進(jìn)行指標(biāo)的測(cè)定，設(shè)計(jì)電路的可靠性能在整體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是報(bào)難獲得保證的1。

主要質(zhì)量指標(biāo)（1）增益3

（2）通頻帶

（3）選擇性

（4）工作穩(wěn)定性

（5）噪聲系數(shù)

與高頻功率放大器的不同點(diǎn)根據(jù)信號(hào)輸人的特征觀察，高頻小信號(hào)放大器進(jìn)行輸入的屬于小信號(hào)。

原因是它的工作部分是位于無線通信系統(tǒng)的接受機(jī)器位置，因此通過天線進(jìn)行接收的是極為微弱的信號(hào)，因?yàn)槭切⌒盘?hào)，就認(rèn)為高頻小信號(hào)放大器的工作范圍是線性晶體管之中。這樣線性元件也可以包含晶體管．還可以把它作為四端有源線性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析。

高頻功率放大器是在通信無線系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)部分工作，最主要的功能就是將高頻信號(hào)盡可能的放大，最終目的是輸出高效大功率振蕩器在發(fā)射機(jī)中產(chǎn)生的信號(hào)很微小，要想獲得較大的功率必須要使用功率多級(jí)放大器來實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過天線來輻射出去。其主要的輸入信號(hào)是大信號(hào)，通常都是在0.5V之上，有時(shí)還會(huì)在1-2V之間，更大的情況也合出現(xiàn)，最后得出結(jié)論高頻率放大器的工作范圍是非線性的晶體管，只可以在這些類似的條件中才可以實(shí)行研究分析。

高頻小信號(hào)放大器和高頻功率放大器被廣泛的用于通信電子系統(tǒng)之中。通過兩者之間的分析比較，更加清晰的認(rèn)識(shí)別高頻小信號(hào)放大器的適用范圍以及使用特點(diǎn)。尤其是交接收機(jī)的設(shè)備中，通過天線上面感應(yīng)到的信號(hào)一般情況下是很微弱的，通常處于微伏級(jí)別，為了能夠輸出傳輸?shù)男盘?hào)，就要放大信號(hào)，這時(shí)就要使用高頻小信號(hào)放大器來進(jìn)行這樣的工作1。