詳解寬帶放大器電路設(shè)計(jì)

這里給出了 一個(gè) 50～300MHz 的低噪聲寬帶放大器的設(shè)計(jì)，該放大器在工作頻段內(nèi)具有優(yōu)良的增益平坦度和噪聲系數(shù)，能提高接收機(jī)的靈敏度。

1 寬帶實(shí)現(xiàn)和負(fù)反饋原理

寬帶放大器設(shè)計(jì)的主要障礙是有源器件的增益帶寬積的制約，即有源器件的增益在頻率高端隨著頻率的增加以6dB/倍頻程下降。 寬帶放大器常用的設(shè)計(jì)方法有： 平衡結(jié)構(gòu)式放大器，負(fù)反饋式放大器， 有源匹配電路， 電抗網(wǎng)絡(luò)匹配， 寬帶電阻匹配， 分布式放大器等。 其中負(fù)反饋式放大器具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)：降低整個(gè)電路對(duì)晶 體管自身性能變化的敏感度;獲得較好的輸入阻抗匹配和較低的噪聲系數(shù); 增大工作頻帶內(nèi)放大器的穩(wěn)定性; 增加放大器的線性度等。因此，負(fù)反饋技術(shù)被廣泛地運(yùn) 用于寬帶放大器的設(shè)計(jì)當(dāng)中。采用負(fù)反饋技術(shù)的放大器如圖1所示。

2 偏置電路和穩(wěn)定因子

2.1 偏置電路

放大器的偏置電路如圖2所示。 圖2中電感 L1和 L2是射頻扼流圈 (RFC) ; 電容 C1-C4為電源濾波電容。

2.2 采用負(fù)反饋式的寬帶放大電路

圖3示為一種采用負(fù)反饋方式的寬帶放大電路，該電路放大器均采用變壓器耦合方式，放大部分采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管和晶體三極管相結(jié)合的方式。

圖3 負(fù)反饋式寬帶放大電路圖

電路中，輸入信號(hào)經(jīng)耦合電容器加到變壓器Ti繞組的中心抽頭，再經(jīng)變壓器T2的初級(jí)繞組加到場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極上，這種方式具有阻抗轉(zhuǎn)換的功能，將50 n輸入阻抗提高到200 n，變壓器Tz的次級(jí)繞組又是VT1的滿極負(fù)載，放大器的增益取決于T2的次級(jí)繞組(25/3=8，33)。VT2是射極輸出放大器方式，通過線圈抽頭的選擇可得到5011的輸出阻抗。

2.3 帶偏流補(bǔ)償?shù)膶拵Х糯箅娐吩O(shè)計(jì)

圖4

圖4所示電路與一般反相放大電路的不同點(diǎn)僅在于反饋電阻輸入端點(diǎn)與反相輸入端之間串接了一個(gè)100kΩ的電位器，用于對(duì)直流偏流進(jìn)行補(bǔ)償。調(diào)整電位器 Rp，使當(dāng)Vi=0V時(shí)，Vo=0。在補(bǔ)償端引腳1與10之間接相位補(bǔ)償電容C1(90pF)，引腳5到地的濾波電容C2也為90pF。該電路在圖示參數(shù)下的電壓放大倍數(shù)為：Av=-10，其電壓轉(zhuǎn)換速度大于70v/μs，半功率帶寬可達(dá)400kHz以上，其增益帶寬之積約為30MHz。采用10引腳的金屬圓形封裝的LH0003工作溫度為0～85℃，存儲(chǔ)溫度為-65～150℃。當(dāng)采用LH0003芯片時(shí)，其工作溫度為-55～125℃，存儲(chǔ)溫度為 -65～150℃。

編輯點(diǎn)評(píng)：本文介紹了寬帶放大器，寬帶放大器是通信系統(tǒng)中不可或缺的重要器件，這里通過負(fù)反饋技術(shù)。 該放大器具有增益高， 增益平坦度優(yōu)，及噪聲系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于微波通信、衛(wèi)星通信等各種電子設(shè)備中。