第6章 低噪声放大器
第2章基本放大电路课案
题目部分： 一、选择题(15小题) (02 分)1.从括号内选择正确答案，用A 、B 、C …填空。 在某双极型晶体管放大电路中，测得)s i n 20680(t u BE ω+=mV ， )sin 2050(t i B ω+=μA ，则该放大电路中晶体管的≈be r ____（A ．13.6 KΩ，B ．34 KΩ， C ． 0.4 KΩ， D ．1 KΩ， E ．10KΩKΩ），该晶体管是____。（F ．硅管， G ．锗管）。 (02 分)2.从括号内选择正确答案，用A 、B 、C …填空。 在某双极型晶体管放大电路中，测得)sin 20280(t u BE ω+= mV ， )sin 2040(t i B ω+=μA ，则该放大电路中晶体管的≈be r __________（A ．7 KΩ， B ．5 KΩ， C ．1 KΩ， D ．0.5 KΩ， E ．14 KΩ），该晶体管是____。（F ．硅管， G ．锗管）。 (03 分)3.判断下列计算图示电路的输出电阻o R 的公式哪个是正确的。 A ．e o R R = B ．L e o R R R //= C ．β+=1// 0be e r R R D ．β++=1// 0b be e R r R R E ．β +=1////0b be e R r R R (03 分)4.选择正确答案用A 、B 、C 填空。（A ．共射组态， B ．共集组态， C ．共基组态） 在共射、共集、共基三种组态的放大电路中____的电压放大倍数u A 一定小于1，____的电流放大倍数i A 一定小于1，____的输出电压与输入电压反相。 (02 分)5.选择正确答案，用A 、B 填空。（A ．共源组态， B ．共漏组态） 在共源组态和共漏组态两种放大电路中，_____的电压放大倍数u A 比较大，_____的输出电阻比较小。____的输出电压与输入电压是同相的。 (02 分)6.选择正确答案，用A 、B 填空。（A ．共源组态， B ．共漏组态） 在共源组态和共漏组态两种放大电路中，电压放大倍数u A 一定小于1的是____，输出电压与输入电压反相的是____，输出电阻比较小的是____。 (02 分)7.选择正确答案，用A 、B 填空。（A ．共源组态 B ．共漏组态） 在共源、共漏两种组态的放大电路中，希望电压放大倍数u A 大应选用____，希望带
低噪声放大器设计指南
低噪声放大器设计指南 1．低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S = -174+ NF+10㏒BW+S/N (1) min 由上式可见，在各种特定（带宽、解调S/N 已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。 低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。 2． 低噪声放大器的主要技术指标： 2．1 噪声系数NF 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即： out out in in N S N S NF //= 对单级放大器而言，其噪声系数的计算为： 222min |1)||1(||4opt s opt s n R NF NF Γ?Γ?Γ?Γ+= 其中 F min 为晶体管最小噪声系数，是由放大器的管子本身决定的， Γopt 、Rn 和Γs分 别为获得 F min 时的最佳源反射系数、 晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。 对多级放大器而言，其噪声系数的计算为： NF=NF 1+(NF -1)/G 1+(NF -1)/G 1G +…… （4） 232其中NF n 为第n级放大器的噪声系数，G n 为第n级放大器的增益。 在某些噪声系数要求非常高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，常常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为： T e = T 0 ( NF – 1 ) （5） 其中T e 为放大器的噪声温度，T 0 =2900 K，NF为放大器的噪声系数。 NF(dB) = 10LgNF （6） 2． 2 放大器增益G： 放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值： G=P out / P in （7） 从式（4）中可见，提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。 所以，一般来说低噪声放大器的增益确定应与系统的整机噪声系数、接收机动态范围等结合起来考虑。
模电训练题及答案第二章
【1】电路如图(a)所示。设为A理想的运算放大器，稳压管DZ的稳定电压等于5V。 （1）若输入信号的波形如图(b)所示，试画出输出电压的波形。 （2）试说明本电路中稳压管的作用。 图(a) 图(b) 【相关知识】 反相输入比例器、稳压管、运放。 【解题思路】 （1）当稳压管截止时，电路为反相比例器。 （2）当稳压管导通后，输出电压被限制在稳压管的稳定电压。 【解题过程】 （1）当时，稳压管截止，电路的电压增益 故输出电压 当时，稳压管导通，电路的输出电压被限制在，即 。根据以上分析，可画出的波形如图(c)所示。
图(c) （2）由以上的分析可知，当输入信号较小时，电路能线性放大；当输入信号较大时稳压管起限幅的作用。 【2】在图(a)示电路中，已知, ，，设A为理想运算放大器，其输出电压最大值为，试分别求出当电位器的滑动端移到最上端、中间位置和最下端时的输出电压的值。反馈类型？ 图(a) 【相关知识】 反相输入比例器。 【解题思路】 当时电路工作闭环状态；当时电路工作开环状态。 【解题过程】 （1）当的滑动端上移到最上端时，电路为典型的反相输入比例放大电路。输出电压
（2）当的滑动端处在中间位置时，画出输出端等效电路及电流的参考 方向如图(b)所示。图中。 图(b) 由图可知 以上各式联立求解得 代入有关数据得 （3）当的滑动端处于最下端时，电路因负反馈消失而工作在开环状态。此时，反相输入端电位高于同相输入端电位，运放处于负饱和状态。输出电压。 【3】电压－电流转换电路如图所示，已知集成运放为理想运放，R2＝R3＝R4＝R7＝R，R5＝2R。求解i L与u I之间的函数关系。
最新第二章基本放大电路习题答案
2-2 电路如图2-35所示，已知V CC =12 V ，R C =2 k Ω，晶体管的β=60，U BE =0.3 V , I CEO =0.1 mA ,要求： (1) 如果欲将I C 调到1.5 mA,试计算R B 应取多大值？(2) 如果欲将U CE 调到3 V ，试问R B 应取多大 值？ 图2-35 题2-2图 解：1）C B 1.5I βI mA == B 0(12)0.3 1.5/600.025B I mA R ---=== 所以B 468R k =Ω 2）C 3 123 4.5210 I mA -= =?，B 0(12)0.34.5/600.075B I mA R ---===所以B 156R k =Ω 2-3 电路图2-36所示，已知晶体管的β=60，r be k =1Ω，BE U =0.7 V ，试求：(1)静态工作点 I B ，I C ，U CE ；(2) 电压放大倍数；(3) 若输入电压 mV sin 210i t u ω=，则输出电压U o 的有效值为多少? V 图2-36 题2-3图 解：1）计算电路的静态工作点： B 120.7 0.04270 I mA -= = C B 0.0460 2.4I I mA β==?= CE 12 2.43 4.8U V =-?= 2)对电路进行动态分析 o L u i be 6031801 U βR A U r '-?= =-==- 3）0180101800u i U A U =?=?=V 所以输出电压的有效值为1800V 1.放大器中的信号是交、直流共存的。交流信号是被放大的量；直流信号的作用是使放大器工作在放大状态，且有合适的静态工作点，以保证不失真地放大交流信号。 2.若要使放大器正常地放大交流信号，必须设置好工作状态及工作点，这首先需要作直流量的计算；
低噪声放大器设计 论文
低噪声放大器设计 摘要：微弱信号检测就是利用近代电子学和信号处理方法从噪声中提取有用信号，其关键在于抑制噪声。恢复、增加和提取有用信号。与普通放大器相比，低噪声放大器应具有低得多的噪声系数。欲使放大器获得良好的低噪声特性，除使用好的低噪声器件外，还要有周密的设计。本文将从低噪声放大器在通讯系统中的作用，低噪声放大器的主要技术指标以及低噪声放大器的设计方法来论述低噪声放大器，以获得最佳噪声性能的低噪声放大器。重点介绍了低噪声放大器的设计方法。 关键词：低噪声，微弱信号检测，噪声系数，放大器 0．引言 随着现代科学研究和技术的发展，人们越来越需要从强噪声中检测出有用的微弱信号，于是逐渐形成了微弱信号检测这门新兴的科学技术学科，其应用范围遍及光学、电学、磁学、声学、力学、医学、材料等领域。微弱信号检测技术是利用电子学、信息论、计算机及物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点与相关性，检测被噪声淹没的微弱有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比，从而提取有用信号。微弱信号检测所针对的检测对象，是用常规和传统方法不能检测到的微弱量。对它的研究是发展高新技术，探索及发现新的自然规则的重要手段，对推动相关领域的发展具有重要的应用价值。目前，微弱信号检测的原理、方法和设备已经成为很多领域中进行现代科学技术研究不可缺少的手段。显然，对微弱信号检测理论的研究，探索新的微弱信号检测方法，研制新的微弱信号检测设备是目前检测技术领域的一大热点。 1．低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的
音响前置放大器
2013届课程设计说明书模板音响前置放大器 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名：鞠纯 指导教师：龙卓珉职称讲师 专业：电子信息工程 班级：电子1102班 完成时间：2013年6月10日
摘要 本文介绍了前置放大的构成、功能、及工作原理。所用芯片是价格便宜的带有真差动输入的LM324四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。本音响的功能是将输入音频信号进行放大，是一种可普遍用于家庭音响系统、立体声唱机等电子系统中，便于携带，适用性强。 关键词：前置放大；LM324;立体声唱机
ABSTRACT This paper introduce the structure ,function and working principle of the audio.The LM324 are low-cost,quad operational amplifiers withtrue differential inputs.They have several distinc advantages overstandard operational amplifier types in single supply voltages as low as 3.0V or 32V with quiescent currents about one-fifth of thoseassociated with the MC1741. The sound is the function of the input audio signal amplification,is generally available for home audio system,stereo player and other electronic system,convenient carrying,strong applicability. Key word preamplifier amplifiers;LM324;stereo player
电子技术(康润生)第二章基本放大电路答案
第二章基本放大电路 习题解析 2-1试判断图2-48中各电路有无交流电压放大作用？如果没有，电路应如何改动使之具备放大作用。 解：(a)可以； (b)交流通路集电极对地短接； (c)直流通路基极开路，将电容移到B R 的外边即可； (d)B C V V >三极管没有工作在放大状态。 2-2半导体晶体管放大电路如图2-49（a ）所示，已知CC U =12V ，C R =3k Ω，B R =240 k Ω，晶体管的β=40。（1）试根据直流通路估算各静态值（B I 、C I 、CE U ）； （2）如果晶体管的输出特性如图2-64（b ）所示，试用图解法求放大电路的静态工作点；（3）在静态时（i u =0），1C 和2C 上的电压各为多少？并标出极性。
解：(1)由电路的直流通路可知：
120.05240 400.05212326CC BE CC B b b C B CE CC c C U U U I mA R R I I mA U U R I V β-=≈====?==-=-?= (2)在图中画出方程为CE CC c C U U R I =-的直线，和50B I A μ=的曲线交点即为静态工作点。 (3)120.7,C C CE U V U U ==，极性如图中所示。 2-3在题2-2中，若使CE U =3V ，B R 应变为多少？若改变B R ，使C I =1.5mA,B R 应等于多少？在图上分别标出静态工作点。 解： CE CC C C U U R I =- 4012316012340123201.5 CC CE CC C B C B CC C B CC CE CC B C U U U I I R R U R R k U U U R k I ββββ-∴= ==??∴= ==Ω--?===Ω 2-4在图2-49（a ）中，若CC U =12V ，要求静态值CE U =5V ，C I =2mA 。试求C R 和B R 的阻值。设晶体管的放大倍数β=40。 解： 40122402 125 3.52CC B C CC CE C C U R k I U U R k I β?===Ω--===Ω 2-5放大电路如图2-50（a ）所示，晶体管的输出特性及放大电路的交、直流负载线如图2-50（b ）所示。试问：（1）C R 、B R 、L R 各为多少？（2）不产生失真的最大输入电压im U 和输出om U 电压各为多少？（3）若不断加大输入电压的幅值，该电路先出现何种性质的失真？调节电路中哪个电阻能消除失真？将阻值调大还是调小？（4）将L R 阻值变大，对交、直流负载线会产生什么影响？（5）若电路中其他参数不变，只将晶体管换一个β值小一半的管子，B I 、C I 、CE U 和
低噪声放大器的设计制作与调试
微波电路 CAD 射频实验报告 姓名 班级 学号
实验一低噪声放大器的设计制作与调试 一、实验目的 （一）了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。 （二）学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计，优化，仿真。 （三）掌握低噪声放大器的制作及调试方法。 二、实验内容 （一）了解微波低噪声放大器的工作原理。 （二）使用ADS软件设计一个低噪声放大器，并对其参数进行优化、仿真。 （三）根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。 （四）对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。 三、实验步骤及实验结果 （一）晶体管直流工作点扫描 1、启动软件后建立新的工程文件并打开原理图设计窗口。 2、选择File——New Design…进入下面的对话框； 3、在下面选择BJT_curve_tracer，在上面给新建的Design命名，这里命名为BJT Curve； 4、在新的Design中，会有系统预先设置好的组件和控件； 5、如何在Design中加入晶体管；点击，打开元件库； 6、选择需要的晶体管，可以点击查询； 7、对41511的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型； 8、以sp为开头的是S参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描； 9、选择pb开头的模型，切换到Design窗口，放入晶体管，按Esc键终止当前操作。 10对41511的查询结果如下，可以看到里面有这种晶体管的不同的模型 11、以sp为开头的是S参数模型，这种模型不能用来做直流工作点的扫描 12、选择pb开头的模型，切换到Design窗口，放入晶体管，按Esc键终止当前操作。
13、按Simulate键，开始仿真，这时会弹出一个窗口，该窗口会现实仿真或者优化的过程信息。如果出现错误，里面会给出出错信息，应该注意查看。 14、仿真结束，弹出结果窗口，如下页图。注意关闭的时候要保存为适宜的名字。另外图中的Marker是可以用鼠标拖动的。由于采用的是ADS的设计模板，所以这里的数据显示都已经设置好了。一般情况下，数据的显示需要人为自行设置。 图2 典型仿真结果图 （二）晶体管S参数扫描 1、选定晶体管的直流工作点后，可以进行晶体管的S参数扫描，本节中选用的是S参数模型sp_hp_AT-41511_2_19950125，这一模型对应的工作点为Vce=2.7V、Ic=5mA； 2、选择File New Design…进入下面的对话框，在下面选择S-Params，在上面命名，为SP_of_spmod； 3、然后新的Design文件生成，窗口如下：
低噪声放大器的应用与发展状况及趋势
低噪声放大器的应用与发展状况及趋势 1 低噪声放大器的应用 低噪声放大器是现代无线通信、雷达、电子对抗系统等应用中一个非常重要的部分，常用于接收系统的前端，在放大信号的同时抑制噪声干扰，提高系统灵敏度。 如果在接收系统的前端连接高性能的低噪声放大器，在低噪声放大器增益足够大的情况下，就能抑制后级电路的噪声，则整个接收机系统的噪声系数蒋主要取决于放大器的噪声。如果低噪声放大器的噪声系数降低，接收机系统的噪声系数也会变小，信噪比得到改善，灵敏度大大提高。由此可见低噪声放大器的性能制约了整个接收系统的性能，对于整个接收系统技术水平的提高，也起了决定性的作用。 低噪声放大器是雷达、电子对抗及遥测遥控接受系统等的关键部件。L、S 波段低噪声放大器一般用于遥测、遥控系统。在电子对抗、雷达侦察中，由于要接收的信号的频率范围未知，其实频率范围也是要侦察的内容之一，所以要求接收系机的频率足够宽，那么放大器的频率也要求足够宽。而且，雷达侦察接收的是雷达发射的折射波，是单程接收；而雷达接收的是目标回波，从而使侦察机远在雷达作用距离之外就能提早发现雷达目标。灵敏度高的接收机侦察距离就远，如高灵敏度的超外差式接收机可以实现超远程侦察，用以监视敌远程导弹的发射，所以，要增高侦察距离，就要提高接收机灵敏度，就要求高性能的低噪声放大器。 在国际卫星通信应用中, 低噪声放大器的主要发展要求是改进性能和降低成本。由于国际通信量年复一年地迅速增加, 所以必须通过改进低噪声放大器的性能来满足不断增加的通信要求。因此, 要不懈地不断努力去展宽带低噪声放大器的带宽和降低其噪声温度。从经济观点出发, 卫星通信整个系统的成本必须减少到能与海底电缆系统相竞争。降低低噪声放大器的噪声温度是降低卫星通信系统成本的一种最有效的方法, 因为地面站天线的直径可以通过改善噪声温度性能而减小。 另一方面, 在国内卫星通信应用中, 重点放在低噪声放大器的不用维修特性以及低噪声和宽带性能, 因为在这些系统中越来越广泛地采用无人管理的工作方式, 特别在电视接收地面站中更是如此。 卫星通信用的低噪声放大器可以分为两种类型——低噪声参量放大器和场效应晶体管低噪声放大器。这些低噪声放大器用在几个频段内, 包括4GHz, 12
第2章-基本放大电路习题及答案
第2章 基本放大电路 一、选择题 (注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) 1 在基本放大电路的三种组态中：①输入电阻最大的放大电路是 ；②输入电阻最小的放大电路是 ；③输出电阻最大的是 ；④输出电阻最小的是 ； ⑤可以实现电流放大的是 ；⑥电流增益最小的是 ；⑦可以实现电压放大的是 ；⑧可用作电压跟随器的是 ；⑨实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的配合的是 ；⑩可以实现功率放大的是 。 A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 2 在由NPN 晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV 的正弦电压时，输出 电压波形出现了底部削平的失真，这种失真是 。 A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 3 晶体三极管的关系式i E =f(u EB )|u CB 代表三极管的 。 A.共射极输入特性 B.共射极输出特性 C.共基极输入特性 D.共基极输出特性 4 在由PNP 晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV 的正弦电压时，输出电压波形出现了顶部削平的失真，这种失真是 。 A ．饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 5 对于基本共射放大电路，试判断某一参数变化时放大电路动态性能的变化情况 (A.增大，B.减小，C.不变)，选择正确的答案填入空格。 1).R b 减小时，输入电阻R i 。 2).R b 增大时，输出电阻R o 。 3).信号源内阻R s 增大时，输入电阻R i 。 4).负载电阻R L 增大时，电压放大倍数||||o us s U A U 。 5).负载电阻R L 减小时，输出电阻R o 。 6.有两个放大倍数相同、输入和输出电阻不同的放大电路A 和B ，对同一个具有内阻的信号 源电压进行放大。在负载开路的条件下测得A 的输出电压小。这说明A 的 。 A.输入电阻大 B.输入电阻小 C.输出电阻大 D.输出电阻小 7．三极管的穿透电流I CEO 是集-基反向饱和电流的 倍. A. a B. 1+β C. β
低噪声放大器设计指南
低噪声放大器设计指南 文件标识：基础知识 当前版本： 1.0 作者：刘明宇 日期：2006.12.2 审阅\修改： 修改日期： 文件存放： 版本历史 版本作者日期修改内容 盖受控章 除非加盖文件受控章，本文一经打印或复印即为非
1．低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S = -174+ NF+10㏒BW+S/N (1) min 由上式可见，在各种特定（带宽、解调S/N 已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。 低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。 2． 低噪声放大器的主要技术指标： 2．1 噪声系数NF 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即： out out in in N S N S NF //= 对单级放大器而言，其噪声系数的计算为： 222min |1)||1(||4opt s opt s n R NF NF Γ?Γ?Γ?Γ+= 其中 F min 为晶体管最小噪声系数，是由放大器的管子本身决定的， Γopt 、Rn 和Γs分别为获得 F min 时的最佳源反射系数、晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。 对多级放大器而言，其噪声系数的计算为： NF=NF 1+(NF -1)/G 1+(NF 3-1)/G 1G + (4) 22其中NF n 为第n级放大器的噪声系数，G n 为第n级放大器的增益。 在某些噪声系数要求非常高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，常常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为： T e = T 0 ( NF – 1 ) （5） 其中T e 为放大器的噪声温度，T 0 =2900 K，NF为放大器的噪声系数。 NF(dB) = 10LgNF （6） 2． 2 放大器增益G： 放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值： G=P out / P in （7） 从式（4）中可见，提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪
第二章 思考题与习题
第二章思考题与习题 2.1 简述过程通道的作用、类型和组成。 答：生产过程通道是指在计算机的接口与被控对象（生产过程）之间进行信息传递和信息交换的连接通道，（不包括传感器、变送器和执行机构）。“外围”则包括生产过程输入输出通道和接口两部分。过程通道起到了CPU和被控对象之间的信息传送和变换的桥梁作用。具有两个方面的基本任务： （1）把生产过程中的各种参量和执行机构的运行状态通过检测器件转换为计算机所能接收和识别的信息送入计算机，以便计算机按确定算法进行运算处理。 （2）把计算机根据算术逻辑运算的结果发出的各种控制指令，以数字量或转换成模拟量的形式输出给执行机构（执行机构所能接受的控制信号），从而对被控对象进行自动控制。 过程通道包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道和数字量输出通道4种。其组成如图示： 2.2 在计算机控制系统中，模拟量和数字量输入信息各有哪几种形式？ 答：模拟量输入输入信号主要有传感器输出的信号和变送器输出的信号两类，包括温度、压力、物位、转速、成分等； 数字量输入信号包括各种接点的通断状态的开关信号，如开关的闭合与断开、继电器或接触器的吸合与释放、指示灯的亮与灭、电动机的启动与停止、阀门的打开与关闭等，它们都可以用逻辑值“1”和“0”表示。此外，还包括各类数字传感器、控制器产生的编码数据和脉冲量等（电平高低状态、数字装置的输出数码等）。 2.3 信号调理单元的功能是什么？通常包括哪些电路？ 答：信号调理电路主要通过非电量的转换、信号的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准的电信号。信号调理电路是传感器和A/D之间以及D/A和执行机构之间的桥梁。 传感器输出信号不同，其相应的信号调理电路也不同，一般包括标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。 其中：标度变换器是信号调理单元的主要部分，作用是将传感器输出的不同种类和不同电平的被测模拟电信号变换成统一的电流或电压信号。它主要包括放大、电平变换、电隔离、阻抗变换等电路，通常由电桥电路、激励恒流源、仪用放大器、隔离放大器等组成。 2.4 为何常采用电桥作为信号输入电路？ 答：非电信号的检测-不平衡电桥 电桥电路是最常见的标度变换电路之一，也称为测量电桥电路，它结构简单，应用广泛
浅谈低噪声放大器的设计
浅谈低噪声放大器的设计 摘要为提高低噪声放大器的增益，降低接收机系统的噪声系数，宜采用多级低噪声放大器。本文介绍了低噪声放大器的设计方法及单级低噪声放大器间的级连方式，详述了采用传输短接线方式进行级间匹配级连的过程，通过比较传输短接线和匹配网络两种级连方式的效果，建议电子设备应根据接收机系统对噪声和增益指标的要求来合理选择低噪声放大器间的级间方式，以达到经济实用设计功效。 关键词低噪声放大器;级连;匹配;S参数;增益平坦度 前言 随着电子科技工业的飞速发展，对雷达、通信、电子对抗、遥感测控等系统技术的要求也越来越高，功率辐射小，稳定性好，频带宽，作用距离远等技术已成为电子装备科研生产单位的普遍追求，这对系统的接收灵敏度也提出了更高的要求。 1 接收机系统灵敏度 接收机系统灵敏度即接收机系统可以接收到的并仍能正常工作的最低信号强度，为保持接收机正常工作的最小可接收信号强度，灵敏度可用功率来表示。我们知道，如果没有噪声，那无论多么微弱的信号，只要充分地加以放大，信號总是可以被检测出来的。但在实际应用中，噪声是不可避免存在的，它与微弱信号一起被放大或被衰减，影响着接收机对信号的辨别，噪声成为限制接收机灵敏度的主要因素，因此，接收机的低噪声设计就显得尤其重要。接收系统灵敏度的计算公式如下： P=kTOBNF（W）（1） 式中，k为波尔兹曼常数，K=1.38×10-23J/K，TO为接收机工作环境的绝对温度，TO=290k，B为系统带宽，NF为接收机噪声系数，P为最小可检测功率。 由公式（1）可知，在系统带宽确定、工作环境相对稳定的通信系统中，要提高系统灵敏度（最小可检测功率越小），关键就是降低接收机的噪声系数NF。接收机的噪声系数是由位于接收机最前端的放大器决定的，也即我们通常所说的低噪声放大器，低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收来的微弱信号，降低噪声的干扰，使系统能解调出所需的信息数据[1]。 单级放大器的增益一般不能满足系统接收机的要求，通常需要采用多级放大器来达到系统接收机对增益要求。 对多级放大器而言，其噪声系数的计算公式为：
低噪声放大器
低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)广泛应用于射电天文、卫星接收、雷达通信等收信机灵敏度要求较高的领域，主要作用是放大所接收的微弱信号、降低噪声、使系统解调出所需的信息数据。而噪声系数(Noise Figure，NF)作为其一项重要的技术指标直接反映整个系统的灵敏度，所以LNA设计对整个系统的性能至关重要。 1 GPS接收机低噪声放大器的设计 设计的LNA主要指标为：工作频率为1 520～1 600 MHz；噪声系数NF
关于低噪声放大器的设计详细剖析
关于低噪声放大器的设计详细剖析 在整个接收系统中，低噪声放大器总是处于前端的位置。整个接收系统的噪声取决于低噪声放大器的噪声。与普通放大器相比，低噪声放大器一方面可以减小系统的杂波干扰，提高系统的灵敏度；另一方面放大系统的信号，保证系统工作的正常运行。总之，低噪声放大器的性能不仅制约了整个接收系统的性能，而且，对于整个接收系统技术水平的提高，也起了决定性的作用。 1 低噪声放大器的设计指标 低噪声放大器的主要性能指标包括：稳定性、功率增益、噪声系数、增益平坦度等，在这些指标之中噪声系数和放大增益对系统性能的影响较大。因此对低噪声放大器的设计主要从稳定性、功率增益、噪声系数、输入输出电压驻波比等方面进行考虑。 1．1 稳定性 放大器电路必须满足的首要条件之一是其在工作频段内的稳定性。因为假如在设计和制造放大器时不谨慎从事，在微波频率上一些不可避免的寄生因素往往足以引起振荡。 所以为了保证电路的稳定性，主要采取以下措施：1）可以在源极引入负反馈，使电路处于稳定状态；2）采用铁氧体隔离器能稳定电路；3）在漏极串联电阻或∏型阻性衰减器，通常接在低噪声放大器末级或末前级输出口。而目前提高电路稳定性常用的是引入负反馈。 1．2 功率增益以及增益平坦度 放大电路的增益是放大电路最重要性能指标，也是设计放大电路的一个基本参数。因此在放大器的设计中增益指标的完成很是重要，功率增益主要有3种描述方式：可用功率增益GA，工作功率增益GP，转换功率增益GT。 增益平坦度对于低噪声放大电路来说，就是全频带范围内增益变化要平缓，不允许增益变化陡变。 1．3 噪声系数 噪声系数是LNA的另一重要指标，如果接收系统噪声系数过大，信号会被噪声埋没，致
模拟电子技术课程习题第二章基本放大电路
在基本放大电路的三种组态中，输入电阻最大的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在基本共射放大电路中，负载电阻R L 减小时，输出电阻R O 将[ ] A.增大 B.减少 C.不变 D.不能确定 在三种基本放大电路中，输入电阻最小的放大电路是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在电路中我们可以利用[ ]实现高内阻信号源与低阻负载之间较好的配合。 A 共射电路 B 共基电路 C 共集电路 D 共射-共基电路 在基本放大电路的三种组态中，输出电阻最小的是[ ] A.共射放大电路 B.共基放大电路 C.共集放大电路 D.不能确定 在由NPN晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了底部削平的失真，这种失真是[ ] A.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真 以下电路中，可用作电压跟随器的是[ ] A．差分放大电路 B．共基电路 C．共射电路 D．共集电路 晶体三极管的关系式i E =f(u EB )|u CB 代表三极管的 A.共射极输入特性 B.共射极输出特性 C.共基极输入特性 D.共基极输出特性 对于图所示的复合管，穿透电流为（设I CEO1、I CEO2 分别表示T 1 、T 2 管的穿透电 流） A.I CEO = I CEO2 I CEO B.I CEO =I CEO1 +I CEO2 C.I CEO =（1+ 2 ）I CEO1 +I CEO2 D.I CEO =I CEO1 图 [ ] 在由PNP晶体管组成的基本共射放大电路中，当输入信号为1kHz,5mV的正弦电压时，输出电压波形出现了顶部削平的失真，这种失真是[ ] B.饱和失真 B.截止失真 C.交越失真 D.频率失真
微波低噪声放大器的主要技术指标、作用及方案设计
微波低噪声放大器的主要技术指标、作用及方案设计 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高。功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，而这也同时对系统的接收灵敏度提出了更高的要求。 1微波低噪声放大器的作用 一般情况下，一个接收系统的接收灵敏度可由以下计算公式来表示： 由上式可见，在各种特定（带宽BW、解调S／N已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机噪声系数的关键部件则是处于接收机 前端的低噪声放大器。 图1所示是接收机射频前端的原理框图。由图1可见，低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以，低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。
2微波低噪声放大器的主要技术指标 2.1噪声系数 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即： 对单级放大器而言，其噪声系数的计算为： 其中Fmin为晶体管 噪声系数，是由放大器的管子本身决定的，Γopt、Rn和Γs分别为获得Fmin时的 源反射系数、晶体管等效噪声电阻以及晶体管输入端的源反射系数。 对多级放大器。其噪声系数的计算应为： 其中NFn为第n级放大器的噪声系数，Gn为第n级放大器的增益。 对噪声系数要求较高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，故常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为： 其中Te为放大器的噪声温度，T0=2900K，NF为放大器的噪声系数。 2.2放大器增益 放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率之比： G=Pout／Pin（7）
第1节低噪声放大器指标.doc
第1节低噪声放大器指标 低噪声放大器 低噪声放大器（LNA）是射频接收机前端的主要部分。 它主要有四个特点。 1）它位于接收机的最前端，这就要求它的噪声越小越好。为了抑制后面各级噪声对系统的影响，这要求有一定的增益，但为了不使后面的混频器过载，产生非线性失真，它的增益又不能过大。放大器在工作频段内应该是稳定的。 2）它所接收的信号是很微弱的，所以低噪声放大器必定是个小信号放大器。而且由于受传输路径的影响，信号的强弱又是变化的，在接收信号的同时又可能伴随着很多强信号的干扰，因此要求放大器有足够大的线性范围，而且增益最好是可以调节的。 3）低噪声放大器一般通过传输线直接和天线或者天线的滤波器相连，放大器的输入端必须和它们很好的匹配，以达到功率最大传输或者最小的噪声系数，并能保证滤波器的性能。 4）低噪声放大器应该具有一定的选频功能，抑制带外和镜像频率干扰，因此它一般是频带放大器。 低噪声放大器的所有指标都是互相牵连的，甚至是相互矛盾的。这些指标不仅取决于电路的结构，对集成电路来说，还取决于工艺技术。在设计中如何采用折衷的原则，兼顾各项指标，是很重要的。 1）低功耗 LNA是小信号放大器，必须给它设置一个静态偏置。而降低功耗的根本办法是采用低电源电压、低偏置电流，但伴随的结果是晶体管的跨导减小，从而引起晶体管及放大器的一系列指标的变化。 2）工作频率 放大器所能允许的工作频率和晶体管的特征频率Ft有关。减小偏置电流的结果会使晶体管的特征频率降低。在集成电路中，增大晶体管的面积会使极间电容增加，这也降低了特征频率。 3）噪声系数 任何一个线性网络的噪声系数可以表示为： （4.1）
第二章 运算放大器 备课笔记
第二章 运算放大器 4学时 基本要求：了解理想运放的主要特点；掌握同相比例放大电路、反相比例放大电路、求和电路、求差电路、积分、微分电路的原理。 重点：理想运放的特点；利用虚断、虚短求解深度负饱和下的运放电路。 难点：虚短、虚断的理解及应用。 教学过程 运算放大器是采用一定的制造工艺，将大量半导体三极管、电阻、电容等元件及它们之间的连线制作在小块单晶硅的芯片上，具有一定功能的电子电路。 它是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于各种电子电路之中。 2.1 集成电路运算放大器 1.集成电路运算放大器的内部组成单元 (1)输入级：差动放大电路组成。 P 端:同相输入端。 N 端:反相输入端。 优点：差动放大电路的对称性可以抑制温度变化和电源电压波动带来的影响，从而提高整个电路的性能。 (2)中间级：高增益电压放大。 v O2=A V1A V2(v P -v N ) (3)输出级：无电压放大功能，但可以提高带负载的能力。 v O =A V1A V2(v P -v N ) 开环电压增益:A VO =A V1A V2 开环电压增益:A VO =A V1A V2 v O =A VO (v P -v N ) 运放的代表符号 (a) 国家标准符号 (b)国内外常用符号 v O1=A V 1(v P -v N )
2.运放的电路模型 特点： ●A VO：通常很高，在104以上 ●r i ：通常很大，在106Ω以上 ●r O：通常很小，在100Ω以下 ●电路模型中的输出电压v O，不可能超 过正负电源电压。 ●v O的正饱和极限值+V Om=V+,负饱和 极限值-V om=V-。 3.运放的电压传输特性 由于A VO很高，容易导致性能不稳定。 比如：电源电压±V CC=±10V。 运放的A VO=104 则:│V i│≤1mV时，运放处于线性区。 2.2理想运算放大器 理想运放的特点： 1.输出电压的饱和极限值等于运放的电源电压，即:+V om=V+，-V om=V- 2.由于Avo 无穷大，尽管(v p-v n)很小，仍驱使运放处于饱和区。 3. V o未饱和时，差分输入电压(v p-v n)必趋近于0值。 4. ri无穷大，i P→0，i N→0 5. ri无穷大，r o→0，A vo→无穷大 6.带宽：BW=∞ 在分析时将一般运放看成理想运放。 2.3基本线性运放电路 2.3.1 同相(比例)放大器 1.基本电路 v o经过反馈元件R1、R2送回到运放的输入端“-”， vf 称为反馈电压。 2.负反馈的作用: 利用输出电压v o通过反馈元件(R1、R2)对放大电 路起自动调整作用，从而牵制了v o的变化，最后达到 输出稳定平衡。 3.虚短与虚断 1)虚短
低噪声放大器开题报告
大学学院 毕业设计（论文）开题报告 系通信工程专业2010年3月23 日 设计（论文）题目 2.4GHz低噪放仿真设计 学生姓名学号指导教师 选题目的和意义： 低噪声微波放大器(lna)已广泛应用于微波通信,gps接收机,遥感遥控,雷达,大地测绘,电视及各种高精度的微波测量系统中,是必不可少的重要电路，低噪声放大器的作用是在降频转换之前对收到的初级信号进行放大，增加初级信号的强度。因为微波系统的噪声系数基本上取决于前级放大器的噪声系数，所以它的噪声特性将大大影响整个系统的噪声性能。研制出性能优良的微波低噪声放大器对满足市场需求具有重要意义。 主要研究内容： 1.掌握低噪声放大器的设计原理； 2.选定基于稳定性、噪声系数和增益指标的低噪声放大器设计方法； 3.选择合适的晶体管，设计放大器模块电路，并用ADS软件仿真； 实验设计： 1.LNA的管子选型； 2.仿真S参数；， 3.最佳噪声匹配； 4.稳定电路设计； 5.进行仿真，查看结果是否符合指标；
完成设计（论文）的条件、方法及措施：、 1.分析低噪声放大器的主要指标，分析用于定义稳定性、增益、噪声和输入输出阻抗匹配等指标。 2．选择合适的晶体管，因为电路要先稳定才能再进行其它指标的设计，做稳定性的分析。低噪声放大器与常规低频电路的设计方法完全不同，它需要考虑一些特殊的因素；尤其是入射电压和入射电流都必须与有源器件良好匹配，以便降低电压驻波比、避免产生寄生振荡。 3．在优先满足噪声小的前提下，提高电路增益。在输入匹配电路的设计上以最小噪声的原则设计，输出匹配电路设计以提高放大器应用频率范围和增益为主，同时电路满足稳定性条件。并利用S参数和Smith圆图来折衷稳定性、增益、噪声和输入输出阻抗匹配等关键指标。 4. 如果设计出来的低噪声放大器增益不理想的话，试着用其它的管子。 5.用ADS软件仿真，调试各种参数指标，最终设计出低噪声放大器。 指导教师的意见及建议： 签名： 年月日 注：1.此表前五项由学生填写后交指导教师签署意见，否则不得开题； 2.此表作为毕业设计（论文）评分的依据。