通信電子線路第二章第6～8節(jié).ppt

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2.8集中選頻小信號(hào)調(diào)諧放大器,隨著電子技術(shù)的發(fā)展，窄帶信號(hào)的放大越來越多地采用集中濾波與集中放大相結(jié)合的高頻放大器。在集中選頻放大器中，放大作用是由寬帶高增益放大器來完成，多采用高頻線性集成放大電路，而選頻作用則由專門的選頻濾波器來完成。其主要優(yōu)點(diǎn)為：（1）電路簡單，調(diào)整方便。（2）性能穩(wěn)定。（3）易于大規(guī)模生產(chǎn)、成本低。,圖2-46集中選頻放大器的組成框圖,圖中，集中濾波器放在寬帶集成放大器的前面，且增加一個(gè)前置放大器。這種方案的特點(diǎn)是：當(dāng)所需放大信號(hào)的頻帶以外有強(qiáng)的干擾信號(hào)時(shí)，不會(huì)直接進(jìn)入集中放大器，避免此干擾信號(hào)因放大器的非線性而產(chǎn)生新的干擾。集中寬帶放大器一般由多級(jí)差動(dòng)集成放大器構(gòu)成集中選頻器的任務(wù)是選頻，要求在滿足通頻帶指標(biāo)的同時(shí)，矩形系數(shù)要好。其主要類型有集中LC濾波器、石英晶體濾波器、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器等。,聲表面波濾波器目前應(yīng)用最廣泛的集中選頻器是聲表面波濾波器。（SurfaceAcousticWaveFilter——SAWF）它是一種對(duì)頻率具有選擇作用的無源器件。它是利用某些晶體的壓電效應(yīng)和表面波傳播的物理特性制成的新型電—聲換能器件。所謂聲表面波，就是沿固體介質(zhì)表面?zhèn)鞑デ艺穹S深入介質(zhì)的距離增加而迅速減弱的彈性波。,聲表面波濾波器自20世紀(jì)60年代中期問世以來發(fā)展非常迅速，它具有體積小、重量輕、不需要調(diào)整、中心頻率可做得很高、相對(duì)帶寬較寬和矩形系數(shù)較理想等特點(diǎn)。SAWF是以壓電材料（如鈮酸鋰和石英）做基片(襯底)，由輸入、輸出叉指換能器、傳輸介質(zhì)和吸聲材料四個(gè)部分組成。,圖2-49（a）為SAWF的基本結(jié)構(gòu)示意圖。在經(jīng)過表面拋光的壓電材料襯底上，蒸發(fā)一層金屬（如鋁）導(dǎo)電膜，然后利用一般的光刻工藝則可以制作兩個(gè)叉指換能器，其中一個(gè)用作發(fā)射，另一個(gè)用作接收。叉指換能器電極具有換能作用，輸入(發(fā)射)換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波，而輸出(接收)換能器在是將聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。換能器邊緣的吸聲材料，主要是為了吸收反射信號(hào)。,圖2-49(a)聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖,高頻電信號(hào)加至輸入叉指換能器電極，壓電基板材料表面就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)并同時(shí)激發(fā)出聲表面波。聲表面波沿基片表面即垂直于換能器電極軸向的兩個(gè)方向傳播，向左傳播的聲表面波被涂于基片左端的吸收材料所吸收，向右傳播的聲表面波被接收叉指換能器檢測(cè)，通過壓電效應(yīng)的作用轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并傳給負(fù)載。當(dāng)加入輸入叉指換能器的電信號(hào)與其對(duì)應(yīng)的聲表面波的頻率相同或相近時(shí)，由輸入叉指換能器,激起較大幅度的聲表面波，同樣，當(dāng)傳播到輸出叉指換能器聲表面波的頻率與輸出叉指的固有頻率相同或相近時(shí)，則在輸出叉指上激起幅度較大的電振蕩，由此可以實(shí)現(xiàn)選頻的作用。在諧振時(shí)，叉指換能器的等效電路可用電容C和電阻R并聯(lián)組成的等效電路來表示。如圖2-49（b）所示。電阻R為輻射電阻，其中的功率消耗相當(dāng)于轉(zhuǎn)換為聲能的功率。,(b)等效電路,(c)電路符號(hào),圖2-49聲表面波濾波器的等效電路及電路符號(hào),圖2-50叉指換能器頻率特性,概括起來，叉指換能器有以下主要特性：（1）頻率特性遵循規(guī)律變化，主峰寬度為2/N，3dB相對(duì)帶寬約為1/N。（2）叉指換能器激勵(lì)強(qiáng)度與叉指（周期段）數(shù)（N）的平方成正比；（3）叉指換能器的指條寬度決定工作頻率。指條愈窄，頻率愈高；（4）叉指換能器的特性與叉指條的結(jié)構(gòu)與尺寸密切相關(guān)。因此，設(shè)計(jì)自由度大，靈活性與適應(yīng)性強(qiáng)；,（5）叉指換能器在小信號(hào)下是線性器件，其發(fā)射與接收特性是相同的，滿足互易定理。基于以上特點(diǎn)，聲表面波濾波器在通信、電視、衛(wèi)星和宇航領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。電視接收機(jī)的圖像中頻濾波器，便應(yīng)用了聲表面波濾波器。圖2-51(a)給出了用于電視機(jī)中放電路的聲表面波濾波器實(shí)用電路，圖2-51(b)是該電路的中頻放大器的幅頻特性，它是由SAWF來實(shí)現(xiàn)的。,,晶體管V是中頻前置放大器，以補(bǔ)償聲表面波中頻濾波器的插入損耗。經(jīng)過SAWF中頻濾波以后的圖像中頻（PIF）信號(hào)輸入到集成中放電路中，經(jīng)過三級(jí)具有AGC特性的中頻放大級(jí)放大后，送到視頻同步檢波器。,圖2-51(a)實(shí)用電路,從圖可看到，采用聲表面波濾波器后，中放電路能夠獲得比LC中頻濾波器更優(yōu)良的幅頻特性，矩形系數(shù)接近理想情況。,圖2-51(b)中放電路的幅頻特性,作業(yè),2.1，2.4，2.5，2.6,