本發(fā)明涉及一種低噪聲高線性放大器，屬于信號(hào)采集技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

某些情況下，天線接收到的信號(hào)傳輸?shù)蕉滩ń邮赵O(shè)備分析處理時(shí)，會(huì)有一定損耗，那么就需要預(yù)先對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償放大，提高信號(hào)質(zhì)量。因而用于信號(hào)放大的放大器必須具備低噪聲和高線性能力，最大程度上保證信號(hào)放大后不失真。而現(xiàn)有技術(shù)中，其放大器特性多為單一性能，或是增益大而IIP截點(diǎn)低，或是IIP截點(diǎn)滿足了而噪聲系數(shù)又達(dá)不到要求，無(wú)法將天線小信號(hào)充分還原或放大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低噪聲高線性放大器，抑制放大器級(jí)聯(lián)的零點(diǎn)漂移，提高放大器受溫度變化的穩(wěn)定性，減小級(jí)聯(lián)放大器的非線性失真。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種低噪聲高線性放大器，其特征是，包括差分級(jí)聯(lián)放大電路和前饋線性電路，將差分級(jí)聯(lián)放大電路作為主、輔放大器件連接在前饋線性電路中；

所述差分級(jí)聯(lián)放大電路包括差動(dòng)變壓器T1、T2、接地電阻R1、R4、電源Vc、Vb和晶體管電路模塊，所述晶體管電路模塊具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，包括由電容C1、C2、C3，電阻R2、R3，電感L1、L2、L3和晶體管Q1、Q2構(gòu)成差放的同相放大線路，和由電容C1′、C2′、C3′，電阻R2′、R3′，電感L1′、L2′、L3′和晶體管Q1′、Q2′構(gòu)成差放的反相放大線路；

所述差動(dòng)變壓器T1次級(jí)同名端串聯(lián)C3后接Q1的基極，Q1的發(fā)射極依次串聯(lián)R3、R4后接地，Q1集電極通過(guò)結(jié)點(diǎn)分成兩路，一路串聯(lián)C2先接入Q2的基極，再繼續(xù)向下串聯(lián)L2接入電源Vb的正極，另一路串聯(lián)L1接入Vc的正級(jí)，所述Q2的發(fā)射極依次串聯(lián)R2、R1后接地，Q2的集電極通過(guò)結(jié)點(diǎn)分成兩路，一路串聯(lián)L3后接Vc的正極，另一路串聯(lián)C1后接入T2的次級(jí)同名端；所述電容C1′、C2′、C3′，電阻R2′、R3′，電感L1′、L2′、L3′和晶體管Q1′、Q2′在連接關(guān)系上基于接地電阻R1、R4、電源Vc、Vb對(duì)稱(chēng)，區(qū)別則是T1次級(jí)異名端接C3′的一端，及T2的次級(jí)異名端接C1′一端；T1的初級(jí)同名端接信號(hào)輸入端，T2初級(jí)同名端接信號(hào)輸出端。

所述前饋線性電路分為兩個(gè)回路，包括上述差分級(jí)聯(lián)放大電路G1、G2、可調(diào)電阻RT1、耦合器M1、M2、M3、M4、延時(shí)器CF1、CF2，一級(jí)回路用于對(duì)消信號(hào)，第二級(jí)回路用于消除誤差，即M1、G1、M2、RT1、M3、CF1組成第一級(jí)回路，M2、CF2、M4、G2、M3、RT1組成第二級(jí)回路；

信號(hào)Vi經(jīng)耦合器M1輸入端進(jìn)入，分成兩路輸出，輸出端的一路接電源Vc的正極和G1的輸入端，G1的輸出接M2的輸入端，M2又分成兩個(gè)支路，耦合端的一支串聯(lián)RT1接入M3耦合端，另一支串聯(lián)CF2接M4輸出端；M1輸出端的另一路串聯(lián)CF1接入M3輸出端，M3輸入端接電源Vc的正極和G2的輸入端，G2的輸出端接入M4耦合端，M4的輸入接輸出端Vo。

進(jìn)一步地，耦合器M1、M2、M3、M4采用1:1雙線并繞線圈。

進(jìn)一步地，所述晶體管Q1、Q2、Q1′、Q2′均采用S9013NPN晶體管。

進(jìn)一步地，所述電源Vb、Vc為直流電壓，其值因小于晶體管的耐壓值。

進(jìn)一步地，所述電容采用無(wú)極性電容，依據(jù)信號(hào)頻率特性取值。

進(jìn)一步地，所述電阻R需達(dá)到1206貼片電阻以上的功率，并且為精密電阻。

進(jìn)一步地，所述延時(shí)器CF1、CF2通過(guò)集總元件網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，采用可調(diào)電容和空芯線繞電感組成11階Π型低通網(wǎng)絡(luò)對(duì)原始信號(hào)和主放大輸出信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

本發(fā)明的放大器運(yùn)用了的較多放大元件，增加了功率；差分放大具有更好的線性度和直流偏置，抑制放大器級(jí)聯(lián)的零點(diǎn)漂移，提高放大器受溫度變化的穩(wěn)定性，并以共射電路放大為主，具有較大的電壓和電流倍數(shù)，通過(guò)晶體管級(jí)聯(lián)增加放大倍數(shù)，給合以上思路形成差分級(jí)聯(lián)放大電路。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的差分級(jí)聯(lián)放大電路；

圖2是本發(fā)明的前饋線性電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1和2所示，一種低噪聲高線性放大器，其特征是，包括差分級(jí)聯(lián)放大電路和前饋線性電路，將差分級(jí)聯(lián)放大電路作為主、輔放大器件連接在前饋線性電路中；

所述差分級(jí)聯(lián)放大電路包括差動(dòng)變壓器T1、T2、接地電阻R1、R4、電源Vc、Vb和晶體管電路模塊，所述晶體管電路模塊具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，包括由電容C1、C2、C3，電阻R2、R3，電感L1、L2、L3和晶體管Q1、Q2構(gòu)成差放的同相放大線路，和由電容C1′、C2′、C3′，電阻R2′、R3′，電感L1′、L2′、L3′和晶體管Q1′、Q2′構(gòu)成差放的反相放大線路；

所述差動(dòng)變壓器T1次級(jí)同名端串聯(lián)C3后接Q1的基極，Q1的發(fā)射極依次串聯(lián)R3、R4后接地，Q1集電極通過(guò)結(jié)點(diǎn)分成兩路，一路串聯(lián)C2先接入Q2的基極，再繼續(xù)向下串聯(lián)L2接入電源Vb的正極，另一路串聯(lián)L1接入Vc的正級(jí)，所述Q2的發(fā)射極依次串聯(lián)R2、R1后接地，Q2的集電極通過(guò)結(jié)點(diǎn)分成兩路，一路串聯(lián)L3后接Vc的正極，另一路串聯(lián)C1后接入T2的次級(jí)同名端；

所述差動(dòng)變壓器T1次級(jí)異名端串聯(lián)C3′后接Q1′的基極，Q1′的發(fā)射極依次串聯(lián)R3′、R4后接地，Q1′集電極通過(guò)結(jié)點(diǎn)分成兩路，一路串聯(lián)C2′先接入Q2′的基極，再繼續(xù)向下串聯(lián)L2′接入電源Vb的正極，另一路串聯(lián)L1′接入Vc的正級(jí)，所述Q2′的發(fā)射極依次串聯(lián)R2′、R1后接地，Q2′的集電極通過(guò)結(jié)點(diǎn)分成兩路，一路串聯(lián)L3′后接Vc的正極，另一路串聯(lián)C1′后接入T2的次級(jí)異名端；

T1的初級(jí)同名端接信號(hào)輸入端，T2初級(jí)同名端接信號(hào)輸出端。

所述前饋線性電路分為兩個(gè)回路，包括上述差分級(jí)聯(lián)放大電路G1、G2、可調(diào)電阻RT1、耦合器M1、M2、M3、M4、延時(shí)器CF1、CF2，一級(jí)回路用于對(duì)消信號(hào)，第二級(jí)回路用于消除誤差，即M1、G1、M2、RT1、M3、CF1組成第一級(jí)回路，M2、CF2、M4、G2、M3、RT1組成第二級(jí)回路；

信號(hào)Vi經(jīng)耦合器M1輸入端進(jìn)入，分成兩路輸出，輸出端的一路接電源Vc的正極和G1的輸入端，G1的輸出接M2的輸入端，M2又分成兩個(gè)支路，耦合端的一支串聯(lián)RT1接入M3耦合端，另一支串聯(lián)CF2接M4輸出端；M1輸出端的另一路串聯(lián)CF1接入M3輸出端，M3輸入端接電源Vc的正極和G2的輸入端，G2的輸出端接入M4耦合端，M4的輸入接輸出端Vo。

本實(shí)施例中，耦合器M1、M2、M3、M4采用1:1雙線并繞線圈。

本實(shí)施例中，所述晶體管Q1、Q2、Q1′、Q2′均采用S9013NPN晶體管。

本實(shí)施例中，所述電源Vb、Vc為直流電壓，其值因小于晶體管的耐壓值。

本實(shí)施例中，所述電容采用無(wú)極性電容，依據(jù)信號(hào)頻率特性取值。

本實(shí)施例中，所述電阻R需達(dá)到1206貼片電阻以上的功率，并且為精密電阻。

本實(shí)施例中，所述延時(shí)器CF1、CF2通過(guò)集總元件網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，采用可調(diào)電容和空芯線繞電感組成11階Π型低通網(wǎng)絡(luò)對(duì)原始信號(hào)和主放大輸出信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理

本實(shí)施例中，所繪圖2中信號(hào)的分量關(guān)系如下所述。

信號(hào)經(jīng)過(guò)主放大器G1放大后，得到不失真的信號(hào)放大電壓A·vi和放大器非線性產(chǎn)生的失真電壓vd。即：

vp＝A·vi+vd…………………………①

主放大器G1的全部輸出電壓經(jīng)過(guò)一個(gè)可調(diào)電阻器使其衰減為1/A，得到va為：

而衰減電壓后的va與原始信號(hào)電壓vi相差得到誤差電壓ve，代入式②得：

然后誤差電壓再經(jīng)輔放大器G2放大后得到輸出電壓veo為：

veo＝A·ve＝vd…………………④

最后，主放大器的輸出電壓vp和輔放大器G2輸出的電壓veo相減后得到整個(gè)系統(tǒng)的輸出電壓vo，代入式①和式④得：

vo＝vp-veo＝A·vi………………………⑤

前饋線性化技術(shù)不僅消除了非線性成分，還使得主放大器對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的噪聲也得到了較好的抑制。

圖2中的“延時(shí)器”通過(guò)集總元件網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，選用可調(diào)電容和空芯線繞電感組成11階Π型低通網(wǎng)絡(luò)對(duì)原始信號(hào)和主放大輸出信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理，從而改善放大器環(huán)路中輸入到耦合器的相對(duì)增益失配度和相對(duì)相位失配度(即延時(shí)失配)，提高了信號(hào)質(zhì)量。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。