射频信号放大问题~~~~

只看该作者 · 2009-9-7 15:20

我需要将一个微伏级的0~500K小信号放大到伏级，放大倍数约100000~1000000，这么大的放大倍数如果用运放的话我觉得不太合适，大家有没有用过射频放大器之类的，给推荐一下啊，谢谢~~~

4万 · 2009-9-7 15:38

已在另帖中回答，如此低频率的信号无法使用常规射频LNA，即使有些型号的能用，性能也不如运算放大器。

2万 · 2009-9-7 16:14

也许, 用高速斩波器斩波,然后当作高频调幅波,输入到中频带宽500-1000KHz的无线电接收机来处理.想咋搞都行

2万 · 2009-9-7 17:07

晕，不知道蚂蚁咋想滴...

2万 · 2009-9-7 17:48

咋想的? 俺初三就把谢阮清的《晶体管直流放大器》翻烂了，直流小信号，先斩波，再作交流放大，再同步检波，可消除零点飘移，调谐放大器同时可有效控制带外噪声...

2万 · 2009-9-7 17:53

科普一下：关于直流放大器

[编辑本段]基本概念
　　能放大直流信号的放大器叫直流放大器。
[编辑本段]详细介绍
　　直流放大器常用于测量仪表。在高精度电位测量和生物电与物理电测量中（见生物医学核电子仪器），电信号往往很弱，而且变化缓慢，含有直流成分，经放大后才便于检测、记录和处理。此外，在许多情况下，被测信号源的内阻高，要求放大器具有高增益和高输入阻抗。具有这种特性的直流放大器也适合用作运算放大器。
　　直接耦合的晶体管或电子管放大器都可作为直流放大器。这类放大器也靠直流电源供电。当无信号输入时，理想的直流放大器的输出电位应该是零、或者是一个称之为放大器直流零点的参考电位。但是实际上，由于电源电压的波动和诸如温度等环境因素的改变，以及电子元件、器件的老化，这个参考电位会随放大器特性参数的改变而发生变化。这样，放大器的输出中就不可避免地含有一个称为零点漂移的不固定误差。在多级放大器直接耦合的情况下，前级的零点漂移会被后面各级渐次放大，结果便会与被放大的有用信号相混淆，影响放大器的性能。最大限度地克服零点漂移，是直流放大器设计中的一个重要目标。
　　直流放大器的类型很多。直接耦合的单管放大器是最简单的一种。这种放大器的缺点是零点漂移大。利用成对晶体管或场效应晶体管构成的差分放大器是一种零点漂移较小的直流放大器，常用于集成运算放大器的输入级和中间级。在测量仪器中还常用斩波式直流放大器。
　　双通道斩波式直流放大器的原理图。它由斩波通道、高频通道和主放大器三部分组成。被测信号中的直流分量(包括缓变分量)和高频分量，分别经斩波通道和高频通道处理后由主放大器相加。经过斩波通道的信号在被放大之前,先被“斩切”成方波，经交流放大以后再由解调器恢复为直流。交流放大器和低通滤波器不会产生零点漂移，只要斩波器的“通”、“断”不引入残存电压和漏电流，整个放大器基本上不会产生零点漂移。高频通道使信号频率较高的分量直接经主放大器输出，能起补偿和加宽频带的作用。斩波器的好坏对直流放大器的性能影响很大。早期的机械振子斩波器具有理想的开关特性，但工作频率只有几百赫，而且寿命短。现代的以场效应晶体管为主构成的斩波器具有良好的性能，得到了广泛的应用。
　　斩波式直流放大器作为运算放大器，曾在模拟计算机中发挥过重要作用，后来主要用于高精度的测试系统。集成式运算放大器可以直接用于线性直流放大，使用比较广泛。
[编辑本段]单端式直流放大器
　　单端式直流放大器需要解决级间直流电平配置问题，利用电阻Re2拉低BG2的射极电位以满足直流电平配置要求（即令Ube2=Uc1-Ue2).利用D1及D2作电平配置。使BG2、BG3的偏听偏信置电压分别为Ube2=0.3伏、Ube3=0.45伏。D3起保护作用，避免使BG1基极受到过大的反压，如果前级输出电压主和后级输入电压相差较大，可以利用硅稳压管的稳定电压来代替硅二极管的作用。下图C的电路是利用较大的Rc1、Rc2来提高集电极电压，以实现前后级直流电平的配置。下图D的电路是利用PNP（BG1和BG3）与NPN（BG2）的极性相反来进行电平配置于，BG1的输出电流是BG2的输入电流，BG2的输出电流是BG2的输出电流是BG3输入电流，较好地实现了级间耦合，上述四种电路的最大缺点是零点漂移大。
[编辑本段]差动式直流放大器
　　它是由BG1、BG2一对特性相同的晶体管组成，而且电路元件也都是对称的。输入信号人别为Ui1、Ui2；单端输出信号分别是Uc1、Uc2；双端输出为UC1与UC2之差，即UO=UC1-UC2O差动电路具有下列特点：
　　1、具有抑制零点漂移能力
　　差动电路由于管特性相同和电路元件对称，所以当温度升高时，两管的集电极电流将得到同样的增量，即△IC1=△IC20而双端输出为UO=△IC1RC-△IC2RC=0，所以输出没有零点漂移。
　　2、共模输入时，具有抑制放大能力
　　通常把幅度相等，相位相同的一对输入信号，称为共模信号，由下列电路图A可见，当Ui1=Ui2时，在对称条件下，则双端输出Uo=KUil-KUi2=0,
　　3、差模输入时，具有放大能力
　　通常把幅度相等，相位相反的一对输入信号，称为差模信号。当Ui1=-Ui2差模输入时，两面三刀管集电极输出分别为Uc1=-KUi1、Uc2=-KUi2；所以，差模放大倍数Kud:Kud=(Uc1-Uc2)/(Ui1-Ui2)=(-Ui1K-Ui1K)/2Ui1=-K=(-)(hfeRc)/(Rs+hie)
　　由于差动电路的双端输入电压、双端输出电压均比单管共射放大电路多了一倍，所以差模放大倍数Kud与单管共射电路的放大倍数相同
　　为提高抑制零漂能力，应使共模放大倍数越小越好，差模放大倍数越大越好，因而利用共模抑制比CMRR*=Kud/Kuc作为评价差动放大电路性能好坏的重要指标。
　　4、具有稳定静态工作点的能力
　　射极度电阻Re对共模信号及温漂电平均有很强的负反馈作用。例如在温度升高时，Ic1、Ic2都同时增加，并产生下列负反馈过程：
　　结果使IC1、IC2的实际变化相对地减小，这里Re起着恒流作用，从而稳定静态工作点，显然Re越大，恒流作用也越大，抑制零漂的能力也就越强，引入辅助电，以抵消Re的压隆。使射极度对地电位能维持正常的数值。值得注意的是，对差模信号，Re不起负反馈作用，因此，它不会降低差模信号的放大倍数。

http://baike.baidu.com/view/1145515.html?goodTagLemma

2万 · 2009-9-7 18:58

问题是：“0~500K”还能按直流来处理吗？

你以为“中频带宽500-1000KHz的无线电接收机”的带宽是多少呢？
能通过“0~500K”吗？
能保证“微伏级的0~500K小信号放大到伏级”的平坦度、失真度吗？？？

2万 · 2009-9-7 19:07

你先啃书再说...

2万 · 2009-9-7 19:18

本帖最后由 PowerAnts 于 2009-9-7 19:21 编辑

俺跟你说吧, 现在的测量技术,可以测量uV级, 0-数百兆的微弱信号,不是什么新鲜事.

测量电压的模拟方法有:

检波-放**, 频率5Hz~G级,但由于零点飘移,最低灵敏度约0.1V;

放大-检波法:受放大器增益带宽积限制,灵敏度能做到mV级, 5Hz~10M

外差式: 完全就是一台高灵敏度的外差接收机, 可达uV级，0-几百兆

俺推荐给楼主的方法：是直流斩波+变频，再当微弱无线信号来处理。

数字法：这个不提，没什么灵敏度，如果要说有的话，基于上面三种方法

2万 · 2009-9-7 19:36

切，要我“先啃书再说”，我看你是啃书啃傻了

用斩波稳零方式来放大直流，是可以抑制零点漂移，这是每个稍微懂点电子的人都知道的事，
但它由此带来的问题你知道吗？
它的带宽又能做到多少你想过吗？？
你知不知道它只能用于接近直流频率的信号放大？？？

就说LZ的要求吧，“微伏级的0~500K小信号放大到伏级”，500kHz的信号，
你准备用什么“高速斩波器”来斩波？
用什么频率来斩波？
用什么元件来做开关？
你的中频频率又是多少？
怎么保证带宽和带内增益的一致性？？
放大后你用什么方式来检波？？？

既然“斩波式直流放大器”那么牛，那别人要放大直流的东东为啥不广泛它？

2万 · 2009-9-7 19:40

就比如说示波器吧,总要放大直流信号吧？
但你见过那个示波器是用斩波式直流放大器来放大的？
——哪怕是带宽最小的示波器？

2万 · 2009-9-7 19:42

懒得跟你多说，奈奎斯特定律大家都知道吧

后面的问题，俺跟你说，俺可是做无线电出身的，说多了想收你学费...

2万 · 2009-9-7 19:44

示波器通道增益多高？测量灵敏感度多高？示波器的零点飘移是可调的。不要老是指责人，打铁要自身硬

2万 · 2009-9-7 19:45

Y的，俺要追求新的高度，辞职辞不掉，正窝火呢

2万 · 2009-9-7 20:00

哈哈，我说呢，难怪最近这丫牢骚找我的别扭呢？

实际的应用问题可不是从书上看到过名词、知道个啥定理名字就行的。。。

2万 · 2009-9-7 20:02

而且，以你在这个贴中表现出来的问题，你恰恰是不懂奈奎斯特定律:)

2万 · 2009-9-7 20:04

少见多怪吧，现在很多仪表，就是用的集成斩波放大器，美信有一颗8脚的斩波型CMOS运放，输入失调电压1uV, 叫ICL7650. 用分立来做，可以更灵活，配合外差式，相对增益带宽积会有很大改善

至于测量带宽内的频响，那是由中频放大器的带宽来决定的...

行**路，读万帣书，这个是没错，知道咋做，才能当领军人，总比白痴强一些吧

2万 · 2009-9-7 20:15

16楼想表达什么？奈奎斯特区？还是量化噪声？这里俺觉得用香农定律比较好些，呵呵。毕竟这里优先要考虑的的是较宽的频带和很低的信号幅度，但这些在这里恬恬都不是问题。

2万 · 2009-9-7 20:15

唉....
ICL7650，多么经典的型号啊，做过仪表相关放大的随便知道它啊？
老x的杂物堆里都有它呢~

可惜啊，这东东标称的Low Offset Voltage是1uV呢，标称增益带宽积2MHz，莫非你想把它推荐给ＬＺ？？？

2万 · 2009-9-7 20:17

俺只是举个例子，说明斩波放大器的例子，纯线性的，你找一个1uV失调的来看看？

分立的，用心去做，可以比集成的优秀得多。废话不说了，咪一会儿

射频信号放大问题~~~~

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