CN104753473A - 一种宽带放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽带放大器，包括多级电流放大电路、外反馈电路、自偏置电路和内反馈电路；所述多级电流放大电路包括发射极跟随型初级放大三极管Q2和共发射极型末级放大三极管Q3；所述内反馈电路包括内反馈电阻RFB1、偏置电压电阻RB1和电阻R1，内反馈电阻RFB1的一端与偏置电压电阻RB1的一端相连，形成馈入点；所述外反馈电路包括外反馈电阻RFB2、电容C2、外反馈电容CFB和外反馈电感LFB，电容C2与外反馈电容CFB并联；所述自偏置电路包括旁路电容CB以及自偏置三极管Q1，自偏置三极管Q1的集电极与所述的馈入点相连；该宽带放大器实现了增益衰减在整个频带范围内小于0.2dB，扩展了该宽带放大器的应用场合。
Description
技术领域
本发明涉及电学技术领域，具体是一种宽带放大器。
背景技术
在有线电视(CATV)信号发射和传输应用中，都要用到宽带放大器(BroadbandAmplifier)。通常所说的宽带放大器，其工作频段通常在50MHz至1000MHz的范围内。用于电视图像信号放大的视频放大器是一种典型的基带型宽带放大器，所放大的信号的频率范围可以从几赫或几十赫的低频直到几兆赫或几十兆赫的高频。这类放大器通常以电阻器为放大器的负载，以电容器作级间耦合。为了扩展带宽，除了使其增益较低以外，通常还需要采用高频和低频补偿措施，以使放大器的增益-频率特性曲线的平坦部分向两端延展。目前市场上的宽带放大器一般在500MHz以下，不会造成增益衰减。但在500MHz以上，增益出现较大程度地衰减。总的来说，在50MHz至1000MHz的范围内，增益的衰减通常超过1dB。而在实际应用中，要求放大器在整个频带里的增益衰减小于0.5dB。因此，传统的宽带放大器的应用范围受到了限制，不能满足带频在500MHz至1000MHz之间的增益需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽带放大器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种宽带放大器，包括多级电流放大电路、外反馈电路、自偏置电路和内反馈电路；所述多级电流放大电路包括第一级电流放大电路和第二级电流放大电路，第一级电流放大电路包括发射极跟随型初级放大三极管Q2，初级放大三极管Q2的发射极通过初级偏置电流电阻RE2接地，第二级电流放大电路包括共发射极型末级放大三极管Q3，末级放大三极管Q3通过末级偏置电流电阻RE3接地，末级放大三极管Q3的基极分别与初级放大三极管Q2的发射极和电容C1相连，电容C1的另一端接地，初级放大三极管Q2的基极作为所述多级电流放大电路的输入端，末级放大三极管Q3的集电极与初级放大三极管Q2的集电极相连，且作为所述多级电流放大电路的输出端，即整个宽带放大器的输出端；所述内反馈电路包括内反馈电阻RFB1、偏置电压电阻RB1和电阻R1，内反馈电阻RFB1的一端与偏置电压电阻RB1的一端相连，形成馈入点，内反馈电阻RFB1的另一端与多级电流放大电路的输出端相连，偏置电压电阻RB1的另一端连接宽带放大电路的输入端，电阻R1一端连接宽带放大电路的输入端，另一端与多级电流放大电路的输入端相连；所述外反馈电路包括外反馈电阻RFB2、电容C2、外反馈电容CFB和外反馈电感LFB，电容C2与外反馈电容CFB并联，外反馈电阻RFB2的一端与外反馈电容CFB的一端相连，外反馈电阻RFB2的另一端与外反馈电感LFB的一端相连，外反馈电容CFB的另一端与宽带放大电路的输入端相连，外反馈电感LFB的另一端与所述多级电流放大电路的输出端相连；所述自偏置电路包括旁路电容CB以及自偏置三极管Q1，自偏置三极管Q1的基极通过隔离电阻RB2与末级放大三极管Q3的基极相连，末级放大三极管Q3的基极通过所述的旁路电容CB接地，自偏置三极管Q1的发射极通过自偏置电流电阻RE1接地，自偏置三极管Q1的集电极与所述的馈入点相连。
作为本发明进一步的方案：所述电容C2为电解电容，外反馈电容CFB为瓷片电容。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、所述宽带放大器在内、外反馈反路和自偏置电路的共同作用下，实现了增益衰减在整个频带范围内小于0.2dB，从而大大扩展了该宽带放大器的应用场合；2、所述宽带放大器中，电容C2为电解电容，容量大但高频特性不好，外反馈电容CFB为瓷片电容，高频特性好但容量小，两者并联，就能在容量大的的情况下获得好的高频特性，增大容值，减小容抗。
附图说明
图1为宽带放大器的结构示意图。
图中：101-多级电流放大电路、102-外反馈电路、103-自偏置电路、104-内反馈电路。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1，一种宽带放大器，包括具有两级电流放大的达林顿晶体管结构的多级电流放大电路101、外反馈电路102、自偏置电路103和内反馈电路104；所述多级电流放大电路101包括第一级电流放大电路和第二级电流放大电路，第一级电流放大电路包括发射极跟随型初级放大三极管Q2，初级放大三极管Q2的发射极通过初级偏置电流电阻RE2接地；第二级电流放大电路包括共发射极型末级放大三极管Q3，末级放大三极管Q3通过末级偏置电流电阻RE3接地，末级放大三极管Q3的基极分别与初级放大三极管Q2的发射极和电容C1相连，电容C1的另一端接地，初级放大三极管Q2的基极作为所述多级电流放大电路101的输入端，末级放大三极管Q3的集电极与初级放大三极管Q2的集电极相连、作为所述多级电流放大电路101的输出端，即整个宽带放大器的输出端；所述内反馈电路104包括内反馈电阻RFB1、偏置电压电阻RB1和电阻R1，内反馈电阻RFB1的一端与偏置电压电阻RB1的一端相连，形成馈入点，内反馈电阻RFB1的另一端与多级电流放大电路101的输出端相连，偏置电压电阻RB1的另一端连接宽带放大电路的输入端，电阻R1一端连接宽带放大电路的输入端，另一端与多级电流放大电路101的输入端相连；所述的外反馈电路102包括外反馈电阻RFB2、电容C2、外反馈电容CFB和外反馈电感LFB，电容C2与外反馈电容CFB并联，所述电容C2为电解电容，容量大但高频特性不好，外反馈电容CFB为瓷片电容，高频特性好但容量小，两者并联，就能在容量大的的情况下获得好的高频特性，增大容值，减小容抗，外反馈电阻RFB2的一端与外反馈电容CFB的一端相连，外反馈电阻RFB2的另一端与外反馈电感LFB的一端相连，外反馈电容CFB的另一端与宽带放大电路的输入端相连，外反馈电感LFB的另一端与所述宽带放大电路的输出端即多级电流放大电路101的输出端相连；所述自偏置电路103包括旁路电容CB以及自偏置三极管Q1，自偏置三极管Q1作为多级电流放大电路101中末级放大三极管Q3的镜像三极管，自偏置三极管Q1的基极通过隔离电阻RB2与末级放大三极管Q3的基极相连，末级放大三极管Q3的基极通过所述的旁路电容CB接地，自偏置三极管Q1的发射极通过自偏置电流电阻RE1接地，自偏置三极管Q1的集电极与所述的馈入点相连。
本发明的工作原理是：所述宽带放大器，在多级电流放大电路101中，初级偏置电流电阻RE2为初级放大三极管Q2提供直流偏置电流，末级偏置电流电阻RE3为末级放大三极管Q3提供直流偏置电流，在内反馈电路104中，内反馈电阻RFB1的数值影响整个宽带放大器的带宽和增益，偏置电压电阻RB1为初级放大三极管Q2提供基极直流偏置电压，在外反馈电路102中，外反馈电阻RFB2的数值也会影响整个宽带放大器的带宽和增益，外反馈电容CFB和电容C2为芯片外部的交流耦合电容(除了外反馈电容CFB和电容C2，其它都集成在芯片内)，利用外反馈电感LFB和外反馈电容CFB的谐振，实现对增益水平度的调节控制，从而可以实现正增益水平度，自偏置电路103中的自偏置三极管Q1与多级电流放大电路101中的末级放大三极管Q3形成镜像电流电路，自偏置电路101和内反馈电阻RFB1一起来设置参考电流Iref，参考电流Iref被镜像反射到末级放大三极管Q3。镜像反射的比例取决于自偏置三极管Q1和末级放大三极管Q3的比例，自偏置三极管Q1的射极偏置电阻即自偏置电流电阻RE1和末级放大三极管Q3的射极偏置电阻即末级偏置电流电阻RE3的阻值也和镜像比例同比例设置；隔离电阻RB2阻值的选择取决于电路射频性能，通常其阻值在100Ω到10000Ω之间，旁路电容CB和隔离电阻RB2一起设定了电路运行频率的下界。
所述宽带放大器在内、外反馈反路和自偏置电路的共同作用下，实现了增益衰减在整个频带范围内小于0.2dB，并通过调节外反馈电路中的参数，可实现对增益水平度的控制，根据实际应用的需要，可使信号在500～1000MHz带频内的增益不减反增，实现正增益水平度即增益随着频率的增加而增加，从而大大扩展了该宽带放大器的应用场合。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (2)
1.一种宽带放大器，其特征在于：包括多级电流放大电路（101）、外反馈电路（102）、自偏置电路（103）和内反馈电路（104）；所述多级电流放大电路（101）包括第一级电流放大电路和第二级电流放大电路，第一级电流放大电路包括发射极跟随型初级放大三极管Q2，初级放大三极管Q2的发射极通过初级偏置电流电阻RE2接地，第二级电流放大电路包括共发射极型末级放大三极管Q3，末级放大三极管Q3通过末级偏置电流电阻RE3接地，末级放大三极管Q3的基极分别与初级放大三极管Q2的发射极和电容C1相连，电容C1的另一端接地，初级放大三极管Q2的基极作为所述多级电流放大电路（101）的输入端，末级放大三极管Q3的集电极与初级放大三极管Q2的集电极相连，且作为所述多级电流放大电路（101）的输出端，即整个宽带放大器的输出端；所述内反馈电路（104）包括内反馈电阻RFB1、偏置电压电阻RB1和电阻R1，内反馈电阻RFB1的一端与偏置电压电阻RB1的一端相连，形成馈入点，内反馈电阻RFB1的另一端与多级电流放大电路（101）的输出端相连，偏置电压电阻RB1的另一端连接宽带放大电路的输入端，电阻R1一端连接宽带放大电路的输入端，另一端与多级电流放大电路（101）的输入端相连；所述外反馈电路（102）包括外反馈电阻RFB2、电容C2、外反馈电容CFB和外反馈电感LFB，电容C2与外反馈电容CFB并联，外反馈电阻RFB2的一端与外反馈电容CFB的一端相连，外反馈电阻RFB2的另一端与外反馈电感LFB的一端相连，外反馈电容CFB的另一端与宽带放大电路的输入端相连，外反馈电感LFB的另一端与所述多级电流放大电路（101）的输出端相连；所述自偏置电路（103）包括旁路电容CB以及自偏置三极管Q1，自偏置三极管Q1的基极通过隔离电阻RB2与末级放大三极管Q3的基极相连，末级放大三极管Q3的基极通过所述的旁路电容CB接地，自偏置三极管Q1的发射极通过自偏置电流电阻RE1接地，自偏置三极管Q1的集电极与所述的馈入点相连。
2.根据权利要求1所述的宽带放大器，其特征在于：所述电容C2为电解电容，外反馈电容CFB为瓷片电容。
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