小信号放大器选型指南
运算放大器选型指南
快速选型指南——精密放大器(插页)................................ 7 轨到轨输入/输出............................................. . . . . . . . 34
按性能规格分类的放大器选型指南
FastFET (FET输入)............................................... . . . . . . 35
共模抑制比(CMRR) 共模电压范围(CMVR)与此范围内的输入失调电压(ΔVoOS)变化的比 值，结果用dB表示。CMRR (dB) = 20log (CMVR/ΔVOS)
全功率带宽 指在单位增益下测得的最大频率，在该频率下，额定负载上可 以获得一个正弦信号的额定输出电压，并且压摆率限制不会导 致失真。
选择运算放大器并非易事，可供选择的放大器类型、类别、架 构和参数如此之多，因此选择过程可能相当困难。每位客户和 每种应用所要求的性能可能都略有不同。无论您是设计咖啡机
(不错，咖啡机中也会使用运算放大器)，还是新一代医疗成像系 统，ADI公司都能提供合适的放大器来满足您的需求。
本手册将能够帮助您轻松快捷地找到满足您应用需求的运算放大 器。手册包括如下内容：运算放大器术语和用于制造IC的工艺说 明、各种选型表、应用指南、设计工具，以及一份方便易用的运 算放大器参考挂图插页。希望您经常查阅这份选型指南，它将帮 助您更好地了解和鉴识运算放大器及其诸多应用。
轨到轨输出. . . . . . . . . . . . . . . ...................................... ..... 24 通信.................................................................. 46
300KHZ小信号谐振放大器的设计
北方民族大学课程设计报告院（部、中心）电气信息工程学院姓名学号专业班级 2班同组人员课程名称通信电路课程设计设计题目名称 300KHZ小信号谐振放大器的设计起止时间 2011.10.30——2011.12.25成绩指导教师签名北方民族大学教务处制摘要：我们知道，无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是（μV）到几毫伏（mV），而接收电路中的检波器（或鉴频器）的输入电压的幅值要求较高，最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此，我们就需要设计高频小信号放大器，完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大，即从众多的无线电波信号中，选出需要的频率信号并加以放大，而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以提高信号的幅度与质量。
在此，首先引入应用广泛的高频小信号谐振放大器。
关键字：谐振选频放大 300KHzABSTRACT：we know, wireless communication receiving equipment receiving antenna receive from space of electromagnetic induction and came out of the high frequency signal voltage amplitude is (μ V) to several millivolt (mV), and the detectors receiving circuit (or frequency of an ancient) input voltage amplitude of the demand is higher, had better be in 1 V or so.This needs in the detection of high frequency amplifier and before the medium frequency amplifier. for this, we need to design high frequency small signal amplifiers and the completion of the antenna to choose a weak signal and amplified, that is, from many of the radio signal, elected as the frequency of the signal to need and amplification, and for other useless signal, interference and noise suppression on, in order to improve the amplitude of a signal and quality.Here ,we introduces application extensive high frequency small signal harmonic oscillator amplifier at first .Key words: resonance frequency selective amplification 300KHz一、课题要求 (4)二、试验目的 (4)三、实验原理及电路图 (4)3.1设计原理介绍 (4)3.1.1 小信号谐振放大器的分类 (5)3.1.2调谐放大器的稳定性 (6)3.2 主要性能指标 (6)3.2.1 谐振频率 (6)3.2.2 电压增益 (6)3.2.3 选择性 (7)3.2.4 通频带 (7)3.2.5 矩形系数 (8)3.3 实验电路仿真图 (9)四、相关元件的选择 (9)4.1、确定R E (9)4.2、确定R1,R3 (9)4.3、三极管的选择 (10)五、实验测试结果及分析 (10)5.1输入电压检测 (10)5.2输出电压检测 (10)5.3波形检测 (11)5.4效率测试 (12)六小结： (12)七．附录： (13)7.1 实验器材: (13)7.2参考文献： (13)一、课题要求设计300KHz小信号谐振放大器，要求：工作频率300KHz；输出信号有效值3V；总效率>0.5；输入信号有效值30mV;Q值为50；电源电压＋12V。
小信号放大器设计
输出阻抗
放大器输出端对负载的阻抗， 影响信号的传输标，影响放大器的信噪比 性能。
02
小信号放大器基本原理
放大器组成及工作原理
中间级
放大输入信号，提 供足够的电压增益。
偏置电路
为各级提供合适的 静态工作点。
输入级
接收微弱信号，提 供适当的输入阻抗 以匹配信号源。
失真度
衡量放大器输出信号 波形的失真程度，影 响信号的保真度。
03
设计方法与步骤
需求分析
明确放大器的性能指 标，如增益、带宽、 噪声系数等。
分析应用场景，了解 对放大器的特殊需求， 如低功耗、高线性度 等。
确定输入信号的特性 和范围，如频率、幅 度等。
拓扑结构选择
根据性能指标选择合适的放大器 类型，如低噪声放大器、宽带放
低噪声
减小放大器自身产生的噪声对信号的 影响。
关键性能指标
增益
衡量放大器放大信号 的能力，通常用电压 放大倍数表示。
输入/输出阻抗
衡量放大器与信号源 或负载的匹配程度， 影响信号的传输效率。
带宽
衡量放大器对不同频 率信号的放大能力， 通常用频率响应曲线 表示。
噪声系数
衡量放大器自身产生 的噪声对信号的影响 程度，影响信号的信 噪比。
带响应（>1MHz）。
06
测试与评估方法
测试方案制定
明确测试目的
确定小信号放大器的性能指标，如增益、带宽、噪声系数等。
选择合适的测试信号
根据放大器特性和测试需求，选择适当的输入信号，如正弦波、方 波等。
制定测试步骤
包括测试前的准备工作、测试过程中的操作顺序和数据记录等。
测试环境搭建及仪器配置
测试环境选择
第二章 小信号选频放大器
2）通频带 ：是指信号频率偏离放大器的谐振频率f0时，放大器的电压增益Au下降到谐振 通频带 电压增益Au0的 1/ 2 ≈ 0.707 时，所对应的频率范围，一般用BW0.7表示， 如图所示
A u /A u0 1 0.707
理理
实实
0.1 fL f f0 BW 0.7 BW 0.1
3）选择性：选择性是指谐振放大器从输入信号中选出有用信号成分并加以放大，而将无 选择性： 选择性 用的干扰信号加以有效抑制的能力。 选择性的衡量： 抑制比 矩形系数 抑制比可定义为：谐振增益Au0与通频带以外某一特定频率上的电压增益Au的比，用d(dB) Auo 表示 d ( dB ) = 20lg( )
fH
Au
矩形系数 K0.1 = BW0.1
BW0.7
式中，BW 0.7是放大器的通频带；BW0.1是相对电压增益值下降到 0.1时的频带宽度。K0.1值越小越好，在接近１时。
噪声系数 放大器的噪声系数是指输入端的信噪比Pi/Pni与输出端的信噪比Po/Pno两者的 比值 F = ( S / N )i = Pi / Pni
0 0L 0c
B
Z =
品质因数
回路谐振时的感抗（或容抗）与回路等效损耗阻抗之比 Q 0＝ω 0L /R＝1 / ω 0CR＝√L/C / R ＝ ＝ /
L C
故谐振电阻RP＝L / CR 谐振电阻
Rp = Q
分子分母同时除R
Z=
L CR 1+ j 1 (WL − ) R WC
从分母的括号中提个W0L出来
在第一个图中,L与r的导纳为:
r 1 wL Y= = 2 −j 2 2 2 r + jwL r + w L r + w2 L2
高频小信号放大器的主要技术指标
高频小信号放大器的主要技术指标一、引言高频小信号放大器是现代电子通信系统中的重要组成部分，它用于放大微弱的高频信号，以便在电信、广播、无线通信等领域中进行数据传输和通信。
本文将详细讨论高频小信号放大器的主要技术指标及其影响因素，以及如何优化这些指标以提高放大器的性能。
二、频率响应频率响应是高频小信号放大器的重要技术指标之一。
它描述了放大器对不同频率信号的增益特性。
在设计放大器时，需要保证频率响应尽可能平坦，以便在整个频率范围内都能够实现高增益。
频率响应的平坦度可以通过调整电路的带宽和谐振频率来实现，同时还需要考虑放大器的稳定性和噪声特性。
1. 带宽带宽是指放大器能够放大信号的频率范围。
在设计放大器时，需根据实际应用需求选择适当的带宽。
带宽的选择取决于信号频率范围和需要放大的信号的带宽。
2. 谐振频率谐振频率是指放大器在谐振状态下的工作频率。
谐振频率取决于放大器的电感和电容参数，通过调整这些参数可以改变谐振频率。
谐振频率的选择与应用场景密切相关，不同的应用可能需要不同的谐振频率。
三、增益增益是高频小信号放大器另一个重要的技术指标，它描述了放大器对信号的放大倍数。
增益的大小直接影响到放大器的灵敏度和信噪比。
1. 功率增益功率增益是指放大器输出功率与输入功率之间的比值。
放大器的功率增益越大，表示放大器将输入信号放大得更强，提高了信号传输的距离和可靠性。
2. 电流增益电流增益是指放大器输出电流与输入电流之间的比值。
电流增益反映了放大器对信号电流的放大效果，也是判断放大器性能优劣的重要指标之一。
3. 电压增益电压增益是指放大器输出电压与输入电压之间的比值。
电压增益决定了放大器对信号电压的放大倍数，也是评估放大器性能的关键指标。
四、线性度线性度描述了放大器输出信号与输入信号之间的线性关系，也反映了放大器的失真程度。
线性度越高，表示放大器输出的信号与输入信号的关系越接近直线，失真越小。
1. 非线性失真非线性失真是指放大器输出信号与输入信号之间的偏离程度。
小信号放大器设计
，S21=2.5∠-80o，
S22=0.2∠-15o。（例题9.11，P329）
晶体管是否为绝对稳定？
最大增益对应的源反射系数和负载反射系数
解：
稳定性判定：
计算得k=1.18>1，|△|=0.56<1。
因此晶体管处于绝对稳定状态。
•
双向最大增益设计实例
最大增益设计： 由S参量看，S12的幅度
径越大。
对于Γi＝0，则Gi＝0dB（该圆总是与Γi平面
的原点相切）。
在
条件下，增益圆的圆心
，
半径=0，可得最大增益：
•
设计实例
设计一个工作频率在5.7GHz，增益为18dB 的MESFET放大器，已知在MESFET在 5.7GHz频率点的S参量为：S11=0.5∠-60o， S12=0.02∠0o， S21=6.5∠-115o， S22=0.6∠35o。
对于设计有预定增益要求的放大器，考虑了 输入、输出端口互耦效应的双共轭设计法有 两种方案可供选择：
源与输入反射系数处于共轭，调整ΓL 。 输出端口处于良好匹配，在ΓS平面上调整。
•
双向恒定增益设计
由实际功率增益表达式：
令 代入
整理得：
•比例系数
•
双向恒定增益设计
经变换，可得ΓL复平面上的等增益圆方程：
小信号放大器设计
•
放大器的基本组成
•放大器设计
•
不同的设计方法
一般放大器电路，根据信号输入功率不同可以分为 ：
小信号放大器 低噪声放大器 功率放大器
小信号放大器根据增益规格和设计考量，可分为：
最大增益 固定增益
放大器就S参数设计考量则可有：
单向设计 双向共轭匹配设计
MMBTA05、MMBTA06 NPN 小信号通用放大器传输器说明书
NPN Small Signal General Purpose Amplifier TransistorsFeatures•Epitaxial Planar Die Construction•Ideal for Medium Power Amplification and Switching •Halogen Free. "Green" Device (Note 1)•Moisture Sensitivity Level 1•Epoxy Meets UL 94 V-0 Flammability Rating•Lead Free Finish/RoHS Compliant ("P" Suffix Designates RoHS Compliant. See Ordering Information)•Operating Junction Temperature Range: -55℃ to +150℃•Storage Temperature Range: -55℃ to +150℃•Thermal Resistance: 417℃/W Junction to AmbientMaximum Ratings @ 25°C Unless Otherwise SpecifiedMarking:MMBTA05: 1H MMBTA06: 1GMInternal Structure3211.BASE2.EMITTER3.COLLECTORNote: 1. Halogen free "Green” products are defined as those which contain <900ppm bromine, <900ppm chlorine (<1500ppm total Br + Cl) and <1000ppm antimony compounds.Electrical Characteristics @ T A=25°C Unless Otherwise SpecifiedCurve Characteristics102030405060708090C o l l e c t o r C u r r e n t (m A )Collector-Emitter Voltage (V)Fig. 1 - Static CharacteristicsCollector Current (mA)Fig. 2 - DC Current Gain CharacteristicsCollector Current (mA)Fig. 4 - Collector-Emitter Saturation Voltage CharacteristicsCollector Current (mA)Fig. 3 - Base-Emitter Saturation Voltage Characteristics1100.11000.40.60.8Base-Emitter Voltage (V)C o l l c e t o r C u r r e n t (m A )Fig. 5 - Base-Emitter Voltage Characteristics025125150100200300400C o l l e c t o r P o w e rD i s s i p a t i o n (m W )5075100Ambient Temperature (°C)Fig. 6 - Collector Power Derating CurveOrdering InformationDevice PackingPart Number-TP Tape&Reel: 3Kpcs/Reel***IMPORTANT NOTICE***Micro Commercial Components Corp. reserves the right to make changes without further notice to any product herein to make corrections, modifications , enhancements , improvements , or other changes . Micro Commercial Components Corp . does not assume any liability arising out of the application or use of any product described herein; neither does it convey any license under its patent rights ,nor the rights of others . The user of products in such applications shall assume all risks of such use and will agree to hold Micro Commercial Components Corp . and all the companies whose products are represented on our website, harmless against all damages.***LIFE SUPPORT***MCC's products are not authorized for use as critical components in life support devices or systems without the expresswritten approval of Micro Commercial Components Corporation.***CUSTOMER AWARENESS***Counterfeiting of semiconductor parts is a growing problem in the industry. Micro Commercial Components (MCC) is taking strong measures to protect ourselves and our customers from the proliferation of counterfeit parts. MCC strongly encourages customers to purchase MCC parts either directly from MCC or from Authorized MCC Distributors who are listed by country on our web page cited below. Products customers buy either from MCC directly or from Authorized MCC Distributors are genuine parts, have full traceability, meet MCC's quality standards for handling and storage. MCC will not provide any warranty coverage or other assistance for parts bought from Unauthorized Sources. MCC is committed to combat this global problem and encourage our customers to do their part in stopping this practice by buying direct or from authorized distributors.。
手机信号放大器选型方法
手机信号放大器选型方法手机信号差确实非常让人烦恼，不管谈恋爱中的情侣联络感情，还是工作的白领联系业务都会很不方便，很多情况只需要一套手机信号放大器就可以改善，那么手机信号放大器如何挑选呢？手机信号放大器的基本的组件一般包括以下内容：手机信号放大器主机、室外天线、室内天线、接头和馈线。
1、主机的选型一般根据不同的信号状况进行选择。
如果属于家里在底层信号不好的，那么根据导致其信号不好的原因，应该选择最一般的就可以，比如蜂信通手机信号放大器的家庭版GS1H就是用于城市内大部分信号不佳的状况。
如果是家里面积较大，则可以选择GS2H增强型的。
如果是企业用，需要增益和输出功率都较高，需要用GS3E企业版；厂区和别墅由于室外信号较强，室内信号被挡住了，所以选择RX侧最大输出功率较高的GS3R厂区别墅版，对于郊区偏远地方，则应用TX侧输出功率较高，且增益较大的GS3T版本，这样才能有效增大最大的传输面积。
对于比较极端的情况需要改善信号，则选择超高输出功率和增益的专业版。
2、室外天线室外可以采用定向八木天线、吸盘天线、贴片天线等 可以根据具体的情况采用不同的天线。
由于八木天线属于定向天线，对安装难度很高，一般质量较差的主机由于自身噪声系数抑制较差，所以只能通过牺牲安装难度来弥补，所以如果主机质量较好，绝大部分情况应使用贴片天线货吸盘天线，由于贴片天先可以方便安装在窗上，很多情况不需要穿墙，所以主要推荐使用贴片天线。
只有当增益不够，比如家里室外信号较差，在郊区或偏远农村的时候，推荐采用八木天线，要注意在八木天线在安装时，其方向要尽量可以指向移动发射基站 以获得最佳的接收效果。
3、室内天线室内天线一般推荐使用棒状天线，一些使用吸顶天线的厂家主要是由于自身噪声抑制较差，提高增益之后防止自激采用的，安装起来非常麻烦，而且需要固定在天花板上。
主机质量比较好的厂商一般都会选择棒状天线，在一些高增益的情况下采用吸盘天线。
4、线材信号放大器使用的馈线一般为同轴电缆，阻抗有75欧姆和50欧姆的两种，理论上50欧的电缆阻抗会匹配，效果越好。
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小信号放大器选型总结
李杨2011/12/30
一、小信号放大器选型的几项重要指标
⑴、电源电压：根据实际需求选择具有合适的工作电压的放大器。
⑵、放大器精度：放大器的精度主要与输入偏置电压（
V）相关，并分别随温度
os
漂移，电源抑制比（PSRR）以及共模抑制比（CMRR）变化。
精密型一般是指具有低输入偏执电压及低输入偏置电压温度漂移的运算放大器。
放大小信号需要采用高精密度的运算放大器。
⑶、增益带宽积（GWB）：电压反馈型运算放大器的增益带宽积决定了其在某项
应用中的有效带宽。
将增益带宽积除以应用中的实际闭环增益，便可大致估算出实际可用带宽。
增益带宽积是恒定的常数。
选择大带宽/转换速率（slew rate）的运算放大器，能够实现更低的失真，更卓越的线性度、更佳的增益准确度。
4、电压噪声：放大器产生的噪声将会限制系统的最大动态范围、准确度和分辨率。
地电压噪声能够改善精确度。
5、输出偏置电流：当与源阻抗或反馈阻抗相互作用将产生偏置误差。
具有高源阻
抗或高反馈阻抗的应用，通常需要有较低的输入偏置电流。
场效应（FET）输入及COMS运算放大器一般都能够提供很低的输入偏置电流。
6、转换速率：放大器的最大变化速率。
当驱动大信号至高频时，转换速率是一个
很重要的参数。
一个运算放大器的最大可用带宽取决于其转换速率。
二、运算放大器选择需要注意的问题
1、输入信号的幅度大小
为确保因输入信号而产生的错误最小化，微小输入信号需要高精度（例如低偏执电压）的放大器，以确保放大信号输出的电压范围涵盖了所需的放大输出的信号范围
2、放大器周围环境的变化
运算放大器对于温度的变化极为敏感，因此，考虑偏置电压随温度偏移很重要
3、共模电压
一般需要确保运算放大器工作在其共模电压范围内，并保证足够的共模抑制比（CMRR）。
共模电压会导致额外的偏置电压。
4、电源电压是否会改变
电源电压的改变会影响到偏置电压，这对使用电池供电的放大器尤为重要。
三、集成运放的主要技术指标
集成运放的输入级通常由差分放大电路组成，因此一般具有两个输入端以及一个输出端，还有其他以连接电源电压等的引出端。
两个输入端中，一个与输出端为反相关系，另一个为同相关系，分别称为反相输入端和同相输入端。
运算放大器的符号如下图所示。
其中反相输入端和同相输入端分别用符号“－”和“＋”标明。
为了描述集成运放的性能，提出了许多项技术指标，现将常用的几项分别介绍如下：
一、开环差模电压增益Aod
Aod是指运放在无外加反馈情况下的直流差模增益，一般用对数表示，单位为分贝。
Aod是决定运放精度的重要因素，理想情况下希望Aod为无穷大。
实际集成运放一般Aod为100dB左右，高质量的集成运Aod可达140dB以上。
二、输入失调电压U10
它的定义是，为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压。
其数值表征了输入级差分对管UBE（或场效应管UGS）失配的程度，在一定程度上了反映温漂的大小。
一般运放的U10值为1～10mV，高质量的在1mV以下。
三、输入失调电压温漂ΑU10
它表示失调电压在规定工作范围内的温度系数，是衡量运放漂的重要指标。
一般运放为每度10～20μV，高质量的低于每度0.5μV。
这个指标往往比失调电压更为重要，因为可以通过调整电阻的阻值人为地使失调电压等于零，便却无法将失调电压的温漂调至零，甚至不一定能使其降低。
四、输入失调电流I10
输入失调电流的定义是当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差，即用以描述差分对管输入电流的不对称情况，一般运放为几十至一百纳安，高质量的低于1nA。
五、输入失调电流温漂αI10
它代表输入失调电流的湿度系数。
一般为每度几纳安，高质量的只有每度几十皮安。
六、输入偏置电流IIB
IIB定义是当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值，这是衡量分对管输入电流绝对值大小的指标，它的值主要决定于集成运放输入级的静态集电极电流及输入级放大管的β值。
一般集成运放的输入偏置电流愈大，其输入偏置电流约为几十纳安至1μA，场效应管输入级的集成运放，输入偏置电流在1nA以下。
七、差模输入电阻rid
它的定义是差模输入电压UId与相应的输入电流IId的变化量之比，用以衡量集成运放向信号源索取电流的大小。
一般集成运放的差模输入电阻为几兆欧，以场效应管作为输入级的集成运放，Rid可达106MΩ。
八、共模抑制比KCMR
共模抑制比的定义是开环差模电压增益与开环共模电压增益之比，一般也用对数表示，这个指标用以衡量集成运放抑制温漂的能力。
多数集成运放的共模抑制比在80dB以上，高质量的可达160dB。
九、最大共模输入电压UIcm
表示集成运放输入端所能跟随的最大共模电压。
如果超过此值，集成运放的共模抑制性能将显著恶化。
十、最大共模输入电压UIdm
这是集成运放反相输入端与同相输入端之间能够承受的最大电压。
若超过这个限度，输入级差分对管中的一个管子的发射结可能被反向击穿。
十一、－3dB带宽?H
表示Aod下降3dB时的频率。
一般集成运放的?H值较低，只有几赫至几千赫。
十二、单位增益带宽BWG
指Aod降至0dB时的频率，即此时开环差模电压放大倍数等于1。
BWG衡量集成运放的一项重要品质因素――增益带宽积的大小。
十三、转换速率SR
转换速率是指在额定负载条件下，输入一个大幅度的阶跃信号时，输出电压的最大变化率。
单位为V／μS。
这个指标描述集成运放对大幅度信号的适应能力。
在实际工作中，输入信号的变化率一般不要大于集成运放的SR值。