电晕检测系统中低噪放大器的设计
编者按： 摘要：远距离检测电晕放电现象，对于减少放电损耗和避免电气故障，具有重要的指导意义。在由螺旋天线、无源滤波器、低噪放大器等组成的远距离电晕检测系统中，信号经无源滤波后受到较大程度的衰减，为提高信噪比需进行放大处理。根据电晕检测系统指标，采用晶体管构成深度负反馈放大电路，将其三级级联，设计出能与滤波器接口和后端的同轴电缆的接口较好的匹配的低噪放大器。利用ADS软件进行仿真并进行实际现场测试，结果表明放大器符合设计标准，具有良好的输人/输出匹配性能，带宽和增益的取舍需要根据实际要求来平衡，为电晕检测系统的成
如图4所示，由L1、 C3 、L2 、C5和L3 、C7、 L4、 C9分别构成四个调谐回路，其调谐点应该按如图5所示的分布才能组成225MHz至280MHz的带宽。因此可将四个调谐回路的谐振点分别设为：235MHz，247MHz，259MHz和271MHz，每个回路的带宽在20MHz至12MHz即可。
以上只是理论上的计算，但这些参数具体的大小是在实际电路制作时才能决定的。这是因为实际电路制作情况较为复杂，从其组成上看，本电路是由两个双调谐回路组成，不可避免的会有互感因素存在，当然还有PCB板布局布线时产生的分布电容和分布电感等方面的影响。此种方案，由于电路板的制作调试需要很长的时间，并且制作出的实际电路在实验时发现存在有一定的不稳定的因素，因此，此方案最终未能被采用。
2.3.2 第二种实现方案：集中滤波加多级宽带放大器方案
该方案中利用2SC3356晶体管构成的深度负反馈电路[7]具有工作稳定的特点，将其三级级联，构成多级宽带放大器。其输入端连接前述的输入回路，即构成了集中滤波加宽带放大器的电路，如图6所示。
由图6可知，由晶体管Q1、Q2、Q3为有源器件组成的宽带放大器是三个完全相同的基本单元，这里就只以Q1的单元为例进行阐述，其他都是相同的原理。
此电路是采用负反馈保持放大电路稳定性的，反馈网络由R1、R2和C2构成。其中，R2是用来设置晶体管的静态工作点，C2跨接在其两端，对高频交流信号可视为短路，因而在做交流分析时，可视R2和C2均处于短路状态，此时电阻R1即是跨接在晶体管Q1的基极和集电极间的反馈电阻，构成电压并联负反馈。电阻R3串联在晶体管的发射极，通过瞬时极性法可以判断R3在此形成的是电流串联负反馈。这样采用双管齐下的方式来构成闭环电路，从而可有效地防止放大电路的自激的产生，进一步增强了电路的稳定性。
由于本电路工作在220MHz至280MHz，故采用混合π形等效电路模型[10]来分析此电路的工作性能。其等效电路图如图7所示。
此简化等效电路的h混合参数表示为
(式12)中， Z0为输人、输出端的匹配阻抗， 本设计取50Ω。
加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号：EEPW
或用微信扫描左侧二维码