第2章高頻小信號(hào)放大電路

1、通信電路通信電路 易安林易安林 電子工程系電子工程系 第第2 2章章 高頻小信號(hào)放大電路高頻小信號(hào)放大電路 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 2.1 概述概述 2.2 諧振放大電路諧振放大電路 n 單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 n 多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 n 諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性 2.3 寬頻帶放大器寬頻帶放大器 n 展寬放大器頻帶的方法展寬放大器頻帶的方法 n 可控增益放大器可控增益放大器 2.4 集成高頻小信號(hào)放大電路集成高頻小信號(hào)放大電路 2.1 概述概述 一、高頻小信號(hào)放大器的分類一、高頻小信號(hào)放大器的分類 按按頻帶寬度頻帶寬度分分 窄帶放大器：窄帶放大器：

2、寬帶放大器：寬帶放大器： 按按負(fù)載負(fù)載分分 調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器 集中選頻放大器：集中選頻放大器： 單調(diào)諧放大器：?jiǎn)握{(diào)諧放大器：輸出端接調(diào)諧回路輸出端接調(diào)諧回路 雙調(diào)諧放大器：雙調(diào)諧放大器：輸入輸出端都接輸入輸出端都接 調(diào)諧回路調(diào)諧回路 參差調(diào)諧放大器：調(diào)諧回路的調(diào)諧頻參差調(diào)諧放大器：調(diào)諧回路的調(diào)諧頻 率不同率不同 以各種選頻電路作負(fù)載，例如：以各種選頻電路作負(fù)載，例如： 并聯(lián)諧振回路、耦合諧振回路、并聯(lián)諧振回路、耦合諧振回路、 各種濾波器等各種濾波器等 采用無(wú)選頻作用的電路作負(fù)載，采用無(wú)選頻作用的電路作負(fù)載， 例如：高頻變壓器，傳輸線變壓例如：高頻變壓器，傳輸線變壓 器等器等 以石英晶體、陶

3、瓷、聲表面濾以石英晶體、陶瓷、聲表面濾 波器作負(fù)載波器作負(fù)載 2.1 概述概述 二、高頻小信號(hào)放大器的性能指標(biāo)二、高頻小信號(hào)放大器的性能指標(biāo) 1、增益增益：放大器輸出電壓（或功率）與輸入電壓（或功率）之：放大器輸出電壓（或功率）與輸入電壓（或功率）之 比，記為：比，記為：Av（或（或Ap）。）。 諧振電壓增益諧振電壓增益：放大器在諧振頻率上的電壓增益，記為：放大器在諧振頻率上的電壓增益，記為：Avo 2、通頻帶通頻帶/-3dB帶寬帶寬：BW0.7； 3、選擇性：選擇性：放大器從各種不同頻率的信號(hào)中選出有用信號(hào)抑制放大器從各種不同頻率的信號(hào)中選出有用信號(hào)抑制 干擾信號(hào)的能力。干擾信號(hào)的能力。 矩

4、形系數(shù)矩形系數(shù)K0.1 抑制比抑制比d：諧振電壓增益：諧振電壓增益Avo與干擾電壓增益與干擾電壓增益Avn之比之比 4、工作穩(wěn)定性：指放大器的工作狀態(tài)（偏置）、晶體管參數(shù)、工作穩(wěn)定性：指放大器的工作狀態(tài)（偏置）、晶體管參數(shù)、 電路元件等參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，放大器的增益、中心頻電路元件等參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，放大器的增益、中心頻 率、通頻帶、特性曲線等穩(wěn)定程度。率、通頻帶、特性曲線等穩(wěn)定程度。 5、噪聲指數(shù)噪聲指數(shù)(SNR)：指放大器輸入端信噪比（指放大器輸入端信噪比（Psi/Pni）與輸出端）與輸出端 信噪比（信噪比（Pso/Pno）的比值）的比值 2.2 諧振放大器諧振放大器 作用：作用： 將微弱的有

5、用信號(hào)進(jìn)行線性放大；將微弱的有用信號(hào)進(jìn)行線性放大； 濾除不需要的噪聲和干擾信號(hào)。濾除不需要的噪聲和干擾信號(hào)。 諧振放大器的主要性能諧振放大器的主要性能指標(biāo)指標(biāo)： 電壓增益、電壓增益、 通頻帶、通頻帶、 矩形系數(shù)和噪聲系數(shù)。矩形系數(shù)和噪聲系數(shù)。 特性：對(duì)特性：對(duì)靠近諧振頻率靠近諧振頻率的信號(hào)，的信號(hào)，增益較大增益較大； 對(duì)遠(yuǎn)離諧振頻率的信號(hào)，增益迅速下降。對(duì)遠(yuǎn)離諧振頻率的信號(hào)，增益迅速下降。 電路組成：電路組成： 放大放大+選頻選頻即：采用諧振回路作為放大器的負(fù)載。即：采用諧振回路作為放大器的負(fù)載。 2.2 諧振放大器諧振放大器 思路：高頻小信號(hào)放大電路是思路：高頻小信號(hào)放大電路是線性放大電路線

6、性放大電路，運(yùn)，運(yùn) 用用線性元件組線性元件組 成的網(wǎng)絡(luò)模型成的網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)模擬晶體管。來(lái)模擬晶體管。 分析方法：分析方法：Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路和和混合混合型等效電路型等效電路。 1、混合混合型等效電路型等效電路：模擬晶體管物理結(jié)構(gòu)，：模擬晶體管物理結(jié)構(gòu)，R、C和受控和受控 源源 優(yōu)點(diǎn)：物理意義明確，在較寬頻帶內(nèi)元件值與頻率無(wú)關(guān)；優(yōu)點(diǎn)：物理意義明確，在較寬頻帶內(nèi)元件值與頻率無(wú)關(guān)； 確定：分析和測(cè)量不方便；確定：分析和測(cè)量不方便； 適用于分析寬頻帶小信號(hào)放大器。適用于分析寬頻帶小信號(hào)放大器。 2、Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路：將晶體管等效成有源線性雙端口網(wǎng)絡(luò)，：將晶體管等效成有源線性雙端口網(wǎng)絡(luò)，

7、 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)分析和測(cè)量；分析和測(cè)量； 優(yōu)點(diǎn)：分析和測(cè)量方便；優(yōu)點(diǎn)：分析和測(cè)量方便； 缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與頻率有關(guān)；缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與頻率有關(guān)； 適用于窄帶高頻小信號(hào)放大電路。適用于窄帶高頻小信號(hào)放大電路。 晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 一、混合一、混合型等效電路型等效電路 (a) BJT(b) BJT低頻小信號(hào)模型低頻小信號(hào)模型 (c) BJT高頻小信號(hào)高頻小信號(hào)混合混合等效等效模型模型 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參

8、數(shù) 一、混合一、混合型等效電路型等效電路 BJT高頻小信號(hào)高頻小信號(hào)混合混合等效等效模型模型 rbb：基區(qū)體電阻，約：基區(qū)體電阻，約1550 rbe：發(fā)射結(jié)電阻：發(fā)射結(jié)電阻re折合到基極回路折合到基極回路 的等效電阻，的等效電阻，x10 xk rbc：集電結(jié)電阻，約：集電結(jié)電阻，約10k 10M rce：集電極：集電極發(fā)射極電阻，發(fā)射極電阻，xk Cbe：發(fā)射結(jié)電容，約：發(fā)射結(jié)電容，約xpFx100pF Cbc：集電結(jié)電容，約：集電結(jié)電容，約xpF gm：晶體管跨導(dǎo)，：晶體管跨導(dǎo)，x10mS 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 一、混合一、

9、混合型等效電路型等效電路簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化 , ceb c rr b c C，密勒定理密勒定理 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 一、混合一、混合型等效電路型等效電路參數(shù)確定參數(shù)確定 26() () e EQ mV r ImA () 1 26() EQ m e ImA g rmV (1) e b e rr bb r T m eb f g c 2 從手冊(cè)中查出從手冊(cè)中查出 特征頻率，特征頻率， 手冊(cè)中查出手冊(cè)中查出 密勒電容密勒電容 cb c 從手冊(cè)中查出從手冊(cè)中查出 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻

10、率參數(shù) 一、混合一、混合型等效電路型等效電路參數(shù)確定（共射）參數(shù)確定（共射） 1、共射短路電流放大系數(shù)、共射短路電流放大系數(shù) 0 | c c U b I I 0m b e g r 1 , 2() b eb eb c f rCC 其中：其中： b c C 0 1() 1 m b e b eb eb c g r f jrCC j f 2、共射晶體管截止頻率、共射晶體管截止頻率f 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 一、混合一、混合型等效電路型等效電路參數(shù)確定參數(shù)確定 3、特征頻率、特征頻率fT 4、最高振蕩頻率、最高振蕩頻率fmax：三極管的：

11、三極管的功率增益為功率增益為1時(shí)的工作頻率時(shí)的工作頻率 0 1 f j f maxT fff 2、共基晶體管截止頻率、共基晶體管截止頻率f 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 一、混合一、混合型等效電路型等效電路參數(shù)確定（共基）參數(shù)確定（共基） 1、共基極短路電流放大系數(shù)：、共基極短路電流放大系數(shù)： 0 | c c U e I I 0 , TT fffff 在高頻情況下共基極接法的頻率響應(yīng)優(yōu)于共射極接法在高頻情況下共基極接法的頻率響應(yīng)優(yōu)于共射極接法 通常情況下，三個(gè)頻率參數(shù)滿足：通常情況下，三個(gè)頻率參數(shù)滿足： 2.2 諧振放大器諧振放大器晶

12、體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 二、二、Y參數(shù)參數(shù)等效電路等效電路 雙口網(wǎng)絡(luò)即具有兩個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)。所謂端口是指一對(duì)端鈕雙口網(wǎng)絡(luò)即具有兩個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)。所謂端口是指一對(duì)端鈕, 流入其中一個(gè)端鈕的電流總是等于流出另一個(gè)端鈕的電流。流入其中一個(gè)端鈕的電流總是等于流出另一個(gè)端鈕的電流。 而而 四端網(wǎng)絡(luò)雖然其外部結(jié)構(gòu)與雙口網(wǎng)絡(luò)相同四端網(wǎng)絡(luò)雖然其外部結(jié)構(gòu)與雙口網(wǎng)絡(luò)相同, 但對(duì)流入流出電流沒(méi)但對(duì)流入流出電流沒(méi) 有類似的規(guī)定有類似的規(guī)定, 這是兩者的區(qū)別。這是兩者的區(qū)別。 參數(shù)方程是選取各端參數(shù)方程是選取各端 口的電壓為自變量口的電壓為自變量, 電流為電流為 應(yīng)變量應(yīng)變量, 其方程為

13、其方程為： 111 112 2 iy uy u 221 122 2 iy uy u 其中其中y11、y12、y21、y22四個(gè)參數(shù)均四個(gè)參數(shù)均 具有導(dǎo)納量綱具有導(dǎo)納量綱, 且且: 1 121 2 |0 i yu u 2 212 1 |0 i yu u 2 221 2 |0 i yu u 1 112 1 |0 i yu u 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 二、二、Y參數(shù)參數(shù)等效電路等效電路 三極管處在小信號(hào)線性放大狀態(tài)時(shí)，可以近似為線性器件，三極管處在小信號(hào)線性放大狀態(tài)時(shí)，可以近似為線性器件， 在在Y參數(shù)等效電路中就三極管看成一個(gè)參數(shù)等效

14、電路中就三極管看成一個(gè)線性有源雙口網(wǎng)絡(luò)線性有源雙口網(wǎng)絡(luò)，如，如 下圖所示：下圖所示： 以共發(fā)射極接法的晶體管為例以共發(fā)射極接法的晶體管為例, , 相應(yīng)的參數(shù)方程為相應(yīng)的參數(shù)方程為: : coebfec crebieb UyUyI UyUyI 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 三、三、Y參數(shù)參數(shù)等效電路等效電路 輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納 反向傳輸導(dǎo)納反向傳輸導(dǎo)納 正向傳輸導(dǎo)納正向傳輸導(dǎo)納 輸出導(dǎo)納輸出導(dǎo)納 0 c U b b ie U I y 0 b U c b re U I y 0 c U b c fe U I y 0 b U c c oe U

15、I y 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 三、三、Y參數(shù)參數(shù)等效電路等效電路 （輸入導(dǎo)納）（輸入導(dǎo)納） （反向傳輸導(dǎo)納）（反向傳輸導(dǎo)納） （正向傳輸導(dǎo)納）（正向傳輸導(dǎo)納） （輸出導(dǎo)納）（輸出導(dǎo)納） ieieie ygj C rerere yy fefefe yy oeoeoe ygj C Y參數(shù)的確定參數(shù)的確定: 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)得矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)得 注意注意: Y參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn) 有關(guān)，還與工作頻率有關(guān)。有關(guān)，還與工作頻率有關(guān)。 為了分析方便，為了分析方便，Y參數(shù)中輸入導(dǎo)納和輸出導(dǎo)納通常寫參數(shù)中輸入導(dǎo)納和輸出導(dǎo)納

16、通常寫 成用電導(dǎo)和電容表示直角坐標(biāo)形式：成用電導(dǎo)和電容表示直角坐標(biāo)形式： 正向傳輸導(dǎo)納和反方向?qū)Ъ{通常寫成極坐標(biāo)形式：正向傳輸導(dǎo)納和反方向?qū)Ъ{通常寫成極坐標(biāo)形式： 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 三、三、Y參數(shù)參數(shù)等效電路等效電路參數(shù)說(shuō)明參數(shù)說(shuō)明 ：表示輸出電壓對(duì)輸入電流的控制作用（反向控制）：表示輸出電壓對(duì)輸入電流的控制作用（反向控制） rec y U fe y re y ：越大，表示晶體管的內(nèi)部反饋越強(qiáng)。它的存在對(duì)：越大，表示晶體管的內(nèi)部反饋越強(qiáng)。它的存在對(duì) 實(shí)際工作帶來(lái)很大危害，是諧振放大器自激的根實(shí)際工作帶來(lái)很大危害，是諧振放大

17、器自激的根 源，因此應(yīng)盡可能使其減少。源，因此應(yīng)盡可能使其減少。 ：越大表示晶體管的放大能力越強(qiáng)。其作用等效于：越大表示晶體管的放大能力越強(qiáng)。其作用等效于H 參數(shù)中的參數(shù)中的 注意注意: Y參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，還與工作頻率有關(guān)，因參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)，還與工作頻率有關(guān)，因 此在使用過(guò)程中，一定要注意工作條件和工作頻率。此在使用過(guò)程中，一定要注意工作條件和工作頻率。 feb y U ：表示輸入電壓對(duì)輸出電流的控制作用（正向控制）：表示輸入電壓對(duì)輸出電流的控制作用（正向控制） 2.2 諧振放大器諧振放大器晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管的高頻等效電路及頻率參數(shù) 三、三、Y參數(shù)參數(shù)等效

18、電路等效電路 混合混合等效電路和等效電路和Y參數(shù)電路反映的是同一只三極管參數(shù)電路反映的是同一只三極管，因此，因此 根據(jù)根據(jù)Y參數(shù)的上述定義，從混合參數(shù)的上述定義，從混合等效電路可以推導(dǎo)出等效電路可以推導(dǎo)出Y參數(shù)：參數(shù)： () 1 , 1() bebebc ie be b e bbbebebc gjCC yg rgjCCr 1() b c re bbb eb eb c j C y rgjCC 1() m bc fe bbbebebc gj C y rgjCC 1() 1() mb e bcbbbc oe bbbebebc j Crggj C y rgjCC 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Y參數(shù)特點(diǎn)：參數(shù)特點(diǎn)： 易于測(cè)

19、量；易于測(cè)量； 是頻率的函數(shù)是頻率的函數(shù) 對(duì)于不同頻率、不同對(duì)于不同頻率、不同 的外電路，的外電路，Y參數(shù)是不參數(shù)是不 同的同的。 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:23-Sep-2004Sheet of File:F:王平教案通信電路circuit第二章 高頻小信號(hào)放大器.DdbDrawn By: T R2 R1 Re Ce C? CAP C VCC C C RL (a) 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberR

20、evisionSize B Date:23-Sep-2004Sheet of File:F:王平教案通信電路circuit第二章 高頻小信號(hào)放大器.DdbDrawn By: T R2 R1 Re Ce C? CAP C VCC CC a b c d RL (b) 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:23-Sep-2004Sheet of File:F:王平教案通信電路circuit第二章 高頻小信號(hào)放大器.DdbDrawn By: VT R1 R2 Cb Re R Ce C? CAP C VCC L (c) 一、電

21、路組成形式一、電路組成形式 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 二、電路組成及特點(diǎn)二、電路組成及特點(diǎn) 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:23-Sep-2004Sheet of File:F:王平教案通信電路circuit第二章 高頻小信號(hào)放大器.DdbDrawn By: T R2 R1 Re Ce C? CAP C VCC CC a b c d RL u R1，R2，Re 為偏置電阻，決為偏置電阻，決 定定T的靜態(tài)工作點(diǎn)；的靜態(tài)工作點(diǎn)； u C，L組成組成LC諧振回路，并作諧振回路，并作

22、 為三極管集電極負(fù)載；為三極管集電極負(fù)載； u LC回路與三極管采用自耦變回路與三極管采用自耦變 壓器耦合方式，以減小三極管輸壓器耦合方式，以減小三極管輸 出導(dǎo)納對(duì)回路的影響（出導(dǎo)納對(duì)回路的影響（Q值）；值）； u 負(fù)載負(fù)載RL與回路采用自耦變壓器耦合和電容耦合方式，這樣與回路采用自耦變壓器耦合和電容耦合方式，這樣 既可以減弱負(fù)載導(dǎo)納對(duì)回路的影響，又可使前后的直流供電既可以減弱負(fù)載導(dǎo)納對(duì)回路的影響，又可使前后的直流供電 電路分開(kāi)。同時(shí)，也容易實(shí)現(xiàn)前后級(jí)之間阻抗的匹配。電路分開(kāi)。同時(shí)，也容易實(shí)現(xiàn)前后級(jí)之間阻抗的匹配。 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析

23、三、電路性能分析 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:23-Sep-2004Sheet of File:F:王平教案通信電路circuit第二章 高頻小信號(hào)放大器.DdbDrawn By: T R2 R1 Re Ce C? CAP C VCC CC a b c d RL 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:15-Sep-2000Sheet of File:E:教案circuit第三章.ddbDrawn By: C a b c d RL

24、單管單調(diào)諧放大電路單管單調(diào)諧放大電路 交流通路交流通路 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 單管單調(diào)諧放大電路的單管單調(diào)諧放大電路的Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 n 忽略反向傳輸導(dǎo)納忽略反向傳輸導(dǎo)納 yre的影響的影響; n 輸入信號(hào)源用電流源輸入信號(hào)源用電流源Is并聯(lián)導(dǎo)納并聯(lián)導(dǎo)納s表示表示; n 負(fù)載假定為另一級(jí)相同的單調(diào)諧放大器，用晶體管負(fù)載假定為另一級(jí)相同的單調(diào)諧放大器，用晶體管 輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納 yie表示；表示；geo為電感的為電感的L的等效導(dǎo)納的等效導(dǎo)納 n 負(fù)載的接入系數(shù)為負(fù)載的接入系數(shù)為n2，三極管的接入系數(shù)為，三極管的

25、接入系數(shù)為n1 。 s I 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 將將12和和14端分別等效到端分別等效到 13端，則等效電路有：端，則等效電路有： 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 22 12oeeoie gn ygn y 2oo Un U C 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 22 12oeeoie gn ygn y 2oo Un U Z 1、電壓增益、電壓增益 I o UZI 1 1 fei n y U gj

26、 C j L 其中：其中： 又：又： 12 1 fei o n n y U U gj C j L 所以：所以：則：則： 12 1 fe o V i n n y U A U gj C j L C 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 1、電壓增益、電壓增益 12 1 fe o V i n n y U A U gj C j L , ieieie ygj C oeoeoe ygj C又：又： 12 1 fe o V i n n y U A U gj C j L 22 12oeieeo gn gn gg 22 12oeie Cn Cn CC 其

27、中：其中： 12 fe Vo n n y A g 0 1 2 f LC 0 1 LC 諧振時(shí)：諧振時(shí)： 或或 C g 12 fe Vo n n y A g 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析諧振時(shí)的電壓增益諧振時(shí)的電壓增益 1、由于、由于yfe是個(gè)復(fù)數(shù)，有一個(gè)相角是個(gè)復(fù)數(shù)，有一個(gè)相角 fe，因此放大電路諧振，因此放大電路諧振 時(shí)輸出電壓與輸入電壓直接的相位并非正好相差時(shí)輸出電壓與輸入電壓直接的相位并非正好相差180o ; 2、為了增大、為了增大Avo，應(yīng)選取，應(yīng)選取| yfe |大、大、goe小的晶體管小的晶體管; 3、為了增大、為了

28、增大Avo，要求負(fù)載電導(dǎo)小，如果是下一級(jí)放大器，要求負(fù)載電導(dǎo)小，如果是下一級(jí)放大器， 則要求器則要求器gie?。恍?； 4、回來(lái)諧振電導(dǎo)、回來(lái)諧振電導(dǎo)geo越小，越小，Avo越大；越大； 5、Avo與接入系數(shù)與接入系數(shù)n1、n2有關(guān)。同時(shí)有關(guān)。同時(shí)n1、n2還會(huì)影響還會(huì)影響Qe，進(jìn)，進(jìn) 而影響通頻帶。因此而影響通頻帶。因此n1、n2的選擇要全面考慮。的選擇要全面考慮。 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 2、功率增益、功率增益 o Po i P A P 2 iiie PUg 又：又： 2 ooL PUg 2 12fe iL n n y

29、Ug g o Po i P A P 2 12fe L ie n n y g gg 2 L Vo ie g A g 所以：所以： C g 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 3、回路有載、回路有載Q值：值： 0 0 1 e C Q gLg 4、通頻帶（帶寬）：、通頻帶（帶寬）： 0 0.7 2 e fg BW QC 5、矩形系數(shù)：、矩形系數(shù)： 0.1 0.1 0.7 99 BW K BW 2.2 諧振放大器諧振放大器單管單調(diào)諧放大器單管單調(diào)諧放大器 三、電路性能分析三、電路性能分析 6、歸一化諧振函數(shù)：、歸一化諧振函數(shù)： 0 ( ) o

30、 O U N f U iV iVo U A U A 1 + g gj C j L V Vo A A 0 1 ( )( ) 2 1 e N fN f fQ f 所以：所以： 請(qǐng)畫出該電路的請(qǐng)畫出該電路的Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 圖圖2中中, 已知工作頻率已知工作頻率f030MHz, UCC6,e 2mA。晶體管采用晶體管采用3DG47型高頻管。其參數(shù)在上述型高頻管。其參數(shù)在上述 工作條件和工作頻率處的數(shù)值如下：工作條件和工作頻率處的數(shù)值如下：gie=12mS, Cie=12 pF；goe=400S, Coe=9.5pF； |yfe|=58.3mS, fe=-22； |yre|=310 S, r

31、e=-88.8, 回路電感回路電感1.4H, 接入接入 系數(shù)系數(shù)1=, 2=0.3, 0100。負(fù)載是另一級(jí)相同的。負(fù)載是另一級(jí)相同的 放大器。求諧振電壓增益振幅放大器。求諧振電壓增益振幅u0和通頻帶和通頻帶BW0.7。并。并 問(wèn)回路電容問(wèn)回路電容是多少時(shí)是多少時(shí), 才能使回路諧振？才能使回路諧振？ 【例】【例】 解解: S LQ ge 6 66 00 0 10937 104110302100 11 . . 所以所以 22 0102 6623 3 37.9 10400 100.31.2 10 0.55 10 eeie ggn gn g S 從而從而 3 12 0 3 0.3 58.3 10 3

32、2 0.55 10 f e u n n y A g （忽略（忽略yre的作用）因?yàn)椋旱淖饔茫┮驗(yàn)椋?因?yàn)橐驗(yàn)?pF L C20 104 . 1)10302( 11 6262 0 又又 ieoe CnCnCC 2 2 2 1 所以所以 pFCnCnCC ieoe 4 . 9123 . 05 . 920 22 2 2 1 MHz C g BW384 10201432 10550 2 12 3 . . . 2.2 諧振放大器諧振放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 如果多級(jí)放大器中的每一級(jí)都調(diào)諧在同一頻率上如果多級(jí)放大器中的每一級(jí)都調(diào)諧在同一頻率上, 則稱為則稱為 多級(jí)單調(diào)諧放大器。多級(jí)單調(diào)諧放大

33、器。 設(shè)放大器有設(shè)放大器有級(jí)級(jí), 各級(jí)電壓增益振幅分別為各級(jí)電壓增益振幅分別為V1, V2, , Vn, 則總電壓增益振幅是各級(jí)電壓增益振幅的乘積則總電壓增益振幅是各級(jí)電壓增益振幅的乘積, 即即 nV1V2Vn 如果每一級(jí)放大器的參數(shù)結(jié)構(gòu)均相同如果每一級(jí)放大器的參數(shù)結(jié)構(gòu)均相同, 則總電壓增益振幅則總電壓增益振幅: 12 1 2 0 () | () 2 1 nn fe n nV n e n ny AA fQ g f 諧振頻率處電壓增益振幅為諧振頻率處電壓增益振幅為: n fe n n y g nn A| 21 0 歸一化諧振函數(shù)為歸一化諧振函數(shù)為: 22 0 0 2 1 1 )( n e n n

34、 f fQ A A fN 2.2 諧振放大器諧振放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 級(jí)放大器通頻帶為：級(jí)放大器通頻帶為： 70 1 0 1 70 12122 . / . BW Q f fBW n e n n 稱為級(jí)聯(lián)放大器稱為級(jí)聯(lián)放大器3dB帶寬的縮小因子。帶寬的縮小因子。 121 n/ 2.2 諧振放大器諧振放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 某中頻放大器的通頻帶為某中頻放大器的通頻帶為6MHz, 現(xiàn)采用兩級(jí)或三級(jí)相同現(xiàn)采用兩級(jí)或三級(jí)相同 的單調(diào)諧放大器的單調(diào)諧放大器, 兩種情況下對(duì)每一級(jí)放大器的通頻帶要求各兩種情況下對(duì)每一級(jí)放大器的通頻帶要求各 是多少？是多少？ HzBWBW 6

35、7 . 0 2/1 2 10612 所以所以, 要求每一級(jí)帶寬要求每一級(jí)帶寬 Z HBW 6 2/1 6 7 . 0 103 . 9 12 106 【例】【例】 解解: 當(dāng)當(dāng)n=2時(shí)時(shí), 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?同理同理, 當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí), 要求每一級(jí)帶寬要求每一級(jí)帶寬 Z HBW 6 3/1 6 7 . 0 108 .11 12 106 根據(jù)矩形系數(shù)定義根據(jù)矩形系數(shù)定義, 當(dāng)當(dāng)ff0.1時(shí)時(shí), n/n00.1, 可求得可求得： e n n Q f fBW 0 /1 1 . 01 . 0 11002 所以所以, 級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)為級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)為 12 1100 /1 /1 1 . 0 1

36、. 0 n n n n n BW BW K n級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù): 2.2 諧振放大器諧振放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 單調(diào)諧放大器矩形系數(shù)與級(jí)數(shù)的關(guān)系單調(diào)諧放大器矩形系數(shù)與級(jí)數(shù)的關(guān)系 從表中可以看出從表中可以看出, 當(dāng)級(jí)數(shù)當(dāng)級(jí)數(shù)增加時(shí)增加時(shí), 放大器矩形系數(shù)有所改放大器矩形系數(shù)有所改 善善, 但這種改善是有一定限度的但這種改善是有一定限度的, 最小不會(huì)低于最小不會(huì)低于2.56。 2.2 諧振放大器諧振放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 共射電路由于電壓增益和電流增益都較大共射電路由于電壓增益和電流增益都較大, 所以是諧振放所以是諧振放 大器的常用形

37、式。大器的常用形式。 以上我們?cè)谟懻撝C振放大器時(shí)以上我們?cè)谟懻撝C振放大器時(shí), 都假定了反向傳輸導(dǎo)納都假定了反向傳輸導(dǎo)納re , 即晶體管單向工作即晶體管單向工作, 輸入電壓可以控制輸出電流輸入電壓可以控制輸出電流, 而輸出而輸出 電壓不影響輸入。實(shí)際上電壓不影響輸入。實(shí)際上re0, 即輸出電壓可以反饋到輸入端即輸出電壓可以反饋到輸入端, 引起輸入電流的變化引起輸入電流的變化, 從而可能引起放大器工作不穩(wěn)定。如果從而可能引起放大器工作不穩(wěn)定。如果 這個(gè)反饋?zhàn)銐虼筮@個(gè)反饋?zhàn)銐虼? 且在相位上滿足正反饋條件且在相位上滿足正反饋條件, 則會(huì)出現(xiàn)自激振則會(huì)出現(xiàn)自激振 蕩。蕩。 2.2 諧振放大器諧振放大

38、器諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性 為了提高放大器的穩(wěn)定性為了提高放大器的穩(wěn)定性, 通常從兩個(gè)方面著手：通常從兩個(gè)方面著手： u 從晶體管本身想辦法從晶體管本身想辦法, 減小其反向傳輸導(dǎo)納減小其反向傳輸導(dǎo)納re值。值。 u 從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用, 使它單向化。使它單向化。 具體方法有具體方法有: u中和法中和法 u失配法失配法 2.2 諧振放大器諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性 放大器的中和電路放大器的中和電路 V1 L1 L2 CN o U UCC V2 Uc (a) L1L2 N I c b C CN 1 I c U o U (

39、b) 2.2 諧振放大器諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性 中和法中和法：在晶體管的輸出端與輸入端之間引入一個(gè)附加的外：在晶體管的輸出端與輸入端之間引入一個(gè)附加的外 部反饋電路（中和電路），以抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)部反饋電路（中和電路），以抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)yre的反饋的反饋 作用。作用。 失配法：失配法： 信號(hào)源內(nèi)阻不與晶體管輸入阻抗匹配，晶體管輸出端負(fù)信號(hào)源內(nèi)阻不與晶體管輸入阻抗匹配，晶體管輸出端負(fù) 載阻抗不與本級(jí)晶體管的輸出阻抗匹配。載阻抗不與本級(jí)晶體管的輸出阻抗匹配。 由于阻抗不匹配，輸出電壓減小，反饋到輸入電路的影由于阻抗不匹配，輸出電壓減小，反饋到輸入電路的影 響隨之減小。

40、響隨之減小。以增益換取電路穩(wěn)定性以增益換取電路穩(wěn)定性。 2.2 諧振放大器諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性 refe iie oeL y y Yy yY 1234 A B C D 4321 D C B A Title NumberRevisionSize B Date:18-Sep-2000Sheet of File:E:教案circuit第三章.ddbDrawn By: C L C L 增大增大 ,削弱削弱 的作用的作用 L Y re y 共射共射共基電路共基電路 帶負(fù)載情況下，晶體管的總帶負(fù)載情況下，晶體管的總 輸入導(dǎo)納：輸入導(dǎo)納： 2.2 諧振放大器諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性 中和法與失配法比較：中和法與失配法比較： 中和法中和法： 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、增益高優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、增益高 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1）只能在一個(gè)頻率上完全中和，不適合寬度；）只能在一個(gè)頻率上完全中和，不適合寬度； 2）因?yàn)榫w管離散性大，實(shí)際調(diào)整麻煩，不適合于批量生）因?yàn)榫w管離散性大，實(shí)際調(diào)整麻煩，不適合于批量生 產(chǎn)；產(chǎn)； 3）采用中和對(duì)放大器由于溫度等原因引起各種參數(shù)變化沒(méi)）采用中和對(duì)放大器由于溫度等原因引起