第一章小信號調(diào)諧放大器

1、第一章 小信號調(diào)諧放大器n概述n諧振回路n晶體管高頻小信號等效電路n小信號調(diào)諧放大器1.1 概述概述1.1.1 小信號調(diào)諧放大器的基本概念小信號調(diào)諧放大器的基本概念1.信號的特點信號的特點2. 放大器的特點和分類放大器的特點和分類小信號調(diào)諧放大器小信號調(diào)諧放大器是一種是一種窄帶窄帶的的選頻選頻放大器，是無放大器，是無線電線電接收設備接收設備的主要部件。的主要部件。 通常是指接收機中混頻前的高頻放大器和混通常是指接收機中混頻前的高頻放大器和混頻后的中頻放大器。頻后的中頻放大器。1.1.2 小信號調(diào)諧放大器的主要指標小信號調(diào)諧放大器的主要指標1.1.3 小信號調(diào)諧放大器的組成小信號調(diào)諧放大器的組成

2、小信號調(diào)小信號調(diào)諧放大器諧放大器半導體器件半導體器件選頻網(wǎng)絡選頻網(wǎng)絡晶體管晶體管場效應管場效應管集成電路集成電路1.2 諧振回路諧振回路1.2.1 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路2.并聯(lián)諧振回路的阻抗、諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)并聯(lián)諧振回路的阻抗、諧振頻率和品質(zhì)因數(shù) 諧振頻率諧振頻率諧振回路的阻抗諧振回路的阻抗阻抗頻率特性阻抗頻率特性失諧和廣義失諧失諧和廣義失諧-失諧失諧-廣義失諧廣義失諧品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)諧振曲線：LC并聯(lián)諧振回路的端電壓振幅與工作頻率之間的關系曲線，為并聯(lián)諧振回路的幅頻特性曲線，簡稱為諧振曲線。單位諧振曲線：任意頻率下的回路電壓與諧振時回路電壓的比稱為單位諧振函數(shù)，其曲線稱為單位諧振曲線，

3、即為歸一化諧振曲線。1.2.2 信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響和信號源內(nèi)阻及負載對諧振回路的影響和阻抗變換關系阻抗變換關系212LLNRRN221LLNCCN(2) (2) 自耦變壓器阻抗變換電路自耦變壓器阻抗變換電路Is.RsCLRL(a)Is.RsCN1RLN223L1(b)圖1.9自耦變壓器的耦合聯(lián)接 如圖1.9(a)所示，N1是總線圈數(shù)，N2是自耦變壓器的抽頭部分線圈數(shù)。負載電阻RL折合到諧振回路后的等效電阻為RL，如圖1.9(b)所示。(3)(3)電容分壓式阻抗變換電路電容分壓式阻抗變換電路2132231()LLLNRRRNn 式中，n=N2/N1為接入系數(shù)。 接入數(shù)的系概念接入數(shù)

4、的系概念轉(zhuǎn)換前后各量之間的關系轉(zhuǎn)換前后各量之間的關系或容抗或感抗或容抗或感抗或容抗或感抗或容抗或感抗電阻電阻電導電導電感電感電容電容電壓電壓電流電流2,/ pRRLL2,/ pLLLL2,pggLL2,pCCLLpVV/,pII,簡單振蕩回路的簡單振蕩回路的缺點缺點是：選擇性差，矩形系數(shù)大。是：選擇性差，矩形系數(shù)大。耦合振蕩回路是將兩個振蕩回路通過公共阻抗（電抗或耦合振蕩回路是將兩個振蕩回路通過公共阻抗（電抗或電阻）耦合在一起，電阻）耦合在一起，能較好的解決通頻帶和選擇性之間能較好的解決通頻帶和選擇性之間的矛盾。的矛盾。1.2.3 耦合諧振回路耦合諧振回路1.2.3 耦合諧振回路耦合諧振回路L

5、2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.（1）兩種耦合回路L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.互感耦合振蕩回路，（兩個振蕩回路通過互感耦合）電容耦合振蕩回路，（兩個振蕩回路通過電容耦合）（2）耦合系數(shù)k與耦合因子A耦合系數(shù)K：耦合阻抗和兩回路中同性質(zhì)電抗的幾何平均值之比

6、?；ジ旭詈匣芈罚?2MkL L電容耦合回路：12()()CCCCkCCCCL2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I. 耦合諧振回路的特性和諧振曲線的形狀與兩個諧振回耦合諧振回路的特性和諧振曲線的形狀與兩個諧振回路之間的耦合程度密切相關

7、。路之間的耦合程度密切相關。k1%，稱很弱耦合； k1% 5%，稱弱耦合； 5% k 90%，稱強耦合； k 90%,很強耦合；k=100%,全耦合。耦合因數(shù)耦合因數(shù)表示耦合與表示耦合與Q共同對回路特性造成的影響。共同對回路特性造成的影響。設：121212, , LLLCCCQQQLkQ：耦合因數(shù)：耦合因數(shù)LjMjLjVYVIs121YVLjMjLjV2110LjCjgY11.3晶體管高頻小信號等效電路Y參數(shù)和混合參數(shù)和混合 參數(shù)的轉(zhuǎn)換見書參數(shù)的轉(zhuǎn)換見書P19 公式公式1-40和和1-411.電路組成電路組成1.4 小信號諧調(diào)放大器小信號諧調(diào)放大器1.4.1晶體管單回路調(diào)諧放大器晶體管單回路調(diào)

8、諧放大器一、一、 放大電路及其工作原理放大電路及其工作原理LC+VCCRERB1RB2CECBRL+iUoU保證晶體管工作在甲類狀態(tài)L+VCCRERB1RB2+直流通路LCRL+iUoU+交流通路晶體管的輸出及負載電阻均通過阻抗變換電路接入。2.等效電路等效電路交流通路交流通路參數(shù)折合參數(shù)折合合并同類元件合并同類元件3.3.單調(diào)諧放大器的性能指標單調(diào)諧放大器的性能指標4.4.放大器的相對增益放大器的相對增益( (選擇性選擇性) )1.4.2 多級單調(diào)諧放大器多級單調(diào)諧放大器這里只介紹同步調(diào)諧放大器這里只介紹同步調(diào)諧放大器.問題的提出問題的提出.電路的組成電路的組成兩級單調(diào)諧放大器兩級單調(diào)諧放大

9、器.分析指標分析指標.增益帶寬積增益帶寬積互感耦合雙回路調(diào)諧放大器互感耦合雙回路調(diào)諧放大器電容耦合雙回路調(diào)諧放大器電容耦合雙回路調(diào)諧放大器1.4.3 雙回路調(diào)諧放大器雙回路調(diào)諧放大器小信號集中選頻放大器 ， 集中選頻放大器的優(yōu)點：集中選頻放大器的優(yōu)點： （1 1）將選擇性回路集中在一起，有利）將選擇性回路集中在一起，有利于微型化。于微型化。 （2 2）穩(wěn)定性好。）穩(wěn)定性好。 （3 3）電性能好。）電性能好。 （4 4）放大器指標容易控制。）放大器指標容易控制。 （5 5）便于大量生產(chǎn)）便于大量生產(chǎn)。小結(jié)小結(jié)1. 小信號調(diào)諧放大器信號的特點，放大器的分類及小信號調(diào)諧放大器信號的特點，放大器的分類

10、及主要指標。主要指標。2. 并聯(lián)諧振電路主要參數(shù)并聯(lián)諧振電路主要參數(shù)(見表見表1-1)3. 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 和接入系數(shù)和接入系數(shù)(見表見表1-2),電阻、電導、電阻、電導、電容、信號電壓、電流轉(zhuǎn)換前后的關系。電容、信號電壓、電流轉(zhuǎn)換前后的關系。4. 耦合諧振電路含義、諧振曲線、通頻帶、矩形耦合諧振電路含義、諧振曲線、通頻帶、矩形系數(shù)系數(shù)5. 晶體管的頻率參數(shù)和晶體管的頻率參數(shù)和Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 6. 晶體管晶體管 單回路調(diào)諧放大器單回路調(diào)諧放大器1). 晶體管晶體管 單回路調(diào)諧放大器等效電路畫法單回路調(diào)諧放大器等效電路畫法畫出交流通路、將交流通路中的晶體管用畫出交流通路、將交流通路

11、中的晶體管用Y參數(shù)等參數(shù)等效電路代替、分別將晶體管用效電路代替、分別將晶體管用Y參數(shù)部分和負載部分參數(shù)部分和負載部分折合到折合到LC諧振回路，合并電導、電容變成諧振回路，合并電導、電容變成LC并聯(lián)諧并聯(lián)諧振回路。振回路。2)單回路調(diào)諧放大器主要指標計算單回路調(diào)諧放大器主要指標計算電壓增益、功率增益、通頻帶、增益帶寬積、電壓增益、功率增益、通頻帶、增益帶寬積、矩形系數(shù)。矩形系數(shù)。例例1-37. 多級單調(diào)諧放大器多級單調(diào)諧放大器8. 多級單調(diào)諧放大器的分析方法多級單調(diào)諧放大器的分析方法利用單回路調(diào)諧放大器的電壓增益公式計算利用單回路調(diào)諧放大器的電壓增益公式計算多級單調(diào)諧放大器的電壓增益、通頻帶、增

12、益帶寬積、多級單調(diào)諧放大器的電壓增益、通頻帶、增益帶寬積、矩形系數(shù)。矩形系數(shù)。9. 單級雙回路調(diào)諧放大器單級雙回路調(diào)諧放大器1). 單級雙回路調(diào)諧放大器等效電路畫法單級雙回路調(diào)諧放大器等效電路畫法畫出交流通路、將交流通路中的晶體管用畫出交流通路、將交流通路中的晶體管用Y參數(shù)等效電路代替、分別將晶體管用參數(shù)等效電路代替、分別將晶體管用Y部分部分和負載部分折合到耦合和負載部分折合到耦合LC諧振雙回路，合諧振雙回路，合并導、電容變成并導、電容變成LC并聯(lián)耦合諧振回路。并聯(lián)耦合諧振回路。2)單級雙回路調(diào)諧放大器主要指標計算單級雙回路調(diào)諧放大器主要指標計算電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)。電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)。10. 多級雙回路調(diào)諧放大器的分析方法多級雙回路調(diào)諧放大器的分析方法利用單級雙回路調(diào)諧放大器的電壓增益公式計算利用單級雙回路調(diào)諧放大器的電壓增益公式計算多級雙回路調(diào)諧放大器的電壓增益、通頻帶、矩多級雙回路調(diào)諧放大器的電壓增益、通頻帶、矩形系數(shù)。形系數(shù)。11.單回路調(diào)諧放大器與單回路多級調(diào)諧放大器進單回路調(diào)諧放大器與單