射頻模擬電路電子教案：2-4 小信號調(diào)諧放大

1、課前習(xí)題：設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載，信號中心 頻率f=10MHz，回路電容C=50pF,試計(jì)算所需的線圈電感值。又若線圈品質(zhì)因數(shù)為Q0=100，試計(jì)算回路諧振電阻和回路帶寬。若放大器所需的帶寬為0.5MHz，則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求？1.5 簡單串、并聯(lián)諧振回路 與雙耦合諧振回路 （P57） 概述 1.5.1 簡單串、并聯(lián)諧振回路的基本特性 1.5.2 1.5.3 品質(zhì)因數(shù)及其影響 1.5.4 通頻帶與選擇性 1.5.6 部分接入 1.5.5 群延時特性上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展串并聯(lián)阻抗的等效互換問題：1、R1=? X1=?上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展串并聯(lián)阻抗的等效互換問

2、題回答：1、上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展串并聯(lián)阻抗的等效互換問題：2、RP=?上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展串并聯(lián)阻抗的等效互換問題回答：2、上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題3、Zab=？Zdb問題回答： 上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題4、RS=?上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題回答：4、上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題:5、 Zab=？Zdb問題回答：上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題:6、IS=?上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題:6、IS=?問題回答：上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題:7、VO=?上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入問題:7、VO=?問題回答：上節(jié)內(nèi)容回顧與擴(kuò)展部分接入公式總結(jié)將部分接入的元件折合這回路兩端的公式為：上

3、節(jié)內(nèi)容回顧部分接入-阻抗變換R2是負(fù)載電阻，R1是二端網(wǎng)絡(luò)在工作頻率處的等效輸入電阻。倒L型網(wǎng)絡(luò)是由兩個異性電抗元件X1、X2組成，是 LC選頻匹配網(wǎng)絡(luò)的一種。上節(jié)內(nèi)容回顧部分接入-倒L型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)X1+Xp=0, R1=Rp1.5 簡單串、并聯(lián)諧振回路 與雙耦合諧振回路 （P57） 概述 1.5.1 簡單串、并聯(lián)諧振回路的基本特性 1.5.2 1.5.3 品質(zhì)因數(shù)及其影響 1.5.4 通頻帶與選擇性 1.5.6 部分接入 1.5.5 群延時特性第1章章末小結(jié) (1) LC并聯(lián)諧振回路幅頻曲線所顯示的選頻特性在高頻電路里有著非常重要的作用，其選頻性能的好壞可由通頻帶和選擇性(回路Q值)這兩個

4、相互矛盾的指標(biāo)來衡量。矩形系數(shù)則是綜合說明這兩個指標(biāo)的一個參數(shù)，可以衡量實(shí)際幅頻特性接近理想幅頻特性的程度。矩形系數(shù)越小，則幅頻特性越理想。 (2) LC并聯(lián)諧振回路阻抗的相頻特性是具有負(fù)斜率的單調(diào)變化曲線，這一點(diǎn)在分析LC正弦波振蕩電路的穩(wěn)定性時有很大作用，而且可以利用曲線中的線性部分進(jìn)行頻率與相位的線性轉(zhuǎn)換，這在相位鑒頻電路里得到了應(yīng)用。同樣，LC并聯(lián)諧振回路阻抗的幅頻特性曲線中的線性部分也為頻率與幅度的線性轉(zhuǎn)換提供了依據(jù)，這在斜率鑒頻電路里得到了應(yīng)用。 (3) LC串聯(lián)諧振回路的選頻特性在高頻電路里也有應(yīng)用， 比如在LC正弦波振蕩電路里可作為短路元件工作于振蕩頻率點(diǎn)， 但其用途不如并聯(lián)回

5、路廣泛。 LC并聯(lián)諧振回路與串聯(lián)諧振回路的參數(shù)具有對偶關(guān)系， 在分析和應(yīng)用時要注意這一點(diǎn)。 (4) LC阻抗變換電路和選頻匹配電路都可以實(shí)現(xiàn)信號源內(nèi)阻或負(fù)載的阻抗變換，這對于提高放大電路的增益是必不可少的。區(qū)別在于后者僅可以在較窄的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較理想的阻抗變換，而前者雖然可在較寬的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行阻抗變換， 但各頻率點(diǎn)的變換值有差別。第1章章末小結(jié) （5）由于人耳聽覺對于相位特性引起的信號失真不敏感，所以早期的無線電通信在傳遞聲音信號時，對于相頻特性并不重視。 但是，近代無線電技術(shù)中，普遍遇到數(shù)字信號與圖像信號的傳輸問題，在這種情況下，相位特性失真要嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。第1章章末小結(jié)LC振蕩回路

6、的相位特性曲線LC振蕩回路通用相位特性第1章章末小結(jié) 由右圖可見，Q值愈大，相頻特性曲線在諧振頻率0附近的變化愈陡峭。但是，線性度變差，或者說，線性范圍變窄。LC振蕩回路的相位特性曲線第1章章末小結(jié)群延時特性！（了解）第二章 射頻電子系統(tǒng)中的放大器設(shè)計(jì)2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 （2.1.12.1.7）2.2 高頻諧振功率放大器 （2.2.12.2.6）第二章 射頻電子系統(tǒng)中的放大器設(shè)計(jì)2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 （2.1.12.1.7）2.2 高頻諧振功率放大器 （2.2.12.2.6）2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.1高頻小信號調(diào)諧放大器基本要求（P80）1、什么是高頻小信號調(diào)諧

7、放大器？高頻？小信號？調(diào)諧？放大器？2、高頻小信號調(diào)諧放大器的性能指標(biāo)？通頻帶？增益？選擇性？噪聲系數(shù)？2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.1高頻小信號調(diào)諧放大器基本要求（P80）噪聲系數(shù)？高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo)1) 通頻帶：2) 增益：（放大系數(shù)） 電壓增益：分貝表示：功率增益：高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo)3) 選擇性 矩形系數(shù)：表示與理想濾波特性的接近程度。：從各種不同頻率信號的總和（有用的和有害的）中選出有用信號，抑制干擾信號的能力稱為放大器的選擇性。高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo)4) 噪聲系數(shù)：NF2SK241一般用途：FM調(diào)諧器用、VHF頻帶放大用管。 基本特點(diǎn)：噪聲指數(shù)

8、?。篘F=1.7dB(標(biāo)準(zhǔn))功率增益大：Gp=28dB(標(biāo)準(zhǔn))使用電壓范圍：515V 高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo)5) 工作穩(wěn)定性：指放大器的工作狀態(tài)(直流偏置)、晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)等發(fā)生可能的變化時，放大器的主要特性的穩(wěn)定。 不穩(wěn)定狀態(tài)的極端情況是放大器自激（主要由晶體管內(nèi)反饋引起），使放大器完全不能工作。 出于分析的方便，將把穩(wěn)定性問題及其改善放至最后討論。低頻小信號模型高頻小信號模型AFA高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo)5) 工作穩(wěn)定性：指放大器的工作狀態(tài)(直流偏置)、晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)等發(fā)生可能的變化時，放大器的主要特性的穩(wěn)定。 晶體管在高頻線性運(yùn)用時，晶體管的內(nèi)部參數(shù)將隨

9、工作頻率而變化。因而必須討論晶體管的高頻等效電路。等效方法是：把晶體管看作四端（兩端口）網(wǎng)絡(luò)，四個參量 中兩個作自變量，另兩個作為參變量的函數(shù)。在本課程所討論的頻率范圍內(nèi)，用的最多的是 y 參數(shù)等效電路和混合 等效電路。2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.2 高頻晶體管小信號等效電路模型與參數(shù)（P81）2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.2 高頻晶體管小信號等效電路模型與參數(shù)（P81）輸出短路時的輸入導(dǎo)納 輸入短路時的反向傳輸導(dǎo)納 輸出短路時的正向傳輸導(dǎo)納 輸入短路時的輸出導(dǎo)納 2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.2 高頻晶體管小信號等效電路模型與參數(shù)（P81

10、）關(guān)于參數(shù)的討論？物理意義！如何測？參數(shù)是復(fù)數(shù)！混合等效電路優(yōu)點(diǎn)： 各個元件在很寬的頻率范圍內(nèi)都保持常數(shù)。缺點(diǎn)： 分析電路不夠方便。2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.2 高頻晶體管小信號等效電路模型與參數(shù)（P81）晶體管混合型等效電路 需要注意的是, 參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn)的電壓值、電流值有關(guān), 而且是工作頻率的函數(shù)。例如當(dāng)發(fā)射極電流增加時, 輸入與輸出電導(dǎo)都將加大。 當(dāng)工作頻率較低時, 電容效應(yīng)的影響逐漸減弱。所以無論是測量還是查閱晶體管手冊, 都應(yīng)注意工作條件和工作頻率。 顯然, 在高頻工作時由于晶體管結(jié)電容不可忽略, 參數(shù)是一個復(fù)數(shù)。晶體管參數(shù)中輸入導(dǎo)納和

11、輸出導(dǎo)納通?？蓪懗捎秒妼?dǎo)和電容表示的直角坐標(biāo)形式, 而正向傳輸導(dǎo)納和反向傳輸導(dǎo)納通常可寫成極坐標(biāo)形式, 即:yie=gie+jCie yoe=goe+jCoeyfe=|yfe|fe yre=|yre|re 2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.2 高頻晶體管小信號等效電路模型與參數(shù)（P81）2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.3 晶體管的高頻參數(shù)（P84）1、截止頻率2、特征頻率3、最高振蕩頻率2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.3 晶體管的高頻參數(shù)（P84）1、截止頻率1. 截止頻率12. 特征頻率 當(dāng)f fT后，共發(fā)接法的晶體管將不再有電流放大能力，但仍可能有電壓增益，而功率增益還可能大于1。 晶體管的高頻參數(shù) 晶體管的高頻參數(shù)12. 特征頻率圖4.2.6 截止頻率和特征頻率可以粗略計(jì)算在某工作頻率f f的電流放大系數(shù)。2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.3 晶體管的高頻參數(shù)（P84）2、特征頻率3. 最高振蕩頻率fmaxf fmax后， Gp1，晶體管已經(jīng)不能得到功率放大。 由于晶體管輸出功率恰好等于其輸入功率是保證它作為自激振蕩器的必要條件，所以也不能使晶體管產(chǎn)生振蕩。End 晶體管的高頻參數(shù)高頻參數(shù)之間的關(guān)系2.1 高頻小信號調(diào)諧放大器 2.1.4 晶體管高頻小信號單調(diào)諧