高頻電子線路課件第三章

高頻小信號放大器的特點：放大高頻小信號(中心頻率在幾百kHz到幾百MHz，頻譜寬度在幾kHz到幾十MHz的范圍內(nèi))的放大器。3.1概述幾十μV～幾mV1V左右普通調(diào)幅無線電廣播所占帶寬應(yīng)為９kHz，電視信號的帶寬為６MＨz左右。3.1概述

高頻小信號放大器的特點：放大高頻小信號(中心頻率在幾百kHz到幾百MHz，頻譜寬度在幾kHz到幾十MHz的范圍內(nèi))的放大器。音頻射頻微波單振蕩回路耦合振蕩回路高頻小信號放大器諧振放大器（窄帶）非諧振放大器（寬帶）LC集中濾波器石英晶體濾波器陶瓷濾波器聲表面波濾波器（調(diào)諧與非調(diào)諧）高頻小信號放大器的分類有源器件諧振回路窄帶諧振放大器寬帶非諧振放大器濾波器寬帶非諧振放大器本章重點討論晶體管單級窄帶諧振放大器。3.1概述高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標1)增益：（放大系數(shù)）

電壓增益：分貝表示：

功率增益：2)通頻帶：3.1概述高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標3)選擇性①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。選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來表示。3.1概述高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標②抑制比：表示對某個干擾信號fn的抑制能力，用dn表示。

3.1概述3)選擇性 ：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。選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來表示。高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標4)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。3.1概述

穩(wěn)定性問題及其改善----自學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3.1概述4)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。End高頻小信號放大器的分析方法

高頻小信號放大器信號小，晶體管工作在線性區(qū)，可看成線性元件，可用有源四端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)微變等效電路來分析。3.1概述幾十μV～幾mV1V左右3.2晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)3.2.1形式等效電路（網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等效電路）3.2.4晶體管的高頻參數(shù)3.2.1形式等效電路因為放大器由信號源、晶體管、并聯(lián)振蕩回路和負載阻抗并聯(lián)組成，采用導(dǎo)納分析比較方便，為此,引入晶體管的y（導(dǎo)納）參數(shù)等效電路。45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC32154Tr1Tr2CLyLT輸入回路輸出回路晶體管晶體管工作在線性區(qū)，可看成線性元件，可用有源四端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)微變等效電路來分析。雙口網(wǎng)絡(luò)示意圖h參數(shù)系z參數(shù)系y參數(shù)系圖3.2.1晶體管共發(fā)射極電路圖4.2.2ｙ參數(shù)等效電路形式等效電路稱為輸出短路時的輸入導(dǎo)納；稱為輸入短路時的反向傳輸導(dǎo)納；稱為輸出短路時的正向傳輸導(dǎo)納；稱為輸入短路時的輸出導(dǎo)納。圖4.2.2ｙ參數(shù)等效電路放大器輸入導(dǎo)納Yi3.2.1形式等效電路圖4.2.3晶體管放大器及其ｙ參數(shù)等效電路放大器輸出導(dǎo)納YoEnd3.2.1形式等效電路

表示輸出電壓對輸入電流的控制作用(反向控制);

表示輸入電壓對輸出電流的控制作用（正向控制）。ｙfe越大,表示晶體管的放大能力越強；ｙre越大,表示晶體管的內(nèi)部反饋越強。ｙre的存在,對實際工作帶來很大危害,是諧振放大器自激的根源,同時也使分析過程變得復(fù)雜,因此應(yīng)盡可能使其減小,或削弱它的影響。

1.截止頻率12.特征頻率當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。3.2.4晶體管的高頻參數(shù)3.2.4晶體管的高頻參數(shù)12.特征頻率圖4.2.6β截止頻率和特征頻率可以粗略計算在某工作頻率f>>fβ的電流放大系數(shù)。3.最高振蕩頻率fmax f≥fmax后，Gp<1，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。End3.2.4晶體管的高頻參數(shù)3.3單調(diào)諧回路諧振放大器3.3.1

電壓增益3.3.2

功率增益3.3.3

通頻帶與選擇性圖3.3.1單調(diào)諧回路諧振放大器的原理性電路與等效電路3.3單調(diào)諧回路諧振放大器3.3單調(diào)諧回路諧振放大器通常需要多級放大器來提供足夠高的增益和足夠好的選擇性，從而為下一級（例如混頻和檢波）提供性能良好的有用信號。幾十μV～幾mV1V左右高頻小信號放大器的電路分析包括：1.多級分單級，2.靜態(tài)分析，3.動態(tài)分析，4.整合系統(tǒng)幾個基本步驟。1.多級分單級前級放大器是本級放大器的信號源；后級放大器是本級放大器的負載。3.3單調(diào)諧回路諧振放大器45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC 其簡化規(guī)則：交流輸入信號為零；所有電容開路；所有電感短路。結(jié)論：Rb1、Rb2、Re為偏置電阻，提供靜態(tài)工作點；2.靜態(tài)分析

畫出直流等效電路，Rb1Rb2ReVCC3.3單調(diào)諧回路諧振放大器45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC 其簡化規(guī)則：有交流輸入信號，所有直流量為零；所有大電容短路；所有大電感開路。（諧振回路L、C保留）1)畫出交流等效電路，3.動態(tài)分析3.3單調(diào)諧回路諧振放大器32154Tr1Tr2CLyLT輸入回路輸出回路晶體管32154Tr1Tr2CLyLT輸入回路輸出回路晶體管32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+u31-+v21- 2)畫出交流小信號等效電路，負載和回路之間采用了變壓器耦合，接入系數(shù)晶體管集、射回路與振蕩回路之間采用抽頭接入，接入系數(shù)3.3單調(diào)諧回路諧振放大器32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+v31-+v21- 出于分析的方便，假定晶體管不存在內(nèi)反饋，即yre=0。3.3單調(diào)諧回路諧振放大器3.3.1電壓增益32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+v31-+v21-把晶體管集電極回路和負載折合到振蕩回路兩端yfeubeyoeYLYLyfeubeyoe+u54-+u31-+v31-32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+v31-+v21-3.3.1電壓增益p1yfevbe+v31-3.3.1電壓增益p1yfevbe+v31- 諧振時3.3.1電壓增益gp+v31-p1yfevbe+v31- 諧振時3.3.1電壓增益gp+v31-匹配條件匹配時的電壓增益3.3.2功率增益整個收、發(fā)機系統(tǒng)的功率增益是其一項重要性能指標，因此需要考慮高頻小信號放大器的功率增益水平。由于在非諧振點上計算功率十分復(fù)雜，且一般用處不大，故主要討論諧振時的功率增益：gp+v31-討論：則可得最大功率增益為：i)如果設(shè)LC調(diào)諧回路自身元件無損耗，且輸出回路傳輸匹配。3.3.2功率增益gp+v31-討論：ii)如果LC調(diào)諧回路存在自身損耗，且輸出回路傳輸匹配,則可得最大功率增益為：3.3.2功率增益Endgp+v31-回路無損耗時的輸出功率/回路有損耗時的輸出功率插入損耗3.3.3通頻帶與選擇性 通過分析放大器幅頻特性來揭示其通頻帶與選擇性?？梢姡眩淘礁?，則通頻帶越窄。1.通頻帶帶寬增益積為一常數(shù)帶寬和增益為一對矛盾。1.通頻帶3.3.3通頻帶與選擇性2.選擇性（矩形系數(shù)）>>1不論其Q值為多大，其諧振曲線和理想的矩形相差甚遠。3.3.3通頻帶與選擇性End3.4多級單調(diào)諧回路諧振放大器若單級放大器的增益不能滿足要求，就要采用多級放大器。A