單調(diào)諧回路諧振放大器

封面3.3單調(diào)諧回路諧振放大器返回引言本頁完引言返回單調(diào)諧回路諧振放大器的特點：

(1)放大電路中集電極負載是一個單回路的LC并聯(lián)諧振回路，它諧振于放大器的中心頻率；

(2)單回路LC并聯(lián)諧振回路采用自耦變壓器形式（即抽頭形式），以保證LC回路性能受到的影響為最??；

(3)本級電路與下級負載的聯(lián)接采用變壓器耦合形式。主頁單調(diào)諧回路諧振放大器結(jié)束返回1、單調(diào)諧諧振放大器y參數(shù)電路3、單調(diào)諧諧振放大器功率增益Ap4、單調(diào)諧諧振放大器通頻帶2Δf0.75、單調(diào)諧諧振放大器的選擇性Kr0.12、單調(diào)諧諧振放大器電壓增益Av本節(jié)學習要點和要求一、單調(diào)諧諧振放大器y參數(shù)等效電路繼續(xù)1、電路元件的作用單調(diào)諧諧振放大電路

T1次級起到信號源的作用。

Rb1、Rb2和Re組成分壓式射極偏置電路，利用直流負反饋穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點Q。

Ce和Cb均是高頻旁路電容。Ce可使Re對交流不起負反饋作用，增大電路的電壓放大倍數(shù)；Cb使T1次級線圈一端(即信號源的一端接地)交流接地

。

T2的初級線圈L1與C組成LC并聯(lián)諧振回路，作為共射放大電路的負載，并起到選頻作用。中間抽頭有利于實現(xiàn)與次級的阻抗匹配，以獲得最大的功率增益。本頁完T1Rb1Rb2ReYL+VCCCT2CbCeVo1·+-L1L2Vi2·+-Vo·-+Vi1·+-L3.3單調(diào)諧回路諧振放大器繼續(xù)單調(diào)諧諧振放大電路本頁完2、交流等效電路T1Rb1Rb2ReYL+VCCCT2CbCeVo1·+-L1L2Vi2·+-Vo·-+Vi1·+-LYLCT2Vo1·+-LL2Vi2·+-Vo·+-Vi1·+-12L1一、單調(diào)諧諧振放大器y參數(shù)等效電路3.3單調(diào)諧回路諧振放大器3、y參數(shù)等效電路gi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·L

其中GP是諧振時LC并聯(lián)回路的阻抗。交流等效電路繼續(xù)本頁完3、y參數(shù)等效電路Y’L三極管的等效負載gi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·LYLCT2Vo1·+-LL2Vi2·+-Vo·+-Vi1·+-12L1

設(shè)Y’L是晶體管在1、2端間看來的等效負載。晶體管共射y參數(shù)等效電路ebc-+-+Vi1·Vo1·Ii·Io·Vi1·yfeVo·yreyieyoe一、單調(diào)諧諧振放大器y參數(shù)等效電路3.3單調(diào)諧回路諧振放大器晶體管集發(fā)極間等效電流源繼續(xù)本頁完晶體管集發(fā)極間等效電流源3、y參數(shù)等效電路Io1=yfeVi1··晶體管放大作用的等效電流源：晶體管的輸出電導：go1晶體管的輸出電容：Co1諧振回路的損耗：GP=—RP1負載的導納：YL=gi2+jωCi2Y’L三極管的等效負載gi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·LYLCT2Vo1·+-LL2Vi2·+-Vo·+-Vi1·+-12L1一、單調(diào)諧諧振放大器y參數(shù)等效電路3.3單調(diào)諧回路諧振放大器繼續(xù)1、電壓增益的一般表達式本頁完Y’L—晶體管在1、2兩點間的等效負載導納，即下級晶體管輸入導納gi2和Ci2反射回1、2兩點間的導納和LC并聯(lián)諧振回路折算至1、2兩點間的等效導納。

二、電壓增益Av·=-———yfe

yoe+Y’L

Av=——Vo1·Vi1··yoe—晶體管的輸出導納yoe=go1+jωCo1Y’L三極管的等效負載yoegi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·LYLCT2Vo1·+-LL2Vi2·+-Vo·+-Vi1·+-12L13.3單調(diào)諧回路諧振放大器yoeyoe+Y’L———1、2兩點間的等效負載導納的總和。yoe+Y’L

顯然，要寫出本電路電壓增益的表達式，關(guān)鍵是求出Y’L。=-——————yfeVi1/(yoe+Y’L)·Vi1·gi2T2+YLL2Vi2·+--12Ci2N2CGpL1N1abVo·L繼續(xù)本頁完Y’L三極管的等效負載yoegi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·L

(1)首先把Ci2和gi2折算至LC回路。Ci2’gi2’2、Y’L的推導Ci2’=p22Ci2gi2’=p22gi2其中p2=N2/NLC回路的總導納：C’=Ci2’+Cg’=gi2’+GPC’g’

注：假定L2與L之間耦合很緊。L2可以看成是在N2處的抽頭。3.3單調(diào)諧回路諧振放大器

二、電壓增益Av·(2)再把C’和g’折算至1、2端。CΣ’=C’/p12gΣ’=g’/p12其中p1=N1/N

再把C’和g’折算至1、2兩端間。

再把C’和g’折算至1、2兩端間。gΣ’CΣ’Y’L1gi2L2Vi2·+-Ci2N2L1N1gΣ’CΣ’Vo1-+·Y’L=—————+——--j——jωC’p22gi2+GPp211p21ωL1(3)Y’L表達式Y(jié)’L繼續(xù)本頁完1L1N1Vo1-+·yoegi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·Lgo1Co1yoe=go1+jωCo1

代入后總阻抗Y’中的所有電容相加后用CΣ表示。Y’=go1+—————+jωCΣ-j——p22gi2

+GPp211ωL1諧振時電路的總阻抗為:

諧振電路一般工作在諧振狀態(tài)，諧振時有jωCΣ-j/ωL1=0。同時GP很小，可忽略。Y’≈go1+———p22gi2p21gΣ’CΣ’3.3單調(diào)諧回路諧振放大器

二、電壓增益Av·2、Y’L的推導Y’L=—————+——--j——jωC’p22gi2+GPp211p21ωL1Y’=yoe+Y’L1、電壓增益的一般表達式2、Y’L的推導繼續(xù)本頁完Y’=yoe+Y’L≈go1+———p22gi2p21Av=—Vo1·Vi1··≈-—————p12yfe

p12go1+p22gi2yoegi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·L

觀察電路可知，電路最終應求出的增益是Avo=Vi2/Vi1···3、諧振時線圈初級的Av·=-———yfe

yoe+Y’L

Av=——Vo1·Vi1··Y’Lgi2L2Vi2·+-1Ci2N2L1N1Vo1-+·go1Co1gΣ’CΣ’23.3單調(diào)諧回路諧振放大器

二、電壓增益Av繼續(xù)本頁完=————N2N1Vo1·Vi1·=—————p2p1Vo1·Vi1·Avo=——Vi2·Vi1··Avo≈

-——————p1p2yfe·p12go1+p22gi24、諧振時線圈次級的Avo·3.3單調(diào)諧回路諧振放大器

二、電壓增益Av

諧振放大時1/jωL1+jωCΣ=0，

GP亦可忽略。gi2T2Vo1·YLL2+-12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abL

所以電路只有電導go1和gi2。

其中p12go1是晶體管輸出電導go1折算至a、b點的阻抗。

而p22gi2是負載電導gi2折算至a、b點的阻抗。p12go1p22gi2Y’Lgi2L2Vi2·+-1Ci2N2L1N1Vo1-+·go1Co1gΣ’CΣ’Av=—Vo1·Vi1··≈-—————p12yfe

p12go1+p22gi2

討論p12go1+p22gi2在電路里的意義，得出匹配時Avo的值A(chǔ)vomax。繼續(xù)本頁完Avo≈

-——————p1p2yfe·p12go1+p22gi2

最后討論匹配時電路輸出的總電壓增益Avomax。因為：GP’=p12go1+p22gi25、匹配條件p12go1=p22gi2有：p12go1=p22gi2=GP’/26、諧振且匹配時總電壓增益Avomax·Avo≈

-————p1p2yfe·GP’得：代入此式4、諧振時線圈次級的Avo·3.3單調(diào)諧回路諧振放大器

二、電壓增益Avgi2T2Vo1·YLL2+-12Ci2N2Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abLp12go1p22gi2繼續(xù)本頁完gi2Vo1·YLL2+-12N2go1Io1·yfeVi1·GpL1N1abL

為方便分析起見，把所有量折算至ab兩端點間aIo=p1yfeVi1Gpbp22gi2p12go1Ap0=—PoPi1、諧振時功率增益Ap0輸出功率:

Po=Vab2p22gi2輸入功率:

Pi=Vi12gi1

其中g(shù)i1是本級晶體管的輸入電導。G’P其中Vab=Io/G’P=p1yfeVi1/G’P所以Po=—————p22gi2P12|yfe2|Vi12(G’P)2把Pi和Po式代入定義式得：定義:Ap0=————·——p1p2|yfe|gi2gi1G’P2gi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·L諧振時等效電路

三、功率增益Ap3.3單調(diào)諧回路諧振放大器負載獲得的功率為Po

其中導納變換利用p12yfe，電壓變換利用了Vi1/p1。繼續(xù)本頁完gi2Vo1·YLL2+-12N2go1Io1·yfeVi1·GpL1N1abLaIo=p1yfeVi1Gpbp22gi2p12go1G’PAp0=————·——p1p2|yfe|gi2gi1G’P2gi1—本級晶體管輸入電導gi2—下級晶體管輸入電導若采用相同晶體管，則gi2=gi1Ap0=————p1p2|yfe|G’P2得其中Avo≈

-————p1p2|yfe|GP’Ap0=(Avo)2

為方便分析起見，把所有量折算至ab兩端點間1、諧振時功率增益Ap0

三、功率增益Ap3.3單調(diào)諧回路諧振放大器繼續(xù)本頁完gi2Vo1·YLL2+-12N2go1Io1·yfeVi1·GpL1N1abLaIo=p1yfeVi1Gpbp22gi2p12go1G’P

2、諧振且匹配時的最大功率增益Ap0max(1)不考慮損耗Gp時Ap0max=(Avomax)2Ap0max=|yfe|2/(4go1gi2)

為方便分析起見，把所有量折算至ab兩端點間

經(jīng)過前面學習，我們知道匹配時的電壓增益為：

三、功率增益Ap3.3單調(diào)諧回路諧振放大器(2)考慮損耗Gp時Ap0max=———|yfe|24go1gi2(1-——)2QLQ0QL—有載品質(zhì)因數(shù)QL=—————————(p12go1+p22gi2+GP)ωoL1Q0—無載品質(zhì)因數(shù)(3)考慮損耗Gp時的電壓增益AvomaxAvomax=Ap0max√考慮損耗Gp時的電壓增益Avomax，可以通過功率Ap0max反推得。說明：采用共發(fā)射極電路時，最大功率增益與最小噪聲系數(shù)可近似地同時獲得滿足。而在工作頻率較高時，則采用共基極電路可以同時獲得最小噪聲系數(shù)與最大功率增益。四、單調(diào)諧放大器的通頻帶繼續(xù)本頁完gi2T2Vo1·+YLL2Vi2·+-+--12Ci2N2go1Co1Io1·yfeVi1·CGpL1N1abVo·L

單調(diào)諧放大器的通頻帶由并聯(lián)LC回路的有載品質(zhì)因數(shù)QL決定，遵循LC回路通頻帶的一般表達式。QL=————ωoL1G’P12Δf0.7=——f0QL(p22/p12)

gi21L1GP/p12C/p12go1Co1(p22/p12)Ci2Vo1·+-G’PCΣ=———G’PωoCΣ其中(1)單調(diào)諧放大器的通頻帶23.3單調(diào)諧回路諧振放大器QL越大，通頻帶越窄，QL越小，通頻帶越寬，QL的大小必須根據(jù)電路需要而定。

例如，AM收音機的中頻為fo=465kHz，通頻帶2Δf0.7=8kHz，那么所需的有載品質(zhì)因數(shù)QL為：QL=——=————=57f02Δf0.7465kHz8kHz

又如某一雷達接收機的中頻為fo=30MHz，頻帶2Δf0.7=10MHz，那么所需的有載品質(zhì)因數(shù)QL為QL=——=————=3f02Δf0.730MHz10MHz

這時就需要在中頻LC回路上并上一定數(shù)值的電阻，增大損耗。(2)利用通頻帶表示電壓增益G’P=4πCΣΔf0.7單調(diào)諧放大器電壓增益：Avo≈

-————p1p2yfeGP’·Avo≈————p1p2yfe4πCΣΔf0.7·對左式意義的討論自行閱讀教材P105。五、單調(diào)諧放大器的選擇性繼續(xù)本頁完

單調(diào)諧放大器的選擇性的質(zhì)量一般通過矩形系數(shù)表示。

把Av/Avo=0.1代入上式可得2Δf0.1的寬度。

根據(jù)并聯(lián)諧振回路的原理知諧振曲線遵循以下關(guān)系：0Av/Avof10.72f0.70.12f0.1

矩形系數(shù)的定義：

Kr0.1=———2Δf0.12Δf0.7

矩形系數(shù)一定大于1，其值越接近1，則表明電路的選擇性越好。

求出2Δf0.1

的表達式即可可求出矩形系數(shù)