高頻電子線路小信號放大器資料

第三章高頻小信號放大器主要內(nèi)容高頻小信號等效電路與參數(shù)單級、多級單調(diào)諧回路諧振放大器雙調(diào)諧諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性

基本要求了解高頻小信號放大器的工作原理及特點(diǎn)；掌握高頻小信號放大器的電路組成、高頻等效電路、參數(shù)等效電路；掌握高頻小信號放大器放大倍數(shù)、輸入阻抗、輸出阻抗計算公式的使用；理解高頻小信號放大器的內(nèi)部反饋及穩(wěn)定工作條件,掌握消除內(nèi)部反饋的原理與基本方法。掌握高頻小信號放大器阻抗匹配的概念與基本計算方法。3.1概述3.1.1高頻小信號放大器的功能

功能：放大和選頻；中心頻率：幾百千赫～幾百兆赫；頻帶寬度：幾KHz～幾十MHz。

高頻小信號放大器通常以各種選頻電路作負(fù)載，由于信號較小，工作在線性范圍內(nèi)(甲類放大狀態(tài)),常采用線性模型的等效電路分析法。3.1.2高頻小信號放大器的分類按頻帶寬度分窄帶放大器：以各種選頻電路作負(fù)載。寬帶放大器：采用無選頻作用的電路作負(fù)載。按負(fù)載性質(zhì)分調(diào)諧放大器集中選頻放大器：以石英晶體、陶瓷、聲表面濾波器負(fù)載單調(diào)諧放大器：輸出端接調(diào)諧回路雙調(diào)諧放大器：輸入、輸出端都接調(diào)諧回路參差調(diào)諧放大器：調(diào)諧回路的諧振頻率不同使用諧振回路作為負(fù)載的放大器3.1.3高頻小信號放大器的主要性能指標(biāo)增益

電壓增益：功率增益：分貝表示：式中，分別為放大電路中心頻率上的輸出、輸入電壓有效值；分別為放大電路中心頻率的輸出、輸入功率，常用分貝表示。通頻帶

放大器的電壓增益下降到最大值的0.707倍時所對應(yīng)的頻率寬度稱為放大器的通頻帶。常用表示，也稱為3dB帶寬。圖3-1通頻帶的定義

放大器的通頻帶取決于回路的結(jié)構(gòu)形式和回路的等效品質(zhì)因素。放大器的總通頻帶隨著級數(shù)的變化和改變。放大器的增益帶寬積為常數(shù)。選擇性放大器的選擇性常用矩形系數(shù)和抑制比(抗拒比)來表示。(1)矩形系數(shù)

矩形系數(shù)是表征放大器選擇性好壞的一個參量，如圖3-2示，愈接近1越好。(2)抑制比表示對帶外某一特定干擾信號的抑制能力，其定義為式中，是中心頻率上的功率增益；是某一特定頻率上的功率增益。也可用分貝表示圖3-2放大器矩形系數(shù)的定義抑制比也可用電壓增益表示。

穩(wěn)定性

工作穩(wěn)定性指放大器的主要性能的穩(wěn)定程度。不穩(wěn)定現(xiàn)象:增益變化、中心頻率偏移、通頻帶變窄、諧振曲線變形等。主要原因：晶體管的寄生反饋?zhàn)饔?。措施：限制每級增益；減小晶體管的內(nèi)反饋（中和或失配方法等）?；蛟肼曄禂?shù)噪聲系數(shù)是用來表征放大器本身產(chǎn)生噪聲電平大小的一個參數(shù)。

越接近1越好。

放大器的性能指標(biāo)相互之間既有聯(lián)系又有矛盾。如穩(wěn)定性和增益，通頻帶和選擇性等。

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）

晶體管都可視為二端口網(wǎng)絡(luò)，如圖3-3示。任一線性二端口網(wǎng)絡(luò)，必須有四個變量描述。根據(jù)選擇的自變量和因變量的不同，常用的有四種參數(shù)系：H參數(shù)—混合參數(shù)；Z參數(shù)—阻抗參數(shù)；Y參數(shù)—圖3-3共射晶體管網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納參數(shù)；A參數(shù)—傳輸參數(shù)。

對高頻小信號放大電路的分析，常采用Y參數(shù)等效電路。

如圖3-4示，其為晶體管的Y參數(shù)等效電路。設(shè)輸入電壓和輸出電壓為自變量，輸入電流和輸出電流為因變量，其網(wǎng)絡(luò)方程為圖3-4Y參數(shù)等效電路即式中，、、、是晶體管的“內(nèi)參數(shù)”，它們由實(shí)驗方法測量而得，分別表示為

根據(jù)Y參數(shù)表示的網(wǎng)絡(luò)方程和Y參數(shù)的基本定義，可畫出圖3-4所示的Y參數(shù)等效電路。3.2.2混合型等效電路

如果我們用集中元件R、L、C模擬晶體管的內(nèi)部特性，這樣的電路稱為混合型等效電路。如圖3-5示。圖3-5混合型等效電路

是受控電流源，表示晶體管放大增益的等效電流發(fā)生器，它模擬晶體管的放大作用，反映了晶體管的放大能力，即低頻時簡化混合型等效電路在一定高頻段工作時，由于電路中的電阻、電容并聯(lián)，混合型等效電路可進(jìn)一步簡化如圖3-6示。

工作頻率范圍不同時，其等效電路可進(jìn)行不同的簡化。圖3-6簡化混合型等效電路3.2.3晶體管共發(fā)射Y參數(shù)和混合參數(shù)間的關(guān)系根據(jù)定義，令

圖3-7簡化混合型等效電路利用圖3-7示簡化混合型等效電路。由定義有由定義有因而引起較小，所以

根據(jù)定義，令如圖3-8示，即將輸入短路。圖3-8簡化混合型等效電路由定義所以由定義所以注：由于，上述各式中近似相同。3.2.4晶體管的高頻參數(shù)截止頻率高頻晶體管發(fā)射極電流放大系數(shù)下降到低頻電流放大系數(shù)的倍時，所對應(yīng)的頻率稱為β截止頻率。

特征頻率當(dāng)|β|=1時所對應(yīng)的工作頻率稱為特征頻率。令則若時又得，即特征頻率=直流短路電流放大倍數(shù)（）×最高振蕩頻率晶體管的功率增益時所對應(yīng)的頻率稱為最高振蕩頻率?？梢宰C明得到

表示晶體管的最高極限頻率。晶體管的實(shí)際工作頻率約為最高振蕩頻率的1/3至1/4。

三個頻率參數(shù)的關(guān)系：圖3-9β截止頻率和特征頻率3.3小信號諧振放大器3.3.1單調(diào)諧諧振回路放大器單級單調(diào)諧放大器是晶體管和并聯(lián)諧振回路組成的，如圖3-10示。圖3-10單調(diào)諧回路共發(fā)放大器直流偏置由來實(shí)現(xiàn)，決定工作點(diǎn)；為高頻旁路電容；為濾波電路，負(fù)壓供電；組成LC諧振回路，用來加寬回路通頻帶；假設(shè)是并聯(lián)回路本身的損耗

其高頻等效電路如圖3-11示。采用分壓式穩(wěn)定偏置電路；晶體管工作在甲類放大狀態(tài)；輸出端采用并聯(lián)諧振回路，起選頻作用，晶體管的集電極采用部分接入，以提高諧振回路的有載

Q值；圖3-11單調(diào)諧回路共發(fā)放大器等效電路由圖3-11可知3.3.2放大器的主要技術(shù)指標(biāo)電壓增益

代表由集電極向右看的回路導(dǎo)納（對外電路而言是上負(fù)下正，故有一負(fù)號）因為（2）式＝（3）式，所以其中注：教材P74圖3-9中方向與此相反部分()為回路的諧振導(dǎo)納。所以由，知因為，所以是負(fù)載回路兩端的導(dǎo)納，它包括回路本身元件和下一級的輸入導(dǎo)納，即

令，進(jìn)一步把和代入，可得其中，和分別是放大器的輸出導(dǎo)納和輸出電容；和分別是放大器的輸出導(dǎo)納和輸出電容；令，則

式中，為放大器調(diào)諧回路的諧振頻率；是工作頻率對諧振頻率的偏調(diào)；是回路的有載品質(zhì)因素，即所以功率增益討論諧振時的功率增益：輸出端負(fù)載上獲得的功率；：放大器的輸入功率；所以用dB表示時

如果回路本身損耗與相比可以忽略,則由匹配條件則可獲得最大功率增益

但實(shí)際情況回路本身的損耗不能忽略,則考慮時最大功率增益可表示為

式中，為回路的有載品質(zhì)因素;

為回路的空載品質(zhì)因素;而稱為回路的插入損耗。如果用晶體管的物理參數(shù)來表示其最大功率增益為放大器的通頻帶

放大器隨頻率而變化的曲線，叫做放大器的諧振曲線，如圖3-13示。圖3-13

理想和實(shí)際的選頻曲線BW0.7BW0.10f0.707AuAu010.1因為則當(dāng)時，得。所以因為，則所以有如果抽頭，則因此，放大器的增益也可用通頻帶表示。上式還可以寫成可知當(dāng)和為定值時，放大器諧振的電壓增益和通頻帶的乘積等于常數(shù)。

因此，設(shè)計寬頻帶放大器時，要想得到高增益又要保證足夠的帶寬，除了選用較大的晶體管外應(yīng)盡量減小諧振回路的總電容，選用小的晶體管或減小回路的外接電容。放大器的選擇性常用矩形系數(shù)來描述其選擇性K越接近于1,選頻特性越好!例3-1單調(diào)諧回路放大器如圖所示。設(shè)負(fù)載是與該放大器完全相同的下一級放大器，BJT的參數(shù)為：解：

圖3-141、負(fù)載是與該放大器完全相同的下一級放大器，所以，3 、因為附錄資料：不需要的可以自行刪除防曬霜生產(chǎn)工藝配方油相

A

硬脂酸5％十八醇2.5％棕櫚酸異丙酯1.5％凡士林5％防腐劑適量B石蠟油6％硅油Gy-2603.5％防曬劑POS-21％VE適量ME-40適量水相A鈦白粉3.5％丙二醇3％B三乙醇胺1％二氧化鈦其透過率小于氧化鋅。對紫外線有散射作用,能減小紫外線對人體皮膚的幅射。覆蓋力優(yōu)良,增白皮膚。但涂抹性與透氣性均差。加入量大于等于５％時,增白色澤不自然,固選用百分3.5。丙二醇丙二醇在化妝品中作濕潤劑、保濕劑。三乙醇胺三乙醇胺在化妝品中還具有中和劑的作用，從而達(dá)到增稠和保濕的作用。硬脂酸

硬脂酸用于護(hù)膚品中起乳化作用，從而使其變成穩(wěn)定潔白的膏體。十八醇化妝品中作為基質(zhì)原料中的乳化劑、增稠劑應(yīng)用棕櫚酸異丙酯具有優(yōu)良的保濕和滋潤皮膚作用。皮膚對本品的吸收性很好，能在皮層內(nèi)與毛囊有效接觸，滲入皮層深處，并將化妝品中的活性組分帶入，充分發(fā)揮有效成分的作用。作為化妝品溶劑及皮膚保濕劑、滲透劑。凡士林凡士林作為一種傳統(tǒng)的化妝品原料,它在皮膚角質(zhì)層表面形成一種隔離膜,具有防止皮膚表面水份減少的作用,保護(hù)皮膚免受外界剌激。因而它是一種極好的保溫劑和護(hù)膚品。它對皮膚無剌激,無過敏。石蠟油石蠟油又稱礦物油，由于礦物油具有低致敏性及不錯的封閉性，有阻隔皮膚的水分蒸發(fā)的作用，所以常在乳液或乳霜中等護(hù)膚品種常被當(dāng)作順滑保濕劑來使用。硅油Gy-260硅油可提高膏體的透氣性、亮度、涂抹性。ＧＹ一２６０比２０１硅油更理想。與基質(zhì)配伍性比２０１硅油強(qiáng)。能在膏體表面形成極薄的膜,且不易腐敗,因而可適量減少防腐劑用量。并能有助于防曬性的提高。防曬劑POS-2能有效阻擋UVA和UVB。VE維生素E本身是一種很好的抗氧化劑，它可以進(jìn)入皮膚細(xì)胞具有抗自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。從理論上優(yōu)于氧化物歧化酶（SOD），在皮膚應(yīng)用于預(yù)防角質(zhì)化。vE是保護(hù)皮膚不受紫外線損傷和減少皮膚水份損失的活性組分”。ME一40能否得到穩(wěn)定細(xì)膩的膏體,乳化劑是關(guān)鍵,只依靠自生皂化的乳化力是不夠的。ME一40(C11H23O2)其用量在0.4一.7%就能得到極好的乳化效果,對膏體色澤無影響。工藝