1-小信號諧振放大器-2

1、1.3晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù) 1.3.1 共發(fā)晶體三極管的混合共發(fā)晶體三極管的混合型等效電路型等效電路 1.3.2 共發(fā)晶體三極管的共發(fā)晶體三極管的Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 1.3.3 晶體三極管的晶體三極管的Y參數(shù)參數(shù) 小信號時，PN結等效電路： rd ：微變等效電阻 Cd ：勢壘電容（或擴散電容） 1.3.1共發(fā)晶體三極管的混合共發(fā)晶體三極管的混合型等效電路型等效電路 rd Cd 三極管結構 ， 可以忽略（摻雜濃度?。? 較大（摻雜濃度大）bb r ee r cc r 1模擬混合模擬混合型等效電路型等效電路 低頻時，電容容抗很大，可忽略；低頻時，電容

2、容抗很大，可忽略； 高頻時，電容容抗很小，電阻可忽略。高頻時，電容容抗很小，電阻可忽略。 管子后面的負載管子后面的負載LCLC是以并聯(lián)形式出現(xiàn)的是以并聯(lián)形式出現(xiàn)的, ,考慮到計算方便考慮到計算方便, , 選用選用Y Y參數(shù)參數(shù) 2高頻高頻混合混合型等效電路型等效電路 3混混電路中的幾個參數(shù)電路中的幾個參數(shù) 發(fā)射結等效電阻 eb r e e eb e eb b eb eb r I V I V I V r)1 ()1 ( )1/( 發(fā)射結電阻 e r )( )(26)(26 mAI mv I mv r CQEQ e 靜態(tài)跨導 m g 2626 11 CQEQ eebebB C eb C m II

3、rrrI I V I g 1. 有源四端網(wǎng)絡的有源四端網(wǎng)絡的Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 網(wǎng)絡方程： 211 )()(VSYVSYI ri 212 )()(VSYVSYI of 1.3.2共發(fā)晶體三極管的共發(fā)晶體三極管的Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 1 V + - 1 I 2 V + - 2 I 1 1 2 2 ( ) i Y S ( ) f Y S ( ) r Y S ( ) o Y S 據(jù)方程，有： 輸出端交流短路的輸入導納 0 1 1 2 )( V i V I SY 0 1 2 2 )( V f V I SY 輸出端交流短路的正向傳輸導納 0 2 1 1 )( V r V I SY 輸入端交

4、流短路的反向傳輸導納 0 2 2 1 )( V o V I SY 輸入端交流短路的輸出導納 1 V + - 1 I 2 V + - 2 I 1 1 2 2 ( ) i Y S ( ) f Y S ( ) r Y S ( ) o Y S 四端網(wǎng)絡等效電路： 由于是在輸入、輸出短路時確定的導納，又稱短路 導納參數(shù)。 211 )()(VSYVSYI ri 212 )()(VSYVSYI of 2. 共發(fā)三極管的共發(fā)三極管的Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 在分析高頻小信放大器時，采用參數(shù)等效電路進 行分析是比較方便的。所以在電路化簡時，可將晶體管 等效成一個參數(shù)等效電路。 Ib . Ube . b e c

5、 Ic . Uce . V 一個晶體管可以看成有源四端網(wǎng)絡 應用前面的分析結果，找出對應關系。應用前面的分析結果，找出對應關系。 （注：短路注：短路 導納參數(shù)只與晶體管本身有關，與外電路無關。）導納參數(shù)只與晶體管本身有關，與外電路無關。） 0 ce V be b ie V I Y 0 be V ce b re V I Y 0 ce V be c fe V I Y 0 be V ce c oe V I Y cerebeieb VYVYI ceoebefec VYVYI vYie是晶體管輸出端短路時的輸入導納（下標 “”表示輸入，“”表示共射組態(tài)），反 映了晶體管放大器輸入電壓對輸入電流的控制 作

6、用，其倒數(shù)是電路的輸入阻抗。Yie參數(shù)是復 數(shù)。 vYfe是晶體管輸出端短路時的正向傳輸導納（下 標“f”表示正向），反映了晶體管輸入電壓對 輸出電流的影響，即晶體管內(nèi)部的控制作用,表 示晶體管的放大能力。 vYre是晶體管輸入端短路時的反向傳輸導納（下 標“r”表示反向），反映了晶體管輸出電壓對 輸入電流的影響，即晶體管內(nèi)部的反饋作用。 vYoe是晶體管輸入端短路時的輸出導納（下標 “o”表示輸出），反映了晶體管輸出電壓對輸 出電流的作用，其倒數(shù)是電路的輸出阻抗。 Yie YreUce . YfeUbe . Ib . Ube . Uce . b Yoe c Ic . e (a) （同理，有共

7、基、共集的（同理，有共基、共集的Y參數(shù)等效電路）參數(shù)等效電路） （若在ce兩端跨接一較 大電容，則 =0 交流 短路） ce V 0 ce V be b ie V I Y ) 1 ( eb bb bbe Z g IV )( 1 cbebeb eb CCjg Z 1.3.3晶體三極管的晶體三極管的Y參數(shù)參數(shù) 1. 共發(fā)三極管的共發(fā)三極管的Y參數(shù)參數(shù) 一般手冊上無Y參數(shù)，都是混參數(shù)?？梢?用混參數(shù)來表示Y參數(shù)。 )( 11 cbebebbb bbe CCjgg IV 0 () () ce bbbb eb eb c ie bebbb eb eb c V IggjCC Y VggjCC )( )( 0

8、 cbebebbb cbmbb V be c fe CCjgg Cjgg V I Y ce )( 0 cbebebbb cbbb V ce b re CCjgg Cjg V I Y be )( )( 0 cbebebbb ebebbbmcb ce V ce c oe CCjgg CjgggCj g V I Y be 同理： 以上關系式較復雜，是因為以上關系式較復雜，是因為 存在，在高頻時不能忽略。存在，在高頻時不能忽略。 bb r 簡化以上幾式，適當忽略 v晶體管中的Y參數(shù)都呈容性，都可以用以上形式表示。 vYie和Yoe常用模和相角形式表示，Yfe和Yre常用實部和虛部形式表示。 cb C

9、cbeb CC ebcbeb CCC 2222 BA C j BA CBAg CjgY cbebeb ieieie 呈容性 )( 22 1 A B tgj m j fefe e BA g eyY fe ) 2 ( 22 0 1 A B tgj cbj re V ce b re e BA C ey V I Y re ce 式中， v如果 ，則 A=1,B=0，Y參數(shù)就大大簡化: )()( 2222 BA rgAC Cj BA rgCB gCjgY bbmcb cb bbmcb ceoeoeoe bbebebbb rCBgrA 1 0 b b r ebebie CjgY mfe gY 2 j cb

10、re eCY cbceoe CjgY 但在高頻時， 一般不能忽略。 bb r 常用的共射晶體管Y參數(shù)等效電路如下： 在分析諧振放大器（并聯(lián)諧振回路），比較方便。 gie YreUce . YfeUbe . Ib . Ube . Uce . b goe c Ic . Coe Cie e (b) ieieie CjgY oeoeoe CjgY 2. 它組態(tài)的三極管的它組態(tài)的三極管的Y參數(shù)：參數(shù)： （已知共射）（已知共射） 共射共集共基 oerefeieoc YYYYY )( oefefb YYY)( ierefc YYY )( oererb YYY oerefeieib YYYYY oeob YY

11、 )( iererc YYY ieic YY oe Y fe Y re Y ie Y 1.4晶體管諧振放大器晶體管諧振放大器 1.4.1主要性能指標（質(zhì)量指標）主要性能指標（質(zhì)量指標） 1.4.2工作特點及分析方法工作特點及分析方法 1.4.3單級單調(diào)諧回路放大器單級單調(diào)諧回路放大器 1.4.4單級調(diào)諧放大器的級聯(lián)單級調(diào)諧放大器的級聯(lián) 1.4.5雙調(diào)諧回路諧振放大器雙調(diào)諧回路諧振放大器 1.4.1主要性能指標（質(zhì)量指標）主要性能指標（質(zhì)量指標） v工作頻率 v增益 v通頻帶 v選擇性 v矩形系數(shù) v噪聲系數(shù) 1工作頻率工作頻率 v固定（中心頻率） 一般中放 諧振頻率不變 v可調(diào)（頻段工作） 一

12、般高頻放大 調(diào)諧于外來信號 2增益（一般工作在諧振狀態(tài)）增益（一般工作在諧振狀態(tài)） (1)電壓增益 v定義： 放大器負載（Z）上的電壓V0與輸入端電壓Vi之比。 )( V A 00 ( )( ) VV ii VV A SA VV （一般情況的電壓增益） 諧振時的電壓增益稱為諧振電壓增益，用Av0表示 諧振電壓增益： 0 0v i V A V 諧 振 時 放 大 器 輸 出 電 壓 諧 振 時 放 大 器 輸 入 電 壓 0 0 ()20 lg V i V Adb V (2)功率增益 v定義： 放大器負載RL上的功率 P0 與輸入功率Pi之比。 0 0p i P A P 諧振時負載獲得的功率 諧

13、振時輸入功率 諧振功率增益： 0 0 ()10 lg P i P Adb P 放大器的增益具有與諧振回路相似的諧振特性 圖中圖中f0表示放大器的中心諧振頻率，表示放大器的中心諧振頻率，Au/ Au0表示相對電壓增益。表示相對電壓增益。 當輸入信號的頻率恰好等于當輸入信號的頻率恰好等于f0時，放大器的增益最大。時，放大器的增益最大。 A u /Au0 1 0.707 0.1 fL f0fH BW 0.7 BW 0.1 理 想 實 際 f )2)( 7 . 07 . 0 fBW2通頻帶（通頻帶（3db帶寬）帶寬） 使放大器諧振電壓增益下降3db（約0.707倍）時所對 應的頻率范圍（上下限頻率之差

14、），一般用BW0.7表示。 要求：通頻帶應大于信號頻譜寬度 v對調(diào)幅信號而言： 0.7HL BWff max7 . 0 2FBW Au /Au0 1 0.707 0.1 fL f0fH BW0.7 BW0.1 理 想 實 際 f 為調(diào)制信號的最高頻率 max F 選擇性是指諧振放大器從輸入信號中選出有用信號成分 并加以放大，而將無用的干擾信號加以有效抑制的能力。 定義：定義：諧振增益諧振增益Av0與通頻帶以外與通頻帶以外 某一特定頻率上的電壓某一特定頻率上的電壓 增益增益Au的比。的比。 0 )( V V A A S 選擇性方程，S越小，選擇性越好 常用db表示為： 0 lg20)( V V

15、A A dbS 4選擇性（選擇性（S） 通頻帶BW0.7與選擇性S是一對矛盾的指標.通頻帶越寬， 則選擇性差，通頻帶越窄，則選擇性好，因此必須在滿足 通頻帶足夠寬的情況下，盡量提高選擇性，放大器性能的 提高就是圍繞著BW0.7與S的矛盾展開的。 把BW0.7與S綜合起來考慮，得出下一指標矩形系數(shù) 5矩形系數(shù)矩形系數(shù) 假設諧振放大器是理想 放大器，其特性曲線是如圖 所示的理想矩形。該圖表明 在通頻帶內(nèi)放大器的電壓增 益保持不變，而在通頻帶外 電壓增益為零。若干擾信號 頻率在放大器的頻帶之外， 那么，它將被全部抑制。實 際諧振放大器的特性曲線如 圖所示的鐘形曲線所示。為 了評價實際放大器的諧振曲

16、線與理想曲線的接近程度， 引入矩形系數(shù)。 Au /Au0 1 0.707 0.1 fL f0fH BW0.7 BW0.1 理 想 實 際 f K K0.1 0.1 K K0.010.01 K K0.1 0.1 ：使Av0下降到0.1Av0所對應的帶寬BW0.1 與通頻帶 BW0.7 之比 K K0.01 0.01 ：使Av0下降到0.01Av0所對應的帶寬BW0.01 與通頻帶 BW0.7 之比 7 . 0 1 . 0 1 . 0 K BW BW 7 . 0 01. 0 01. 0 K BW BW K K 值越小越好，在接近時，說明放大器 的諧振特性曲線就愈接近于理想曲線，放大器 的選擇性就愈

17、好。 對矩形曲線而言：對矩形曲線而言： K K =1 =1； 對一般的諧振曲線而言：對一般的諧振曲線而言： K K 1 1； 在滿足通頻帶要求的情況下， K K 越接近1， 則放大器的選擇性越好。 v不穩(wěn)定現(xiàn)象： 增益變化；中心頻率偏移；通頻帶變化；諧振曲線 變形等等。 極端情況：自激完全不能工作。 v采取措施： 工作穩(wěn)定，放大器不產(chǎn)生自激且遠離自激； 電路（元件）參數(shù)穩(wěn)定。 6穩(wěn)定性穩(wěn)定性 7噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) 輸入端的信噪功率比 （Pi/Ni ） 與輸出端的信噪功率 比（Po/No ）兩者的比值。 00 / / NP NP N ii F 00 / / lg10)( NP NP N ii db

18、F 若放大器是一個理想的無噪聲線性網(wǎng)絡，那么，噪 聲系數(shù)： 01lg10 / / lg10)( 00 NP NP N ii dbF 而實際（噪聲）放大器NF(db) 1 NF(db) 3后， K K0.1n 0.1n的改善不明顯，因此在實際應用中，n3. 2.2.參差調(diào)諧放大器參差調(diào)諧放大器 雙參差雙參差: : 將兩級單回路調(diào)諧放大器的諧振頻率分別將兩級單回路調(diào)諧放大器的諧振頻率分別 調(diào)到比中心頻率略高或略低的兩個對稱頻率上，也調(diào)到比中心頻率略高或略低的兩個對稱頻率上，也 稱成對失調(diào)單回路調(diào)諧放大器。（兩個單回路調(diào)諧稱成對失調(diào)單回路調(diào)諧放大器。（兩個單回路調(diào)諧 放大器相同）放大器相同） 單組雙

19、參差調(diào)諧放大器單組雙參差調(diào)諧放大器 n增益增益 )(1 )( 0 0 21 ee fe V jQg ynn jA 102102 fff或 101101 fff或 兩級放大器回路對輸入信號都是失諧的。一組雙參差由兩 級單調(diào)諧放大器組成，兩級放大器分別調(diào)諧在輸入信號頻率f0 兩側（但相差不多）。 第一級： )(2 1 )( 1 1 21 1 ee fe V jQg ynn jA )(2 1 1 10 21 ee fe jQg ynn ) )(2 (1 0 1 0 0 21 ee fe jQg ynn )(1 21 jg ynn e fe 同理 第二級： 其中 )(1 )( 21 2 jg ynn

20、jA e fe V 偏（失）調(diào)系數(shù) 0 1 2 e Q 2 21 2 21 21 )(1)(1 )()()( e fe e fe VVV g ynn g ynn AAA 雙 222242 22 2 2 1 )1 ()1 (2 e fe g ynn 中心頻率處 22 22 2 2 1 )(0 1 1 e fe V g ynn A 雙 少量偏調(diào)（失諧），諧振幅-頻特性曲線 呈單峰，頂部尖銳且峰值隨減小而增加 1 2 ) 1 ( 0 1 e Q 1 2 )2( 0 1 e Q 臨界偏調(diào)，曲線呈單峰，頂部平坦，峰值小于 （1）中的峰值。 1 2 )3( 0 1 e Q 大量偏調(diào)（失諧），曲線呈雙峰，雙

21、峰值隨 增大而減小，雙峰距離則隨增大而增大，凹陷 隨增大而加深 1時，可加一單調(diào)諧放大器組成三參差放大器，將第三級 調(diào)諧在f0處，以彌補曲線的凹陷部分，這樣諧振曲線將較平坦。 1時 4 42 22 2 2 1 e fe V g ynn A 雙 在中心頻率0 處， 0 ，所以 2 22 2 2 1 0 2 e fe V g ynn A 雙 n選擇性選擇性S S雙 雙 4 2 4 0 雙 雙 雙 V V A A S n通頻帶通頻帶BWBW0.7 0.7雙雙 2 2 2 1 4 2 0 0 4 f ff QS e 雙 令 e Q f BW 0 7 . 0 2 雙 大于單級（大于單級（ ） e Q f

22、0 n矩形系數(shù)矩形系數(shù)K K0.1n 0.1n雙雙 令 4 0 0 4 11002 2 10 1 4 2 f ff QS e 雙 e Q f ffBW 04 01 . 0 211002 雙 15. 31100 4 7 . 0 1 . 0 1 . 0 雙 雙 雙 BW BW k f1 與與 f2 的確定（已知的確定（已知f0 和和 BWBW0.7 0.7雙雙） ） 10120 ffffff 12 0 1 f f Qe根據(jù) e Q f f 2 0 1 可得： 雙7 . 00 7 . 0 0 0 0101 35. 0 222 BWf BW f Q f ffff e 00.7 2010000.7 0.

23、35 22 2 e fBW ffffffBW Q 雙 雙參差調(diào)諧放大器的級聯(lián)雙參差調(diào)諧放大器的級聯(lián) 級聯(lián)后，選擇性、增益提高，通頻帶變窄。 設有m組級聯(lián)，則m=n/2，其中n為級數(shù)。 00 mm VmVVmV AAAA 雙雙 mm m SS) 4 2 ( 2 雙 4 1 0 )(7 . 0 122 m e m Q f BW （比同步調(diào)諧的壓縮程度?。?4 11 )( 1 . 0 ) 12() 1100( mm m k 矩形系數(shù) n123 K K0.1(m) 0.1(m) 3.22.21.951.6 由于調(diào)節(jié)困難，所以一般只有兩級級聯(lián)。 三參差調(diào)諧放大器三參差調(diào)諧放大器 為使通頻帶更寬為使通頻帶

24、更寬, ,可使可使f f1 1和和f f2 2離離f f0 0遠一些遠一些, , 此時曲線頂部此時曲線頂部 下陷程度較深下陷程度較深, ,可再加一級放大器可再加一級放大器, ,將它調(diào)諧在中心頻率處。將它調(diào)諧在中心頻率處。 7 . 001 43. 0BWff 7 . 002 43. 0BWff 03 ff （其中BWBW0.7 0.7為三級總帶寬） 0.7 10.7 0.720.7 0.730.7 ()0.5 ()0.5 () BWBW BWBW BWBW （獲得平坦的頻率特性） 各級通頻帶 1.4.5雙調(diào)諧回路諧振放大器雙調(diào)諧回路諧振放大器 1.1.互感耦合雙調(diào)諧回路互感耦合雙調(diào)諧回路 21L

25、 LkM 設初次級回路對稱，即： rrrCCCLLL 212121 , 將次級回路等效到初級回路： 為反映阻抗 )(jZr ) 1 ( )( )( 2 C Ljr M jZ r k為耦合系數(shù) 互感 流過初級回路產(chǎn)生電壓作用下產(chǎn)生 s I 1 I )90(90 11 111 1 oo VI L V Lj V Ljr V I 滯后 1 111 12 ( VMMM Ej MIj MVEVk j LLLL L 與 同相） Crr L QQ jr E C Ljr E I ee 0 00 0 2 1 )( )1 ( ) 1 ( 1122 1)1 ()1 ( 1 V j j V jj kQ jCrj E C

26、j IV e e kQ稱為耦合因數(shù)（因子）稱為耦合因數(shù)（因子） )1 ( )( )1 ( 1 )() 1 ( 1 2 1 jr M jr Lj Cj I jZ C Ljr Ljr Cj IV s r s 2)1( 1 )1 ( 11 ) 1 )()1 ( 11 1 11 ( )( )1 ( 1 )( )1 ( )( )1 ( 22 22 22 2 22 2 21 2 jg j I j j g I gCr L kQj j g I L Cr Cr L Q g r Lk j j Cr L I kLLLkM jr M jr C L I e s e s eee s e es s 代入V2式中： 21 2

27、2 1(1)2 s e I VjVj jgj 2 222242222 ( ) (1)(2 )2(1)(1) ss ee II V gg 三種情況（與雙參差相似）三種情況（與雙參差相似） 1).1 e kQ 弱耦合，曲線呈單峰， 峰值小，曲線較尖銳 1).2 e kQ 臨界耦合，曲線呈單峰， 峰值最大，頂部平坦 1).3 e kQ 強耦合，曲線呈雙峰，隨的增大，雙峰峰值不變，且等于臨界耦 合時的單峰值，中間凹陷部分加深，雙峰距離增大。 2.2.互感耦合雙調(diào)諧回路諧振放大器互感耦合雙調(diào)諧回路諧振放大器 基本電路: 交流通路： 基本電路及等效電路基本電路及等效電路 等效電路 主要質(zhì)量（技術）指標的計

28、算主要質(zhì)量（技術）指標的計算 n電壓增益電壓增益 0200 0 2 22 () (1)2 V ii s e Vn IV Aj VV I I Vj gj 2)1( )( 22 2 jg j I V jZ es r -（互阻增益函數(shù)） 12 12 22 ()() (1)2 fei Vr i fe e n n Y V AjZj V n n Y j gj 020 () s IIVV 22224 21 )1 ()1 (2 )( e fe V g Ynn A模： 4 1 )( 4 21 e fe V g Ynn A時當：1 e kQ （與雙參差放大器相似） )0,( 2 )( 0 21 0 e fe V

29、g Ynn A （是雙參差對應增益的一半） 可見，雙調(diào)諧回路放大器增益比雙參差放大器低，也可見，雙調(diào)諧回路放大器增益比雙參差放大器低，也 比單調(diào)諧放大器低比單調(diào)諧放大器低 n選擇性（方程）選擇性（方程）S S n通頻帶通頻帶 BW0.7BW0.7 4 2)( 4 0 V V A A S （與雙參差相同） 令 2 1 4 2 4 S2得 e Q f ffBW 0 07 . 0 2)(2 （與雙參差相同） 15. 31100 4 7 . 0 1 . 0 1 . 0 BW BW K （與雙參差相同） 雙調(diào)諧放大器也可級聯(lián)，最多兩級雙調(diào)諧放大器也可級聯(lián)，最多兩級 3.3.電容耦合雙調(diào)諧回路電容耦合雙調(diào)

30、諧回路 耦合系數(shù)為： )( 21CC C CCCC C k 4. 4. 初、次級不相同時回路諧振曲線初、次級不相同時回路諧振曲線 f f01 01 = = f f0202 ， ， Q Qe1 e1 Q Qe2 e2 e kQ 改變改變k k，不但雙峰在移動，不但雙峰在移動， 且峰高度也在變化。且峰高度也在變化。 當當 1 1時，峰值最大。時，峰值最大。 1 1時，還可能出現(xiàn)單峰，再時，還可能出現(xiàn)單峰，再 大就出現(xiàn)雙峰，隨大就出現(xiàn)雙峰，隨增加，峰增加，峰 高度減小。高度減小。 f f01 01 f f02 02 ， ， Q Qe1 e1 Q Qe2 e2 實際中最普遍實際中最普遍 1.5小信號諧

31、振放大器的穩(wěn)定性小信號諧振放大器的穩(wěn)定性 1.5.1 穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析 1.5.2 小信號諧振放大器穩(wěn)定工作的措施小信號諧振放大器穩(wěn)定工作的措施 1.5.1 穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析 主要由于內(nèi)部反饋Yre的有害影響，引起放大器的不穩(wěn)定 1.1.穩(wěn)定工作（不自激）條件：穩(wěn)定工作（不自激）條件： 基極對地總導納： Y Y Y 基極對地總導納： Y 而 0 VYI VYI ref iIi L isI YYY YYY 0 Y VYV ife 1 0 i refe f V Y YY I 環(huán)路增益環(huán)路增益: : 其中其中 () () II fere I j fferefere iII IY Yy y T

32、e IY Yy y fe j fefe eyY re j rere eyY I j II eyY j eyY yy yy T I refe )( )()()( IrefeT 產(chǎn)生自激的條件產(chǎn)生自激的條件 不產(chǎn)生自激的基本條件：不產(chǎn)生自激的基本條件： )1)( if I refe II yy yy T （即： ( )2( T n 同相，正反饋） 0)()()(， IrefeT )1)( if I refe II yy yy T （即： 2.2.穩(wěn)定（增益）裕量穩(wěn)定（增益）裕量 ( (穩(wěn)定系數(shù)）穩(wěn)定系數(shù)）g 定義定義1 )( 1 T g 時不自激 () I 12121122eeeeee gggQQ

33、Qnnnn 由相位條件： 2 0)()( refe Irefe Y Y cos sincos g yjyyyeibgY j 另： )cos(1 2 2 cos 2 referefe I refe refe I refe I g yy gg yy gg yy yy g I referefe g yy g 2 )cos(1 計算計算放大器的穩(wěn)定增益：放大器的穩(wěn)定增益：Avy 據(jù)： 2 1 2 1 2 2 2 2 2 1 )(n g n g g n g n g g eeee I )cos(1 2 22 2 2 1 2 referefe fee g yynn yg 2 1 cos() fe vy gr

34、efere y A y 放大器的最大穩(wěn)定增益 設計中，要求設計中，要求 Av0 Avy 才能穩(wěn)定才能穩(wěn)定 3.3.g值的確定值的確定 當計及當計及Y Yfe fe時，放大器的輸入導納 時，放大器的輸入導納 1 11 211 )( ) 1 ( V Y YY Y Y VYYVY VYVYI refe ie fereie reie 可見放大器的輸入導納（包括負載，不等于管子的Yie） Y YY Y V I Y refe iei 1 1 假設放大管的 bb r 可忽略，有 cbrefemfe CjYgy 0 ) cos sin 1 (cos sincos jy gCj Y jYY gCj YY mcb

35、 ie mcb iei )1 ()45(1 0 jg gCj Y jtgg gCj Y mcb ie mcb ie ) 2 () 2 ( g Cg Cj g Cg g cbm ie cbm ie ii Cjg 與Yie相比： 1 11 1 )( e eeiei g Qggg 曲線尖銳 7 . 0 BW選擇性增強 1 011 1 )( e eiei LC CCC 諧振頻率降低，放大器性能受到很大影響 因此，因此，Yre的最嚴重影響是產(chǎn)生自激，若不自激，至的最嚴重影響是產(chǎn)生自激，若不自激，至 少要影響放大器的性能少要影響放大器的性能 ) 2 () 2 ( g Cg Cj g Cg gY cbm i

36、e cbm iei 一般小信號諧振放大器一般小信號諧振放大器g的取值的取值 55，單級，單級 g =6=6， 兩極兩極 g =8=8，三級，三級 g 10 10 無反饋 有反饋 A f0f 1.5.2 小信號諧振放大器穩(wěn)定工作的措施小信號諧振放大器穩(wěn)定工作的措施 措施：措施：1 1減小減小Y Yre re： ： 選選Y Yre re小的管子 小的管子 采用等效采用等效Y Yre re小的共發(fā)共基級聯(lián)電路 小的共發(fā)共基級聯(lián)電路 利用利用“中和中和” 2.2.減小減小V V2 2 ： 增加失配損耗增加失配損耗(P1(P1） 增加回路插入損耗，使增加回路插入損耗，使 降低靜態(tài)工作電流（降低靜態(tài)工作電

37、流（I IEQ EQ或 或I ICQ CQ） ） / re b c fre2 fre2 在實際中y (即C)的存在會導致自激的產(chǎn)生，即反饋 電流 IYV 是不穩(wěn)定的原 因。 應減少反饋電流 IYV 20 VAV 02 0 (1) e V Q AV Q 2 VYg fem 具體措施：具體措施： 1. 1. 等效等效Yre小的共發(fā)小的共發(fā)共基級聯(lián)電路共基級聯(lián)電路 交流通路： V 1 V 2 Y S Y L Y iYie Y oYob Y fbYrb Y ib 交流等效電路： 3 1 0 1 i V I Y V ) 1 ( 11211 iboe fereiereie YY VYYVYVYVYI ie

38、 iboe refe iei Y YY YY YY 通常 fe iboe fbfe V f Y YY YY V I Y 0 1 3 3 re fe oerere iboe rbre V r Y Y YYY YY YY V I Y )( 0 3 1 1 2 10 rer YY re iboe rbfb ob V o Y YY YY Y V I Y 0 3 3 1 2.2.中和中和 在放大器線路中插入一個外加的反饋電路，使它的在放大器線路中插入一個外加的反饋電路，使它的 作用恰好和晶體管的內(nèi)反饋互相抵消。作用恰好和晶體管的內(nèi)反饋互相抵消。 021 01211 )( )( VYVYVYY VVYVY

39、VYI NreNie Nreie 如果有 則： 0 02 VYVY Nre （中和條件） 11 )(VYYI Nie 2 0 V V Y Y N re 當忽略 時， bb r cbre CjY （即也可以用一電容構成） NN CjY 中和條件： 2 0 V V C C N cb （從與V2反相的地方引入） 或： cbN C V V C 0 2 （中和電容） 常用的中和電路：常用的中和電路： 反相 32122 VVVV 與 V 2 V cbN C V V C 2 cb C W W 23 12 cbcbcb C n n C W W W W C WW W 1 1 13 12 13 12 1213 1

40、2 1 1 滿足中和條件 另：另：若線接在若線接在4 4端，則端，則 若三極管全接入，則：若三極管全接入，則： 122 VV 45 VV cbcbcbN C n n C W W W W C V V C 2 1 13 45 13 12 45 2 132 VV 45 VV （1、4、端為異名端） （1、4、端為異名端） cbcbcbN C n C W W C V V C 245 13 45 2 1 “中和中和”電路的缺點：由于電路的缺點：由于Y Yre re不穩(wěn)定，所以只能在某一確定頻 不穩(wěn)定，所以只能在某一確定頻 率點上實現(xiàn)完全中和。率點上實現(xiàn)完全中和。 V1 L1 L2 CN o U UCC

41、V2 Uc (a) L1L2 N I c b C CN 1 I c U o U (b) 放大器的中和電路放大器的中和電路 3.3.增加失配增加失配 當當g gi1 i1=g =gi2 i2時，有 時，有: : )1 ( 1 2 0 max000 Q Q P P AAA e VPV 使使 220 2 2 2 01 2 1 1 2 1VYIVA P P gn gn P fefV i P的值確定:據(jù) VY e VV A Q Q P P AA )1 ( 1 2 0 max00 若令Av0=Avy ，有 1)1 ( 1 2 00 max0 Q Q p P A A e V V 能穩(wěn)定工作 0 max0 V

42、 V A A A令： P Q Q PA e 1)1 (2 0 01)1 (2)( 0 2 P Q Q AP e 解方程得：解方程得： 接入系數(shù)接入系數(shù)n n1 1n n2 2的確定：的確定： 22 0 2 0 1)1 ()1 ( Q Q A Q Q AP ee 上式表明，要使放大器的增益等于最大穩(wěn)定增益，P值可 能有兩個值，即有兩種可能的適配方式。 eo i eo o e i o g gn g gn Q Q gn gn P 2 2 21 2 1 0 2 2 2 1 2 1 1 在選定管子、 Qe/Q0后，要實現(xiàn)上述P值，要選定n n1 1和n n2 2 ， 使之滿足： 聯(lián)立求解可得： P P有

43、兩值，有兩值，n n1 1n n2 2也有兩組值，均能達到也有兩組值，均能達到A Avy vy ，常選 ，常選n n2 2較小的一組。較小的一組。 1 0 1 )1 ( ) 1( o eo e gP g Q Q P n 2 0 2 )1 ( ) 1( i eo e gP g Q Q n 小結： 采用部分接入，即是為了保證選擇性和通頻帶所 要求的Qe值，又是為通過匹配或失配，使放大器的增 益盡可能大而又不超過最大穩(wěn)定增益。 4. 4. 增加插入損耗（外并電阻）增加插入損耗（外并電阻） 原 eo g Q 1 0 并電阻后 00 1 Q g Q eo )(ggg eoeo 0 0 0 0 0 11

44、V eeee A Q Q Q Q Q Q Q Q 這種方法也可以用來擴展放大器的通頻帶: e ee Q f BWQg 0 7 . 0 中和法與失配法比較中和法與失配法比較 中和法：中和法： 優(yōu)點：簡單，增益高優(yōu)點：簡單，增益高 缺點：缺點： 只能在一個頻率上完全中和，不適合寬帶只能在一個頻率上完全中和，不適合寬帶 因為晶體管離散性大，實際調(diào)整麻煩，不因為晶體管離散性大，實際調(diào)整麻煩，不 適于批量生產(chǎn)。適于批量生產(chǎn)。 采用中和對放大器由于溫度等原因引起各采用中和對放大器由于溫度等原因引起各 種參數(shù)變化沒有改善效果。種參數(shù)變化沒有改善效果。 失配法：失配法： 優(yōu)點：性能穩(wěn)定，能改善各種參數(shù)變化的影

45、響；優(yōu)點：性能穩(wěn)定，能改善各種參數(shù)變化的影響； 頻帶寬，適合寬帶放大，適于波段工作；頻帶寬，適合寬帶放大，適于波段工作； 生產(chǎn)過程中無需調(diào)整，適于大量生產(chǎn)。生產(chǎn)過程中無需調(diào)整，適于大量生產(chǎn)。 缺點：增益低。缺點：增益低。 調(diào)諧放大器的常用電路與集成電路諧振放大器調(diào)諧放大器的常用電路與集成電路諧振放大器 n二級共發(fā)二級共發(fā)- -共基級聯(lián)中頻放大器電路共基級聯(lián)中頻放大器電路: : 下圖表示國產(chǎn)某調(diào)幅通信機接收部分所采用的二級中下圖表示國產(chǎn)某調(diào)幅通信機接收部分所采用的二級中 頻放大器電路。頻放大器電路。 輸入輸入 C3 0.047F 3AG22 680 T1 R10 R6 5.1k R9 5.6k

46、2k R3 C4 0.047F C5 0.047F R7 150 R11 10k C6 0 . 0 47 F R12 2.7kC9 0.047F 3AG22 T2 C7 560 pF C8 56p F Tr1 3AG22 T3 R16 5.1k R13 1.5 k R14 200 2k R15 C10 0.047F 0.047F C11 3AG22 T4 R17 5.1k R18 0.047F C12 15V 輸出 R19 10k R20 5. 1k C13 C14 560 pF 560 pF Tr2 15V穩(wěn)壓 8V n 由由MC1590MC1590構成的選頻放大器構成的選頻放大器： 器件的

47、輸入和輸出各有一個單諧振回路。輸入信號器件的輸入和輸出各有一個單諧振回路。輸入信號V V1 1通過隔直流通過隔直流 電容電容C C4 4加到輸入端的引腳加到輸入端的引腳“1 1”，另一輸入端的引腳，另一輸入端的引腳“3 3”通過電容通過電容C C3 3 交流接地，輸出端之一的引腳交流接地，輸出端之一的引腳“6 6”連接電源正端，并通過電容連接電源正端，并通過電容C C5 5交交 流接地，故電路是單端輸入、單端輸出。由流接地，故電路是單端輸入、單端輸出。由L L3 3和和C C6 6構成去耦濾波器，構成去耦濾波器， 減小輸出級信號通過供電電源對輸入級的寄生反饋。減小輸出級信號通過供電電源對輸入級

48、的寄生反饋。 C2 L2 C2 Vi RL V0 C6 +12V L3 3 2 1 8 7 6 4 5 MC1590 C5 V(AGC) C3 C4 器件器件MC1590MC1590具有工作頻率高，不易自激的特點，并帶有自動增益控具有工作頻率高，不易自激的特點，并帶有自動增益控 制的功能。其內(nèi)部結構為一個雙端輸入、雙端輸出的全差動式電路。制的功能。其內(nèi)部結構為一個雙端輸入、雙端輸出的全差動式電路。 n MC1110 MC1110制成的制成的100MHz100MHz調(diào)諧放大電路調(diào)諧放大電路 MC1110 MC1110集成塊是一種適合于放大頻率高達集成塊是一種適合于放大頻率高達100MHz100M

49、Hz信號的信號的 射極耦合放大電路，其內(nèi)部電路及由它制成的射極耦合放大電路，其內(nèi)部電路及由它制成的100MHz100MHz調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器 的實用電路如圖所示。的實用電路如圖所示。 片內(nèi)電路如虛線框內(nèi)所示，兩只晶體管片內(nèi)電路如虛線框內(nèi)所示，兩只晶體管VTVT1 1和和VTVT2 2組成共集一共組成共集一共 基組合放大電路，使電路的上限截止頻率得以提高，且輸入、輸基組合放大電路，使電路的上限截止頻率得以提高，且輸入、輸 出阻抗均較高，故對外接調(diào)諧回路的影響減小。出阻抗均較高，故對外接調(diào)諧回路的影響減小。 Re 5 9V C L1 C2 1 2 MC1110 3 4 C5 C3 L2 C4 RL V0 +5V VT1 VT2 vi C1 片內(nèi)電容片內(nèi)電容C C約約30pF30pF，跨接在，跨接在VT1VT1的集電極與的集電極與VT2VT2的基極之間，對于的基極之間，對于