第3章高頻小信號(hào)放大器

1、第三章高頻小信號(hào)放大器第三章高頻小信號(hào)放大器 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 2 第三章高頻小信號(hào)放大器第三章高頻小信號(hào)放大器 概述概述 3.1 選頻和濾波電路選頻和濾波電路 3.2晶體管高頻小信號(hào)等效電路晶體管高頻小信號(hào)等效電路 3.3高頻小信號(hào)諧振放大器高頻小信號(hào)諧振放大器 3.4集成電路高頻小信號(hào)放大器集成電路高頻小信號(hào)放大器 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 3 高頻小信號(hào)放大器的功用就是放大各種無(wú)線電設(shè)備中的高頻小高頻小信號(hào)放大器的功用就是放大各種無(wú)線電設(shè)備中的高頻小 信號(hào)，如常見(jiàn)的無(wú)線電接收機(jī)中高頻和中頻放大器。信號(hào)，如常見(jiàn)的無(wú)線電接收機(jī)中高頻和中頻放大器。

2、高頻高頻：頻率范圍從幾百：頻率范圍從幾百kHz到幾百到幾百M(fèi)Hz。 小信號(hào)小信號(hào)：所用的非線性放大元件（如晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管）可近：所用的非線性放大元件（如晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管）可近 似看成線性元件，工作在線性范圍，可等效成四端網(wǎng)絡(luò)。似看成線性元件，工作在線性范圍，可等效成四端網(wǎng)絡(luò)。 高頻小信號(hào)放大器的基本組成是：由高頻小信號(hào)放大器的基本組成是：由“放大部分放大部分+選頻濾波部分選頻濾波部分” 按按“級(jí)聯(lián)級(jí)聯(lián)”方式構(gòu)成。方式構(gòu)成。 具體分為：先放大后選頻，先選頻后放大，以及選頻、放大、具體分為：先放大后選頻，先選頻后放大，以及選頻、放大、 再選頻的三種基本模式。再選頻的三種基本模式。 放大部分的核心

3、放大部分的核心：晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成運(yùn)放或?qū)Ｓ眉煞牛壕w管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成運(yùn)放或?qū)Ｓ眉煞?大器等。大器等。 選頻濾波部分的核心選頻濾波部分的核心：LC諧振回路或固定濾波器。諧振回路或固定濾波器。 概述概述 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 4 高頻小信號(hào)放大器的基本性能指標(biāo)如下：高頻小信號(hào)放大器的基本性能指標(biāo)如下： 1）增益）增益 增益增益定義為放大器的輸出信號(hào)電量與輸入信號(hào)電量的比值，定義為放大器的輸出信號(hào)電量與輸入信號(hào)電量的比值， 用用A A加下標(biāo)（類似于低頻放大器的增益）來(lái)表示。加下標(biāo)（類似于低頻放大器的增益）來(lái)表示。 圖圖3-13-1（b b）為一典型增益的幅頻特性曲線

4、。）為一典型增益的幅頻特性曲線。 圖圖3-1高頻小信號(hào)放大器的幅頻特性曲線高頻小信號(hào)放大器的幅頻特性曲線 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 5 2）通頻帶）通頻帶 通頻帶通頻帶定義為放大器的增益比最大增益下降定義為放大器的增益比最大增益下降3dB（）（） 時(shí)的上限截止頻率時(shí)的上限截止頻率fH 與下限截止頻率與下限截止頻率fL之差，用之差，用BW0.7 = fH - fL 表示。表示。 3）選擇性）選擇性 選擇性選擇性表示放大器對(duì)通頻帶以外的各種干擾信號(hào)及其噪聲的濾表示放大器對(duì)通頻帶以外的各種干擾信號(hào)及其噪聲的濾 除能力，或者說(shuō)，從各種干擾中選出有用信號(hào)的能力。放大電除能力，或者說(shuō)，從

5、各種干擾中選出有用信號(hào)的能力。放大電 路的選擇性主要由選頻電路來(lái)決定。衡量選擇性的具體指標(biāo)是路的選擇性主要由選頻電路來(lái)決定。衡量選擇性的具體指標(biāo)是 矩形系數(shù)矩形系數(shù)Kr0.1。 4）工作穩(wěn)定性）工作穩(wěn)定性 這是指選頻放大器中的非線性放大元器件的偏置，交流參這是指選頻放大器中的非線性放大元器件的偏置，交流參 數(shù)，以及其它電路元件參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電路性能（如增益、數(shù)，以及其它電路元件參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，電路性能（如增益、 通頻帶、矩形系數(shù)等）的穩(wěn)定程度。通頻帶、矩形系數(shù)等）的穩(wěn)定程度。 2012lg 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 6 5）噪聲系數(shù)）噪聲系數(shù) 與低頻放大器一樣，選頻放大器的

6、輸出噪聲也來(lái)源于輸入端與低頻放大器一樣，選頻放大器的輸出噪聲也來(lái)源于輸入端 和放大電路本身。通常用和放大電路本身。通常用信噪比信噪比來(lái)表示噪聲對(duì)信號(hào)的影響，電來(lái)表示噪聲對(duì)信號(hào)的影響，電 路中某處信號(hào)功率與噪聲功率之比稱信噪比。信噪比越大，信路中某處信號(hào)功率與噪聲功率之比稱信噪比。信噪比越大，信 號(hào)質(zhì)量越好。號(hào)質(zhì)量越好。 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)是用來(lái)反映電路本身噪聲大小的技術(shù)指標(biāo)。其定義是用來(lái)反映電路本身噪聲大小的技術(shù)指標(biāo)。其定義 為輸入信號(hào)的信噪比與輸出信號(hào)的信噪比的比值。噪聲系數(shù)越為輸入信號(hào)的信噪比與輸出信號(hào)的信噪比的比值。噪聲系數(shù)越 接近于接近于1，說(shuō)明放大器的抗噪能力越強(qiáng)，輸出信號(hào)的質(zhì)量越好。

7、，說(shuō)明放大器的抗噪能力越強(qiáng)，輸出信號(hào)的質(zhì)量越好。 以上五項(xiàng)性能指標(biāo)，相互間有聯(lián)系也有矛盾。如增益和穩(wěn)定以上五項(xiàng)性能指標(biāo)，相互間有聯(lián)系也有矛盾。如增益和穩(wěn)定 性，通頻帶和選擇性等。因此，應(yīng)根據(jù)要求決定主次和取舍。性，通頻帶和選擇性等。因此，應(yīng)根據(jù)要求決定主次和取舍。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 7 3.1選頻和濾波電路選頻和濾波電路 選頻和濾波電路在無(wú)線電接收設(shè)備的許多單元電路（如高頻選頻和濾波電路在無(wú)線電接收設(shè)備的許多單元電路（如高頻 放大器、混頻器、中頻放大器以及檢波器）中起著舉足輕重的作放大器、混頻器、中頻放大器以及檢波器）中起著舉足輕重的作 用。用。 常見(jiàn)的選頻電路是常見(jiàn)

8、的選頻電路是LC諧振回路諧振回路，有，有串聯(lián)回路串聯(lián)回路和和并聯(lián)回路并聯(lián)回路兩種兩種 類型。類型。 常見(jiàn)的濾波電路是常見(jiàn)的濾波電路是LC諧振回路諧振回路和和固體濾波器固體濾波器，有，有陶瓷濾波器陶瓷濾波器、 石英晶體濾波器石英晶體濾波器、聲表面波濾波器聲表面波濾波器等。等。 LC諧振回路具有諧振回路具有信號(hào)耦合傳輸、頻率的選擇與變換、阻抗變信號(hào)耦合傳輸、頻率的選擇與變換、阻抗變 換、濾波換、濾波以及以及負(fù)載負(fù)載等的作用。等的作用。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 8 3.1.1串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 3.1.2并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 3.1.3回路的阻抗變換回路的阻抗變換 3.

9、1.4耦合回路耦合回路 3.1.5濾波器電路濾波器電路 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 9 3.1.1串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 預(yù)備知識(shí)：預(yù)備知識(shí)： 直流輸入：直流輸入： 交流輸入：交流輸入： Z：阻抗，與輸入信號(hào)的頻率有關(guān)：阻抗，與輸入信號(hào)的頻率有關(guān) R:電阻電阻 jL: ； L:感抗感抗 1/j C: ； 1/ C:容抗容抗 R U L R jL 1/jC U I UIR 1 UZIRjLI C 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 10 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 適合電源內(nèi)阻小，負(fù)載電阻小的場(chǎng)合，應(yīng)用最廣。適合電源內(nèi)阻小，負(fù)載電阻小的場(chǎng)合，應(yīng)用最廣。 諧振特性：電路的阻

10、抗在某一特定頻率上具有電路的阻抗在某一特定頻率上具有 最大或最小（或電流達(dá)到最大或最?。┨匦宰畲蠡蜃钚。ɑ螂娏鬟_(dá)到最大或最?。┨匦?。 諧振頻率：上述作用的特定頻率。上述作用的特定頻率。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 11 圖圖3 -1 串聯(lián)諧振回路及其特性串聯(lián)諧振回路及其特性 X 0 0 容性感性 L r C (a) (b) r 0 0 (c) 0 /2 0 (d) /2 + - S U S Z X 0 0 容性感性 L r C (a) (b) r 0 0 (c) 0 /2 0 (d) /2 + - S U S Z 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 12 （3 2）

11、1 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 圖圖3 1（a）是最簡(jiǎn)單的串聯(lián)諧振回路。）是最簡(jiǎn)單的串聯(lián)諧振回路。 （3 1） 1）回路阻抗：）回路阻抗： ) 1 ( 1 C Ljr Cj LjrZS 2）回路方程：）回路方程： 22 ) 1 (| C LrZS r C L arctg r X arctg 1 圖3-1(b) 圖3-1(c) 圖3-1(d) C LX 1 1 SS S UU I Z rjL C 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 13 LC 1 0 （3 5） 2 選頻特性選頻特性 空載空載品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)：表示回路選擇性能好壞。幾十：表示回路選擇性能好壞。幾十幾百，較好幾百，較好 1） 諧振特

12、性諧振特性 0 1 C LX （ 3 4 ） 諧振頻率：諧振頻率： 諧振條件：諧振條件： 諧振特點(diǎn)：諧振特點(diǎn)： X=0, X=0, 為純?yōu)榧冏栊裕藭r(shí)回路阻抗最小，回路電阻性，此時(shí)回路阻抗最小，回路電 流達(dá)到最大值流達(dá)到最大值，此時(shí)的空載回路電流為：，此時(shí)的空載回路電流為： 且且 = 0 純純阻性阻性 0 感性感性 0 容容性性 0 0 0 11LL Q rCrrC （ 3 3 ） 0 S U I r 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 14 00 0 0 0 0 0 11 1 1 1 1 1 S S S S U ZIr Nf L Z IULj() Cr j r r jQ () (3

13、6) 單位諧振曲線：?jiǎn)挝恢C振曲線：回路電流隨頻率變化的曲線回路電流隨頻率變化的曲線 。（如圖。（如圖3-2 已已 歸一化）歸一化） UL . UC . 0 U . I0 . 圖圖3 - 3 諧振時(shí)的電流、諧振時(shí)的電流、 電壓關(guān)系電壓關(guān)系 圖圖 3 - 2 串聯(lián)諧振回路的單位諧振曲線串聯(lián)諧振回路的單位諧振曲線 12 QQ 2 Q 1 Q Nf 1 0 7 . 0 1 . 0 ff 1 f 2 f 3 f 4 f 理想的幅頻特性 0 7 . BW 0 1 . BW 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 15 失諧：失諧：=-0 ：外加信號(hào)的頻率外加信號(hào)的頻率 與與0很接近時(shí)很接近時(shí), 相對(duì)失

14、諧：相對(duì)失諧： 000 000 2 fffffff ()() fffff 廣義失諧：廣義失諧： 00 00 22 f QQQ f 222 00 0 11 11 II Nf| II Q 單位諧振曲線：?jiǎn)挝恢C振曲線： (3 7) (3 8) 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 16 2）回路的選擇性（）回路的選擇性（如圖如圖3-2） 由圖由圖3-2可以看出，可以看出，LC諧振回路對(duì)偏離諧振頻率信號(hào)的抑制諧振回路對(duì)偏離諧振頻率信號(hào)的抑制 作用，偏離越大，作用，偏離越大，N（f f）越??；而且）越?。欢一芈坊芈稱值越大值越大，曲線就越，曲線就越 尖銳，說(shuō)明尖銳，說(shuō)明回路的選頻性能越好回路的選

15、頻性能越好，回路，回路Q值越小，曲線越平緩，值越小，曲線越平緩， 回路的選頻性能就越差。回路的選頻性能就越差。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 17 3） 通頻帶通頻帶（圖圖3-2） 定義：定義：在輸入信號(hào)幅值不變的前提下改變其頻率，使回路電流在輸入信號(hào)幅值不變的前提下改變其頻率，使回路電流 幅度為諧振時(shí)的幅度為諧振時(shí)的 時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率范圍，用時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率范圍，用BW0.7表示。表示。 1 2 0 7210 7 2 . BWfff 0 7210 7 2 . BW 或或： 當(dāng)當(dāng) , , 1 0 70 7 00 00 221 . f QQ f 0 0 7 0 . BW Q 0 0 7

16、 0 . f BW Q 單位單位: :赫茲赫茲 (3 9) 單位單位: :弧度弧度/ /秒秒 或或： 注：注：(1)Q0為空載的品質(zhì)因數(shù)時(shí)，為空載的品質(zhì)因數(shù)時(shí)， ，BW0.7也為空載值，記為：也為空載值，記為： B Qe為帶載的品質(zhì)因數(shù)時(shí)，為帶載的品質(zhì)因數(shù)時(shí)， ，BW0.7也為帶載值，記為：也為帶載值，記為： BL （2）B增加，增加， Q減少，減少，通頻帶寬與回路的選擇性相矛盾通頻帶寬與回路的選擇性相矛盾。 0 0 L Q r 0 e L L Q rR 12Nf 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 18 4）矩形系數(shù)）矩形系數(shù) 理想諧振回路的幅頻特性曲線理想諧振回路的幅頻特性曲線如圖

17、如圖3-2所示，它是高度為所示，它是高度為1，寬，寬 度為度為BW0.7的矩形。的矩形。 矩形系數(shù)矩形系數(shù)Kr0.1定義：?jiǎn)挝恢C振曲線定義：?jiǎn)挝恢C振曲線N（f）值下降到）值下降到0.1時(shí)的頻帶時(shí)的頻帶 范圍與通頻帶之比，即范圍與通頻帶之比，即 理想諧振回路理想諧振回路Kr0.11，實(shí)際回路的，實(shí)際回路的Kr0.1總是大于總是大于1，而且其數(shù)，而且其數(shù) 值越大，表示偏離理想值越大；其值越小，表示偏離理想值越小。值越大，表示偏離理想值越大；其值越小，表示偏離理想值越小。 實(shí)際單級(jí)單調(diào)諧實(shí)際單級(jí)單調(diào)諧LC諧振回路的矩形系數(shù)：諧振回路的矩形系數(shù)： 它是一個(gè)與回路的它是一個(gè)與回路的Q值以及諧振頻率值以及

18、諧振頻率f0無(wú)關(guān)的定值，偏離理想回路無(wú)關(guān)的定值，偏離理想回路 值較大。值較大。 0 1 r0.1 0 7 . . BW K BW r0.1 999 95K. 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 19 3串聯(lián)諧振回路的應(yīng)用串聯(lián)諧振回路的應(yīng)用 串聯(lián)諧振回路常用在接收機(jī)的輸入選頻電路以及濾波電串聯(lián)諧振回路常用在接收機(jī)的輸入選頻電路以及濾波電 路。路。 1 L 2 L 1 e 2 e 3 e C I 圖圖3-4收音機(jī)的輸入選頻電路收音機(jī)的輸入選頻電路 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 20 并聯(lián)諧振回路。并聯(lián)諧振回路。 （適合電源內(nèi)阻大，負(fù)載電阻高，頻率相對(duì)低的場(chǎng)合適合電源內(nèi)阻大，負(fù)

19、載電阻高，頻率相對(duì)低的場(chǎng)合） 1 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 圖圖3 -5（a）是最簡(jiǎn)單的并聯(lián)振蕩回路。）是最簡(jiǎn)單的并聯(lián)振蕩回路。 圖圖3 5 并聯(lián)諧振回路及其等效電路、并聯(lián)諧振回路及其等效電路、 阻抗特性和輻角特性阻抗特性和輻角特性 (a) 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路; （b）等效電路）等效電路; （c）阻抗特性）阻抗特性; （d）輻角特性）輻角特性 C IC . IR . R0 IL . L 0 /2 /2 感性 Q2 Q1 Q1 Q 2 容性 Z L r C (a)(b)(c)(d) U . 0 1 1/ 2 Q1 Q 2 Q1 Q2 0 |zp|/R0 I . C IC . IR . R0 IL

20、. L 0 /2 /2 感性 Q2 Q1 Q1 Q 2 容性 Z L r C (a) L r C (a)(a)(b)(c)(d) U . 0 1 1/ 2 Q1 Q 2 Q1 Q2 0 |zp|/R0 0 1 1/ 2 Q1 Q 2 Q1 Q2 0 |zp|/R0 I . 0 7 . BW 3.1.2并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 21 回路阻抗：回路阻抗： 回路方程：回路方程： arctgQarctg Z )2( 0 圖3-5(c) 圖3-5(d) 1 BC L Cj Ljr Cj Ljr Z p 1 1 )( (3 10) 實(shí)際實(shí)際Lr ，Q 1,有：

21、有： ) 1 ( C Ljr C L Z p 即即： )(1 0 0 jQ rc L Z p 22 ) 1 (/| C LrCLZP 1 S Sp L I C UI Z rj(L) C 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 22 0P L ZR rc 1 0BC L 等效電路：回路在諧振時(shí)的阻抗最大等效電路：回路在諧振時(shí)的阻抗最大, 為一電阻為一電阻R0 等效電路如圖等效電路如圖3-5(b) 此時(shí)，此時(shí)， 0SpS UI ZI R 注：公式注：公式(3 -11) 中，中，R0為并聯(lián)等效電阻；而為并聯(lián)等效電阻；而 r 是串聯(lián)電是串聯(lián)電 阻，且通常僅為電感的漏電阻，所以，阻值很小。阻，且通常

22、僅為電感的漏電阻，所以，阻值很小。 0 0000 0 QLL RQLQ rcCC 222 LLL c L 因?yàn)橐驗(yàn)?所以所以(3 - 11) 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 23 LC 1 0 （3 -14） 2 選頻特性選頻特性 空載空載品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)：表示回路選擇性能好壞。幾十幾百，大好：表示回路選擇性能好壞。幾十幾百，大好 1） 諧振特性諧振特性 1 0BC L （ 3 -13） 諧振頻率：諧振頻率： 諧振條件：諧振條件： 諧振特點(diǎn)諧振特點(diǎn)： X=0, X=0, 為存為存阻性阻性 且且 = 0 存存阻性阻性 0 容容性性 0 感性感性 000 0000 00000 111L

23、RCLC QRRC rCrrCLLgLg （ 3 -12） 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 24 單位諧振曲線單位諧振曲線：回路電壓隨頻率變化的曲線回路電壓隨頻率變化的曲線 （如圖（如圖3-6 已歸一化）已歸一化） （315） 并聯(lián)回路通常用于窄帶系統(tǒng)并聯(lián)回路通常用于窄帶系統(tǒng), 此時(shí)此時(shí)與與0相差不大相差不大, 式中式中, =-0。 對(duì)應(yīng)的阻抗模值為：對(duì)應(yīng)的阻抗模值為： 2 0 2 0 0 1 ) 2 (1 R Q R Z p j R jQ R Z p 1 2 1 0 0 IL . IC . 0 I . U . 0 1 1/ 2 Q1 Q 2 Q1 Q2 0 |zp|/R0 0 1

24、 1/ 2 Q1 Q 2 Q1 Q2 0 |zp|/R0 0 7 . BW 圖3-6并聯(lián)諧振回路的單位諧振曲線并聯(lián)諧振回路的單位諧振曲線 圖圖3 7 諧振時(shí)的電流、諧振時(shí)的電流、 電壓關(guān)系電壓關(guān)系 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 25 失諧：失諧： =-0 同串聯(lián)同串聯(lián) 廣義失諧：廣義失諧： 00 22 f f QQ 2 0 0 1 1 UU | U U 單位諧振曲線：?jiǎn)挝恢C振曲線： 3） 通頻帶通頻帶 0 0 7 0 . BW Q 單位單位: :弧度弧度/ /秒或秒或： 0 0 7 0 . f BW Q 單位單位: :赫茲赫茲 同串聯(lián)同串聯(lián) 同串聯(lián)同串聯(lián) 2）回路的選擇性（）回路

25、的選擇性（如圖如圖3-6） 由圖由圖3-6可以看出，可以看出，LC諧振回路對(duì)偏離諧振頻率信號(hào)的諧振回路對(duì)偏離諧振頻率信號(hào)的 抑制作用，偏離越大，抑制作用，偏離越大，|ZP|/R0越小；而且越小；而且回路回路Q值越大值越大，曲，曲 線就越尖銳，說(shuō)明線就越尖銳，說(shuō)明回路的選頻性能越好回路的選頻性能越好，回路，回路Q值越小，曲值越小，曲 線越平緩，回路的選頻性能就越差。線越平緩，回路的選頻性能就越差。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 26 3并聯(lián)諧振回路的應(yīng)用并聯(lián)諧振回路的應(yīng)用 并聯(lián)諧振回路在高頻小信號(hào)放大器、高頻功率放大器、并聯(lián)諧振回路在高頻小信號(hào)放大器、高頻功率放大器、 混頻器以及正

26、弦波振蕩器中常用?；祛l器以及正弦波振蕩器中常用。 C 1 L 2 L i U 0 U VT 圖圖3-8中頻放大器中頻放大器 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 27 習(xí)題習(xí)題: : 求求:1:1、諧振頻率或確定參數(shù)：、諧振頻率或確定參數(shù)： 2 2、帶寬：、帶寬： 3 3、空載品質(zhì)因數(shù)：、空載品質(zhì)因數(shù)： 應(yīng)用并聯(lián)等效電阻應(yīng)用并聯(lián)等效電阻R R0 0時(shí)：時(shí)： 4 4 、并聯(lián)等效電阻：、并聯(lián)等效電阻： 5 5 、廣義失諧、廣義失諧 0 0 0 11LL Q rCrrC 0 0 7 0 2 . f BWf Q LC 1 0 00 000 0000 1RC QRC LgLg （3 5） (3 9

27、) （ 3 3 ） （ 3 12） 0 0000 0 QLL RQLQ rcCC (3 11) 00 00 22 f QQ f (3 7) 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 28 例例 1 設(shè)一放大器以簡(jiǎn)單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載設(shè)一放大器以簡(jiǎn)單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載, 信號(hào)中信號(hào)中 心頻率心頻率fs=10MHz, 回路電容回路電容C=50 pF, (1) 試計(jì)算所需的線圈電感值。試計(jì)算所需的線圈電感值。 (2) 若線圈品質(zhì)因數(shù)為若線圈品質(zhì)因數(shù)為Q0=100, 試計(jì)算回路諧振電阻試計(jì)算回路諧振電阻 及回路帶寬。及回路帶寬。 (3) 若放大器所需的帶寬若放大器所需的帶寬BL=0.5 MHz, 則

28、應(yīng)在回路上則應(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并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求? 解解: (1) 計(jì)算計(jì)算L值。值。 由式由式(3 5), 可得可得 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 29 CfC L 2 0 22 0 )2( 11 將將f0以兆赫茲以兆赫茲(MHz)為單位為單位, 以皮法以皮法(pF)為單位為單位, L以以 微亨（微亨（H）為單位，）為單位， 上式可變?yōu)橐粚?shí)用計(jì)算公式上式可變?yōu)橐粚?shí)用計(jì)算公式: CfCf L 2 0 6 2 0 2 25330 10 1 ) 2 1 ( 將將f0=fs=10 MHz代入代入, 得得 uL07. 5 (2) 回路諧

29、振電阻和帶寬。由式回路諧振電阻和帶寬。由式(3 11) 764 000 100 2105 07 103 18 10 31 8 RQL. . k 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 30 回路帶寬為回路帶寬為 （3-9） kHz Q f B100 0 (3) 求滿足求滿足0.5 MHz帶寬的并聯(lián)電阻。帶寬的并聯(lián)電阻。 設(shè)回路上并設(shè)回路上并 聯(lián)電阻為聯(lián)電阻為R1, 并聯(lián)后的總電阻為并聯(lián)后的總電阻為R1R0, 總的回路有載總的回路有載 品質(zhì)因數(shù)為品質(zhì)因數(shù)為QL。 由帶寬公式由帶寬公式, 有有 0 20 e L e f Q B Q 此時(shí)要求的帶寬此時(shí)要求的帶寬BL=0.5 MHz, 故故 第第

30、3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 31 76 01 0 01 0 1 0 20 2105 07 106 37 6 37 7 97 6 37 e R R QL.k RR .R R.k R. 需要在回路上并聯(lián)需要在回路上并聯(lián)7.97 k的電阻。的電阻。 回路總電阻為回路總電阻為 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 32 此處介紹的回路是此處介紹的回路是采用部分接入的并聯(lián)諧振回路采用部分接入的并聯(lián)諧振回路。該回路。該回路 指的是激勵(lì)源或負(fù)載與回路電感或電容部分聯(lián)接的并聯(lián)諧振回指的是激勵(lì)源或負(fù)載與回路電感或電容部分聯(lián)接的并聯(lián)諧振回 路。路。 采用部分接入的并聯(lián)諧振回路的目的是采用部分接入

31、的并聯(lián)諧振回路的目的是實(shí)現(xiàn)阻抗匹配或變實(shí)現(xiàn)阻抗匹配或變 換換。 1 接入系數(shù)接入系數(shù)P： 與外電路相聯(lián)接的那部分電抗與本回路參與分壓的同性質(zhì)與外電路相聯(lián)接的那部分電抗與本回路參與分壓的同性質(zhì) 總電抗之比總電抗之比。（又稱為電壓比或變比）。（又稱為電壓比或變比） 3.1.3回路的阻抗變換回路的阻抗變換 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 33 幾種常見(jiàn)的部分接入的并聯(lián)諧振回路（如圖幾種常見(jiàn)的部分接入的并聯(lián)諧振回路（如圖3-9）的接入）的接入 系數(shù)如下：系數(shù)如下： (a) (b) (c) (d) (e) （f） LLp/ 1 LMLp/ )( 1 有互感：有互感： )/( 211 CCCp

32、 )/( 2122 CCCp 11 pL / LN / N )/( 211 CCCp LLp/ 11 1）阻抗表示定義式：）阻抗表示定義式： ZZp/ 1 （3 - 16） 1( p) 2）電壓表示定義式：）電壓表示定義式： T UUp/ （3 - 17） 21 pNN 1( p) 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 34 圖圖3 9 幾種常見(jiàn)抽頭振蕩回路幾種常見(jiàn)抽頭振蕩回路 L C2 R0 U UT C1 (b) L C2 R0 U UT C1 (b) L R1 UT C1 C2 (e) U1 L R1 UT C1 C2 (e) U1 L C R0 U UT (a) I IL L1

33、L C R0 U UT (a) I IL L1 L R1 U C2 C1 (c) UT L1 L R1 U C2 C1 (c) UT L R1 U C2 C1 (c) UT L1 R1 UT (d) U1 LC L1 R1 UT (d) U1 LC L1 1 L 2 L 1 N 2 N 1 U 2 U L RC 1 N N 1 N NN 1 N (f) 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 35 2222 2 00 11 22 T TT Usin(t )Uu (dtd t) TRRR R：輸入端呈現(xiàn)電阻；R0:諧振電路等效電阻 2抽頭折算：抽頭折算： 能量計(jì)算： 2 0 2 22R U

34、R UT 能量守恒： 2 R p R 2 RR / p （入到回路）（回路到入）電阻的折算：電阻的折算： 阻抗的折算：阻抗的折算： 2 Zp Z 2 ZZ / p （入到回路）（回路到入） PUUT/PUU T （入到回路）（回路到入） 電流的折算：電流的折算： （入到回路）（回路到入） LUI TL /LRQ/ 0 RUI/ 0 TT L UU QRR I / IpQ L URU PQIIL L II / PQ 電壓的折算：電壓的折算： 電導(dǎo)的折算：電導(dǎo)的折算： 2 gp g （入到回路） 2 ggp（回路到入） 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 36 圖圖 3 - 10 電流源的

35、折合電流源的折合 3電源的折算：電源的折算： PUUT/PUU T 電壓源的折算：電壓源的折算： （電源到回路）（電源到回路） （回路到電源）（回路到電源） 電流源的折算：電流源的折算： 能量守恒：能量守恒：UIIU TT PIITPII T / （電源到回路）（電源到回路） （回路到電源）（回路到電源） Ri L C RL RiT L C RL I IT Ri L C RL RiT L C RL I IT 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 37 例例 2 如圖如圖3 11， 部分接入回路由電流源激勵(lì)部分接入回路由電流源激勵(lì), 忽略忽略 回路本身的固有損耗回路本身的固有損耗, 試求回

36、路兩端電壓試求回路兩端電壓u(t)以及以及u1(t) 的表示式及回路帶寬。的表示式及回路帶寬。 C2 C1 2000 pF 500 R1 2000 pF 10 H L i Icos 107t I1 mA u1(t) 圖圖 3 11 例例2的抽頭回路的抽頭回路 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 38 解解 由于忽略了回路本身的固有損耗由于忽略了回路本身的固有損耗, 因此可以認(rèn)為因此可以認(rèn)為 Q0。 由圖可知由圖可知, 回路電容為回路電容為 1、求等效電路、求等效電路（？（？P-R0） pF CC CC C1000 21 21 電阻電阻R1的接入系數(shù)的接入系數(shù) 1 12 11 2 0 5

37、 1 2000 C p. CC RR p 等效到回路兩端的電阻為等效到回路兩端的電阻為 于是有等效電路：于是有等效電路： 圖圖 3 12 例例2等效電路等效電路 C 2 C 1 2000 p F 2000 pF 10 H L i Icos 10 7t I1 mA u1(t) 1 R 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 39 回路兩端電壓回路兩端電壓u(t)與與i(t)同相同相, 電壓振幅電壓振幅U=IR=2 V, 故故 7 7 1 01 0 5 0 210 10 2000 20 100 5 10 e L e u(t )costV u (t )pu(t )costV R / R Q L

38、Brad / s Q 輸出電壓為：輸出電壓為： 回路有載品質(zhì)因數(shù)：回路有載品質(zhì)因數(shù)： 回路帶寬回路帶寬 ： 諧振角頻率為諧振角頻率為 srad LC /10 1 7 0 2、 諧振回路諧振回路 及及 0 e Q 0 R 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 40 3.1.4耦合回路耦合回路 （選頻特性好，具有較小的矩形系數(shù)，且可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換）（選頻特性好，具有較小的矩形系數(shù)，且可以實(shí)現(xiàn)阻抗變換） 1基本概念基本概念 耦合回路耦合回路 ： 在高頻電路中在高頻電路中, 兩個(gè)或兩個(gè)以上的單振蕩回路組成兩個(gè)或兩個(gè)以上的單振蕩回路組成 互相耦合的振蕩回路。其中由兩個(gè)單振蕩回路組成的耦合回路也互相

39、耦合的振蕩回路。其中由兩個(gè)單振蕩回路組成的耦合回路也 稱為稱為雙調(diào)諧回路雙調(diào)諧回路。 一次回路：一次回路：接有激勵(lì)信號(hào)源的回路。接有激勵(lì)信號(hào)源的回路。 二次回路：二次回路：與負(fù)載相接的回路，也稱為與負(fù)載相接的回路，也稱為負(fù)載回路負(fù)載回路。 圖圖 3 13 （a）、）、 （b）是兩種常見(jiàn)的耦合回路。）是兩種常見(jiàn)的耦合回路。 圖圖 3 13（a）是互感耦合電路）是互感耦合電路, 圖圖 3 13（b）是）是電容耦合回路。電容耦合回路。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 41 圖圖 3 13 兩種常見(jiàn)的耦合回路及其等效電路兩種常見(jiàn)的耦合回路及其等效電路 . R1L1C1C2L2 R2 I .

40、 U1 . CC U2 . L2r2L1 C1 M r1 I2 . I1 . E . jC1 I . r2 L1L2 C1C2 Cm r1 L2C 2 R2 L1C1 M R1 I . U1U2 (a) L2C 2 R2 L1C1 M R1 I . U1U2 (a)(b) (c)(d) C2 EjL1I . 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 42 21 21 2 LL M LL M k （3 18） )( 21CC C CCCC C k （3 19） 互感耦合系數(shù)互感耦合系數(shù)，其中，其中，M為互感系數(shù)。為互感系數(shù)。 電容耦合系數(shù)電容耦合系數(shù)，其中，其中，Cc為電容互感系數(shù)。為電容互感

41、系數(shù)。 耦合系數(shù)耦合系數(shù)k：耦合回路中耦合元件電抗絕對(duì)值與一、二次回路中同耦合回路中耦合元件電抗絕對(duì)值與一、二次回路中同 性元件電抗的幾何中值之比。它是反映回路間的耦合程度的物理量。性元件電抗的幾何中值之比。它是反映回路間的耦合程度的物理量。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 43 e Q （3 20） （3 21）定義：定義：耦合因子耦合因子 定義：定義： 廣義失諧廣義失諧 2耦合回路的頻率特性耦合回路的頻率特性 設(shè)一、二次回路的參數(shù)相同（這是常見(jiàn)的情況），即：設(shè)一、二次回路的參數(shù)相同（這是常見(jiàn)的情況），即： e kQ 1212010201212eee LLL,CCC, fff ,

42、QQQ , 耦合諧振回路的耦合諧振回路的單位諧振函數(shù)單位諧振函數(shù)： 2 222 2 14 Nf （3 22） 單位諧振曲線單位諧振曲線如圖如圖3-14所示，以所示，以為自變量，為自變量， 為參變量。為參變量。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 44 圖圖 3 - 14 耦合回路的單位諧振曲線耦合回路的單位諧振曲線 0 2 1 2 1 Nf 1 1 1 1 0 707. 最 大 值 最 小 值 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 45 從圖中可以看出，從圖中可以看出， N（f）曲線隨）曲線隨和和值變化，耦合因子值變化，耦合因子的的 值不同，回路的頻率特性也不同。值不同，回路的頻

43、率特性也不同。 1、 當(dāng)當(dāng) =1為為臨界耦合臨界耦合，諧振曲線是單峰曲線，頂部較平緩。，諧振曲線是單峰曲線，頂部較平緩。 時(shí)有極大值時(shí)有極大值 1）通頻帶通頻帶：當(dāng)時(shí)，則：當(dāng)時(shí)，則 即耦合回路通頻帶是單振蕩回路通頻帶的倍。即耦合回路通頻帶是單振蕩回路通頻帶的倍。 2）矩形系數(shù)矩形系數(shù)： 即耦合回路的矩形系數(shù)遠(yuǎn)小于單振蕩回路的矩形系數(shù)，距理想即耦合回路的矩形系數(shù)遠(yuǎn)小于單振蕩回路的矩形系數(shù)，距理想1 較近。因此說(shuō)明較近。因此說(shuō)明耦合回路的諧振特性較為理想，其選擇性較好，耦合回路的諧振特性較為理想，其選擇性較好， 通頻帶較寬，較好地解決了回路選擇性和通頻帶之間的矛盾。通頻帶較寬，較好地解決了回路選擇

44、性和通頻帶之間的矛盾。 4 1 1 1 4 Nf 0 1 2 Nf 0 7 0 2 2 . ee f QQ f 0 0 70 7 22 . e f BWf Q 2 0 1 0 1 0 7 3 15 . . . KW K. KW 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 46 2、當(dāng)、當(dāng) 1時(shí)，為時(shí)，為強(qiáng)耦合強(qiáng)耦合，諧振曲線為等高雙峰曲線，在，諧振曲線為等高雙峰曲線，在 =0處出現(xiàn)谷處出現(xiàn)谷 點(diǎn)。雙峰之間的帶寬為：點(diǎn)。雙峰之間的帶寬為： 兩個(gè)峰之間的下凹程度可用下式計(jì)算，兩個(gè)峰之間的下凹程度可用下式計(jì)算， 隨著隨著的增加，曲線在中心頻率處的凹陷越來(lái)越明顯，越來(lái)越偏離理想矩的增加，曲線在中心頻率

45、處的凹陷越來(lái)越明顯，越來(lái)越偏離理想矩 形形。 總結(jié)：總結(jié)：耦合回路在臨界耦合（耦合回路在臨界耦合（=1）和稍強(qiáng)耦合（稍大于）和稍強(qiáng)耦合（稍大于1）工作情況）工作情況 下，其諧振曲線頂部較寬且平坦，較接近理想矩形特性，因此通頻帶較寬，下，其諧振曲線頂部較寬且平坦，較接近理想矩形特性，因此通頻帶較寬， 選擇性也較好，較好的解決兩者之間的矛盾，但調(diào)諧較為困難。常用在雙選擇性也較好，較好的解決兩者之間的矛盾，但調(diào)諧較為困難。常用在雙 調(diào)諧放大電路。調(diào)諧放大電路。 2 0 p-p 1 e f B Q 2 2 1 最小值 最大值 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 47 3.1.5濾波器電路濾波器

46、電路 1、LC諧振式濾波器諧振式濾波器 利用利用LC諧振回路的阻抗特性，可對(duì)某一頻率濾波，組成諧振回路的阻抗特性，可對(duì)某一頻率濾波，組成 各種各種LC諧振式濾波器。諧振式濾波器。 1）串聯(lián)諧振式濾波器）串聯(lián)諧振式濾波器 利用利用LC回路串聯(lián)諧振時(shí)，對(duì)諧振頻率的信號(hào)回路串聯(lián)諧振時(shí)，對(duì)諧振頻率的信號(hào) 回路阻抗最小，而對(duì)偏離的信號(hào)回路阻抗很大的特性，將回路阻抗最小，而對(duì)偏離的信號(hào)回路阻抗很大的特性，將 其其串接串接在電路中可以在電路中可以取出取出的信號(hào)，而濾除其它信號(hào)；將其的信號(hào)，而濾除其它信號(hào)；將其 并接并接在電路中可以在電路中可以濾除濾除的信號(hào)。的信號(hào)。 2）并聯(lián)諧振式濾波器）并聯(lián)諧振式濾波器

47、利用利用LC回路并聯(lián)諧振時(shí)，對(duì)諧振頻率的信號(hào)回路并聯(lián)諧振時(shí)，對(duì)諧振頻率的信號(hào) 回路阻抗最大，而對(duì)偏離的信號(hào)回路阻抗很小的特性，將回路阻抗最大，而對(duì)偏離的信號(hào)回路阻抗很小的特性，將 其其串接串接在電路中，可以在電路中，可以濾除濾除的信號(hào)；將其的信號(hào)；將其并接并接在電路中可在電路中可 以以取出取出的信號(hào)，而濾除其它信號(hào)。的信號(hào)，而濾除其它信號(hào)。 0 1fLC 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 f 0 1fLC 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 48 LC諧振式濾波器可通過(guò)改變諧振式濾波器可通過(guò)改變L或或C來(lái)改變諧振頻率，從而較靈活地適應(yīng)來(lái)改變諧振頻率，從而較靈活地適應(yīng) 任何頻率

48、信號(hào)的濾波，在高頻電路中廣泛使用，但任何頻率信號(hào)的濾波，在高頻電路中廣泛使用，但LC回路回路Q值不高，選擇值不高，選擇 性不理想。性不理想。 2、石英晶體濾波器、石英晶體濾波器 1) 物理特性物理特性（二氧化硅結(jié)晶體）（二氧化硅結(jié)晶體） 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：有三個(gè)對(duì)稱軸有三個(gè)對(duì)稱軸 Z（光）軸、（光）軸、 X（電）軸、（電）軸、 Y（機(jī)械）軸（機(jī)械）軸 ，按，按 與各軸不同角度切割形成不同晶體。在晶片上加金屬電極引線，并以金屬與各軸不同角度切割形成不同晶體。在晶片上加金屬電極引線，并以金屬 殼封裝或玻璃殼封裝，成為石英晶體諧振器。（如殼封裝或玻璃殼封裝，成為石英晶體諧振器。（如圖圖3-15、圖圖3-1

49、6） 原理：壓電效應(yīng)原理：壓電效應(yīng)：外力產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)：外力產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng) 表面有正負(fù)電荷產(chǎn)生或電諧表面有正負(fù)電荷產(chǎn)生或電諧 振（振（正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)）；交變電壓機(jī)械變形振動(dòng)（）；交變電壓機(jī)械變形振動(dòng)（反壓電效應(yīng)反壓電效應(yīng)） 過(guò)程過(guò)程:外加交變電壓外加交變電壓 周期振蕩周期振蕩 電荷周期變化電荷周期變化 交流流交流流 過(guò)晶體。過(guò)晶體。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 49 圖圖3-15石英晶體的形狀及各種切型的位置石英晶體的形狀及各種切型的位置 （a）形狀；（）形狀；（b）不同切型位置；（）不同切型位置；（c)電路符號(hào)電路符號(hào) 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 50 圖圖

50、3-16石英晶體諧振器石英晶體諧振器 （a）外形；（）外形；（b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)）內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 51 2) 等效電路及阻抗特性等效電路及阻抗特性 圖圖 3 -17 是石英晶體諧振器的等效電路。從圖是石英晶體諧振器的等效電路。從圖 可看出可看出, 石英晶體諧振器是一串并聯(lián)的振蕩回路。石英晶體諧振器是一串并聯(lián)的振蕩回路。 C0:晶體靜電容晶體靜電容(極板間電容極板間電容) LS:質(zhì)量質(zhì)量(慣性慣性) CS:等效彈性模數(shù)等效彈性模數(shù) rS:摩擦損耗摩擦損耗 圖圖 3 -17 石英晶體諧振器的等效電路石英晶體諧振器的等效電路 S L S C s r 0 C 第第3章高

51、頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 52 串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率fS: 并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率fP: 由于由于CSC0，故，故fP略高于略高于fS。 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù): QS= S LS/ rS , 很大，可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)。很大，可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)。 帶寬：帶寬： BS= fS/ QS 很窄很窄,串、并聯(lián)電感可拓寬。串、并聯(lián)電感可拓寬。 接入系數(shù)接入系數(shù): 很小很小,與外界的耦合弱與外界的耦合弱, 應(yīng)用時(shí)并接電容應(yīng)用時(shí)并接電容 CL(2030pF) , 石英晶體的標(biāo)稱值是接石英晶體的標(biāo)稱值是接CL后的測(cè)得的后的測(cè)得的fP值。值。 00 0 0 1 2 11 11 2 2 S SS SS P

52、S SSS S S f L C CC ff CCC CL C L CC 0 S S C P CC 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 53 圖圖 3-18 晶體諧振器的電抗晶體諧振器的電抗-頻率曲線頻率曲線 0 P f S f f X感 性 容 性 容 性 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 54 3)石英晶體的應(yīng)用石英晶體的應(yīng)用 由于石英晶體的工作頻率穩(wěn)定，常用于由于石英晶體的工作頻率穩(wěn)定，常用于高頻振蕩器高頻振蕩器中；中； 由于石英晶體的由于石英晶體的Q值很高，常用于值很高，常用于高頻窄帶濾波器高頻窄帶濾波器，選擇性，選擇性 好，阻帶衰減特性陡峭。好，阻帶衰減特性陡峭。 3

53、、陶瓷濾波器、陶瓷濾波器 材料：材料：經(jīng)直流電壓極化后有壓電效應(yīng)的陶瓷材料（如鋯經(jīng)直流電壓極化后有壓電效應(yīng)的陶瓷材料（如鋯 鈦酸鉛）鈦酸鉛） 等效電路：等效電路：與石英晶體相同，符號(hào)相同與石英晶體相同，符號(hào)相同 特點(diǎn)：特點(diǎn)：a)Q比石英小，比比石英小，比LC大，約幾百；大，約幾百； b)通頻帶比石英寬，但選擇性稍差，矩形系數(shù)好；通頻帶比石英寬，但選擇性稍差，矩形系數(shù)好； c)便宜，易制作；便宜，易制作； d) 穩(wěn)定性好，無(wú)需調(diào)整。穩(wěn)定性好，無(wú)需調(diào)整。 范圍：范圍：幾幾M100MHz 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 55 兩種類型：兩種類型：兩端式和三端式。兩端式和三端式。 圖圖 3

54、- 19 陶瓷濾波器陶瓷濾波器 （a）兩端式；（）兩端式；（b）三端式）三端式 12 3 （a）（b） 應(yīng)用：應(yīng)用： 兩端式陶瓷濾波器相當(dāng)于一個(gè)單諧振回路，常用于固兩端式陶瓷濾波器相當(dāng)于一個(gè)單諧振回路，常用于固 定的中頻濾波器；三端式陶瓷濾波器相當(dāng)于一個(gè)雙調(diào)諧耦定的中頻濾波器；三端式陶瓷濾波器相當(dāng)于一個(gè)雙調(diào)諧耦 合回路，常可以代替中頻放大電路中的中頻變壓器。合回路，常可以代替中頻放大電路中的中頻變壓器。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 56 4、聲表面波濾波器、聲表面波濾波器（Surface Acoustic Wave Filter,SAWF) 聲表面波器件：沿表面?zhèn)鞑C(jī)械振動(dòng)波的

55、彈性固體器件。聲表面波器件：沿表面?zhèn)鞑C(jī)械振動(dòng)波的彈性固體器件。 原理：原理：在某些具有壓電效應(yīng)材料（常以鈮酸鋰或石英等）在某些具有壓電效應(yīng)材料（常以鈮酸鋰或石英等） 的基片上，制作叉指換能器，當(dāng)在叉指兩端加有高頻信號(hào)時(shí)，的基片上，制作叉指換能器，當(dāng)在叉指兩端加有高頻信號(hào)時(shí)， 通過(guò)壓電效應(yīng)，在基片表面激起同頻率的聲表面波，并沿軸通過(guò)壓電效應(yīng)，在基片表面激起同頻率的聲表面波，并沿軸 線方向傳播，另一端的叉指換能器將它變?yōu)殡娦盘?hào)輸出。線方向傳播，另一端的叉指換能器將它變?yōu)殡娦盘?hào)輸出。 （如圖（如圖3-20） 頻率特性：頻率特性：取決于叉指電極的幾何形狀，與它的數(shù)量、取決于叉指電極的幾何形狀，與它的

56、數(shù)量、 位置和疏密相關(guān)，通過(guò)改變叉指電極的幾何條件，就可控制位置和疏密相關(guān)，通過(guò)改變叉指電極的幾何條件，就可控制 聲表面波的中心頻率、帶寬、幅度和相位。聲表面波的中心頻率、帶寬、幅度和相位。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 57 特點(diǎn)：特點(diǎn)：a)工作頻率范圍寬，幾工作頻率范圍寬，幾M幾幾KMHz ； b)相對(duì)帶寬寬；相對(duì)帶寬寬； c)帶內(nèi)插入衰減大；帶內(nèi)插入衰減大； d)矩形系數(shù)矩形系數(shù)1.11.2，選擇性很好；，選擇性很好； e)便于器件微型化和片式化。便于器件微型化和片式化。 范圍：范圍：幾幾M100MHz 應(yīng)用：應(yīng)用： 廣泛應(yīng)用于通信接收機(jī)、電視接收機(jī)和其它無(wú)線電設(shè)備。廣泛應(yīng)

57、用于通信接收機(jī)、電視接收機(jī)和其它無(wú)線電設(shè)備。 如圖如圖3-21所示的是一用于通信機(jī)的聲表面濾波器的幅頻特性，所示的是一用于通信機(jī)的聲表面濾波器的幅頻特性， 可見(jiàn)其特性幾乎接近矩形?？梢?jiàn)其特性幾乎接近矩形。 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 58 圖圖3-20聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)和幅頻特性聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)和幅頻特性 （a）結(jié)構(gòu)示意圖；（）結(jié)構(gòu)示意圖；（b）均勻叉指的幅頻特性）均勻叉指的幅頻特性 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 59 圖圖3-21一種用于通信機(jī)中的聲表面濾波器幅頻特性一種用于通信機(jī)中的聲表面濾波器幅頻特性 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 60

58、3.2晶體管高頻小信號(hào)等效電路晶體管高頻小信號(hào)等效電路 1.共射極高頻小信號(hào)放大電路結(jié)構(gòu)圖共射極高頻小信號(hào)放大電路結(jié)構(gòu)圖 RL 2 L 3 C 14 V Rb1 Rb2CbReCe 5 RL 2 L 3 C 14 V Rb1 Rb2CbReCe 5 圖圖3-22共射極高頻小信號(hào)放大電路共射極高頻小信號(hào)放大電路 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 61 2 晶體管共射接法的高頻等效電路晶體管共射接法的高頻等效電路-Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 Y參數(shù)方程：參數(shù)方程： Yie: 輸出端交流短路時(shí)，輸入導(dǎo)納輸出端交流短路時(shí)，輸入導(dǎo)納 Yoe: 輸入端交流短路時(shí)，輸出導(dǎo)納輸入端交流短路時(shí)，輸出導(dǎo)

59、納 Yfe: 輸出端交流短路時(shí)，正向傳輸導(dǎo)納輸出端交流短路時(shí)，正向傳輸導(dǎo)納 Yre: 輸入端交流短路時(shí)，反向傳輸導(dǎo)納輸入端交流短路時(shí)，反向傳輸導(dǎo)納 Ube . Yoe b e c e Yie YreUce . YfeUbe Uce . . IbIc Ube . Yoe b e c e Yie YreUce . YfeUbe Uce . . IbIc 圖圖 3-23 晶體三極管共射接法晶體三極管共射接法Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 0 / ce be b U IU 0 / be ce c U IU 0 / ce be c U IU 0 / be ce b U IU bieberece cfebeo

60、ece IY UY U IY UY U （3-1） 第第3章高頻小信號(hào)放大器章高頻小信號(hào)放大器 62 在高頻工作時(shí)，晶體管結(jié)電容和工作頻率必須考慮，在高頻工作時(shí)，晶體管結(jié)電容和工作頻率必須考慮，Y參數(shù)參數(shù) 是一個(gè)復(fù)數(shù)，通常是一個(gè)復(fù)數(shù)，通常Y參數(shù)可表示如下：參數(shù)可表示如下： gie、goe分別稱為輸入、輸出電導(dǎo)；分別稱為輸入、輸出電導(dǎo)；Cie、Coe分別稱為輸入、輸出電分別稱為輸入、輸出電 容；容；fe是正向傳輸導(dǎo)納是正向傳輸導(dǎo)納Yfe的相角；的相角； re是反向傳輸導(dǎo)納是反向傳輸導(dǎo)納Yre的相角。的相角。 Y參數(shù)可通過(guò)（參數(shù)可通過(guò)（1）測(cè)試得到；（）測(cè)試得到；（2）查閱晶體管手冊(cè)；（）查閱晶體