Charpter3 高頻小信號放大器

1、 高頻電子線路高頻電子線路 電子信息工程系電子信息工程系 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器是中頻變壓器（俗稱中周），是超外差式晶體管收音機(jī)中特有的一種具有固定諧振回路的變壓器，但諧振回路可在一定范圍內(nèi)微調(diào)，以使接入電路后能達(dá)到穩(wěn)定的諧振頻率（465kHz）。微調(diào)借助于磁心的相對位置的變化來完成。 收音機(jī)中的中頻變壓器大多是單調(diào)諧式，結(jié)構(gòu)較簡單，占用空間較小。由于晶體管的輸入、輸出阻抗低，為了使中頻變壓器能與晶體管的輸入、輸出阻抗匹配，初級有抽頭，且具有圈數(shù)很少的次級耦合線圈。雙調(diào)諧式的優(yōu)點(diǎn)是選擇性較好且通頻帶較寬，

2、多用在高性能收音機(jī)中。 晶體管收音機(jī)中通常采用兩級中頻放大器，所以需用三只中周進(jìn)行前后級信號的耦合與傳送。實(shí)際電路中的中周常用BZ1、BZ2、BZ3等符號表示。在使用中不能隨意調(diào)換它們在電路中的位置。 收音機(jī)中周 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.1概述概述3.2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)3.3單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器3.4雙調(diào)諧回路諧振放大器雙調(diào)諧回

3、路諧振放大器3.5諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性3.6調(diào)諧放大器的常用電路與集成電路調(diào)諧放大器的常用電路與集成電路 諧振放大器諧振放大器 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.1概述概述1、高頻小信號放大器的特點(diǎn)、高頻小信號放大器的特點(diǎn) 頻率較高頻率較高 中心頻率一般在幾百中心頻率一般在幾百kHz到幾百到幾百M(fèi)Hz頻帶寬頻帶寬度在幾度在幾kHz到幾十到幾十MHz 小信號小信號 信號較小故工作在線性范圍內(nèi)信號較小故工作在線性范圍內(nèi)(甲類放大器甲類放大器) 高頻放大 fs fs 本地振蕩 fo 混頻 fo fs =

4、 fi fi 低頻放大 檢波 中頻放大 F F 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器按所用的器件：按所用的器件：晶體管（晶體管（BJT)、場效應(yīng)管（、場效應(yīng)管（FET)、集成電路（、集成電路（IC)按頻譜寬度：窄帶放大器和寬帶放大器按頻譜寬度：窄帶放大器和寬帶放大器按電路形式：單級放大器和級聯(lián)放大器按電路形式：單級放大器和級聯(lián)放大器按負(fù)載性質(zhì)：諧振放大器和非諧振放大器按負(fù)載性質(zhì)：諧振放大器和非諧振放大器諧振放大器是采用諧振回路作負(fù)載的放大器，具有放諧振放大器是采用諧振回路作負(fù)載的放大器，具有放大、濾波和選頻的作用。非諧

5、振放大器由阻容放大器和各大、濾波和選頻的作用。非諧振放大器由阻容放大器和各種濾波器組成，其機(jī)構(gòu)簡單，便于集成。種濾波器組成，其機(jī)構(gòu)簡單，便于集成。2、高頻小信號放大器的分類、高頻小信號放大器的分類 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器i0Vlog20VVAioplog10PPA 1)增益：（放大系數(shù)）增益：（放大系數(shù)） 電壓增益：電壓增益： 功率增益：功率增益：分貝表示分貝表示：放大器的電壓增益下降到最大值的放大器的電壓增益下降到最大值的0.707倍時(shí)，所對應(yīng)的倍時(shí)，所對應(yīng)的頻率范圍稱為放大器的通頻帶，用頻率范圍稱為放

6、大器的通頻帶，用B=2 f 0.7表示。表示。 2 f 0.7也稱為也稱為3分貝帶寬。分貝帶寬。iVVAoVi0PPPA 3 3、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)2)通頻帶：通頻帶： 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 f f0 2f0.7 0.7 1 f 2f0.5 0VVAA0.5210f0PPAA放大器所放大的一般都是已調(diào)制的信號，已調(diào)制的信號放大器所放大的一般都是已調(diào)制的信號，已調(diào)制的信號都包含一定譜寬度，所以放大器必須有一定的通頻帶，讓必都包含一定譜寬度，所以放大器必須有一定的通頻帶，

7、讓必要的信號頻譜分量通過放大器。要的信號頻譜分量通過放大器。與諧振回路相同，放大器的通頻帶決定于回路的形式和與諧振回路相同，放大器的通頻帶決定于回路的形式和回路的等效品質(zhì)因數(shù)回路的等效品質(zhì)因數(shù)QL。此外，放大器的總通頻帶，隨著。此外，放大器的總通頻帶，隨著級數(shù)的增加而變。并且通頻帶愈寬，放大器增益愈小。級數(shù)的增加而變。并且通頻帶愈寬，放大器增益愈小。為什么要求通頻帶？為什么要求通頻帶？3 3、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo) 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器從各種不同頻率的信號的總和（有用的和

8、有害的）從各種不同頻率的信號的總和（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。擇性。選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來表示。 矩形系數(shù)矩形系數(shù)按理想情況，諧振曲線應(yīng)為一矩形。為了表示實(shí)際按理想情況，諧振曲線應(yīng)為一矩形。為了表示實(shí)際曲線接近理想曲線的程度，引入曲線接近理想曲線的程度，引入“矩形系數(shù)矩形系數(shù)”，它表示，它表示對鄰道干擾的抑制能力。對鄰道干擾的抑制能力。3)選擇性選擇性3 3、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo) 電子信息工程系電子信息工程系2006 Smar

9、tCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器7.01.0122ffKro7 . 001. 0r0.0122ffK f AV/AVo 2f0.1 2f0.7 理想 0.1 0.7 1 實(shí)際 2 f 0.1, 2 f 0.01分別為放大倍數(shù)下降至分別為放大倍數(shù)下降至0.1和和0.01處的帶處的帶寬，寬，Kr愈接近于愈接近于1越好。越好。 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器nv0nAAdfAVf0AAVnfn 抑制比抑制比表示對某個(gè)干擾信號表示對某個(gè)干擾信號fn 的抑制能力，用的抑制能力，用dn表示。

10、表示。An為干擾信號的放大倍數(shù)，為干擾信號的放大倍數(shù)，Av0為諧振點(diǎn)為諧振點(diǎn)f0的放大倍數(shù)。的放大倍數(shù)。 例例 Av0 = 100 An = 1 用分貝表示用分貝表示dn(dB) = 20 lgdndB40dB1001100nn)(dd 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器5)噪聲系數(shù)：噪聲系數(shù)：放大器的噪聲性能可用噪聲系數(shù)表示：放大器的噪聲性能可用噪聲系數(shù)表示： NF越接近越接近1越好越好在多級放大器中，前二級的噪聲對整個(gè)放大器的噪聲起決定在多級放大器中，前二級的噪聲對整個(gè)放大器的噪聲起決定作用，因此要求它的噪聲系數(shù)

11、應(yīng)盡量小。作用，因此要求它的噪聲系數(shù)應(yīng)盡量小。以上這些要求，相互之間即有聯(lián)系又有矛盾。增益和穩(wěn)定性以上這些要求，相互之間即有聯(lián)系又有矛盾。增益和穩(wěn)定性是一對矛盾，通頻帶和選擇性是一對矛盾。故應(yīng)根據(jù)需要決定主是一對矛盾，通頻帶和選擇性是一對矛盾。故應(yīng)根據(jù)需要決定主次，進(jìn)行分析和討論。次，進(jìn)行分析和討論。 )(/)(/nosonisiF輸出信噪比輸出信噪比輸入信噪比輸入信噪比PPPPN4)工作穩(wěn)定性：工作穩(wěn)定性：指在電源電壓變化或器件參數(shù)變化時(shí)以上三參數(shù)的穩(wěn)定程度。指在電源電壓變化或器件參數(shù)變化時(shí)以上三參數(shù)的穩(wěn)定程度。為使放大器穩(wěn)定工作，必須采取穩(wěn)定措施，即限制每級增益，為使放大器穩(wěn)定工作，必須采

12、取穩(wěn)定措施，即限制每級增益，選擇內(nèi)反饋小的晶體管，應(yīng)用中和或失配方法等。選擇內(nèi)反饋小的晶體管，應(yīng)用中和或失配方法等。 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3. 2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)3.2.1形式等效電路（網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等效電路）形式等效電路（網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等效電路）將晶體管看成四端網(wǎng)路 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器為自變量為自變量和輸出電壓和輸出電壓設(shè)輸入電壓設(shè)輸入電壓21VV212211VyVyIVyVy

13、Iofri2121:VVyyyyIIofri即即式中：式中：導(dǎo)納導(dǎo)納稱為輸出短路時(shí)的輸入稱為輸出短路時(shí)的輸入0112ViVIy傳輸導(dǎo)納傳輸導(dǎo)納稱為輸入短路時(shí)的反向稱為輸入短路時(shí)的反向0211VrVIy傳輸導(dǎo)納傳輸導(dǎo)納稱為輸出短路時(shí)的正向稱為輸出短路時(shí)的正向0122VfVIy導(dǎo)納導(dǎo)納稱為輸入短路時(shí)的輸出稱為輸入短路時(shí)的輸出0221VoVIy I1 V1 yi yrV2 I1 V2 yo yfV1 + + Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 把晶體管內(nèi)部的物理過程用集中器件把晶體管內(nèi)部的物理過

14、程用集中器件RLC表示。用這表示。用這種物理模型的方法所涉及到的物理等效電路就是混合種物理模型的方法所涉及到的物理等效電路就是混合參參數(shù)等效電路。數(shù)等效電路。是基極電阻是基極電阻bb 是發(fā)射結(jié)電阻是發(fā)射結(jié)電阻eb是集電結(jié)電阻是集電結(jié)電阻cb是發(fā)射結(jié)電容是發(fā)射結(jié)電容ebC是集電結(jié)電容是集電結(jié)電容cbC等效電流發(fā)生器等效電流發(fā)生器表示晶體管放大作用的表示晶體管放大作用的ebmvg)(26)(,0mVmAIggcebmm稱為跨導(dǎo)稱為跨導(dǎo)引起自激引起自激一部分到輸入端.可能一部分到輸入端.可能將輸出的交流電壓反饋將輸出的交流電壓反饋cbC系數(shù)系數(shù)降低晶體管的電流放大降低晶體管的電流放大高頻反饋,高頻反

15、饋,在共集電極電路中引起在共集電極電路中引起bb b rbb gbe Ic Vce gce gmVbe b Ib gbc Cbc Cbe Vbe Vbe c e 3.2.2 混合混合參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 (物理模擬等效電路物理模擬等效電路) 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 b rbb gmVbe b Cbc Cbe c e rbe rbc rb c與與Cb c引起的容抗相比引起的容抗相比rb c可視為開路?？梢暈殚_路。rb e與與Cb e引起的容抗相比，引起的容抗相比，rb e可以忽略（視為開路）可以忽略（視

16、為開路）rce與回路負(fù)載比較，可視為開路。與回路負(fù)載比較，可視為開路。 混合混合等效電路中，電容，電阻并聯(lián)，在一定的頻率下：等效電路中，電容，電阻并聯(lián)，在一定的頻率下：3.2.3混合混合等效電路的簡化等效電路的簡化 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 b rbb gmVbe b Cbc Cbe c e 簡化后的等效電路如圖：這是對工作頻率較高時(shí)的簡化電簡化后的等效電路如圖：這是對工作頻率較高時(shí)的簡化電路，對工作頻率范圍不同時(shí)，等效電路可進(jìn)行不同的簡化。頻路，對工作頻率范圍不同時(shí)，等效電路可進(jìn)行不同的簡化。頻率低時(shí)可忽

17、略電容的作用。率低時(shí)可忽略電容的作用。 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 b rbb gmVbe b Cbc Cbe c e I I2 I1 yie V1 V2 =0 011ie2VVIyebbbebebbbcbebbbie111)(11YrYYrCCjry)(cbebebCCjY (一一) 令令V2 = 0，求，求yie、yfe。簡化混合簡化混合等效電路，如圖所示。等效電路，如圖所示。 (1) 3.2.4 Y參數(shù)等效電路與混合參數(shù)等效電路與混合等效電路參數(shù)轉(zhuǎn)換等效電路參數(shù)轉(zhuǎn)換 電子信息工程系電子信息工程系2006

18、 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器(2) 012fe2VVIyIVgIebm2 eb2VgImebbb1ebebbb1eb11YrVYYrVVebbb1m21YrVgIebbbm012fe11YrgVIyV)(cbebebCCjY V1小引起小引起I小小又又 b rbb gmVbe b Cbc Cbe c e I I2 I1 yie V1 V2 =0 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器01VrbbgmVbebCbcCbeceII2I1V1cV2021re1VVIybbeb1r

19、VIebbbbbebbbebbbeb1)1()/(YrrIYrICjgIV2cbbbebcb2111VCjrYCjVIebbb2bbcbeb1YrVrCjVebbb2cbbbebbb2bbcb111YrVCjrYrVrCjIebbbcbre1YrCjyebebCjY (二二) 令令 ，求，求yre、yoe (3) 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器022oe1VVIyebbbbbm2cbebbb2bbcbm2cbebm2111YrrgVCjYrVrCjgVCjVgIIebbbbbmcb022oe111YrrgCjVI

20、yV故故(1)、(2)、(3)、(4)中的中的Yb e可認(rèn)為相同?？烧J(rèn)為相同。ebcbCC(4)rbbgmVbebCbcCbeceII2I1V1cV2ebebCjY 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器ebbbeb1YrYebbbm012fe11YrgVIyVebbbcb1YrCjebbbbbmcb022oe111YrrgCjVIyVebebCjY)(cbebebCCjY011ie2VVIy021re1VVIy正向傳輸導(dǎo)納正向傳輸導(dǎo)納輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納反向傳輸導(dǎo)納反向傳輸導(dǎo)納輸出導(dǎo)納輸出導(dǎo)納Y參數(shù)等效電路與混合參數(shù)等效電

21、路與混合等效電路參數(shù)的轉(zhuǎn)換式等效電路參數(shù)的轉(zhuǎn)換式 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器晶體管的高頻參數(shù)晶體管的高頻參數(shù)1）截止頻率）截止頻率時(shí)的頻率時(shí)的頻率的的頻值頻值隨著工作頻率下降到低隨著工作頻率下降到低2102001,1ffffj由于由于由于由于0比比1大的多大的多,在頻率為在頻率為f時(shí)時(shí),|雖然下降到原來的雖然下降到原來的0.707但是仍然比但是仍然比1大的多大的多,因此晶體管還能起到放大的作用。因此晶體管還能起到放大的作用。2）特征頻率）特征頻率1120ff120ffTffT00, 1所以所以由于由于當(dāng)頻率增

22、高，使當(dāng)頻率增高，使|下降到下降到1時(shí)的頻率。時(shí)的頻率。 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)與與f 的關(guān)系：的關(guān)系：TTTffffffffff或者或者,120故可以粗略計(jì)算在某工作頻率下的電流放大系數(shù)。3）最高振蕩頻率）最高振蕩頻率fmax1PAcbebbbmCCrgfmax421fmax表示晶體管所能夠適應(yīng)的最高極限頻率。在此工作表示晶體管所能夠適應(yīng)的最高極限頻率。在此工作頻率時(shí)晶體管已經(jīng)不能得到功率放大，當(dāng)頻率時(shí)晶體管已經(jīng)不能得到功率放大，當(dāng)ffmax時(shí)時(shí),無論使用什無論使用什么方法都不能

23、使晶體管產(chǎn)生振蕩。么方法都不能使晶體管產(chǎn)生振蕩。fffTmax:頻率參數(shù)的關(guān)系頻率參數(shù)的關(guān)系晶體管的功率增益 時(shí)的工作頻率可以證明: 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器C4R3LFCFC3R2R1C2P1R4P2abL+R1、R2、R3為偏置電阻，決定工作點(diǎn)，為偏置電阻，決定工作點(diǎn)， LF、CF為濾波電路，負(fù)壓供電為濾波電路，負(fù)壓供電 C4、L組成組成L、C諧振回路諧振回路 R4是加寬回路通頻帶用是加寬回路通頻帶用 Rp是并聯(lián)回路本身的損耗是并聯(lián)回路本身的損耗所謂單調(diào)諧回路共發(fā)放大器就是晶體管共發(fā)電路和并聯(lián)所謂單調(diào)諧

24、回路共發(fā)放大器就是晶體管共發(fā)電路和并聯(lián)回路的組合?；芈返慕M合。所以前面分析的晶體管等效電路和并聯(lián)回路的所以前面分析的晶體管等效電路和并聯(lián)回路的結(jié)論均可應(yīng)用。結(jié)論均可應(yīng)用。3.3 晶體管晶體管諧振放大器諧振放大器3.3.13.3.1單級單級單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放

25、大器高頻小信號放大器222ieieieoeoeoeCjgyCjgy：令令LjCpCpCjGpgpgpyppieoeieoefe1A22212222121V：所以所以；，納和輸出電容納和輸出電容分別是放大器的輸出導(dǎo)分別是放大器的輸出導(dǎo)和和其中其中oeoeCg輸入導(dǎo)納和輸入電容。輸入導(dǎo)納和輸入電容。分別是下一級放大器的分別是下一級放大器的和和ie2ie2Cg2222122221;g ieoepieoeCpCpCCggpgp令令)1(A21VLjCjgyppfe則則 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器021V21AffQj

26、gyppLfe：0可寫成可寫成附近時(shí)附近時(shí)在諧振角頻率在諧振角頻率的導(dǎo)納，當(dāng)角頻率的導(dǎo)納，當(dāng)角頻率式中分母視為并聯(lián)回路式中分母視為并聯(lián)回路VA的失諧的失諧是工作頻率對是工作頻率對式中式中000f,21f：fffLC是回路的等效品質(zhì)因數(shù)是回路的等效品質(zhì)因數(shù)gC0LQ 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器電壓增益的相關(guān)結(jié)論電壓增益的相關(guān)結(jié)論的函數(shù)的函數(shù)是工作頻率是工作頻率fV VA A，時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)0 0ffie2ie22 22 2oeoe2 21 1fefe2 21 1fefe2 21 1V 0V 0g gp pg gp p

27、G pG py yp pp pg gy yp pp pA A。180180，180180y y180180fefefefefefe而是而是的相差不是的相差不是，因此輸入和輸出之間，因此輸入和輸出之間一個(gè)相角一個(gè)相角是一個(gè)復(fù)數(shù)，它也有是一個(gè)復(fù)數(shù)，它也有的相位差。此外的相位差。此外號表明輸入和輸出有號表明輸入和輸出有-o ofefe18018000相位差才是相位差才是V V和和V V，當(dāng)頻率較低時(shí)，當(dāng)頻率較低時(shí)，i io o成成反反比比。導(dǎo)導(dǎo)成成正正比比，和和回回路路的的總總電電與與晶晶體體管管正正向向傳傳輸輸導(dǎo)導(dǎo)納納f fe ev vo og gy yA A0Lfe21VffQ2j1gyppA因

28、為有載因?yàn)橛休dgoLCQ，所以，所以Q QL L不能太低，否則增益不能太低，否則增益A AV V較低。較低。 單調(diào)諧回路放大器單調(diào)諧回路放大器諧振諧振電壓增益電壓增益 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器2 2）功率增益）功率增益放大器的輸入功率放大器的輸入功率諧振時(shí)諧振時(shí)：P Pi io0上獲得的功率上獲得的功率輸出端負(fù)載輸出端負(fù)載ie2gP(：）；）；ioPPPA 1ie2iigvP 2ie222ife12ie222abogpgVypgpVP1221222fe2221PoggyppA：ieieVoieieggAg故

29、故。gie21體管的輸入導(dǎo)納體管的輸入導(dǎo)納分別是本級和下一級晶分別是本級和下一級晶和和ieg goe a b P1yfe vi gie2 P1goe 2 P1 P2 P2gie2 2 a b GP yfevi gie1 Vi 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器）db（lgA10A：dbPoPo表示時(shí)表示時(shí)用用ie222oe121Pogpgp：A 匹配條件為匹配條件為忽略回路本身的損耗G忽略回路本身的損耗G p p oeiefeoeieiefeieioggygpgpgygpppp12212221222221(max)m

30、axPo44A ：故最大功率增益為故最大功率增益為pieoeggpgp22221g1222fe2221PoggyppAieieg goe a b P1yfe vi gie2 P1goe 2 P1 P2 P2gie2 2 a b GP yfevi gie1 Vi 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器的的作作用用 不不能能忽忽略略，考考慮慮到到在在實(shí)實(shí)際際情情況況下下GpGp，21221212max14144)(gGpggyQQggyKggyAieoefeOLieoefelieoefePo式中：式中：為回路有載品質(zhì)因數(shù)為回

31、路有載品質(zhì)因數(shù)LgQL01為回路空載品質(zhì)因數(shù)為回路空載品質(zhì)因數(shù)POLGQ01為回路的插入損耗為回路的插入損耗21/1OLlQQK 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3 3）放大器的通頻帶）放大器的通頻帶做放大器的諧振曲線做放大器的諧振曲線隨f而變化的曲線，叫隨f而變化的曲線，叫VoVAA20VoV211AAffQL 由于由于LLVoVQfffQA07 . 007 . 0f212,21A：故故則則如果如果。通頻帶越窄；反之越寬通頻帶越窄；反之越寬可見：品質(zhì)因數(shù)越高，可見：品質(zhì)因數(shù)越高，CfffCfQCggCLgALLV

32、o7.07.0000004221Q與通頻帶的關(guān)系：與通頻帶的關(guān)系：CfyppgyppfefeVo7.021214A故：故：0Lfe21VffQ2j1gyppAfefe2 21 1V0V0g gy yp pp pA A 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器當(dāng)當(dāng) 和和 為定值時(shí)（電路定了，其值也定了，帶寬增益乘積為定值時(shí)（電路定了，其值也定了，帶寬增益乘積為常數(shù)）決定于為常數(shù)）決定于 與與 ，因此選擇管子時(shí)應(yīng)選取，因此選擇管子時(shí)應(yīng)選取 大的，大的，應(yīng)減少應(yīng)減少 ，但但 也不能取的太小，因?yàn)椴环€(wěn)定的電容的影響也不能取的太小，

33、因?yàn)椴环€(wěn)定的電容的影響大。大。CfyPPCfyPPgyPPA7 . 0fe217 . 0fe21fe21Vo224CyfAfeV227.00設(shè)設(shè) P1、P2 =1帶寬增益乘積為一常數(shù)帶寬增益乘積為一常數(shù)feyCC02 fCCfey 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3、 對于寬帶而言，要使對于寬帶而言，要使 盡量大，因?yàn)轭l帶很寬，諧盡量大，因?yàn)轭l帶很寬，諧振曲線不穩(wěn)定是次要的，對于窄帶放大器，振曲線不穩(wěn)定是次要的，對于窄帶放大器， 盡量大，使盡量大，使諧振曲線穩(wěn)定（不會使通頻帶改變，以至引起頻率失真）。諧振曲線穩(wěn)定（

34、不會使通頻帶改變，以至引起頻率失真）。2 、為了獲得高增益，寬頻帶，除了選用、為了獲得高增益，寬頻帶，除了選用 較大的晶體較大的晶體管外，應(yīng)該盡量減小諧振回路的總電容管外，應(yīng)該盡量減小諧振回路的總電容 ，但是這樣會導(dǎo)致，但是這樣會導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。1、當(dāng)、當(dāng) 確定，確定，p1和和p2不變時(shí)，不變時(shí)， 只取決于只取決于 和和 的乘積，電容越大，通頻帶越寬，的乘積，電容越大，通頻帶越寬， 變小。變小。討論：討論：fey0VAC0VA7 . 02 ffeyCVACCfyPPCfyPPgyPPA7 . 0fe217 . 0fe21fe21Vo224 電子信息工程系電子信息工程系2

35、006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器4）單調(diào)諧放大器的選擇性單調(diào)諧放大器的選擇性以矩形系數(shù)來分析：以矩形系數(shù)來分析：7 . 01 . 00.1r 22kff1 . 0AAV0V如果如果1 . 02Q11AA01 . 0LV0VffLQff021 . 01102111022k27 . 01 . 0r0.1ff：故矩形系數(shù)故矩形系數(shù)所以單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于所以單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1 1，故其鄰道，故其鄰道選擇性差，這是單調(diào)諧回路放大器的缺點(diǎn)。選擇性差，這是單調(diào)諧回路放大器的缺點(diǎn)。 f AV/AVo 2f0.1 2f0.7 理想

36、0.1 0.7 1 實(shí)際 則則 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器4、多級單調(diào)諧回路諧振放大器、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，就可以采用多級級若單級放大器的增益不能滿足要求，就可以采用多級級聯(lián)放大器。級聯(lián)后的放大器的增益、通頻帶和選擇性都將發(fā)聯(lián)放大器。級聯(lián)后的放大器的增益、通頻帶和選擇性都將發(fā)生變化。生變化。 輸 入 T1 T2 T3 CF C1 LF + Vi C3 R2 R3 CF LF R1 b L C4 C2 c p2 p1 d a + Vo R5 R6 CF LF 輸 出 + 電子

37、信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器1）增益增益VmVVAAA21mVmV2V1AAA、A則總增益為則總增益為級，各級的增益為級，各級的增益為如果放大器有如果放大器有 m m2）通頻帶通頻帶相相同同 如如果果各各級級放放大大器器的的增增益益2200m211AmLmmmVffQAAA 如果多級放大器是由完全相同的單級放大器組成，如果多級放大器是由完全相同的單級放大器組成，則則 A Am m= =mv1A 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器根據(jù)通頻帶

38、的定義可以求根據(jù)通頻帶的定義可以求m級放大器的通頻帶級放大器的通頻帶212112207 . 00mLmmffQAA12/11211mmX設(shè)設(shè)成為帶寬縮減因子,成為帶寬縮減因子,可見通頻帶變窄,可見通頻帶變窄,mf)2(7 . 0上面的分析表明上面的分析表明: : 為了使總的通頻帶不變?yōu)榱耸箍偟耐l帶不變, ,每級的帶寬都要增加為每級的帶寬都要增加為原來的原來的X X倍。倍。 當(dāng)每級通頻帶加寬當(dāng)每級通頻帶加寬X X倍時(shí)倍時(shí), ,每級的增益都會降低為每級的增益都會降低為原來的原來的1/X1/X。LmmmQfff017 . 017 . 012212)2( 電子信息工程系電子信息工程系2006 Sma

39、rtCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3）選擇性選擇性( (以矩形系數(shù)為例以矩形系數(shù)為例) )時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng): :根據(jù)定義根據(jù)定義1 . 0AAV0VL0m1m1 . 0Qf1100)f2(12110022k117 . 01 . 01 . 0mmmmrff: :故故結(jié)論結(jié)論:單調(diào)諧回路特點(diǎn)是電路簡單單調(diào)諧回路特點(diǎn)是電路簡單,調(diào)試容易調(diào)試容易,但選擇但選擇性差性差,增益和通頻帶的矛盾比較突出。增益和通頻帶的矛盾比較突出。 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器例例3-1在圖中，設(shè)工作頻率在圖中，設(shè)工

40、作頻率f =30MHz，晶體管的正向傳輸導(dǎo)納，晶體管的正向傳輸導(dǎo)納 y fe =58.3ms， gie=1.2ms,Cie=12PF, goe=400 s, Coe=9.5pF，回路電感，回路電感L=1.4 H，接入系數(shù)，接入系數(shù)P1=1，P2=0.3空載品質(zhì)因數(shù)空載品質(zhì)因數(shù)Q0=100（假設(shè)（假設(shè)yre=0） 求求：1.1.單級放大器諧振時(shí)的電壓增益單級放大器諧振時(shí)的電壓增益0vA通頻帶通頻帶2 f 0.7，諧振時(shí)回路外接電容諧振時(shí)回路外接電容C若若R4=10 k ，試計(jì)算并比較在回路中并上，試計(jì)算并比較在回路中并上R4前后的通頻帶前后的通頻帶和增益。和增益。 C R3 LF CF C1 R

41、2 R1 C2 P1 P2 a b L + R4 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器分析：根據(jù)電壓增益表達(dá)式分析：根據(jù)電壓增益表達(dá)式 ，應(yīng)先求出總電導(dǎo)，應(yīng)先求出總電導(dǎo)g g 首先將圖中的負(fù)載畫出其等效電路如圖所示，首先將圖中的負(fù)載畫出其等效電路如圖所示， C R3 LF CF C1 R2 R1 C2 P1 P2 a b L + R4 R4 Rp L C iegp22 ieCp22 P1Coe 2 P1goe 2 gyPPAfevo21 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高

42、頻小信號放大器高頻小信號放大器 解解：因?yàn)榛芈分C振電阻因?yàn)榛芈分C振電阻RP=QP 0L=100 6.28 30 106 1.4 10-6 26k S.RG53pp10843102611 因此回路總電導(dǎo)因此回路總電導(dǎo)g =Gp+22221ieoegPgP 若下級采用相同晶體管時(shí)，即若下級采用相同晶體管時(shí)，即gie1=gie2=1.2ms 則則g=0.0384 10-3+0.4 10-3+(0.3)2 1.2 10-3=0.55 10-3S 325503583021.gyPPAfevo 回路總電容為回路總電容為PF.LfC201041)1030(21)2(162620 故外加電容故外加電容C應(yīng)為應(yīng)

43、為PFCPCPCC9.412(0.3)9.520)(2ie22oe21 通頻帶為通頻帶為MHz.ACyPPffe.354321020210358302212-3vo2170電壓增益為電壓增益為 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 若若R4=10kR4=10k ，則，則 sRg344101 . 0133341065. 0101 . 01055. 0ggg9 .26|21gyppAfevo7 . 07 . 022fAfAvovoMHZf17. 59 .2635. 43227 . 0因此并上電阻因此并上電阻R4R4后增益降

44、低，帶寬加寬。后增益降低，帶寬加寬。故故 而而 則則 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器下圖表示國產(chǎn)某調(diào)幅通信機(jī)接收部分所采用的二級中頻放大器電路。下圖表示國產(chǎn)某調(diào)幅通信機(jī)接收部分所采用的二級中頻放大器電路。 輸入 C3 0.047F 3AG22 680 T1 R10 R6 5.1k R9 5.6k C4 0.047F C5 0.047F R7 150 R11 10k C6 0.047F R12 2.7k C9 0.047F 3AG22 T2 C7 560pF C8 560pF Tr1 3AG22 T3 R16 5.

45、1k R13 1.5k R14 200 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 560pF 560pF Tr2 15V 穩(wěn)壓 8V 5.1k C13 C14 560P 560pF 2k R8 2k R15 4. 4. 諧振放大器電路舉例諧振放大器電路舉例 第一中放級由第一中放級由T1、T2晶體管組成共發(fā)晶體管組成共發(fā)-共基級聯(lián)電路，電源電路采用串饋供電，共基級聯(lián)電路，電源電路采用串饋供電，R6、R10、R11為這兩個(gè)管子的偏置電阻，為這兩個(gè)管子的偏置電阻，R7

46、為負(fù)反饋電阻，用來控制和調(diào)整中放增益。為負(fù)反饋電阻，用來控制和調(diào)整中放增益。R8為發(fā)射為發(fā)射極溫度穩(wěn)定電阻。極溫度穩(wěn)定電阻。R12、C6為本級中放的去耦電路，防止中頻信號電流通過公共電源引為本級中放的去耦電路，防止中頻信號電流通過公共電源引起不必要的反饋。變壓器起不必要的反饋。變壓器T r1和電容和電容C7、C8組成單調(diào)諧回路。組成單調(diào)諧回路。C4C5為中頻旁路電容。人工增益控制電壓通過為中頻旁路電容。人工增益控制電壓通過R9加至加至T1發(fā)射極，改變控制電壓（發(fā)射極，改變控制電壓（-8V)可可改變本級直流工作狀態(tài)，達(dá)到增益控制的目的。改變本級直流工作狀態(tài)，達(dá)到增益控制的目的。耦合電容耦合電容C3至至T1的基極之間加接的的基極之間加接的680歐姆電阻是防止可能產(chǎn)生的寄生振蕩。歐姆電阻是防止可能產(chǎn)生的寄生振蕩。 電子信息工程系電子信息工程系2006 SmartCom高頻電子線路高頻電子線路 高頻小信號放大器高頻小信號放大器 輸入 C3 0.047F 3AG22 680 T1 R10 R6 5.1k R9 5.6k C4 0.047F C5 0.047F R7 150 R11 10k C6 0.047F R12 2.7k C9 0.047F 3AG22 T2 C7 560pF C8 560pF Tr1 3AG22 T3 R