高頻電子線路(第三章 高頻小信號放大器)

1、第三章高頻小信號放大器電路性質(zhì)：線性、甲類放大器基礎(chǔ)知識：- 并聯(lián)諧振回路- 抽頭等效變換本章內(nèi)容n3.1 概述n3.2 晶體管高頻小信號等效電路和參數(shù)n3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器n3.4 多級單調(diào)諧回路諧振放大器n3.5 雙調(diào)諧回路諧振放大器*注意：3.63.10節(jié)不講第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.1 概述n一、高頻小信號放大器的特點n 頻率較高中心頻率一般在幾百kHz到幾百MHz帶寬（2f0.7）在幾kHz到幾十MHzn 小信號信號較小，所以工作在 線性范圍內(nèi)(甲類 放大器)BEvCi第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器把這一段把這一段近似看作近似看作一段直

2、線一段直線二、高頻小信號放大器分類n按所用的材料分類：晶體管（BJT）場效應(yīng)管（FET）集成電路（IC）n按頻譜寬度：窄帶放大器和寬帶放大器n按電路形式：單級放大器和多級放大器n按負(fù)載性質(zhì)：諧振放大器（以諧振電路作為負(fù)載）非諧振放大器（以阻容耦合電路作為負(fù)載）3.1 概述第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器通過學(xué)習(xí)基于晶體管的諧振放通過學(xué)習(xí)基于晶體管的諧振放大器來掌握基本原理，其他類大器來掌握基本原理，其他類型的放大器原理基本相同。型的放大器原理基本相同。三、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)3.1 概述（1）增益（放大倍數(shù)）增益（放大倍數(shù)）ivVVAo電壓增益iopPPA 功率增益ivVV

3、AdBolg20）表示應(yīng)為用分貝（iopPPAlg10第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器40?dB舉例：若一個小信號放大器的電壓增益為，其實際電壓放大倍數(shù)是多少40dBlg20:oivVVA因為解2lgoiVV所以)(100o倍放大倍數(shù)iVV（2）通頻帶n定義：放大器的電壓增益下降到最大值的0.7（即1/ ）倍時，上、下限頻率之間的頻率范圍稱為放大器的通頻帶，用 表示。也稱為3dB帶寬。第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.1 概述三、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)27 . 02 fB后面將會后面將會證明諧振證明諧振放大器的放大器的通頻帶與通頻帶與諧振回路諧振回路的通頻帶的

4、通頻帶是類似的是類似的調(diào)諧放大器電壓增益的頻率特性曲線調(diào)諧放大器電壓增益的頻率特性曲線7 . 02 f2lg20調(diào)諧放大器電壓增益的頻率特性曲線調(diào)諧放大器電壓增益的頻率特性曲線（3）選擇性n定義：表示放大電路從混合信號（有用信號與干擾信號的疊加信號）中選出有用信號，并抑制干擾信號的能力。n衡量指標(biāo)矩形系數(shù)抑制比第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.1 概述三、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)1 . 0rK矩形系數(shù)1 . 02 f7 . 02 f矩形系數(shù)越小，曲線越接近矩形，選擇矩形系數(shù)越小，曲線越接近矩形，選擇性越好，矩形系數(shù)最小值為性越好，矩形系數(shù)最小值為 1（4）工作穩(wěn)定性n一個理想

5、的放大器其主要指標(biāo)（如增益、通頻帶、中心頻率等）應(yīng)不隨時間和外界變化而變化，謂之穩(wěn)定。n反之則為不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的極限情況是自激（無規(guī)則的、失控的正反饋）。n提高穩(wěn)定性，避免自激的措施有合理選擇器件、合理設(shè)計PCB布局布線單級的增益不要過高加入穩(wěn)定電路（如負(fù)反饋電路）等第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.1 概述三、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo)（5）噪聲系數(shù)n定義：第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.1 概述三、高頻小信號放大器的質(zhì)量指標(biāo))(/)(/nosonisiF輸出信噪比輸出信噪比輸入信噪比輸入信噪比PPPPN 高頻小信號高頻小信號放大器放大器此信號功率為Psi此

6、信號功率為Pni此信號功率為Pso此信號功率為Pno級起決定作用前有多級放大器時越好越接近于通常大于2,11,FN3.2 晶體管高頻小信號等效電路和參數(shù)n為什么要提出小信號等效電路?回答：由于信號幅度很?。╩V級），所以可認(rèn)為晶體三極管工作于線性區(qū)，如果把它等效成我們學(xué)過的線性元件的組合電路，那么就可以用我們學(xué)過的線性電路知識進(jìn)行分析了。n等效方法形式等效電路（如y參數(shù)、h參數(shù)）物理模擬等效電路（參數(shù)）第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器BEvCi重點重點把這一段把這一段近似看作近似看作一段直線一段直線3.2.1 形式等效電路（主要介紹y參數(shù)）n圖中，若以V1和V2為 自變量， I1

7、和I2為參 變量，列出表達(dá)式：第第三三章章 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和參數(shù)+V1-+V2-I1I2212211VyVyIVyVyIofri其中的其中的 yi、yr、yf、yo 合稱為合稱為 y 參數(shù)參數(shù)可以看出可以看出4個參數(shù)均為導(dǎo)納量綱，故其稱為個參數(shù)均為導(dǎo)納量綱，故其稱為 y 參數(shù)參數(shù)根據(jù)y參數(shù)公式畫出y參數(shù)等效電路n這個等效電路非常重要，希望同學(xué)們記住。第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.1 形式等效電路（y參數(shù)）yiyoyr V2yfV1+V1-+V2-I1I2+V1-+V2-I1I2yieyoeyreuceyfeube+ube

8、-+uce-ibic等效等效用三極管引腳用三極管引腳b,c,e來表示來表示利用y參數(shù)求單純?nèi)壒芊糯箅娐返碾妷涸鲆娴诘谌抡?高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.1 形式等效電路（y參數(shù)）yieyoeyre V2yfeV1+V1-+V2-I2YL2212:LfeoeIVYyVyV根據(jù) 的電流方程LoefevTYyyVVA12單純?nèi)龢O管電壓增益(63.2.10)P教材公式3y參數(shù)的求法和含義第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.1 形式等效電路（y參數(shù)）導(dǎo)納導(dǎo)納稱為輸出短路時的輸入稱為輸出短路時的輸入0112ViVIy+V1-+V2-I1I2傳輸導(dǎo)納傳輸導(dǎo)納稱為輸入短路時的

9、反向稱為輸入短路時的反向0211VrVIy212211VyVyIVyVyIofri傳傳輸輸導(dǎo)導(dǎo)納納稱稱為為輸輸出出短短路路時時的的正正向向0122VfVIy212211VyVyIVyVyIofri導(dǎo)導(dǎo)納納稱稱為為輸輸入入短短路路時時的的輸輸出出0221VoVIy212211VyVyIVyVyIofriy參數(shù)可能是參數(shù)可能是復(fù)數(shù)，如復(fù)數(shù)，如(25+10j)mS課上思考：課上思考：復(fù)數(shù)意味著什復(fù)數(shù)意味著什么物理含義？么物理含義？yie和yoe的其他表示方法第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.3 混合參數(shù)和y參數(shù)的轉(zhuǎn)換yieyoeyre V2yfeV1giegoeyre V2yfe

10、V1CieCoe由于由于yie和和yoe均為復(fù)均為復(fù)數(shù)，而且虛部數(shù)，而且虛部(電納電納)通常為正數(shù)，所以在通常為正數(shù)，所以在圖中，我們可以將其圖中，我們可以將其看作一個電導(dǎo)看作一個電導(dǎo)g與一與一個電容個電容C的并聯(lián)。的并聯(lián)。ieieieCjgyoeoeoeCjgy3.2.2 混合等效電路n根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，分析客觀 存在的寄生電容、電阻， 從而畫出等效電路。第第三三章章 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和參數(shù)eb rcerbcreeCbeCbcrbbrbecrccbgm ubeCberbbCbcrbcrbeubercegm ube其中其中 Cbc 和和 rbb 在高

11、頻時危害最大在高頻時危害最大CberbbCbcrbcrbeubercegm ube其中 Cbc 和 rbb 在高頻時危害最大。 Cbc將輸出的交流電壓反饋一部分到輸入端，可能引起放大器的自激。 rbb 在共基電路中引起高頻負(fù)反饋，降低晶體管的電流放大系數(shù)。所以希望他們的值盡量小。Cbe是發(fā)射結(jié)電容; rbc是集電結(jié)電阻; Cbc是集電結(jié)電容; rbb是基極電阻。mm0begg =/r/26mccIIA為晶體管的跨導(dǎo)，可表示為：， 的單位為。bebe00r-r =26/mEEIIA為基 射極電阻，可表示為：，為共發(fā)射極組態(tài)晶體管的低頻電流放大倍數(shù)；為發(fā)射極電流，單位為。cer-為集 射極電阻。3

12、.2.3 混合參數(shù)和y參數(shù)的轉(zhuǎn)換n為什么要進(jìn)行轉(zhuǎn)換？回答：拿到一個三極管時，往往只知道其物理參數(shù)，而不知道y參數(shù)。而且，由后面的推導(dǎo)，同學(xué)們可知，y參數(shù)不僅與參數(shù)有關(guān)，還與工工作頻率作頻率有關(guān)！n轉(zhuǎn)換方法由參數(shù)電路出發(fā)，推出與y參數(shù)方程形式上一樣的表達(dá)式，則其系數(shù)即為y參數(shù)了。第第三三章章 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和參數(shù)（經(jīng)常用的是將（經(jīng)常用的是將參數(shù)轉(zhuǎn)換成參數(shù)轉(zhuǎn)換成y參數(shù)）參數(shù)）由參數(shù)推出y參數(shù)的原理第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.3 混合參數(shù)和y參數(shù)的轉(zhuǎn)換CberbbCbcrbcrbeVbercegm ubebIbeVcIceV

13、引入中間變量引入中間變量Vbe（最后會消去）（最后會消去）bbebbebbbrVVIr個方程上的歐姆定律列出第一根據(jù)()bb eb eb eceb cbIVyVVy根據(jù) 點的節(jié)點電流方程列出第二個方程書上公式3.2.13將上式代入可得書上公式3.2.14cbebcececeebmcyVVrVVgIc)(第三個方程點的節(jié)點電流方程列出根據(jù)書上公式3.2.15由參數(shù)推出y參數(shù)的原理(續(xù))第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.3 混合參數(shù)和y參數(shù)的轉(zhuǎn)換cecbebbbcbmbbcbcbcebecbebbbcbmccecbebbbcbbecbebbbcbebbebVyyrygryygV

14、yyrygIVyyryVyyryyIV)(1)()(1)(1)(1:,可得兩個方程消去將上面三個方程整理212211VyVyIVyVyIyofri參數(shù)方程對比+V1-+V2-I1I2bI即cI即beV即ceV即3.2.4 晶體管的高頻參數(shù)n為什么要了解晶體管的高頻參數(shù)?回答：晶體三極管在高頻下放大性能表現(xiàn)出一定的衰減特性，與低頻下的特性不一樣。n主要的高頻參數(shù)有：截止頻率特征頻率最高振蕩頻率第三章第三章 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和參數(shù)第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.4 晶體管的高頻參數(shù) f0 2/0 Tf f1時時的的頻頻率率的的頻

15、頻值值隨隨著著工工作作頻頻率率下下降降到到低低210電流放大倍數(shù)2001,1ffffj由于由于1 截截止止頻頻率率 f由于由于0比比1大的多大的多, ,在頻率為在頻率為f時時,|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 特特 征征 頻頻 率率Tf定定義義：當(dāng)當(dāng) 下下降降到到1 時時所所對對應(yīng)應(yīng)的的頻頻率率為為Tf低頻區(qū)低頻區(qū) 由定義：令由定義：令1)ff(12T0第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.4 晶體管的高頻參數(shù)2 特特 征征 頻頻 率率Tf（續(xù)）（續(xù)）的電流放大倍數(shù)

16、可以估算出工作頻率下時當(dāng)工作頻率利用上頁的結(jié)論,ff 可忽略掉分母中的時當(dāng)工作頻率1, 1,ffffffT022011ffffffTffffffTT第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.4 晶體管的高頻參數(shù)0:9014150MHz100,50?MHz例題1已知高頻三極管的特征頻率是，求其截止頻率；當(dāng)其工作在時，試估算此時的電流放大倍數(shù)ffT0:由解)(5 . 11001500MHzffT截止頻率3501505 . 150ffMHzMHzT截止頻率工作頻率低頻時能放大電流低頻時能放大電流100倍的三極管工作倍的三極管工作在在50MHz的高頻時只能放大的高頻時只能放大3倍了！倍了！

17、第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.2.4 晶體管的高頻參數(shù)3 最最高高振振蕩蕩頻頻率率maxf定定義義：晶晶體體管管的的功功率率增增益益1 pG時時的的工工作作頻頻率率為為maxf maxf表表示示一一個個晶晶體體管管所所能能適適用用的的最最高高極極限限頻頻率率。在在此此頻頻率率工工作作時時，晶晶體體管管已已得得不不到到功功率率放放大大。一一般般當(dāng)當(dāng)maxff 時時，無無論論用用什什么么方方法法都都不不能能使使晶晶體體管管產(chǎn)產(chǎn)生生振振蕩蕩?？煽梢砸宰C證明明：cbebbbmmaxCCr4g21f 以以上上三三個個頻頻率率參參數(shù)數(shù)的的大大小小順順序序為為： fffT max。(了解

18、即可)例題2：0250=50=1MHz20MHz50MHzTfMHzf某晶體管的特征頻率，。求該管在、和時的 值。000222,=5z501,4911( )155020,12.1201()550=5250550TTTffffMHfMHzfffMHzfMHzffMHzff解： 由得。，此時截止頻率抽頭等效關(guān)系總結(jié)(bc為抽頭,ac為總的回路的兩個端點)(代 的變量為去掉抽頭后的等效值)2pZZacbcpVVacbciiRpR21阻抗的關(guān)系阻抗的關(guān)系電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系抽頭處看進(jìn)去的阻抗和電壓都比較小抽頭處看進(jìn)去的阻抗和電壓都比較小電阻去抽頭電阻去抽頭電流源去抽頭電流源去抽頭變大變大SSpII 變

19、小變小電容去抽頭電容去抽頭iiCpC2變小變小abL1L2Cc3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器n本節(jié)主要內(nèi)容單調(diào)諧回路諧振放大器的典型電路3.3.1 電壓增益的分析3.3.2 功率增益及插入損耗3.3.3 通頻帶與選擇性第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器單調(diào)諧回路諧振放大器的典型電路第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器45123Rb1Rb2ReYLCbCeCB1B2VTVcc一、實際電路圖一、實際電路圖分析第分析第步：直流變交流步：直流變交流（即畫小信號等效電路）（即畫小信號等效電路）直流變交流的畫法原則：直流變交流的畫法原則：(i)地與地與Vcc

20、都接入交流地都接入交流地(ii)旁路電容視為短路旁路電容視為短路(iii)大電阻可視為開路大電阻可視為開路放大放大單調(diào)諧回路諧振放大器的典型電路第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器二、交流二、交流(小信號小信號)等效電路圖等效電路圖32145B1B2C YLTpGppRG1圖中單調(diào)諧回路諧振放大器的典型電路第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器三、將三極管用三、將三極管用y參數(shù)模型等效后的電路圖參數(shù)模型等效后的電路圖32145yieyoeyreVo1yfeVi1 CYL+Vi2-+Vi1-pG單調(diào)諧回路諧振放大器的典型電

21、路第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器四、忽略四、忽略yre參數(shù)參數(shù)(不考慮反饋不考慮反饋)后的電路圖后的電路圖yfeVi1yoe1LC2LYL匝總共22NL)2,1(11匝點之間為點與匝總共NNL12354pG單調(diào)諧回路諧振放大器的典型電路第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器五、五、L1與與L2緊耦合時（相當(dāng)于抽頭）的電路圖緊耦合時（相當(dāng)于抽頭）的電路圖yfeVi1yoe1LCYL1234NNLLp1131211522211LLNpLLNpG單調(diào)諧回路諧振放大器的典型電路第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器

22、3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器六、將六、將yoe和和YL看作實際器件（電導(dǎo)與電容的看作實際器件（電導(dǎo)與電容的并聯(lián)）后的電路圖并聯(lián)）后的電路圖yfeVi1go11LC1234NNLLp11312122213LNpLNCo1gi2Ci2pG+Vo1-+Vi2-才是。并不是最終輸出電壓注意21 !:ioVV3.3.1 電壓增益的分析n分析目標(biāo)：Av=Vi2 /Vi1n采用兩種方法分析：方法一：方法一：“徹底等效法徹底等效法” ，即將所有從抽頭接，即將所有從抽頭接入電路的元件都進(jìn)行入電路的元件都進(jìn)行“去抽頭等效變換去抽頭等效變換”（見（見2.3.3 ）方法二：教材上的方法（兩級分析，先分析方法二：教材上

23、的方法（兩級分析，先分析 Vo1 / Vi1，再分析，再分析Vi2 / Vo1）n推薦同學(xué)們按方法一分析推薦同學(xué)們按方法一分析第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器分析方法一（電路）第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析yfeVi11LC1234NNp11NNp22+-Vi2p1yfeVi11211oogpg+-2213pVVi抽頭等效抽頭等效Co1go1pGgi2Ci21LC13pG1211ooCpC2222iigpg2222iiCpC分析方法一（計算任意頻率下電壓增益Av）第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3

24、.3.1 電壓增益的分析1322VpViLjCpCpCjgpgpGVypioiopife1)()(22212122212111YVypife11總導(dǎo)納電流pG記為C記為111()feipp y VGjCL 12211()feivipp p yVAVGjCL 此為任意頻率下的電壓增益此為任意頻率下的電壓增益分析方法一（計算諧振頻率下Av0 ）第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析0,諧振時總導(dǎo)納虛部為根據(jù)諧振條件LC001即12120001()fefevppp p yp p yAGGjCL 此時22212121iopfegpgpGypp我們通常只關(guān)心其幅度222

25、121210iopfevgpgpGyppA例1（06年試題）（第1問）三極管三極管T1與與T2同型號同型號HL5601000Q匝16213N匝461N匝132NkHzf4650三極管的參數(shù)如下三極管的參數(shù)如下 mSgie0 . 1pFCie400Sgoe110pFCoe62mSyfe28|求諧振電壓增益求諧振電壓增益 解：28. 0162461311NNp08. 0162131322NNp第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析例例1（續(xù)，（續(xù)，第第2問）問）例1（續(xù)）SLQRGpp663001012. 610560104652100111LRQp00LQRp0

26、0222121ioppgpgpGGieoepgpgpG2221S632626102110108. 01011028. 01012. 6301021102808. 028. 0|63210gyppAfevpG第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析例3.3.1（續(xù)）第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析并并的公式將變?yōu)槟敲?，為了擴(kuò)展通頻帶如果電路圖中還存在需要注意的是GgpgpGGGRieoeppp2221)(,并并RG1分析方法二(教材的方法)第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析yfeVi1g

27、o11LC1234NNLLp11312122213LNpLNCo1gi2Ci2pG+Vo1-+Vi2-才是。并不是最終輸出電壓注意21 !:ioVV11,3.2.10oiVV為單純?nèi)龢O管的放大增益 根據(jù)教材公式11ioVVLoefevTYyyALY如何求這一項呢?11,()LLYY還是需要將所有的元件等效到 兩端算出 兩端總的導(dǎo)納方法一中的LoeYy分析方法二 (續(xù))第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析12.3.312.3.3acoeLbcYZyYZ這是因為相當(dāng)于第節(jié)中的而恰好相當(dāng)于第節(jié)中的)(21LoeYypY21pYYyLoe計算式中代入上頁的11ioV

28、V211121(3.3.2)fefeoiyp yVYVYp 得教材的式分析方法二 (續(xù))第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.1 電壓增益的分析121112oiioiiVVVVVV而上頁已經(jīng)求出12iiVV但我們要求的是)(121212回兩端的總電壓是無抽頭的其中LCVppVpVpVVooooi121112ppVVVVioiiYyppppYypfefe211221Y即方法一中的從而兩種方法得到了相同的結(jié)果從而兩種方法得到了相同的結(jié)果,后面的推導(dǎo)一樣了后面的推導(dǎo)一樣了但是方法二有點繞彎但是方法二有點繞彎3.3.2 功率增益及插入損耗第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3

29、.3 單調(diào)諧回路諧振放大器Gp11ifeVyp121ogp222igpab三極管輸入電阻輸入電壓振幅的平方放大器輸入功率21iP12121iigV所消耗的功率阻即下一級電路的輸入電負(fù)載放大器輸出功率)(oP222221iabgpV三者并聯(lián)為三者并聯(lián)為Gp)()(21222211看上圖ipifegpGVyp222igp等效成了小信號放大器功率增益表達(dá)式第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.2 功率增益及插入損耗功率增益的表達(dá)式和由上頁得出的,oiPP122210)(iipfeiopggGyppPPA0vA恰好為1220iivggA21iigg特殊地，當(dāng)下一級電路的輸入電導(dǎo)與放大器

30、的輸入電導(dǎo)相等時)(的放大器相同型號的三極管組成例如，下一級電路是由20021vpiiAAgg，此時則插入損耗K1n定義：第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.2 功率增益及插入損耗111PP有損耗時的輸出功率無損耗時的輸出功率K上的損耗考慮所謂“無損耗”就是不pG上的損耗慮所謂“有損耗”就是考pGGp0I121ogp222igp時不考慮pG)(2122221iabgpVP ab)(2122222221210iiigpgpgpI時考慮pG)(2122221iabgpVP)(2122222221210iiipgpgpgpGI插入損耗K1 (續(xù))第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小

31、信號放大器3.3.2 功率增益及插入損耗2222121222121111iiiipgpgpgpgpGPPK注意：注意：K1是大于是大于1的數(shù)的數(shù)LGLRQpp0001不帶負(fù)載時的又LQGp001LgpgpGLGLRQiipppL022212100)(11帶負(fù)載時的LQgpgpGLiip02221211pLiiGLQgpgp02221211LQLQL00011200001111LQLQLQKLL2011QQL20)1 (1QQL例1（續(xù)，第2問）n電路圖和已知不變，求功率增益及插入損耗第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.2 功率增益及插入損耗900302200vpAA型號相同前

32、后兩級使用的三極管29105601046521021116360LGQpL又98. 1)100291 (1)1 (12201QQKL換算成換算成dB為為2.97dB例圖例圖3.3.3 通頻帶與選擇性n在講諧振回路的通頻帶時，我們引入了歸一化諧振曲線；同樣在研究小信號放大器的通頻帶時，我們引入“歸一化增益曲線”的概念，即第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3 單調(diào)諧回路諧振放大器0vvAA諧振時電壓增益任意頻率下的電壓增益12121()1()feppfeppp p yGjCGLp p yGjCLG 0211ffjQL與串并聯(lián)回路諧振曲線形式上完全一樣，只不過要用有載時的與串并聯(lián)回路

33、諧振曲線形式上完全一樣，只不過要用有載時的QL千萬不千萬不要用要用Q0高頻小信號放大器的通頻帶第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.3 通頻帶與選擇性LQffB07 . 02 oAA 1B21一定要注意此處一定要注意此處是是QL不是不是Q0的另外一個表達(dá)式求出來可以利用07 . 002vLAffQpfevGyppA210Cfyppfe7 . 0214LfeQCypp02107 . 00212ffCyppfe(書上的公式書上的公式3.3.20)高頻小信號放大器的選擇性 oAA 17 . 0f2 1 .0f2 第第三三章章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.3 通頻帶與選擇性

34、如如果果令令1 . 02111 . 01 . 0 oLoffQAA 可可 得得 ：Lo21.0Qf110f2 單調(diào)諧回路放大器的單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1，故，故其選擇性差，這是單其選擇性差，這是單調(diào)諧回路放大器的缺調(diào)諧回路放大器的缺點。點。注意它與注意它與Q QL L和和f f0 0無關(guān)，即，只要是單級單調(diào)無關(guān)，即，只要是單級單調(diào)諧放大器，矩形系數(shù)均為諧放大器，矩形系數(shù)均為9.959.95例1（續(xù)，第3問）n電路圖和已知不變，求通頻帶與矩形系數(shù)第四章第四章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.3.3 通頻帶與選擇性292LQ問時已經(jīng)求出在第kHzQfBLL1629104

35、6530這里可直接套用公式,大器的矩形系數(shù)都一樣由于所有單調(diào)諧回路放單級單調(diào)諧回路放大器解題思路) !( ) 1 (21注意一定不能出錯和先求出pp根據(jù)已知量求出未知量利用公式CRLRQpp000 (2)(,2221ieoeCpCpCCC而是并不是電路圖中的要注意這里C, (3)的可根據(jù)上式求出電路中如果需要pieoeppoeGGgpgpGGgy求出以及公式和參數(shù)中的實部利用給出的并)(g )4(2221ie的倒數(shù)步中求出的就是第ppRG(2)!要看電路圖是否加并G此項可能此項可能有有,也可能也可能沒有沒有,具體具體要看電路要看電路單級單調(diào)諧回路放大器解題思路求電壓放大增益）利用（pfevGy

36、ppA2105求功率放大增益）利用（2006vpAALppLQLGLRQ求出利用公式001 (7)求出通頻帶等利用公式LLQfB0 (8)45 1 2 3Rb1Rb2ReyLCbCeCB1B2 TLVcc附錄附錄1、單調(diào)諧小信號放大器實際電路圖、單調(diào)諧小信號放大器實際電路圖返回返回3.4 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，就要采用多級放大器若單級放大器的增益不能滿足要求，就要采用多級放大器而而諧諧振振時時的的電電壓壓總總增增益益為為：n0u03u02u01u0nAAAAA Au1Au2Aun相相同同如如果果各各級級放放大大器器的的增增益益m2202011A()121mmm

37、vmmLAAAQff多級單調(diào)諧放大器通頻帶第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.4 多級單調(diào)諧回路諧振放大器根據(jù)通頻帶的定義可以求根據(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121mLommmQffB12217 . 0帶寬縮減后如何恢復(fù),及恢復(fù)后的副作用第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.4 多級單調(diào)諧回路諧振放大器121mm原來的級放大器級聯(lián)后帶寬是121mLQ 也變成原來的要想恢復(fù)，需要將121110mppLGLGQ變?yōu)樵瓉淼男枰獙⒂諰QfB0而路兩端并聯(lián)電阻）（實際措施是在諧振回即增大pG1210210mvpfevAGyppA下降到了原來的導(dǎo)致其副作

38、用是：由于3.10(4.10)習(xí)題可以利用這個結(jié)論多級單調(diào)諧放大器的選擇性（仍以矩形系數(shù)衡量）第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.4 多級單調(diào)諧回路諧振放大器m0A0.1Am根根據(jù)據(jù)定定義義: :當(dāng)當(dāng)時時LmmQff011 . 01100)2(10.10.110.721001K221mmrmmff故故: :第二次作業(yè)n教材121頁(152頁)n習(xí)題3.10(4.10)注意有R5的公式！不能簡單套用書上的pG3.5 雙調(diào)諧回路諧振放大器n以雙調(diào)諧耦合回路作為負(fù)載n其曲線的形式和特點與雙調(diào)諧耦合回路的諧振曲線一致n分析單調(diào)諧回路時，我們將放大器等效成了一個標(biāo)準(zhǔn)的并聯(lián)諧振回路；同樣道理

39、，我們在分析雙調(diào)諧回路放大器時，可將其等效成一個標(biāo)準(zhǔn)的，雙諧振耦合回路。（故推導(dǎo)過程略，下面直接給出推導(dǎo)結(jié)果）第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器雙調(diào)諧回路放大器的電壓增益)C1)(M最小作實驗時耦合電容弱耦合時)(1max2120vfevAgyppA達(dá)不到最大值第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.5 雙調(diào)諧回路諧振放大器pGg為任意一個回路的其中vA Avmax)C1)(M大小居中作實驗時耦合電容臨界耦合時),(2max210但只有一個峰值可達(dá)到最大值vfevAgyppA)C1)(M最大作實驗時耦合電容強(qiáng)耦合時),(2max210且有兩個峰值可達(dá)到最大值vfevAgy

40、ppA雙調(diào)諧回路放大器的通頻帶n我們只關(guān)心臨界耦合時的通頻帶，它與單純的雙調(diào)諧耦合回路的通頻帶形式上是一樣的，但要用QL第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.5 雙調(diào)諧回路諧振放大器LQffB07 . 02)2(雙雙雙調(diào)諧回路放大器的選擇性（同樣以矩形系數(shù)來衡量）n我們只關(guān)心臨界耦合時的矩形系數(shù)第三章第三章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器3.5 雙調(diào)諧回路諧振放大器4042vvAA臨界耦合時401 . 04440020.142ffQL可得令雙雙得7 . 04041 . 021001210012fQffL16. 310012247 . 01 . 01 . 0雙雙矩形系數(shù)ffKr比比

41、5級以下的多級單調(diào)諧回路放大器的選擇性要好級以下的多級單調(diào)諧回路放大器的選擇性要好本章的重點n單調(diào)諧回路放大器電壓增益、功率增益、通頻帶n最重要的是三個公式的應(yīng)用并通頻帶的計算通常應(yīng)用于實際電路的的計算通常應(yīng)用于空載時RpgpgpGGLGQGLGLRQieoepppLppp1112222210000這項的有無要根據(jù)這項的有無要根據(jù)實際電路來決定實際電路來決定一高頻小信號放大器電路一高頻小信號放大器電路如圖所示。如圖所示。014012233435,2,100,5,10fMHzLuHQNNN匝匝。三極管三極管T1與與T2型號相同，它們的型號相同，它們的y參數(shù)為：參數(shù)為：3.2,10,0.55,5.

42、8,| 53,ieieoeoeferegmS CpF gmS CpFymSy忽略。1.畫出交流等效電路（要求在圖中對應(yīng)標(biāo)出畫出交流等效電路（要求在圖中對應(yīng)標(biāo)出14各點）；各點）；2.計算回路電容計算回路電容C（注：不要忽略三極管（注：不要忽略三極管T1的的Coe以及以及T2的的Cie的影響）；的影響）；3.計算計算|Av0|、通頻帶、插入損耗。、通頻帶、插入損耗。解：（解：（1）交流通道圖如下：）交流通道圖如下：13114N10p0.5N2012214N5p0.25N20pFLCCL35.10102)10352(1116261420140pFCpCpCCieoe27. 81025. 08 . 55 . 035.10222221（2）（3）)(7 .221001021035211660140uSQLGp22126232322 7 100 50 55 100 253 2 100 36ppoeieGGp gp g.(mS )312030 5 0 25 53 1018 40 36 10fevpp p | y |.| A |.G.663014116 3235 102 10