高頻諧振放大器-1

1、第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器 3.1 3.1 高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)放大器 3.2 3.2 高頻功率放大器的原理和特性高頻功率放大器的原理和特性 3.3 3.3 高頻功率放大器的高頻效應(yīng)高頻功率放大器的高頻效應(yīng) 3.4 3.4 高頻功率放大器的實(shí)際線(xiàn)路高頻功率放大器的實(shí)際線(xiàn)路 3.5 3.5 功率合成與射頻模塊放大器功率合成與射頻模塊放大器 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器23.1 高頻小信號(hào)放大器 l高頻小信號(hào)諧振放大器的功用就是放大各種無(wú)線(xiàn)電設(shè)備中的高頻小信號(hào)。l工作在線(xiàn)性范圍，基本類(lèi)型是頻帶放大器l“諧振”是指負(fù)

2、載為選頻振蕩回路，工作在諧振頻率對(duì)輸出信號(hào)頻率進(jìn)行諧振,兼具阻抗變換和選頻濾波之功能。l分類(lèi): 窄帶與寬帶; 分立與集成.l主要要求： 增益高；選頻性能好；工作穩(wěn)定可靠。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器3RL2L3C14VRb1Rb2CbReCe(a)53.1.1 高頻小信號(hào)諧振放大器的工作原理高頻小信號(hào)諧振放大器的工作原理高頻小信號(hào)諧振放大器的實(shí)際線(xiàn)路第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器4RL2LC5V(b)431 圖 3 1 高頻小信號(hào)諧振放大器 (a) 實(shí)際線(xiàn)路; (b) 交流等效電路 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器53.1.2 放大器性能分析l1 晶體

3、管的高頻等效電路晶體管的高頻等效電路 晶體管在高頻運(yùn)用時(shí)的混等效電路rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器63.1.2 放大器性能分析放大器性能分析1 晶體管的高頻運(yùn)用時(shí)混晶體管的高頻運(yùn)用時(shí)混等效電路等效電路l基射極間電阻：l0 是共射組態(tài)晶體管的低頻電流放大倍數(shù)rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C026EberI第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器7lgm為跨導(dǎo)表示放大能力026()CmbembebebebcbbIgrg UCCrCCr表示晶體管放大作用的等效電流源；（）是發(fā)射結(jié)電容；是集電結(jié)電阻;是集電結(jié)電容

4、; 是基極電阻rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器8Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce. Y參數(shù)等效電路晶體管Y參數(shù)等效電路的Y參數(shù)方程coebfeccrebiebUYUYIUYUYI第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器9Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce.coebfeccrebiebUYUYIUYUYI第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器10Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce.(a)混等效電路 (b)Y參數(shù)等效電路rbbU

5、be.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器11l在忽略在忽略rbe及滿(mǎn)足及滿(mǎn)足CC的條件下的條件下, Y參數(shù)與混參數(shù)與混參數(shù)之間的關(guān)系為：參數(shù)之間的關(guān)系為：1111iebbbbmoebbmfebburebbj CYj C rj C r gYj Cj C rgYj C rj CYj C r (3 1)(3 2) (3 3) (3 4) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器12晶體管高頻參數(shù)晶體管高頻參數(shù)l截止頻率截止頻率f：當(dāng)下降到低頻電流 放大系數(shù)0 的0.707倍時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率稱(chēng)為晶體管的截止頻率。l特征頻率特征頻率fT定義：ll 下降

6、到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。 l意義：意義：f fT時(shí)， f fmaxT第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器15晶體管Y參數(shù)等效電路混合參數(shù)等效電路截止頻率f特征頻率fTf f fmaxT第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器162 放大器的性能參數(shù) 忽略管子內(nèi)部的反饋, 即令Yre =0, 由圖可得cLcbSSbUYIUYII(3 6a) ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.圖圖3 1高頻小信號(hào)放大器的高頻等效電路高頻小信號(hào)放大器的高頻等效電路 (3 6b) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器17cfeboecLcfebLcoefecoe

7、LbcIY UY UY UY UY UY UYUKYYU +(1) 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)K： (3 7) ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器18 (3 8) biebrecfefebccoferebeLoeLbrefebbiebiieoeLLoebIY UY UYY UUKUYYYYUY Y UIY UY YIYYYYYUY 又有：（2）輸入導(dǎo)納：ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器190Si0 (3 9) -SrefecoI

8、oecoecfebrecbScSeeiIY UY UY UUYYY YIYYYYIU 時(shí)有：（3又）輸出導(dǎo)納為：ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器20l晶體管存在反向傳輸導(dǎo)納晶體管存在反向傳輸導(dǎo)納yre ,輸出電壓可通過(guò)輸出電壓可通過(guò)yre反向作用到輸入端，引起輸入電流的變化，這反向作用到輸入端，引起輸入電流的變化，這種反饋?zhàn)饔每赡芤鸱糯笃鞣N反饋?zhàn)饔每赡芤鸱糯笃鳟a(chǎn)生自激產(chǎn)生自激等不良后等不良后果。果。l放大器的輸人導(dǎo)納和輸出導(dǎo)納由于放大器的輸人導(dǎo)納和輸出導(dǎo)納由于yre不為零而不為零而與與YL和和Ys有關(guān)。有

9、關(guān)。0 SferebiieoeLbrefecoIoeSiecY YIYYYYUY YIYYYYU輸入導(dǎo)納：輸出導(dǎo)納：第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器213.1.3高頻諧振放大器的穩(wěn)定性高頻諧振放大器的穩(wěn)定性 1放大器的穩(wěn)定性放大器的穩(wěn)定性 反向傳輸導(dǎo)納反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的輸入導(dǎo)納引入的輸入導(dǎo)納, 記為記為Yir 忽略忽略r bb的影響的影響 1 1mfeffereiieieiroeLembburereubbY YYYYYYYgYYgj C rj CYYj Cj C r 輸入導(dǎo)納：rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器22

10、將將Yoe歸入負(fù)載中歸入負(fù)載中, 并考慮諧振頻率并考慮諧振頻率0附近情況附近情況, 有有00000000(12) (12)(12)oeLLLfereiroeLumumLLLLiririrYYGj QY YYYYjC gC gjGj QGj QYYY 代入有：分析時(shí)，為電容()；時(shí)，為正米勒電容負(fù)反負(fù)，時(shí)，為負(fù)，.，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)饋饋；反生自激。 (3 11) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器23 iieirirFFYYYYgjb引入反饋?zhàn)杩垢拍睿海?）輸入導(dǎo)納：ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.wgF和和bF分別為電導(dǎo)和電納部分。它們除與分別為電導(dǎo)

11、和電納部分。它們除與yfe、yre、yce有關(guān)外，還是頻率的函數(shù)；隨著頻率的有關(guān)外，還是頻率的函數(shù)；隨著頻率的不同，其值可能為正或負(fù)。不同，其值可能為正或負(fù)。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器24第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器25第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器262.提高諧振放大器穩(wěn)定性的措施 l管子內(nèi)部存在反饋，即y yrere的存在使得不穩(wěn)定；l不穩(wěn)定主要表現(xiàn)：頻率特性變壞、性能指標(biāo)變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生自激。l提高放大器穩(wěn)定性的措施： 最根本的方法：選用y yrere小的晶體管l由于y yrere的反饋?zhàn)饔?，晶體管為雙向器件。使y yrere的反饋?zhàn)饔孟?/p>

12、除的過(guò)程稱(chēng)為單向化。單向化方法:中和法、失配法第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器27中和法:第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器28l在輸出與輸人之間引入外部反饋電路，以抵消晶體管內(nèi)部yre的反饋?zhàn)饔谩?2145450.2145o reNyYirefNreNfiUiy UUiY UUUyYii 內(nèi)部：外部： 如果：結(jié)果： 與幅度相等、 相位相反（差）正好相180互抵消！.2145,NfiUUYii 如果但是二者的相位總是相反的，適當(dāng)選取，仍可以實(shí)現(xiàn) 與正好 相互抵消！第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器29中和法中和法 利用中和電容Cn的中和電路。 為了抵消Yre的反

13、饋, 從集電極回路取一與 反相的電壓 , 通過(guò)Cn反饋到輸入端。根據(jù)電橋平衡有010200112211b cnnb cb cjLjLjCjCLNCCCLNcUnU則中和條件為 N2N1CeCnCb1EcUn.Uc.(a)CbV第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器30L1L2Uc.CnUo.EcV2(b)V1 圖 3 5 中和電路(a) 原理電路; (b) 某收音機(jī)實(shí)際電路N2N1CeCnCb1EcUn.Uc.(a)CbV第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器31失配法失配法l “失配”是指阻抗不匹配，主要對(duì)輸出端。l失配法的實(shí)質(zhì)是降低放大器的電壓增益，以確保滿(mǎn)足穩(wěn)定的要求。選用合

14、適的接入系數(shù)或在諧振回路兩端并聯(lián)阻尼電阻來(lái)降低電壓增益。采用共射共基級(jí)聯(lián)放大器。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器32V1V2YSYLYi YieYo YobYfbYrbYib 圖圖 3 6 共發(fā)共發(fā)共基電路共基電路 共射共射共基級(jí)聯(lián)放大器共基級(jí)聯(lián)放大器：后級(jí)共基晶體管的：后級(jí)共基晶體管的輸人導(dǎo)納較大，對(duì)于前級(jí)共射晶體管，大的負(fù)輸人導(dǎo)納較大，對(duì)于前級(jí)共射晶體管，大的負(fù)載導(dǎo)納使電壓增益低，但仍有較大電流增益。載導(dǎo)納使電壓增益低，但仍有較大電流增益。 后級(jí)共基放大電流增益小，電壓增益大。組后級(jí)共基放大電流增益小，電壓增益大。組合后的放大器的總電壓增益和功率增益都與單合后的放大器的總電壓增

15、益和功率增益都與單管共射放大電路差不多，但穩(wěn)定性高。管共射放大電路差不多，但穩(wěn)定性高。第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器33DR3R1R4R2G2G1S EcuoCSRSV 圖 3 7 雙柵場(chǎng)效應(yīng)管調(diào)諧放大器 l一個(gè)管子中有兩個(gè)控制柵極?？梢哉J(rèn)為是兩個(gè)單柵場(chǎng)效應(yīng)管的串聯(lián)組成。l從由于增加了第二柵級(jí)g2，具 有一定的屏蔽作用，使得漏極與第一柵極之間的反饋電容變得很小，穩(wěn)定性提高。雙柵場(chǎng)效應(yīng)管調(diào)諧放大器雙柵場(chǎng)效應(yīng)管調(diào)諧放大器第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器34 3.1.4多級(jí)諧振放大器多級(jí)諧振放大器 1多級(jí)單調(diào)諧放大器多級(jí)單調(diào)諧放大器 多級(jí)單調(diào)諧放大器的諧振頻率相同, 均為信

16、號(hào)的中心頻率。 nKKKK002010 (3 13) 211a(3 14) 2/2)1 (nna(3 15) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器35 2. 多級(jí)雙調(diào)諧放大器 2/4)41 (nna(3 16) 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器363. 參差調(diào)諧放大器參差調(diào)諧放大器 增加放大器中的帶寬,得到變沿陡峭的頻率特性。圖3 8是采用單調(diào)諧回路和雙調(diào)諧回路組成的參差調(diào)諧放大器的頻率特性。圖3 9示出了一彩色電視機(jī)高頻頭的調(diào)諧放大器的簡(jiǎn)化電路。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器37第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器38C2C1AGCG2G1DVSE

17、cC3 圖 3 9電視機(jī)高頻放大器的簡(jiǎn)化電路 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器393.1.5 高頻集成放大器高頻集成放大器l高頻集成放大器有兩類(lèi)高頻集成放大器有兩類(lèi): 一種是一種是非選頻非選頻的高頻集的高頻集成放大器成放大器, 主要用于某些不需要選頻功能的設(shè)備主要用于某些不需要選頻功能的設(shè)備中中, 通常以電阻或?qū)拵Ц哳l變壓器作負(fù)載通常以電阻或?qū)拵Ц哳l變壓器作負(fù)載; 另一另一種是種是選頻選頻放大器放大器, 用于需要有選頻功能用于需要有選頻功能的場(chǎng)合的場(chǎng)合, 如接收機(jī)的中放就是它的典型應(yīng)用。如接收機(jī)的中放就是它的典型應(yīng)用。 l圖圖3 10(a)中中, 集中選頻濾波器接于寬帶集成集中選頻濾波器接于寬帶集成放大器的后面。放大器的后面。 l圖圖3 10(b)是另一種接法。是另一種接法。 第第3 3章章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器40(a)(b)前 置放大器集 中濾波器寬 帶放大器