第2章小信號(hào)放大

1、2.1 概述概述一一、高頻放大器和低頻放大器的區(qū)別、高頻放大器和低頻放大器的區(qū)別 低頻放大器的工作頻率低，工作頻帶較寬，例如低頻放大器的工作頻率低，工作頻帶較寬，例如2020kHz，高低頻相差，高低頻相差1000倍，采用無(wú)調(diào)諧負(fù)載，倍，采用無(wú)調(diào)諧負(fù)載，如如電阻、變壓器電阻、變壓器等等。 高頻放大器的中心頻率一般在幾百千赫至幾百兆高頻放大器的中心頻率一般在幾百千赫至幾百兆赫，但相對(duì)頻帶很窄，一般用赫，但相對(duì)頻帶很窄，一般用選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載回路。作負(fù)載回路。因此也稱(chēng)為諧振放大器因此也稱(chēng)為諧振放大器。第第2章章 小信號(hào)調(diào)諧放大器小信號(hào)調(diào)諧放大器1. 高頻小信號(hào)放大電路（第高頻小信號(hào)放大電路（第

2、2章）章）2. 高頻功率放大電路（第高頻功率放大電路（第3章）章） 用于用于接收機(jī)，輸入電壓在微伏到毫伏，進(jìn)接收機(jī)，輸入電壓在微伏到毫伏，進(jìn)行高頻和中頻電壓放大。因?yàn)槭切⌒盘?hào)，可以行高頻和中頻電壓放大。因?yàn)槭切⌒盘?hào)，可以用線性方法分析。用線性方法分析。 用于發(fā)射機(jī)，輸入電壓在幾百毫伏到幾用于發(fā)射機(jī)，輸入電壓在幾百毫伏到幾伏，提供較大的輸出功率和較高的效率。因伏，提供較大的輸出功率和較高的效率。因?yàn)槭谴笮盘?hào)，不能用線性方法分析。為是大信號(hào)，不能用線性方法分析。二、高頻放大器的分類(lèi)二、高頻放大器的分類(lèi)諧振回路的特點(diǎn)諧振回路的特點(diǎn)諧振回路的組成諧振回路的組成諧振回路元件諧振回路元件串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧

3、振回路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路實(shí)例講解實(shí)例講解2.2 LC 諧振諧振回路回路1899年，德國(guó)物理學(xué)家布勞恩（18501918）發(fā)明了新型無(wú)線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，采用諧振電路，提供可調(diào)諧的工作方式。布勞恩和馬可尼共同獲得了1909年度諾貝爾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)。一一、諧振諧振回路的特點(diǎn)回路的特點(diǎn)諧振回路的主要特點(diǎn)是具有選頻作用。諧振回路的主要特點(diǎn)是具有選頻作用。二二、諧振諧振回路的組成回路的組成諧振回路也稱(chēng)振蕩回路，由電感線圈和電容器組成。諧振回路也稱(chēng)振蕩回路，由電感線圈和電容器組成。按照電感線圈、電容器和信號(hào)源連接方式的不按照電感線圈、電容器和信號(hào)源連接方式的不同，諧振回路可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式。同，諧

4、振回路可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式。三三、諧振諧振回路元件回路元件1.電感電感 品質(zhì)因數(shù)：線圈的感抗與其串聯(lián)損耗電阻之比。品質(zhì)因數(shù)：線圈的感抗與其串聯(lián)損耗電阻之比。rLrXQl對(duì)于一個(gè)線圈，在適當(dāng)?shù)膶?duì)于一個(gè)線圈，在適當(dāng)?shù)墓ぷ黝l率范圍工作頻率范圍內(nèi)，可認(rèn)為內(nèi)，可認(rèn)為Q Q近近于常數(shù)，無(wú)量綱。另外，于常數(shù)，無(wú)量綱。另外，Q Q的測(cè)量也比的測(cè)量也比r r容易。所以通容易。所以通常用常用Q Q來(lái)表示線圈的損耗性能。來(lái)表示線圈的損耗性能。（實(shí)際的等效電路）（實(shí)際的等效電路）Q Ql l：幾十到一、二百左右：幾十到一、二百左右電電感感串串并并聯(lián)聯(lián)形形式式的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換PLjRLjr111. 12222221),

5、1 (. 2LrLLrLrRPrLrXQl. 3)11 (),1 (. 422lplQLLQrRpllllppXRQQQrQLRLRX即1111. 522電感電感Q Q值的兩值的兩種表示方法種表示方法一一、諧振諧振回路的特點(diǎn)回路的特點(diǎn) 諧振諧振回路回路的主的主要特要特點(diǎn)是點(diǎn)是具有具有選頻選頻作用作用回顧回顧12.2.1串并聯(lián)諧振回路的基本特征串并聯(lián)諧振回路的基本特征二二、諧振諧振回路的組成回路的組成諧振回路也稱(chēng)振蕩回路，由電感線圈和電容器組成。諧振回路也稱(chēng)振蕩回路，由電感線圈和電容器組成。按照電感線圈、電容器和信號(hào)源連接方式的不按照電感線圈、電容器和信號(hào)源連接方式的不同，諧振回路可分為串聯(lián)和并

6、聯(lián)兩種形式。同，諧振回路可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式?；仡櫥仡?電電感感串串并并聯(lián)聯(lián)形形式式的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換PLjRLjr111. 12222221),1 (. 2LrLLrLrRPrLrXQl. 3)11 (),1 (. 422lplQLLQrRpllllppXRQQQrQLRLRX即1111. 522電感電感Q Q值的兩值的兩種表示方法種表示方法rLrXQ0)11 (),1 (22lplQLLQrRKLQRLRXRQppp10或由00有一電感，其有一電感，其L=0.8u，Q0=100。對(duì)其不同。對(duì)其不同的的等效電路模型（無(wú)說(shuō)明時(shí)，指的是串聯(lián)）：等效電路模型（無(wú)說(shuō)明時(shí)，指的是串聯(lián)）：若工作頻率若工作

7、頻率f=20M，則，則1100108 . 01020226600QfLQLruLLkrQRp8.0,1020三三、諧振諧振回路元件回路元件2.電容電容 品質(zhì)因數(shù)：線圈的容抗與品質(zhì)因數(shù)：線圈的容抗與其串聯(lián)損耗電阻之比。其串聯(lián)損耗電阻之比。crrXQc1電容器損耗電阻的大小主要由介質(zhì)材料決定，電容器損耗電阻的大小主要由介質(zhì)材料決定，損耗一般非常小，損耗一般非常小， Q Qc c在幾千到幾萬(wàn)，與電感在幾千到幾萬(wàn)，與電感線圈相比，電容器的損耗常忽略不計(jì)。線圈相比，電容器的損耗常忽略不計(jì)。（實(shí)際的等效電路）（實(shí)際的等效電路）電電容容串串并并聯(lián)聯(lián)形形式式的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換pCjRcjr111.2?,. 3PCR

8、crrXQc1.12211),1 (. 4cpcQcCQrRpPcCRXRQ1. 6即cppQRCRX11. 5電容電容Q值的兩種表示值的兩種表示方法與電感類(lèi)似。方法與電感類(lèi)似。有一電容，其有一電容，其C=200p，Q0=1000。實(shí)際。實(shí)際計(jì)計(jì)算算時(shí)：時(shí)：若工作頻率若工作頻率f=20M，則，則04. 010001020010202121112600fcQcQrpcCkrQRp200,4020crrXQ102211),1 (cpcQcCQrRkCQRCRXRQPpP401或由00四四、串聯(lián)串聯(lián)諧振回路諧振回路1.回路阻抗回路阻抗ejZcLjrjXRZ)1(22221cLrXRZrcLarctg

9、RXarctg1cLX1電電抗抗 X特特性性)1(cLjrjXRZ2.回路諧振頻率回路諧振頻率回路回路阻抗最小，回路阻抗最小，回路電流電流（記記為為I I0 0）與與外外加加電壓電壓同相，稱(chēng)回路對(duì)外加電壓同相，稱(chēng)回路對(duì)外加電壓頻率頻率呈現(xiàn)呈現(xiàn)串聯(lián)諧振。此時(shí)串聯(lián)諧振。此時(shí)的的f f計(jì)為計(jì)為f f0 0 ，稱(chēng)為諧振頻，稱(chēng)為諧振頻率。率。cLjruZui1時(shí)即當(dāng)LCCL11時(shí)當(dāng)tUumsin0mrsinUir,Z0,XIt記為L(zhǎng)C10LCf21200cLrcrrLQ1100crQc1rLQl回路回路Q(chēng) Q值是指在諧振點(diǎn)，感抗或容抗與電阻之比；而元值是指在諧振點(diǎn)，感抗或容抗與電阻之比；而元件可以在任何

10、頻率定義件可以在任何頻率定義Q Q值，當(dāng)然，在一定頻率內(nèi)變化值，當(dāng)然，在一定頻率內(nèi)變化較小。較小。如果回路電容的損耗忽如果回路電容的損耗忽略不計(jì)，則回路中的損略不計(jì)，則回路中的損耗就等于線圈電阻，因耗就等于線圈電阻，因此在此在頻率頻率f f0 0 附近，線附近，線圈圈Q Ql l值就等于回路值就等于回路Q(chēng) Q值。值。3.回路的品質(zhì)因數(shù)回路的品質(zhì)因數(shù)諧振時(shí)諧振時(shí)，回路感抗值（或容抗值）與回路，回路感抗值（或容抗值）與回路電阻電阻r r的比值稱(chēng)為回路的品質(zhì)因數(shù)，用的比值稱(chēng)為回路的品質(zhì)因數(shù)，用Q Q 表示。表示。rcrLjrcLjrZ11)1(當(dāng)當(dāng)與與0 0很接近時(shí)很接近時(shí)000002121)(1f

11、fQjrQjrjQrZ其中：其中：ff=f-f=f-f0 0表示頻率偏離諧振表示頻率偏離諧振頻率頻率的程度，稱(chēng)的程度，稱(chēng)為失諧。為失諧?；芈纷杩沟幕芈纷杩沟暮?jiǎn)化表達(dá)式簡(jiǎn)化表達(dá)式02020011jQrjQrtUumsincrrLQ001 4.串聯(lián)諧振回路的諧振曲線串聯(lián)諧振回路的諧振曲線 回路回路電流的幅度電流的幅度隨外加隨外加電壓電壓頻率頻率的的變化關(guān)系曲線稱(chēng)為諧振曲線。變化關(guān)系曲線稱(chēng)為諧振曲線。00211ffQjIiZui當(dāng)當(dāng)f f與與f f0 0很很接近時(shí)接近時(shí)（單位（單位諧振諧振曲線曲線）021ffQjrui021ffQjrZQ Q值大，諧振曲線尖，對(duì)無(wú)用信號(hào)和值大，諧振曲線尖，對(duì)無(wú)用信號(hào)

12、和噪聲的抑制能力強(qiáng)，選擇性好。噪聲的抑制能力強(qiáng)，選擇性好。 5.串聯(lián)諧振回路的相位特性曲線串聯(lián)諧振回路的相位特性曲線 串聯(lián)諧振回路的相位特性曲線諧振回路的相位特性曲線是指回路是指回路電流的電流的相角相角隨隨頻率頻率 f f變化變化的曲線。的曲線。02ffQarctgQ1 Q200211ffQjIi6.串聯(lián)諧振回路的通頻帶串聯(lián)諧振回路的通頻帶 若外加電壓信號(hào)的幅值保持若外加電壓信號(hào)的幅值保持不變，改變它的頻率，當(dāng)不變，改變它的頻率，當(dāng)回路電流的幅值等于回路電流的幅值等于諧振諧振電流值的電流值的 （-3dB-3dB）時(shí)）時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度為通頻所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度為通頻帶。帶。21QffBffQII

13、07.0207.00221)2(11Q Q值大，選擇性好，值大，選擇性好，但通頻帶窄。但通頻帶窄。00211ffQjIi 7矩形系數(shù)矩形系數(shù)矩形系數(shù)矩形系數(shù)K K0.10.1定義為單位定義為單位諧振曲線下降到諧振曲線下降到0.10.1時(shí)的時(shí)的頻帶寬度頻帶寬度B B0.10.1與通頻帶與通頻帶B B0.70.7之比。用來(lái)衡量實(shí)際之比。用來(lái)衡量實(shí)際幅頻特性曲線接近理想幅頻特性曲線接近理想幅頻特性曲線的程度。幅頻特性曲線的程度。QffBffQII021.02001102101)2(1195.911027.01.01.0BBK單諧振回路的幅頻特性不單諧振回路的幅頻特性不理想（理想為理想（理想為1 1）

14、五、五、 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路1.回路阻抗回路阻抗)1(1111LcjRRcjLjRZ22)1(1LcRRZ)1()1(cLarctgRLcarctgRLccLjcjLjcjLj111)1(1)1(11LcjRRLcjRZ電容電容C與電感與電感L 并聯(lián)：并聯(lián)：2.回路諧振頻率回路諧振頻率 回路阻抗最大，回路回路阻抗最大，回路電壓電壓（記記為為U U0 0）與與外加電外加電流流同相同相，稱(chēng)為回路對(duì)外加電流頻率呈現(xiàn)并聯(lián)諧，稱(chēng)為回路對(duì)外加電流頻率呈現(xiàn)并聯(lián)諧振。此時(shí)振。此時(shí)的的f f 計(jì)為計(jì)為f f0 0 ，稱(chēng)為諧振頻率。，稱(chēng)為諧振頻率。11ssI RuI zjRcL01ZR, usI RULC當(dāng)

15、 時(shí)，sinsmIIt當(dāng)時(shí)3.回路的品質(zhì)因數(shù)回路的品質(zhì)因數(shù) 諧振時(shí)，回路電阻諧振時(shí)，回路電阻R R與感抗與感抗值（或容抗值）的比值稱(chēng)為值（或容抗值）的比值稱(chēng)為回路的品質(zhì)因數(shù)，用回路的品質(zhì)因數(shù)，用Q Q表示表示。LRRLRQCC00001)1(1jQRLcjRRZ回路阻抗的回路阻抗的簡(jiǎn)化表達(dá)式簡(jiǎn)化表達(dá)式當(dāng)當(dāng)與與0 0很接近時(shí)很接近時(shí)000002121)(1ffQjRQjRjQRZff=f-f=f-f0 0，失諧量。失諧量。 4.并聯(lián)諧振回路的諧振曲線并聯(lián)諧振回路的諧振曲線 回路中回路中電壓電壓與外加電流與外加電流頻率頻率之之間的關(guān)系曲線稱(chēng)為諧振曲線。間的關(guān)系曲線稱(chēng)為諧振曲線。00211ffQjU

16、u0002121ffQjUffQjRiziuss當(dāng)當(dāng)與與0很接近時(shí)很接近時(shí)并聯(lián)中的電壓表達(dá)式與串聯(lián)諧振并聯(lián)中的電壓表達(dá)式與串聯(lián)諧振回路中的電流表達(dá)式一樣，因此回路中的電流表達(dá)式一樣，因此并聯(lián)諧振回路的諧振曲線、相位并聯(lián)諧振回路的諧振曲線、相位特性曲線和通頻帶與串聯(lián)諧振回特性曲線和通頻帶與串聯(lián)諧振回路一樣。路一樣。000021211ffQjRQjRjQRZ2.2.2負(fù)載負(fù)載和和信號(hào)信號(hào)源源內(nèi)阻對(duì)諧振內(nèi)阻對(duì)諧振回路的影響回路的影響 信號(hào)源內(nèi)阻信號(hào)源內(nèi)阻RsRs和負(fù)載電阻和負(fù)載電阻R RL L使調(diào)諧回路的使調(diào)諧回路的損耗增大，影響回路的損耗增大，影響回路的Q Q值，信號(hào)源電容值，信號(hào)源電容CsCs和

17、和負(fù)載電容負(fù)載電容C CL L使調(diào)諧回路的總電容加大，影響回使調(diào)諧回路的總電容加大，影響回路的諧振頻率。路的諧振頻率。實(shí)實(shí)例例講講解解例例1：電路如圖所示。已知：電路如圖所示。已知：L=586uH, C=200Pf, r=12 , RS為信號(hào)源內(nèi)阻，為信號(hào)源內(nèi)阻，RL為為負(fù)載電阻，試求以下兩種情況下的回路等負(fù)載電阻，試求以下兩種情況下的回路等效品質(zhì)因數(shù)、諧振電阻和通頻帶（效品質(zhì)因數(shù)、諧振電阻和通頻帶（1）未接）未接信號(hào)源與信號(hào)源與負(fù)載；（負(fù)載；（2）RS、 RL 均為均為200k 。 00QfB rcLrLrQrR222020. 1LcRLRQ000001111.2RRRRLsLcRLRQL0

18、LQfB0互感變壓器接入互感變壓器接入電容器抽頭接入電容器抽頭接入實(shí)例實(shí)例講解講解2.2.3 諧振回路的接入方式諧振回路的接入方式1.變壓器變壓器:1212NNuunLLLRNNRuuR22212221LLRuRu2221在分壓計(jì)算時(shí)在分壓計(jì)算時(shí)，用，用接入系數(shù)接入系數(shù)n來(lái)來(lái)描描述接入述接入部分占諧振回路兩端電壓部分占諧振回路兩端電壓的的比例。比例。2nRRLL2.電容抽頭（電容抽頭（2,3間并聯(lián)支間并聯(lián)支路的路的Q值足夠大）：值足夠大）：2.電容抽頭電容抽頭（2,3間并聯(lián)支路的間并聯(lián)支路的Q值足夠大值足夠大）另一種方法）另一種方法2nRRLLLLRuRu222121112212111CCCC

19、CCuunQ Q值大，說(shuō)明值大，說(shuō)明R RL L的的阻抗遠(yuǎn)大阻抗遠(yuǎn)大于于1/1/CC2 2，即即可忽略可忽略R RL L的的分分流。一般認(rèn)為此條件滿(mǎn)足流。一般認(rèn)為此條件滿(mǎn)足 電阻電阻RL在變換前后，在變換前后，消耗功率相等消耗功率相等結(jié)論：采用結(jié)論：采用部分接入部分接入，可使下級(jí)輸入電阻對(duì)諧，可使下級(jí)輸入電阻對(duì)諧振回路的負(fù)載作用比直接接入時(shí)明顯減弱。振回路的負(fù)載作用比直接接入時(shí)明顯減弱。3 . 實(shí)例講解實(shí)例講解在如圖所示的并聯(lián)諧振回路中，信在如圖所示的并聯(lián)諧振回路中，信號(hào)源與負(fù)載都是部分接入。已知號(hào)源與負(fù)載都是部分接入。已知RS、RL、回路參數(shù)、回路參數(shù)L、C1、C2和空載品和空載品質(zhì)因數(shù)質(zhì)因

20、數(shù)Q0，求：求：1）f0與與B； 2）RL不變，要求總負(fù)載不變，要求總負(fù)載與信號(hào)源與信號(hào)源匹配匹配，如何，如何調(diào)整回路參數(shù)？調(diào)整回路參數(shù)？2121cccccLcf210LQR000設(shè)設(shè)RS、RL對(duì)回路的接對(duì)回路的接入系數(shù)分別為入系數(shù)分別為n1、n2，則則2221,nRRnRRLLss01111RRRRLsLRQL0有載LQfB01.有損電感的等效電路有損電感的等效電路2.ppsslssppRRXLQrrXL222111.(1),(1),1pslppsllRrQLLXXQQ回顧回顧2.有損電容的等效電路有損電容的等效電路12.pscppss spRXQC Rrc rX2221.(1),1111p

21、scspcpscRrQcCQXXQcrrLQ0013.串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路cRLRQ004.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路回回顧顧QfB0Q值大，選擇性值大，選擇性好，但通頻帶窄。好，但通頻帶窄。5. 諧振曲線、諧振曲線、通頻帶通頻帶在頻率高時(shí)，窄帶在頻率高時(shí)，窄帶選頻回路要求極高選頻回路要求極高的的Q值。值。1.變壓器變壓器:1212NNuunLLLRNNRuuR22212221LLRuRu22212nRRLL回顧回顧21112212111CCCCCCuun2.電容抽頭電容抽頭2.2.3 諧振回路的接入方式諧振回路的接入方式實(shí)實(shí)例例講講解解例例1：電路如圖所示。已知：電路如圖所示。已知：L=5

22、86uH, C=200Pf, r=12 , RS為信號(hào)源內(nèi)阻，為信號(hào)源內(nèi)阻，RL為為負(fù)載電阻，試求以下兩種情況下的回路等負(fù)載電阻，試求以下兩種情況下的回路等效品質(zhì)因數(shù)、諧振電阻和通頻帶（效品質(zhì)因數(shù)、諧振電阻和通頻帶（1）未接）未接信號(hào)源與信號(hào)源與負(fù)載；（負(fù)載；（2）RS、 RL 均為均為200k 。 00QfB rcLrLrQrR222020. 1LcRLRQ00003 . 實(shí)例講解實(shí)例講解在如圖所示的并聯(lián)諧振回路中，信在如圖所示的并聯(lián)諧振回路中，信號(hào)源與負(fù)載都是部分接入。已知號(hào)源與負(fù)載都是部分接入。已知RS、RL、回路參數(shù)、回路參數(shù)L、C1、C2和空載品和空載品質(zhì)因數(shù)質(zhì)因數(shù)Q0，求：求：1）

23、f0與與B； 2）RL不變，要求總負(fù)載不變，要求總負(fù)載與信號(hào)源與信號(hào)源匹配匹配，如何，如何調(diào)整回路參數(shù)？調(diào)整回路參數(shù)？2121cccccLcf210LQR000設(shè)設(shè)RS、RL對(duì)回路的接對(duì)回路的接入系數(shù)分別為入系數(shù)分別為n1、n2，則則2221,nRRnRRLLss01111RRRRLsLRQL0有載LQfB0 射頻射頻電路的各模塊或負(fù)載一般都與傳輸線（其特性電路的各模塊或負(fù)載一般都與傳輸線（其特性阻抗一般為阻抗一般為50）相連，在其之間要考慮阻抗匹配，以）相連，在其之間要考慮阻抗匹配，以傳輸最大功率等。傳輸最大功率等。LLLRRRVP20LsRnRnR2202111求：求：1）f0與與B； 2

24、）RL不變，要求總負(fù)載不變，要求總負(fù)載與信號(hào)源與信號(hào)源匹配匹配，如何，如何調(diào)整回路參數(shù)？調(diào)整回路參數(shù)？LosRRR并一、高頻放大器和低頻放大器的區(qū)別一、高頻放大器和低頻放大器的區(qū)別 低頻放大器的工作頻率低，工作頻帶較寬，例如低頻放大器的工作頻率低，工作頻帶較寬，例如2020kHz，高低頻相差，高低頻相差1000倍，采用無(wú)調(diào)諧負(fù)載，倍，采用無(wú)調(diào)諧負(fù)載，如電阻、變壓器等如電阻、變壓器等。 高頻放大器的中心頻率一般在幾百千赫至幾百兆高頻放大器的中心頻率一般在幾百千赫至幾百兆赫，但相對(duì)頻帶很窄，一般用選頻網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載回路。赫，但相對(duì)頻帶很窄，一般用選頻網(wǎng)絡(luò)作負(fù)載回路。因此也稱(chēng)為諧振放大器因此也稱(chēng)為諧振放

25、大器。 諧振放大器對(duì)于靠近諧振頻率的信號(hào)，有較大的諧振放大器對(duì)于靠近諧振頻率的信號(hào)，有較大的增益；對(duì)于遠(yuǎn)離諧振頻率的信號(hào)，增益迅速下降。所增益；對(duì)于遠(yuǎn)離諧振頻率的信號(hào)，增益迅速下降。所以，諧振放大器不僅有放大作用，也起濾波或選頻作以，諧振放大器不僅有放大作用，也起濾波或選頻作用。用。第第2章章 、第、第3章章 放大放大電路電路回顧回顧1. 高頻小信號(hào)放大電路（第高頻小信號(hào)放大電路（第2章）章）2. 高頻功率放大電路（第高頻功率放大電路（第3章）章） 多用于接收機(jī)中的高頻和中頻放大，多用于接收機(jī)中的高頻和中頻放大，輸入電壓在微輸入電壓在微伏到伏到毫伏。毫伏。因?yàn)槭切⌒盘?hào)，可以用線性方法分析因?yàn)槭?/p>

26、小信號(hào)，可以用線性方法分析。主要。主要性能指標(biāo)：增益、性能指標(biāo)：增益、通通頻帶、選擇性和矩形系數(shù)。（線性頻帶、選擇性和矩形系數(shù)。（線性方法：對(duì)于晶體管，可用線性模型替代）方法：對(duì)于晶體管，可用線性模型替代） 多在發(fā)射機(jī)的中間級(jí)和末級(jí)用作功率放大，多在發(fā)射機(jī)的中間級(jí)和末級(jí)用作功率放大，輸入電輸入電壓在幾百毫伏到幾壓在幾百毫伏到幾伏。伏。因?yàn)槭谴笮盘?hào)，不能用線性方因?yàn)槭谴笮盘?hào)，不能用線性方法分析法分析。對(duì)它的主要要求是提供對(duì)它的主要要求是提供較大的輸出功率和較較大的輸出功率和較高的效率高的效率。二、高頻放大器的分類(lèi)二、高頻放大器的分類(lèi)回顧回顧 三極管的結(jié)構(gòu)三極管的結(jié)構(gòu)1. 由三層半導(dǎo)體組成，有三個(gè)

27、區(qū)、三個(gè)極、兩個(gè)結(jié)由三層半導(dǎo)體組成，有三個(gè)區(qū)、三個(gè)極、兩個(gè)結(jié)2. 發(fā)射區(qū)摻雜濃度比集電區(qū)高得多發(fā)射區(qū)摻雜濃度比集電區(qū)高得多基區(qū)摻雜基區(qū)摻雜低，且低，且很薄很薄BECBEC 三極管內(nèi)部載流子的傳輸規(guī)律三極管內(nèi)部載流子的傳輸規(guī)律三極管各區(qū)的作用三極管各區(qū)的作用:發(fā)射區(qū)向基區(qū)提供載流子發(fā)射區(qū)向基區(qū)提供載流子基區(qū)傳送和控制載流子基區(qū)傳送和控制載流子集電區(qū)收集載流子集電區(qū)收集載流子發(fā)射結(jié)加正向電壓發(fā)射結(jié)加正向電壓集電結(jié)加反向電壓集電結(jié)加反向電壓截止區(qū)：截止區(qū)：放大區(qū)：放大區(qū)：飽和區(qū)：飽和區(qū)：jbeUubecejbeuuUu且becejbeuuUu且對(duì)于小功率管，當(dāng)對(duì)于小功率管，當(dāng)C、B電壓為電壓為零時(shí)，

28、晶體管處于臨界狀態(tài)，零時(shí)，晶體管處于臨界狀態(tài)，即臨界飽和或臨界放大狀態(tài)。即臨界飽和或臨界放大狀態(tài)。 從晶體管的從晶體管的物理結(jié)構(gòu)出發(fā)，物理結(jié)構(gòu)出發(fā)，考慮發(fā)射結(jié)和考慮發(fā)射結(jié)和集電結(jié)電容的集電結(jié)電容的影響。影響。2.4.1 晶體管晶體管混混合合等效等效電路電路 考慮結(jié)電容后，考慮結(jié)電容后，Ic和和Ib的關(guān)系與頻率有關(guān)，而的關(guān)系與頻率有關(guān)，而Ic和發(fā)射結(jié)電壓和發(fā)射結(jié)電壓Ube成線成線性關(guān)系，且與頻率無(wú)關(guān)。性關(guān)系，且與頻率無(wú)關(guān)。因此在模型中引入了一因此在模型中引入了一個(gè)新參數(shù)（跨導(dǎo)個(gè)新參數(shù)（跨導(dǎo)gm）。）。在在較寬的頻帶較寬的頻帶內(nèi)，這些內(nèi)，這些元件元件基本上與頻率基本上與頻率無(wú)關(guān)，可適用無(wú)關(guān)，可適用

29、于所分析的高低頻。于所分析的高低頻。但各元但各元件數(shù)值不易測(cè)量，電路的計(jì)件數(shù)值不易測(cè)量，電路的計(jì)算比較麻煩。算比較麻煩。共射共射h參數(shù)參數(shù)等效電路等效電路此等效模型沒(méi)此等效模型沒(méi)考慮考慮結(jié)電容的影響，只結(jié)電容的影響，只適用于低頻適用于低頻。 撇開(kāi)晶體管內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)，撇開(kāi)晶體管內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)，從外部來(lái)研究它的作用。根據(jù)從外部來(lái)研究它的作用。根據(jù)雙雙口網(wǎng)絡(luò)的理論，兩個(gè)端口的四個(gè)口網(wǎng)絡(luò)的理論，兩個(gè)端口的四個(gè)變量，可任選二個(gè)作自變量，由變量，可任選二個(gè)作自變量，由所選的不同自變量和參變量，可所選的不同自變量和參變量，可得不同的參數(shù)得不同的參數(shù)系系。以以ib和和uce為自為自變量，變量，h參數(shù)參數(shù)?？?/p>

30、用可用h參數(shù)參數(shù)來(lái)計(jì)算混合來(lái)計(jì)算混合模型中的模型中的某些參數(shù)。某些參數(shù)。共射電路：共射電路：輸出輸出電壓與輸入電電壓與輸入電壓（交流）反相壓（交流）反相。共基電路：共基電路：輸出輸出電壓與輸入電壓同相電壓與輸入電壓同相。共集共集電路（射隨器）：電路（射隨器）：輸出輸出電壓與輸入電壓同相。電壓與輸入電壓同相。2.4.2 晶體管晶體管y參數(shù)等效電路（高頻）參數(shù)等效電路（高頻） 在高頻電子線路中常采用在高頻電子線路中常采用Y參數(shù)系等效電路，以參數(shù)系等效電路，以u(píng)b和和uc為自變量。為自變量。oeoeoeieieieCjgyCjgy refejrerejfefeeyyeyy 2.4.3 y參數(shù)參數(shù)也也

31、可用可用型參數(shù)表示型參數(shù)表示2.5 高頻高頻小信號(hào)小信號(hào)調(diào)諧放大器調(diào)諧放大器（2.32.3）性能指標(biāo)：性能指標(biāo)：*增益（增益（AV）*頻率選擇頻率選擇 性（通頻帶性（通頻帶和矩形系數(shù)）和矩形系數(shù)）*穩(wěn)定性穩(wěn)定性 高頻放大器的諧振回路，高頻放大器的諧振回路，負(fù)載阻抗和晶體管大都是并聯(lián)負(fù)載阻抗和晶體管大都是并聯(lián)的。因些，在分析放大器時(shí)，的。因些，在分析放大器時(shí)，用用Y參數(shù)等效電路比較參數(shù)等效電路比較適合。適合。 低噪聲放大器（低噪聲放大器（LNA）用于微弱信號(hào)的放大，位）用于微弱信號(hào)的放大，位于接收機(jī)射頻前端的前級(jí)。對(duì)低噪聲放大器的主要要于接收機(jī)射頻前端的前級(jí)。對(duì)低噪聲放大器的主要要求是：噪聲系數(shù)

32、??；實(shí)現(xiàn)小信號(hào)線性放大，求是：噪聲系數(shù)小；實(shí)現(xiàn)小信號(hào)線性放大，增益高且增益高且可可調(diào)；動(dòng)態(tài)范圍大；與信號(hào)源很好的匹配。調(diào)；動(dòng)態(tài)范圍大；與信號(hào)源很好的匹配。 目前，射頻前端的高頻放大器、變頻電路和中目前，射頻前端的高頻放大器、變頻電路和中頻電路已集成在一個(gè)芯片上。頻電路已集成在一個(gè)芯片上。2.5 高頻高頻小小信號(hào)調(diào)諧放大器信號(hào)調(diào)諧放大器2.6調(diào)諧放大器的級(jí)聯(lián)（提高增益，改善選頻調(diào)諧放大器的級(jí)聯(lián)（提高增益，改善選頻特性）特性）2.7 高頻調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性（減小高頻調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性（減小yre的的 影響）影響） 為了集成，減少人工調(diào)諧，窄帶信號(hào)的放大為了集成，減少人工調(diào)諧，窄帶信號(hào)的放大采用集中

33、濾波與集中放大相結(jié)合的調(diào)諧放大器。采用集中濾波與集中放大相結(jié)合的調(diào)諧放大器。2.8 集中選頻小信號(hào)調(diào)諧放大器集中選頻小信號(hào)調(diào)諧放大器 集中濾波器的任務(wù)是選頻。主要類(lèi)型有集中集中濾波器的任務(wù)是選頻。主要類(lèi)型有集中LCLC濾波器、濾波器、石英晶體濾波器，陶瓷濾波器及石英晶體濾波器，陶瓷濾波器及聲表面波濾波器聲表面波濾波器等。等。 集中放大：由寬帶高增益放大器完成，多采集中放大：由寬帶高增益放大器完成，多采用高頻線性集成放大電路。用高頻線性集成放大電路。 LC濾波器：特性受元件的影響相對(duì)比較小，或者濾波器：特性受元件的影響相對(duì)比較小，或者說(shuō)它的特性對(duì)元件容差的靈敏度比較低。由于應(yīng)用范圍說(shuō)它的特性對(duì)元件容差的靈敏度比較低。由于應(yīng)用范圍廣，時(shí)間長(zhǎng)，其設(shè)計(jì)已經(jīng)規(guī)范化，設(shè)計(jì)很方便。其他濾廣，時(shí)間長(zhǎng)，其設(shè)計(jì)已經(jīng)規(guī)范化，設(shè)計(jì)很方便。其他濾波器往往以這種濾波器為原型進(jìn)行設(shè)計(jì)，再轉(zhuǎn)換成所需波器往往以這種濾波器為原型進(jìn)行設(shè)計(jì)，再轉(zhuǎn)換成所需要的濾波器形式。缺點(diǎn)：頻率低時(shí)，電容、電感數(shù)值比要的濾波器形式。缺點(diǎn)：頻率低時(shí)，電容、電感數(shù)值比較大，難以集成。但在高頻時(shí)，電感也能集成，這種濾較大，難以集成。但在高頻時(shí)，電感也能集成，這種濾波器還大量應(yīng)用。波器還大