小信號(hào)放大器解析課件

1、第2章 高頻小信號(hào)放大器8/7/202212.1 概述小信號(hào)放大電路:從接收到的有用信號(hào)和大量干擾信號(hào)的混合產(chǎn)物中，選擇出一個(gè)具有一定帶寬的有用信號(hào)并且加以放大，同時(shí)有效地抑制其它的無用信號(hào)（稱為干擾信號(hào)）。8/7/20222中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院Y參數(shù)等效模型輸入短路時(shí)反向傳輸導(dǎo)納：輸出短路時(shí)正向傳輸導(dǎo)納：輸出短路時(shí)的輸入導(dǎo)納：輸入短路時(shí)輸出導(dǎo)納：2.2 晶體管的高頻小信號(hào)等效模型8/7/20223中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.3.1 單調(diào)諧回路放大器1、電路結(jié)構(gòu)交流電路偏置電路Rb1Rb2ReEcVTCL1232.3 諧振放大器8/7/20224中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.等效電路2.3 諧振放大器-

2、2.3.1 單調(diào)諧回路放大器yieyfeUiyoeyLp1yfeUigCp1=N12/N13p2=N45/N13U0/p28/7/20225中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院 例1 在圖1.2.2(a)中, 已知工作頻率0MHz, cc, e mA。晶體管采用型高頻管。其參數(shù)在上述工作條件和工作頻率處的數(shù)值如下： gie=12mS,Cie=12pF；goe=400S,Coe=95pF；|yfe|=583mS, fe=-22；|yre|=310S, re=-888,回路電感H, 接入系數(shù)p1, p20.3, 0。 負(fù)載是另一級(jí)相同的放大器。 求諧振電壓增益振幅u0和通頻帶07，并求回路電容是多少時(shí), 才能使回

3、路諧振？2.3 諧振放大器-2.3.1 單調(diào)諧回路放大器8/7/20226中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.3.2 多級(jí)單調(diào)諧放大器如果多級(jí)放大器中的每一級(jí)都調(diào)諧在同一頻率上, 則稱為多級(jí)單調(diào)諧放大器。 總增益：總歸一化增益為：通頻帶：n2.3 諧振放大器8/7/20227中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院例2 某中頻放大器的通頻帶為MHz, 現(xiàn)采用兩級(jí)或三級(jí)相同的單調(diào)諧放大器, 兩種情況下對(duì)每一級(jí)放大器的通頻帶要求各是多少？解: 根據(jù)式 , 當(dāng)n=2時(shí), 因?yàn)樗? 要求每一級(jí)帶寬:同理, 當(dāng)時(shí), 要求每一級(jí)帶寬2.3 諧振放大器-2.3.2 多級(jí)單調(diào)諧放大器8/7/20228中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院 n0.1與的關(guān)系

4、級(jí)數(shù)n12345678910矩形系數(shù)Kn0.1 9.954.903.743.403.203.103.002.932.892.852.56 從表中可以看出, 當(dāng)級(jí)數(shù)增加時(shí), 放大器矩形系數(shù)有所改善, 但這種改善是有一定限度的, 最小不會(huì)低于2.56。 同理,可推出 級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)2.3 諧振放大器-2.3.2 多級(jí)單調(diào)諧放大器8/7/20229中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器1VT2p1yfeUiC1+-U0/p2L1L2C2RCC+-RLL+-2.3 諧振放大器8/7/202210中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院 耦合振蕩回路初級(jí)回路次級(jí)回路（負(fù)載回路）初級(jí)回路次級(jí)回路（負(fù)載回路

5、）（a）互感耦合電路(b)電容耦合回路2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202211中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院耦合系數(shù)：耦合因子： 初次級(jí)串聯(lián)阻抗可分別表示為： 耦合阻抗為： 2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202212中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院轉(zhuǎn)移導(dǎo)納為 由初次級(jí)回路基爾霍夫方程： 將上兩式代入 , 假設(shè)各元件參數(shù)值相等, 經(jīng)簡(jiǎn)化得： 可得：2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202213中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院根據(jù)同樣的方法可以得到電容耦合回路的轉(zhuǎn)移阻抗特性為：2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202214中國(guó)地質(zhì)大學(xué)

6、江城學(xué)院1.雙調(diào)諧回路諧振放大電路等效電路p1yfeUigCC+-gU0/p2LL1VT2p1yfeUiC1+-U0/p2L1L2C2RCC+-RLL+-2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202215中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院RCC+-RLL+-p1yfeUigCC+-gU0/p2LL2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202216中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院雙調(diào)諧回路放大器的諧振特性曲線諧振時(shí)：2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202217中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院總增益：總歸一化增益為：通頻帶： n0.1與的關(guān)系:級(jí)數(shù)n1234矩形系數(shù)Kn0.1

7、 3.152.161.91.82.多級(jí)雙調(diào)諧回路諧振放大電路2.3 諧振放大器-2.3.3 雙調(diào)諧回路放大器8/7/202218中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.3.4 參差調(diào)諧回路放大器f1f2雙參差調(diào)諧放大器2.3 諧振放大器8/7/202219中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院雙參差調(diào)諧放大電路的幅頻特性曲線m組級(jí)聯(lián)2.3 諧振放大器-2.3.4 參差調(diào)諧回路放大器8/7/202220中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院例3：一參差放大器工作于臨界狀態(tài)，其中心頻率f0=10.7MHz,每級(jí)單調(diào)諧放大器 ，求 ，Be及f1，f2。2.3 諧振放大器-2.3.4 參差調(diào)諧回路放大器8/7/202221中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.3.5

8、 諧振放大器的穩(wěn)定性穩(wěn)定系數(shù)S：2.3 諧振放大器由反向傳輸導(dǎo)納Yre 引起Y1Y2YSYL8/7/202222中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院提高放大器穩(wěn)定性的方法中和法(a) 某收音機(jī)實(shí)際電路(b) 交流等效電路2.3 諧振放大器-2.3.5 調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性8/7/202223中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院提高放大器穩(wěn)定性的方法失配法2.3 諧振放大器-2.3.5 調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性8/7/202224中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.4 寬頻帶放大器共射-共基組合電路集成寬帶放大器集成寬帶放大器ER4803共射-共基電路8/7/202225中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.5 電噪聲2.5.1 噪聲來源1、電阻熱噪聲 由于電

9、阻內(nèi)部自由電子的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生.噪聲電壓的方均值： 1電阻上的平均功率： 8/7/202226中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院總的平均功率：2.5 電噪聲-2.5.1 噪聲來源fnS（f）f10131014Hz0電阻熱噪聲功率譜密度8/7/202227中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.5 電噪聲-2.5.1 噪聲來源設(shè)電阻阻值為,溫度為T(K)（絕對(duì)溫度）時(shí),噪聲電流均方值:噪聲功率頻譜密度:(k:波爾茲曼常數(shù), k=1.3810-23JK) 噪聲電壓均方值:8/7/202228中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院例4 試計(jì)算k電阻的噪聲均方值電壓和均方值電流各是多少？設(shè)K, k。 2.5 電噪聲-2.5.1 噪聲來源8/7/202229中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.5 電噪聲-2.5.1 噪聲來源2、晶體三極管的噪聲 熱噪聲 散彈噪聲（I0，是通過PN結(jié)的平均電流值；q是每個(gè)載流子所載的電荷量，q=1.5910-19C(庫侖) ） 分配噪聲 閃爍噪聲8/7/202230中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.5 電噪聲-2.5.1 噪聲來源3、天線噪聲 由天線本身產(chǎn)生的熱噪聲和天線接收到的各種外界環(huán)境噪聲組成.（RA為天線輻射等效電阻） 8/7/202231中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院2.5.2 噪聲系數(shù)1、信噪比2.5 電噪聲2、噪聲