高頻諧振放大器-1

第3章高頻諧振放大器

3.1高頻小信號放大器

3.2高頻功率放大器的原理和特性

3.3高頻功率放大器的高頻效應(yīng)3.4高頻功率放大器的實際線路

3.5功率合成與射頻模塊放大器13.1高頻小信號放大器

高頻小信號諧振放大器的功用就是放大各種無線電設(shè)備中的高頻小信號。工作在線性范圍，基本類型是頻帶放大器“諧振”是指負(fù)載為選頻振蕩回路，工作在諧振頻率對輸出信號頻率進(jìn)行諧振,兼具阻抗變換和選頻濾波之功能。分類:窄帶與寬帶;分立與集成.主要要求：增益高；選頻性能好；工作穩(wěn)定可靠。23.1.1高頻小信號諧振放大器的工作原理高頻小信號諧振放大器的實際線路3圖3─1高頻小信號諧振放大器(a)實際線路;(b)交流等效電路43.1.2放大器性能分析1．晶體管的高頻等效電路晶體管在高頻運(yùn)用時的混π等效電路53.1.2放大器性能分析1．晶體管的高頻運(yùn)用時混π等效電路基射極間電阻：β0

是共射組態(tài)晶體管的低頻電流放大倍數(shù)6gm為跨導(dǎo)表示放大能力7Y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8yie稱為輸出短路時的輸人導(dǎo)納；yre稱為輸入短路時的反向傳輸導(dǎo)納；yfe稱為輸出短路時的正向傳輸導(dǎo)納；yoe稱為輸入短路時的輸出導(dǎo)納9(a)混π等效電路(b)Y參數(shù)等效電路10在忽略rb′e及滿足Cπ>Cμ的條件下,Y參數(shù)與混π參數(shù)之間的關(guān)系為：(3─1)(3─2)(3─3)(3─4)11晶體管高頻參數(shù)截止頻率fβ：當(dāng)β下降到低頻電流放大系數(shù)β0的0.707倍時，所對應(yīng)的頻率稱為晶體管的截止頻率。

特征頻率fT定義：lβl

下降到1時所對應(yīng)的頻率。意義：f>fT時，β<1晶體管失去電流放大作用12特征頻率與截止頻率關(guān)系13最高振蕩頻率晶體管的功率增益Ap＝1時所對應(yīng)的頻率稱為最高振蕩頻率fmax。fmax表示晶體管的最高極限頻率。在此頻率，晶體管已不可能得到功率放大。通常，為了使電路工作穩(wěn)定，且有一定的功率增益，晶體管的實際工作頻率約為最高振蕩頻率的1／3至1／4。14晶體管Y參數(shù)等效電路混合π參數(shù)等效電路截止頻率fβ特征頻率fT要點(diǎn)152．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(3─6a)圖3─1高頻小信號放大器的高頻等效電路

(3─6b)16(1)電壓放大倍數(shù)K：(3─7)171819晶體管存在反向傳輸導(dǎo)納yre,輸出電壓可通過yre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鸱糯笃鳟a(chǎn)生自激等不良后果。放大器的輸人導(dǎo)納和輸出導(dǎo)納由于yre不為零而與YL和Ys有關(guān)。203.1.3高頻諧振放大器的穩(wěn)定性

1．放大器的穩(wěn)定性

反向傳輸導(dǎo)納Yre引入的輸入導(dǎo)納,記為Yir忽略r

bb′的影響

21將Yoe歸入負(fù)載中,并考慮諧振頻率ω0附近情況,有(3─11)22gF和bF分別為電導(dǎo)和電納部分。它們除與yfe、yre、yce有關(guān)外，還是頻率的函數(shù)；隨著頻率的不同，其值可能為正或負(fù)。23由于反饋導(dǎo)納的存在，使輸人端的電導(dǎo)和電納發(fā)生變化。前者改變回路的等效品質(zhì)因數(shù)Q值，后者引起回路失諧。影響放大器的增益、通頻帶和選擇性，并使諧振曲線產(chǎn)生崎變。如果反饋到輸入端回路的電導(dǎo)負(fù)值恰好抵消了回路原有正值，則輸入端回路總電導(dǎo)等于零，反饋能量抵消了回路損耗的能量，Q值趨向無窮大，放大器失去放大性能，處于自激振蕩狀態(tài)。24252.提高諧振放大器穩(wěn)定性的措施

管子內(nèi)部存在反饋，即yre的存在使得不穩(wěn)定；不穩(wěn)定主要表現(xiàn)：頻率特性變壞、性能指標(biāo)變化，嚴(yán)重時會產(chǎn)生自激。提高放大器穩(wěn)定性的措施：最根本的方法：選用yre小的晶體管由于yre的反饋?zhàn)饔茫w管為雙向器件。使yre的反饋?zhàn)饔孟倪^程稱為單向化。單向化方法:中和法、失配法26中和法:27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?/p>

28中和法利用中和電容Cn的中和電路。為了抵消Yre的反饋,從集電極回路取一與反相的電壓,通過Cn反饋到輸入端。根據(jù)電橋平衡有則中和條件為

29圖3─5中和電路(a)原理電路;(b)某收音機(jī)實際電路30失配法“失配”是指阻抗不匹配，主要對輸出端。失配法的實質(zhì)是降低放大器的電壓增益，以確保滿足穩(wěn)定的要求。選用合適的接入系數(shù)或在諧振回路兩端并聯(lián)阻尼電阻來降低電壓增益。采用共射—共基級聯(lián)放大器。31圖3─6共發(fā)—共基電路共射—共基級聯(lián)放大器：后級共基晶體管的輸人導(dǎo)納較大，對于前級共射晶體管，大的負(fù)載導(dǎo)納使電壓增益低，但仍有較大電流增益。

后級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管共射放大電路差不多，但穩(wěn)定性高。32圖3─7雙柵場效應(yīng)管調(diào)諧放大器

一個管子中有兩個控制柵極?？梢哉J(rèn)為是兩個單柵場效應(yīng)管的串聯(lián)組成。從由于增加了第二柵級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。雙柵場效應(yīng)管調(diào)諧放大器33

3.1.4多級諧振放大器1．多級單調(diào)諧放大器多級單調(diào)諧放大器的諧振頻率相同,均為信號的中心頻率。(3─13)(3─14)(3─15)34

2.多級雙調(diào)諧放大器(3─16)353.參差調(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)諧放大器的簡化電路。

3637圖3─9電視機(jī)高頻放大器的簡化電路

383.1.5高頻集成放大器高頻集成放大器有兩類:一種是非選頻的高頻集成放大器,主要用于某些不需要選頻功能的設(shè)備中,通常以電阻或?qū)拵Ц哳l變壓器作負(fù)載;另一種是選頻放大器,用于需要有選頻功能的場合,如接收機(jī)的中放就是它的典型應(yīng)用。圖3─10(a)中,集中選頻濾波器接于寬帶集成放大器的后面。圖3─10(b)是另一種接法。39圖3─10集中選頻放大器