高頻 調(diào)諧放大器

高頻調(diào)諧放大器1第1頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四無(wú)線通信系統(tǒng)的基本組成2第2頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3第3頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4第4頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的電路組成：

晶體管LC諧振回路

功用就是放大各種無(wú)線電設(shè)備中的高頻小信號(hào)

晶體管工作在線性區(qū)，可看成線性元件，可用有源四端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)微變等效電路來(lái)分析。5第5頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器圖3─1高頻小信號(hào)諧振放大器(a)實(shí)際線路;(b)交流等效電路6第6頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、寬、窄帶小信號(hào)高頻放大器綜述寬帶放大器:相對(duì)頻帶fH/fL>>1窄帶放大器:相對(duì)頻帶fH/fL

≈1(f0很大時(shí))

小信號(hào)高頻放大器是線性放大器，一般為甲類工作。

7第7頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四希望放大器本身產(chǎn)生的噪聲越小越好，要求噪聲系數(shù)接近1。8第8頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.1.1晶體管高頻等效電路一是物理模擬（混合π）等效電路。它反映了晶體管中的物理過(guò)程,也是分析晶體管高頻時(shí)的基本等效電路。另一是形式等效電路（y參數(shù)等效電路）。9第9頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、混合型等效電路圖3.2晶體管高頻共發(fā)射極混合π型等效電路；

Cb'erbb'Cb'crb'crb'eub'ercegmub’eeb'rcerb'creeCb'eCb'crbb'rb'ecrccbgmub’e10第10頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四：發(fā)射結(jié)電容,約10皮法到幾百皮法；：集電結(jié)電阻,約10kΩ～10MΩ；：集電結(jié)電容,約幾個(gè)皮法；：晶體管跨導(dǎo),幾十毫西門子以下；發(fā)射結(jié)電阻折合到基極回路的等效電阻,約幾十到幾千歐

rbb’基區(qū)體電阻,約十幾到幾十ΩCb'erbb'Cb'crb'crb'eub'ercegmub’e11第11頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四各參數(shù)有關(guān)的公式如下：其中:是發(fā)射極靜態(tài)電流,是晶體管低頻短路電流是晶體管特征頻率。放大系數(shù),注意:各參數(shù)均與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)。Cb'erbb'Cb'crb'crb'eub'ercegmub’e12第12頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、Ｙ參數(shù)等效電路雙口網(wǎng)絡(luò)如圖所示。參數(shù)方程是選取各端口的電壓為自變量,電流為應(yīng)變量,其方程如下所以Ｙ參數(shù)又稱為短路導(dǎo)納參數(shù),即確定這四個(gè)參數(shù)時(shí)必須使某一個(gè)端口電壓為零,也就是使該端口交流短路。13第13頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖

共發(fā)射極接法的晶體管Ｙ參數(shù)等效電路

如共發(fā)射極接法的晶體管,如圖所示,相應(yīng)的Ｙ參數(shù)方程為（3–5）14第14頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四式中，分別稱為輸入導(dǎo)納、反向傳輸導(dǎo)納正向傳輸導(dǎo)納和輸出導(dǎo)納。其中圖

共發(fā)射極接法的晶體管Ｙ參數(shù)等效電路

15第15頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Ｙ參數(shù)與混合π參數(shù)的關(guān)系Cb'erbb'Cb'crb'crb'eub'ercegmub’e16第16頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.單管單調(diào)諧放大器

高頻調(diào)諧放大器的典型線路（a）電路圖

（b）交流通路1、各元件的作用

RB1RB2RE構(gòu)成晶體管的分壓式電流反饋直流偏置電路，以保證晶體管工作在甲類狀態(tài)。電容CB、CE對(duì)高頻旁路，容抗值比低頻放大器中小得多。LC振蕩回路作為晶體管放大器的負(fù)載，為放大器提供選頻回路。振蕩回路采用抽頭連接，可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。

17第17頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、電路性能分析1、放大器的小信號(hào)等效電路及其簡(jiǎn)化圖中設(shè)得到的小信號(hào)等效電路如下圖所示。其中演示：02小信號(hào)放大器等效電路.swf18第18頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3─6a)圖3─3高頻小信號(hào)放大器的高頻等效電路(3─6b)2．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3─3可得19第19頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(1)電壓放大倍數(shù)K(3─7)(2)輸入導(dǎo)納Yi(3─8)20第20頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(3)輸出導(dǎo)納Yo(3─9)(4)通頻帶B

0.707通頻帶B

0.707為(3─10)（5）矩形系數(shù)K

0.1

由于是單調(diào)諧回路放大器，其矩形系數(shù)K

0.1仍為9.9521第21頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.1.3調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性1.晶體管內(nèi)部反饋的影響前面的討論中，假設(shè)了yre=0,實(shí)際上yre≠0，因而將引起內(nèi)部反饋，使放大器不穩(wěn)定甚至自激。

一、放大器調(diào)試?yán)щy由于晶體管的基集結(jié)電容存在，使yre≠0，從而形成內(nèi)部反饋，且隨著工作頻率的升高，這種反饋越來(lái)越強(qiáng)。內(nèi)部反饋的存在，在調(diào)整輸出回路時(shí)（即改變YL），放大器的輸入端就受到影響；同樣，調(diào)整輸入回路時(shí)，YS改變了，放大器的輸出導(dǎo)納也隨之改變，這時(shí)輸出電路的調(diào)諧和匹配又發(fā)生了影響。因此調(diào)整工作需要反復(fù)進(jìn)行多次。22第22頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、放大器工作不穩(wěn)定晶體管內(nèi)部反饋的另一有害影響是使放大器的工作不穩(wěn)定，如圖3.4所示。圖3.4晶體管內(nèi)部負(fù)反饋對(duì)頻率特性的影響23第23頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.提高放大器穩(wěn)定性的方法一、上述問(wèn)題的兩個(gè)解決途徑1、從晶體管本身想辦法，因?yàn)閥re主要由Cb’c決定，從晶體管制造工藝的著手，減小Cb’c達(dá)到減小反向傳輸導(dǎo)納yre的目的。2、在電路上想辦法把yre的作用抵消或減小。也就是說(shuō)，從電路上設(shè)法消除晶體管的反向傳輸作用，使它變?yōu)閱蜗蚱骷蜗蚧姆椒ㄓ袃煞N，即中和法和失配法。

24第24頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四提高穩(wěn)定性的措施25第25頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

為了抵消Yre的反饋,從集電極回路取一與Uc反相的電壓Un,通過(guò)Cn反饋到輸入端。根據(jù)電橋平衡有則中和條件為(3─12)26第26頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖3.5是接收機(jī)中常用的中和電路。27第27頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四方法2.

失配法

失配是指信號(hào)源內(nèi)阻不與晶體管輸入阻抗匹配、晶體管輸出端的負(fù)載阻抗不與本級(jí)晶體管的輸出阻抗匹配。

用失配法實(shí)現(xiàn)晶體管單向化常用的辦法是采用共射-共基級(jí)聯(lián)電路組成的調(diào)諧放大器，其穩(wěn)定性較高，得到了廣泛的應(yīng)用。

圖3.6共發(fā)射極—共基極級(jí)聯(lián)的復(fù)合管28第28頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四作業(yè)：利用Mutlisim對(duì)該電路進(jìn)行仿真研究，寫出分析報(bào)告。采用共射——共基放大回路減小內(nèi)反饋的影響的效果較好

29第29頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四雙柵極MOSFETRF放大器

30第30頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.1.4多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器

多級(jí)單調(diào)諧放大器的諧振頻率相同,均為信號(hào)的中心頻率。n級(jí)放大器級(jí)聯(lián)，則總電壓增益的振幅值為：一、電壓增益已知，單振蕩回路歸一化頻率特性為則，有n個(gè)回路的多級(jí)放大器歸一化頻率特性為（3-13）（3-14）（3-15）演示：04放大器多級(jí)級(jí)聯(lián).swf31第31頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、n

級(jí)放大器的通頻帶由上式知，級(jí)聯(lián)的放大器級(jí)數(shù)越多，總增益

越大，但通頻帶越窄。換句話說(shuō)，當(dāng)多級(jí)放大器帶寬確定后，級(jí)數(shù)越多，要求每一級(jí)的帶寬越寬。32第32頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、矩形系數(shù)n級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)為33第33頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四由該表知，級(jí)聯(lián)的放大器級(jí)數(shù)越多，K雖有所改善，但效果不大。1

23456789109.954.83.753.43.23.13.02.942.922.92.56由以上分析知，單調(diào)諧放大器的選擇性差，增益和通頻帶的矛盾突出。改善放大器選擇性和解決其增益與通頻帶之間的矛盾的有效方法之一是采用參差調(diào)諧放大器。矩形系數(shù)K與級(jí)數(shù)n的關(guān)系如下表所示：34第34頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.參差調(diào)諧放大器

雙參差調(diào)諧放大器所謂雙參差調(diào)諧，是將兩級(jí)單調(diào)諧回路放大器的諧振頻率，分別調(diào)整到略高于和略低于信號(hào)的中心頻率。圖

雙參差調(diào)諧放大器的頻率特性曲線(a)雙參差調(diào)諧放大器的交流通路(b)雙參差調(diào)諧放大器的頻率特性曲線35第35頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三參差調(diào)諧放大器三參差調(diào)諧回路，是使其中的兩級(jí)工作于參差調(diào)諧的雙峰狀態(tài)，第三級(jí)調(diào)諧于。

合成的諧振曲線就比較平坦。圖2.2.9三參差調(diào)諧放大器的頻率特性曲線由合成諧振曲線可見：利用三參差調(diào)諧電路，并適當(dāng)?shù)剡x擇每個(gè)回路的有載品質(zhì)因數(shù)和

，就可以獲得雙參差調(diào)諧所不能得到的通頻帶。36第36頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例1.某中頻放大器的通頻帶為

6MHz，現(xiàn)采用兩級(jí)或三級(jí)相同的單調(diào)諧放大器，對(duì)每一級(jí)放大器的通頻帶要求各是多少？解：當(dāng)n=2時(shí)

所以要求每一級(jí)放大器的帶寬同理，當(dāng)n=3時(shí)，要求每一級(jí)放大器的帶寬37第37頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§1.6小信號(hào)集中選頻放大器窄帶選頻回路，如LC諧振回路寬帶電阻和高頻變壓器等寬帶負(fù)載分立調(diào)諧回路為主集成寬帶負(fù)載集中選頻放大器高頻小信號(hào)放大器分類按頻帶分按使用有源器件分38第38頁(yè)，共41頁(yè)，2023年，2月20日，星期四集成放大器MC1350

是用作RF/IF放大器的典型器件MC1350放大器主要參數(shù)功率增益50dBAGC范圍+5V