通信电子线路PPT电子课件-第2章 小信号调谐放大器第3～5节.ppt

2.3 单调谐放大器,按调谐回路分-单调谐放大器 双调谐放大器 参差调谐放大器 按晶体管连接方法分- 共b、共e、共c 放大器 重点:共发射极（共e ）单调谐放大器,图2-20 单调谐放大器,一、技术指标,1.放大能力 用谐振时的放大倍数 k0 表示。 2.选频性能 (1) 通过有用信号的能力 即具有一定的通频带。 放大器能有效放大的频率范围 (2) 抑制无用信号的能力 即有足够的选择性。 放大器对其他频率信号抑制能力的衡量。,图2-6 对谐振曲线的影响,二、工作原理,1. 电路组成 2. 电压放大倍数k,因为：,所以：,图2-20 单调谐放大器,图2-21 调谐放大器集电极回路的等效电路,3. 谐振电压放大倍数k0,谐振时， 谐振电压放大倍数,问题： 以前讲的信号源内阻如何反映在单调谐电路中？,三、选频性能,1. kf 特性 2. k/k0f 特性 3. 通用谐振曲线,代入得,k/k0-f 特性,k-f 特性,=0,广义失谐量,在谐振点附近,仅与有关，所以不管q 如何变化，均可用同一条曲线表示-通用特性曲线。,可见 对应于通频带的上下边界,四、调谐放大器的最大增益、阻抗匹配条件,k0 受多种因素影响，一般是采用通过调整匝比的方法获得高的增益。,是不是 ， 愈大愈好? 为什么？ 要保证一定的q ，又要达到尽可能高的增益， 则有一个最佳匝比。,最佳匝比：,阻抗匹配,最大增益：,谐振电路的效率,谐振电路的插入损耗,式中：,当变换到谐振电路的负载 等于变换到谐振电路的内阻 时，可得到最大的增益。,晶体管在低频工作时，常将晶体管的电流放大系数（ ）看成与频率无关的常数。 但晶体管在高频工作时，电流放大系数与频率则有明显的关系，频率越高，电流放大系数越小。这直接导致管子的放大能力下降，限制了晶体管在高频范围的应用。,2.4 晶体管高频等效电路及频率参数,一、晶体管混合 型等效电路,晶体管在高频工作时，常用混合 型等效 电路来分析。该等效电路共有8个元件。,图2-23 晶体管混合 型等效电路,1. rbe是发射结的结电阻。一般是几百欧。 2. rbc 是集电结电阻。约为10k至10m 。 3.rbb 是基极体电阻。高频晶体管在1550之间。 4.rce 是集射极电阻。它表示集电极电压对电流的影响。它的数值一般在几十千欧以上，典型值为3050k。 5.电流源 gmube 代表晶体管的电流放大作用，它与加到发射结上的实际电压ube 成正比，比例系数 gm 称为晶体管的互导。,6cbe是发射结电容。它随工作点电流增大而增大。它的数值范围为20pf0.01f； 7cbc 是集电结电容。它随c、b间反向电压的增大而减小，它的数值是10pf上下； 8 cce 是集射极电容。这个电容通常很小。一般在210pf之间。,在实际应用中，考虑到高频时， 的容抗较小，和它并联的基集电阻 可忽略；此外，集射极电容 可以合并到集电极回路之中，则得到简化的混合 型等效电路。,在实际应用中，可用简化的混合 型等效电路。,图2-24 简化的混合 型等效电路,从等效电路可以看出，输入电流 分成三部分 , 当c、e短路时， 与 并联，因 ，故 ，故在此情况下 可忽略不计。,二、晶体管的高频放大能力及频率参数,1. 晶体管的高频放大能力 共发射极短路电流放大系数：,在低频情况下， ，则 。 高频时， ，故 ，即高频的 值低于低频值 。,f ，高频放大能力,计算 的等效电路,2. 晶体管的频率参数,(1) 截止频率 （共射截止频率）： 下降到0.707 时的频率。 (2) 特征频率 ft 下降到1时的频率。 (3) 截止频率 （共基截止频率）： 下降到0.707 时的频率。 (4）最高振荡频率 fmax 晶体管的共射极接法功率放大倍数kp 下降到1时的频率 。,图2-28 和 随频率变化的示意图,3. 三个频率参数之间关系,、 、 三个频率的关系 式中 是一个系数，通常在0.60.9之间， 随晶体管类型而异。,例如：,则可推算出,（1）当 时，此时 即相当于低频的情 况； （2）在 的附近， 开始随 f 增加而下降，当 时，降到 的70.7； （3）当 时,参数间的关系,式中,讨论：,（定义 ）,在实际工作中，为了不使 过小，至少满足,三、晶体管y参数等效电路,1.输入端和输出端的电流电压关系,、,、,、,是描述这些电流电压关系关系的参数，这四个参数具有导纳的量纲，故 称为四端网络的导纳参数，即y参数。,图2-25 晶体管y参数电路模型,4. y参数的物理意义,晶体管的输入导纳 它说明了输入电压对输入电流的控制作用。,正向传输导纳 它表示输入电压对输出电流的控制作用,反向传输导纳 它代表晶体管输出电压对输入端的反作用。,晶体管的输出导纳 它说明输出电压对输出电流的控制作用。,四、混合 型等效电路参数与y参数的关系,晶体管的混合 型等效电路分析法物理概念比较清楚，对晶体管放大作用的描述较全面，各个参量基本上与频率无关。因此，这种电路可以适用于相当宽的频率范围。但该等效电路比较复杂。 y参数等效电路是从外部来研究晶体管的作用。而且在实际中，高频放大器的谐振回路、负载阻抗和晶体管大都是并联关系的。因此，在分析放大器时，用y参数等效电路比较适合，因为这时各并联支路的导纳可以直接相加，运算方便，此外，晶体管的y参数可以用仪器直接测量。,总之，混合 型等效电路和y参数等效电路是对同一对象（晶体管）两种不同的等效分析方法，各有特点，在实际中可根据具体情况选择采用哪一种方法。,2.5 高频调谐放大器 一、单级高频调谐放大器的电压放大倍数,图2-29 三级高频单调谐回路放大器,1. 单级调谐放大器高频等效电路,图2-30 单级高频单调谐回路放大器 的高频等效电路,是回路本身的谐振电导， 是集电极c的 接入系数， 是负载导纳的接入系数 是放大器的输出导纳， 是下级放大器的输入导 纳，它作为谐振回路的负载。 2. 单级高频调谐放大器电压放大倍数 一般表示式 式中 是负载回路两端的导纳。,谐振时的电压放大倍数 或 注意： 是回路输入输出折合到回路两端的总电导。对于图示的高频等效电路来说，它为,则,谐振时：,或,令回路总电导,回路总电容,g0 是回路本身的谐振电导， n1 是集电极c的接入系数， n2 是负载导纳的接入系数 是放大器的输出导纳， 是下级放大器的输入导 纳，它作为谐振回路的负载。,是回路输入输出折合到回路两端