高频电子线路课件第三章

1、 高频小信号放大器的特点：高频小信号放大器的特点：放大高频小信号放大高频小信号(中心频率在几中心频率在几百百kHz到几百到几百MHz，频谱宽度在几，频谱宽度在几kHz到几十到几十MHz的范围内的范围内)的的放大器。放大器。3.1 概述 高 频 放 大 fs fs 本 地 振 荡 fo 混 频 fofs=fi fi 低 频 放 大 检 波 中 频 放 大 F F 几十几十VV几几mVmV1V1V左右左右 普通调幅无线电广播所占带宽应为普通调幅无线电广播所占带宽应为kHz，电视信号的带，电视信号的带宽为宽为Mz左右。左右。3.1 概述 高频小信号放大器的特点：高频小信号放大器的特点：放大高频小信号

2、放大高频小信号(中心频率在几中心频率在几百百kHz到几百到几百MHz，频谱宽度在几，频谱宽度在几kHz到几十到几十MHz的范围内的范围内)的的放大器。放大器。音音 频频射射 频频微微 波波MHz300KHz300单振荡回路单振荡回路耦合振荡回路耦合振荡回路高频小信号放大器高频小信号放大器 谐振放大器（窄带）谐振放大器（窄带）非谐振放大器（宽带）非谐振放大器（宽带）LC集中滤波器集中滤波器石英晶体滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器声表面波滤波器（调谐与非调谐）（调谐与非调谐）高频小信号放大器的分类高频小信号放大器的分类有源器件有源器件谐振回路谐振回路窄带谐振放大器窄带谐振放大

3、器宽带非谐宽带非谐振放大器振放大器滤波器滤波器宽带非谐振放大器宽带非谐振放大器本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。3.1 概述高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标ioVVAlog20vioPPAplog101) 增益：（放大系数） 电压增益电压增益：分贝表示分贝表示：ioVVA vioPPAp功率增益功率增益： 2) 通频带：3.1 概述高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标3) 选择性选择性 矩形系数矩形系数：表示与理想滤波特性的接近程度。表示与理想滤波特性的接近程度。7.01.01022ffKr7 . 0

4、01. 0r0.0122ffK f AV/AVo 2f0.1 2f0.7 理想 0.1 0.7 1 实际 ：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用性。选择性常采用矩形系数矩形系数和和抑制比抑制比来表示。来表示。3.1 概述高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标 抑制比抑制比：表示对某个干扰信号表示对某个干扰信号fn 的抑制能力，用的抑制能力，用dn表示。表示。 n0nvvAAd f Av0 f0 A Avn f

5、n 3.1 概述3) 选择性选择性：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用性。选择性常采用矩形系数矩形系数和和抑制比抑制比来表示。来表示。高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标4) 工作稳定性：工作稳定性：指放大器的工作状态指放大器的工作状态( (直流偏置直流偏置) )、晶体管、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。性的稳定。 不

6、稳定状态的极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反不稳定状态的极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反馈引起），使放大器完全不能工作。馈引起），使放大器完全不能工作。3.1 概述 稳定性问题及其改善稳定性问题及其改善-自学自学低频低频小信号模型小信号模型高频高频小信号模型小信号模型A AF FA A高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标3.1 概述4) 工作稳定性：工作稳定性：指放大器的工作状态指放大器的工作状态( (直流偏置直流偏置) )、晶体管、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。性的稳定

7、。End高频小高频小信号信号放大器的分析方法放大器的分析方法 高频小信号放大器信号小，高频小信号放大器信号小，晶体管工作在线性区晶体管工作在线性区，可看成，可看成线性元件线性元件，可用有源四端网络参数微变等效，可用有源四端网络参数微变等效电路来分析。电路来分析。3.1 概述 高 频 放 大 fs fs 本 地 振 荡 fo 混 频 fofs=fi fi 低 频 放 大 检 波 中 频 放 大 F F 几十几十VV几几mVmV1V1V左右左右3.2 晶体管高频小信号等效电路与参数3.2.1 形式等效电路形式等效电路（网络参数等效电路）（网络参数等效电路）3.2.4 晶体管的高频参数晶体管的高频参

8、数3.2.1 形式等效电路 因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗并联组成，采用导纳分析比较方便，为此并联组成，采用导纳分析比较方便，为此, 引入晶体管的引入晶体管的y（导（导纳）参数等效电路。纳）参数等效电路。45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输入回路输出回路输出回路晶体管晶体管 晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用有源有源四端网四端网络络参数微变等效电路来分析。参数微变等效电路来分析。双口网络示意图双口网络示意图h参数

9、系参数系z参数系参数系y参数系参数系称为输出短路时的称为输出短路时的输入导纳输入导纳；021r1VVIy012f2VVIy022o1VVIy称为输入短路时的称为输入短路时的反向传输导纳反向传输导纳；称为输出短路时的称为输出短路时的正向传输导纳正向传输导纳；称为输入短路时的称为输入短路时的输出导纳输出导纳。011i2VVIyLoefereieiYyyyyY2L22oe1fe22re1ie1VYIVyVyIVyVyI3.2.1 形式等效电路Loefe YyyVVA12vsiefereoeoYyyyyY)0( s1s12oe122re1ie1feIVYIVyVyIVyVyIEnd3.2.1 形式等效

10、电路 表示输出电压对输入电流的控制作用表示输出电压对输入电流的控制作用(反向控制反向控制); 表示表示输入电压对输出电流的控制作用（正向控制）。输入电压对输出电流的控制作用（正向控制）。fe越大越大, 表表示晶体管的放大能力越强；示晶体管的放大能力越强；re越大越大, 表示晶体管的内部反馈表示晶体管的内部反馈越强。越强。re的存在的存在, 对实际工作带来很大危害对实际工作带来很大危害, 是谐振放大器自是谐振放大器自激的根源激的根源, 同时也使分析过程变得复杂同时也使分析过程变得复杂, 因此应尽可能使其减因此应尽可能使其减小小, 或削弱它的影响。或削弱它的影响。 reyfeyLoefereiei

11、YyyyyYLoefe YyyVVA12vsiefereoeoYyyyyY021r1VVIy012f2VVIy1. 截止频率截止频率时所对应的频率。的下降到低频值210ffj1.0201fff02/0Tf f12. 特征频率特征频率120Tff时所对应的频率。1 当当f fT后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍可能有电压增益，而功率增益还可能大于可能有电压增益，而功率增益还可能大于1。, 10通常。Tff03.2.4 晶体管的高频参数3.2.4 晶体管的高频参数f02/0Tf f12. 特征频率特征频率1120ff1 20Tff所以时所对

12、应的频率。1, 10通常。Tff0201ffTff 即,时当ff ffffffTT可以粗略计算在某工作频率可以粗略计算在某工作频率f f的电流放大系数。的电流放大系数。3. 最高振荡频率最高振荡频率fmax时的最高工作频率。晶体管的功率增益1PGf fmax后，后， Gp1 不论其不论其Q值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远。值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远。 f AV/AVo 2f0.1 2f0.7 理想 0.1 0.7 1 实际 3.3.3 通频带与选择性End3.4 多级单调谐回路谐振放大器)j ()j ()j (ioVVAv)j ()j ()j ()j ()j ()j (1

13、)-o(oo1o2io1nnVVVVVVnAAAvvv)j ()j (21Av1Av2Avn如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则nnAAAAA121vvvvv如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则nQgyppA)j11(00Lfe21vnnQgypp110021）（Lfej3.4 多级单调谐回路谐振放大器nAAAAA1n21vvvvv1. 增益增益ngyppAfe210v2. 通频带通频带21可求得可求得n级放大器的通频带级放大器的通频带LnQ017 . 0122单级7 . 01212n3.4 多级单调谐回路谐振放大器nnQgyppA110021）（Lfejv220020)(1 1nQAA Lvv220)2(