aa小信号放大电路10_10ok

1、晶体管高频参数晶体管高频参数01fjf201ff 1、截止频率、截止频率 2、特征频率特征频率 3、最高振荡频率、最高振荡频率fTfmaxf201Tff0Tff工作工作ffffffTT/|上节内容回顾上节内容回顾晶体管高频参数晶体管高频参数 1、截止频率、截止频率 2、特征频率特征频率 3、最高振荡频率、最高振荡频率fTfmaxffmax表示一个晶体管所能适用的最高极限表示一个晶体管所能适用的最高极限频率。通频率。通 常，为了使电路工作稳定，且常，为了使电路工作稳定，且有一定的功率增益，晶体管的实际工作有一定的功率增益，晶体管的实际工作频率约为最高振荡频率的频率约为最高振荡频率的1/3至至1/

2、4。以上三个频率大小的顺序是：以上三个频率大小的顺序是： maxf最高；最高； Tf次之；次之； f最低。最低。 上节内容回顾上节内容回顾上节内容回顾上节内容回顾晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器-基本电路基本电路1、部分接入、部分接入2、直流偏置电路、直流偏置电路3、RFC4、C上节内容回顾上节内容回顾电路电路高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器上节内容回顾上节内容回顾高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器1 1、放大器的输入导纳放大器的输入导纳 Yi ？0rey ieiyY

3、LoefereieibiyyyyyVIY上节内容回顾上节内容回顾2、放大器的电压增益、放大器的电压增益= ？高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器iVVVA/0上节内容回顾上节内容回顾2、放大器的电压增益、放大器的电压增益= ？高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器12120121fefeVLp p yp p yAQfgj Cgjj Lf1211feVp p yAgj1222221221221()feVPoeieoeiep p yAGp gp gjCp Cp CjL120feVP P yAg上节内容回顾上节内容回顾 1 VAf是是工工作作频频率率的的函函数数 121202201223 00

4、fefeVoeiefp p yp p yAgGp gp g 当当时时 ， 电电 路路 谐谐 振振ooo180180 ,180fefefey 号号表表明明输输入入和和输输出出有有的的相相位位差差。此此外外是是一一个个复复数数，它它也也有有一一个个相相角角, , 因因此此输输入入和和输输出出之之间间的的相相差差不不是是而而是是 122 pp改改变变抽抽头头、，可可以以改改变变增增益益结论：结论：放大器的性能指标放大器的性能指标 5 vofeAyg与与晶晶体体管管正正向向传传输输导导纳纳成成正正比比，与与回回 路路的的总总电电导导成成反反比比。 o4 0180feoiVV 当当频频率率较较低低时时，

5、和和相相位位差差才才是是。放大器的性能指标放大器的性能指标上节内容回顾上节内容回顾谐振时212222002212211|()feieievPoePieieiep pyggAAp gGp ggg22212221222222122122222221122|4()14()1feiePiefeoeieoeieoeieoeiep pygAggyp g p gp gp gg gp gp gg令21222oePiep gPp g22122oeiePp gp ggG22221222210|41()4(1)1|41(1)4(1)1fePPPoeiePfePLoeiePyPgGAg gPgyPQg gPQ放大器的

6、功率增益放大器的功率增益3、放大器的功率增益、放大器的功率增益高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器22221222210|41()4(1)1|41(1)4(1)1fePPPoeiePfePLoeiePyPgGAggPgyPQggPQ失配损耗插入损耗失谐状态的程度对功率的影响谐振时的最大功率增益上节内容回顾上节内容回顾4 4、放大器的其他性能指标、放大器的其他性能指标 ：高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器LQff07 . 027.01.01.022ffKrLQff01.0992991.0rKLC10121200.70722fefevp p yp p yAgCf001LCQLgg000.

7、70700.7072222LCf CgCffQf1200.70722fevp p yAfC 上节内容回顾上节内容回顾本次作业本次作业: 2-3， 2-4， 2-6， 2-7单调谐小信号放大器实物图单调谐小信号放大器原理图45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC 其简化规则：交流输入信号为零；其简化规则：交流输入信号为零；所有电容开路；所有电感短路。所有电容开路；所有电感短路。结论：结论：Rb1、Rb2、Re为偏置电阻，提供静态工作点；为偏置电阻，提供静态工作点；1. 直流偏置电路分析直流偏置电路分析画出画出直流等效电路直流等效电路，Rb1Rb2ReVCC常见共发射极直流偏

8、置电路常见共发射极直流偏置电路45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC 其简化规则：有交流输入信号，所有其简化规则：有交流输入信号，所有直流量为零；所有大电容短路；所有大电感开路。（谐振回路直流量为零；所有大电容短路；所有大电感开路。（谐振回路L、C保留）保留）1) 画出画出交流等效电路交流等效电路，2. 交流等效电路分析交流等效电路分析32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输入回路输出回路输出回路晶体管晶体管32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输入回路输出回路输出回路晶体管晶体管32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+u31-+v21-2

9、) 画出画出交流小信号等效电路交流小信号等效电路， 负载和回路之间采用了负载和回路之间采用了变压器耦合，接入系数变压器耦合，接入系数 NNp231542vv 晶体管集、射回路与振晶体管集、射回路与振荡回路之间采用抽头接入，荡回路之间采用抽头接入，接入系数接入系数 NNp131211vv当单级放大器的增益不能满足要求时当单级放大器的增益不能满足要求时,即可采取多级放大器。即可采取多级放大器。其中每一级可调谐在同一个频率上，称为其中每一级可调谐在同一个频率上，称为同步调谐放大器同步调谐放大器;也也可以调谐在不同的相近的频率点上可以调谐在不同的相近的频率点上,称为称为参差调谐放大器参差调谐放大器.总

10、增益的模总增益的模 |Av|=|Av1|*|Av2|*|Av3|Avn | 2.38若各级放大器是完全相同的单级放大器若各级放大器是完全相同的单级放大器,则则1nvvAA220.707202111nnnLnoAfQAf若各级放大器是完全相同的若各级放大器是完全相同的单级放大器，归一化抑制比单级放大器，归一化抑制比3dB带宽：令带宽：令f0.7代表代表An/An0=0.707时的频率偏移时的频率偏移,则有则有220.70702112nLfQf 解上式得解上式得1100.707122121nnnLfBfBQ (2.41) n是大于是大于1的正整数的正整数, 称为级联放大器缩小因子。具体数值见称为级

11、联放大器缩小因子。具体数值见表表2.1所示。所示。121n表表2.1 带宽缩小因子带宽缩小因子121n按矩形系数的定义可得按矩形系数的定义可得10.10.110.70721001221nrnfKf表表2-2 矩形系数与级数的关系矩形系数与级数的关系当级数当级数n增加时增加时,矩形系数有所改善，级数越多，矩形系数有所改善，级数越多，Kr0.1变化越缓慢。变化越缓慢。即当即当n趋于无穷时趋于无穷时,Kr0.1也只有也只有2.56。可见这种改善是有限度的。可见这种改善是有限度的。随着级联级数的增加，增益变大，通频随着级联级数的增加，增益变大，通频带却变窄，通常需要大的增益又需要足带却变窄，通常需要大

12、的增益又需要足够的通频带，参差调谐放大器就是为了够的通频带，参差调谐放大器就是为了解决这个矛盾而提出的。解决这个矛盾而提出的。多级放大器级联时，虽然电压放大倍数增加较多，通频带却变窄，选择性虽有多级放大器级联时，虽然电压放大倍数增加较多，通频带却变窄，选择性虽有所改善，但与理想矩形相比，仍相差较大。为解决上述矛盾，晶体管集电极回所改善，但与理想矩形相比，仍相差较大。为解决上述矛盾，晶体管集电极回路采用双调谐回路，可以使放大器具有较好的选择性和较宽的频带，这种放大路采用双调谐回路，可以使放大器具有较好的选择性和较宽的频带，这种放大器称为双调谐放大器。器称为双调谐放大器。 双调谐双调谐放大器放大器

13、等效等效电路电路 为分析方便，设一次、二次侧回路元件参数相同，则得到如图为分析方便，设一次、二次侧回路元件参数相同，则得到如图b所示所示的效电路，这是一个典型的互感耦合双调谐回路的效电路，这是一个典型的互感耦合双调谐回路 考虑到两个回路的参数相同，可得到考虑到两个回路的参数相同，可得到 12fevv2222(1)4p p YAAGLKQLp2 fQfKM L式中式中, 是回路耦合因数是回路耦合因数, 是回路的相对是回路的相对表示回路的耦合程度，称为回路表示回路的耦合程度，称为回路耦合系数耦合系数。 失谐失谐, 当一次、二次侧回路谐振当一次、二次侧回路谐振(=0)时时, 放大器电压增益放大器电压

14、增益 12fev021p p yAG2222v02(1)4vAA12fev0Max 12p p yAG；17 . 0BW1双调谐放大器较常使用的是双调谐放大器较常使用的是临界耦合，谐振曲线表示为临界耦合，谐振曲线表示为: 44LP22244()fQfP0.7LBW2fQ令令 = 0.707，得通频带为，得通频带为: 同样可得矩形系数为同样可得矩形系数为: 0.10.10.7BW103.16BWK (1) 场效应管在正常工作时，栅极电流很小场效应管在正常工作时，栅极电流很小(A级级)，所以场效应管的输入阻抗很高，一，所以场效应管的输入阻抗很高，一般在般在107以上。以上。 (2) 场效应管的恒流

15、特性比晶体管好，在恒流区内，场效应管的输出电阻比晶体管的输场效应管的恒流特性比晶体管好，在恒流区内，场效应管的输出电阻比晶体管的输出电阻大。场效应管的输入、输出阻抗较大，有利于提高调谐回路的出电阻大。场效应管的输入、输出阻抗较大，有利于提高调谐回路的Q值，提高调谐放值，提高调谐放大器的选择性。大器的选择性。 2.1.7 高频小信号调谐放大器的稳定性 1.放大器稳定性分析放大器稳定性分析 cVrey前面分析小信号谐振放大器时曾假定放大电路中晶体管的前面分析小信号谐振放大器时曾假定放大电路中晶体管的re0y re0y。但在实际应用中，晶体管的反向传输导纳。但在实际应用中，晶体管的反向传输导纳，放大

16、器的输出电压，放大器的输出电压可通过可通过反馈到输入端，使输入反馈到输入端，使输入电流发生变化。电流发生变化。 bre1fe1iie1oe1LiIyyyyyyV放大器的输入导纳为：1sssygj Cj LFieiyyYLoefereFyyyyyieieieCjgyFFFjbgy11arctg振荡的临界条件为：0isYy0refesieoeLy yyyyy()()1sieoeLrefeyyyyy y11211()(1)() 1siessieiessiejsieyygj Cgj Cj Lggjgge0110()ffQff012ssiefLCC01siesieCCQgg22arctg()()1sie

17、oeLrefeyyyyy y22221(1)1oeLoeLoeLjoeLyygGj Cj LgGjgGe0220()ffQff012fLC2oeLCQgG设输入、输出回路相同， 12 1222()()(1)1|ferejsieoeLjjferegggGeyyee22()()(1)1|ferejsieoeLjjferegggGeyyee2()()(1)1|2sieoeLfereferegggGyy2ferearctg2feretg221121 cos()211 cos()1 cos()fereferefereferetg 自激振荡条件 放大器不稳定1SK 510SK ()() 21|1cos()

18、sieoeLfereferegggGyy2()()|1cos()sieoeLSfereferegggGKyy稳定性系数1SK 放大器稳定的临界状态1SK 放大器稳定 设 1gggies2gGgLoe122|1cos()Sferefereg gKyyTff工作|fefeyyrereCjy0090re|2021fereSyCggKreC反馈电容2221021|2ppyCggKfereS输入、输出回路都是部分接入1p2p接入系数为考察增益与稳定系数之间的关系,作进一步分析.resfeVCKyA00|2稳定性系数 是与放大器的电压增益相关联的。SK12ggg电压增益 就被限定了晶体管选定后(即 和 给

19、定)|feyreC0VA增益太高，会引起电路稳定性恶化。 若工作频率确定且SK确定120|feVp pyAg将放大器的电压最大增益表达式 带入前式 且分析特定情况,假定2.提高放大器稳定性的措施提高放大器稳定性的措施 一是从晶体管本身想办法，选取反向传输导纳一是从晶体管本身想办法，选取反向传输导纳yre小的晶体管。小的晶体管。 二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化，具体方法二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化，具体方法有有中和法中和法与与失配法失配法。NC2C2LccUT(a)平衡条件平衡条件 cbBNA/11CLCL即即 cbBAN/CLLCNCcbC2CALBLBC

20、DA(b)oUBLALBCDANCcbCoUiU(c)图2-12谐振回路的中和电路(1) 中和法中和法 （1） 定定性性分分析析：由由 于于 共共 基基 电电 路路的的 特特 点点： 输输入入导导纳纳大大 输输出出导导纳纳小小故故当当共共基基电电路路作作为为负负载载与与共共发发射射电电路路连连接接后后，相相当当于于共共发发放放大大器器的的负负载载导导纳纳LY 很很大大，即即oeLgY ，共共发发放放大大器器的的输输入入导导纳纳：ieLoefereieiyYyyyyY 电路结构电路结构: : 失配法的典型电路是共射失配法的典型电路是共射 （CECE） 共基（共基（CBCB）级联放大电路。级联放大

21、电路。CE CBCE CB 交流通路图如右图所示。交流通路图如右图所示。2.2.失配法失配法提高放大器稳定性的方法提高放大器稳定性的方法习题讲解习题讲解 习题习题晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55S，Coe=18pF，Yfe=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7;（2）放大器谐

22、振时的电压增益；(3) 中和电容值。（设Cbc=3 pF）3-1200022465 10202 107.37480 固有谐振电导为CfgSQ 22262361200.3555 100.0350.4 107.374 1014.6 回路总电导为goeiep gp ggS 解：根据已知条件可知,能够忽略中和电容和yre的影响。得：2222122000.35180.035142202oeieCp Cp CpF 回路总电容为C1)有载品质因数 QL02 CgLfQ 11110.3531.61510.65中和电容nb cb cNpCCCpFNNp答：品质因数QL为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的

23、电压增益为30.88,中和电容值为1.615pF3-120622465 10202 1040.414.6 10 C有载品质因数gLfQ 00.746511.5140.4LfBkHzQ3) 中和电容值3 dB带宽 B0.72）放大器谐振时的电压增益 习题习题 三级单调谐中频放大器，中心频率f0=465 kHz，若要求总的带宽 B0.707=8 kHZ，求每一级回路的 3 dB带宽和回路有载品质因数QL值。 0L1fQ29.6B有载品质因数答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。解：设每级带宽为B1，则：130.710.7113BB21B8B15.7kHz0.509821 因为总带宽为则每级带宽为习题习题如图所示中频调谐放大器采用3AG55作放大管，已知fo=465kHz，调谐回路采用TTF-2-3型中频变压器，L=560H, Q0=100, N1-2=48匝， N1-3=162匝， N4-5=13匝。3AG55的参数为：gie=1.7mS,Cie=58pF，goe=290S，Coe=6.4p