通信电子线路侯丽敏PPT课件

1、第一章第一章 小信号调谐放大器小信号调谐放大器12cmfFmF基带信息的最大频率cf载波频率第1页/共57页: )(指标指标性能要求性能要求)(00pvpv,AA,AA、增增益益：1)(7070.BWBW、通频带：、通频带：20/vvAAS 、选择性：、选择性：3./1 . 01 . 0BWBWK矩形系数矩形系数、稳定性：、稳定性：4第2页/共57页第3页/共57页1.2 1.2 谐振回路谐振回路 一、并联谐振回路。一、并联谐振回路。 1、串、并联转换、串、并联转换:其中其中第4页/共57页222211ssssssssSSxrxjxrrjxrZY串：ppppjXRZ111Y并：第5页/共57页

2、)1(.222QrrxrRYYsssspps则有：由于：)11 (X222QxxxrsssspppssXRrxQ:品质因数,1时时当当QLLXXrLrQrxpspsssp,CR22第6页/共57页2 2、并联谐振回路的阻抗、谐振频率和品质因、并联谐振回路的阻抗、谐振频率和品质因数数)1C(11ZppLjRjRQLRCRjpppppp1)( j1R)(1R00第7页/共57页Q）（设设：失失谐谐系系数数00CLp10其中CRLRQppp00/Q02020时，当QQQ00000022）（）（）（第8页/共57页0211jQRjRZpp202)2(11ZQRRpp幅频特性：arctg相位特性： 第9

3、页/共57页第10页/共57页3、 并联谐振回路的谐振曲线、通频带并联谐振回路的谐振曲线、通频带 和选择性和选择性 S 或或K0.1sIZV:回路电压回路电压), 0(00ffRIVps2020)2(1111QvvSarctg第11页/共57页第12页/共57页, 1,210时时当当vvSQfBWQ002Qf.Qf,BWvv.S.001009599910时时当当9591010.BWBWK.第13页/共57页4 4、复频域上分析、复频域上分析ppsjSLSCRjZsZ111)()()()(121111212022PSPSSCSSSCCLSCRSSCpp第14页/共57页CRCLpp21,10回路

4、衰减系数22020222202021jjpp.221212100pCRQQfBW第15页/共57页代表通频带的一半代表通频带的一半第16页/共57页二、阻抗变换二、阻抗变换信号源内阻及负载对谐振回路的影响。信号源内阻及负载对谐振回路的影响。00L.Q/RbQLRRRRTLPST）图中：（00.1CTLSTLCCCC)a (图图)b(图图等效等效第17页/共57页由此看出，谐振回路的前一级（或信号源）和下一级（或负载）的阻抗，均对谐振回路的性能影响较大，使得增益下降、选择性变差、谐振频率漂移。解决这一问题的方法之一：采用部分接入法，减小谐振回路的前一级（或信号源）和下一级（或负载）的阻抗对谐振回

5、路的影响。部分接入采用的电路主要有：变压器耦合电感分压电容分压第18页/共57页(1)接入系数接入系数 p 定义为接入电压定义为接入电压V2与回路总电压与回路总电压V1的比值的比值.)a ( 自耦变压器图.)b( 变压器图12NN)b)(a(p的接入系数：图第19页/共57页)2()(: ) c (21212MLLjIMLjIvvpkk图LML 2.2:21MLLL总电感2122 0LLLLLpM若若图(c)电感分压第20页/共57页2212C1C1: )d(CCjIjIvvpkk图2112121:CCCpCCCCC总电容图(d)电容分压第21页/共57页(2)负载阻抗的部分接入负载阻抗的部分

6、接入:) e (图图)e (图图第22页/共57页RVeRVLLLL2122:R)(:R)e(吸收功率图吸收功率图RVRVLL2122:两者相等2221Lp)(LLRRvvRsssspII ,CpC2:同理第23页/共57页例例1. (1)在调谐放大器的负载回路两端并联电阻在调谐放大器的负载回路两端并联电阻, 试试问问 对极点位置有何影响对极点位置有何影响? 对放大器的谐振增益、对放大器的谐振增益、通通 频带、选择性等各有什么影响频带、选择性等各有什么影响? (2)若调谐放大器的回路电感若调谐放大器的回路电感L的损耗电阻增大的损耗电阻增大, 重复以上问题重复以上问题.21,极极点点左左移移后后

7、并并联联TTLCRRR0VTAR并联谐振阻抗解第24页/共57页不不变变而而选选择择性性变变差差BWBWKS.1010,.22影响同上影响同上）（TspRrXRr202021111)Q(SBWCRQLTL第25页/共57页:高频电路等效高频电路等效。和通频带频率。谐振，并联谐振电路在题图中，电压分压式例BWfCLrRRLg01pf140H2008K100K5. 2解第26页/共57页MHz1212121210CCCCLLCf1578102001026600rLQK1971578220CrLrQRpk60409101050910232211.PRR.CCCPgg第27页/共57页K60Lpg/R

8、/RRR.KHz92.208 .47108 .47102001021060606630LLQfBWLRQ第28页/共57页一、晶体管等效电路一、晶体管等效电路 1.混合混合参数等效电路参数等效电路.混参数在一定频率范围内与频率无关,只与工作点有关,因此可用于宽带分析.,max、工作电流等，增益频率对管子的选择主要考虑ffT第29页/共57页:Y. 2参数等效电路参数等效电路:,因因此此可可用用线线性性方方法法求求解解络络晶晶体体管管可可近近似似为为线线性性网网在在小小信信号号运运用用时时cebfeccrebiebuyuyuyuyoII第30页/共57页。因此只适用于窄带分析因此只适用于窄带分析

9、而且与频率有关而且与频率有关参数不仅与工作点有关参数不仅与工作点有关,Y第31页/共57页二、电路组成。二、电路组成。对于线路要把握 “管为路用，以路为主管为路用，以路为主” 的原则。:)a ( 图第32页/共57页NNp121 Y:)b(参参数数晶晶体体管管等等效效为为图图负载端负载端NNp452第33页/共57页:LC回路两端回路两端折算到折算到bfeoeoeoeoeoeoevypIpICpCgpg112121LLLLcpcgpg2222:同理负载端第34页/共57页:最后合并同类元件最后合并同类元件pLoeLoeGgpgpGCCpCpC22212221C)CPCL(PLCfLoe2221

10、02121)GgPgL(PLGGCQpLoeL222100011pLGQ001第35页/共57页)1211320j(Gvyppvpvbfe输输出出电电压压：)1(210jGyppvvAfebvGyppAfev210三、计算电压增益第36页/共57页LgvP200:输出功率输出功率LbfegGvypp221iebigvP2输输入入功功率率：ieLfeipggGyppPPA22100)(功率增益第37页/共57页当阻抗匹配时（不考虑回路本身损耗当阻抗匹配时（不考虑回路本身损耗Gp=0=0）oeLoeLoegpgpgpGgpgp21222122212,ieLoefepogggpyppA241221m

11、ax4)(ieoefeieoeoefeggygpgpgpypp442222124122221ieoefepoggyA42max第38页/共57页功率增益 Apo 与最大功率增益 Apomax 之间的关系：oeoeieLfepoggggGppyA222212oeieLoefeggGggy222222) (4) (4LoeLoeLoeoeiefeggggGggggy21maxApo第39页/共57页NoImage20222221)1 ()1 ()() (QQGgGggggGggLpppLoeLoe其中h1为回路插入损耗：h1描述了由于电感线圈损耗不能忽略带来的影响。第40页/共57页其中h2为失配

12、功率：2222) (4oeoeLoeLoegggggg22)1 (4)1 (4DDggggoeLoeL称为失配系数其中oeLggD 第41页/共57页:21最最佳佳选选取取、阻阻抗抗匹匹配配时时，pp)(212221pLoeGGgpgpLpoepgGGpgGGp2)(2)(2221第42页/共57页1. 电压增益和通频带VnVVVVAAAAA3210n级放大器谐振点的总增益为nLVVQjAAS)21 (100选择性第43页/共57页通频带LQfBW0单单级级1210nLnQfBW为为带带宽宽缩缩减减因因子子121n2. 矩形系数121100111.0nnnK第44页/共57页n1234561.

13、000.640.510.430.390.35K0.19.954.803.763.403.203.10121n可见，当n 增大时，矩形系数 K0.1减小, 选择性得到了改善。第45页/共57页稳定性问题稳定性问题：.,.C,严重时会产生自激严重时会产生自激性能指标变化性能指标变化变坏变坏是频率特性是频率特性放大器不稳定主要表现放大器不稳定主要表现的存在的存在或或即有即有子内部存在反馈子内部存在反馈高放不稳定的原因是管高放不稳定的原因是管recbyiiebbiYyvIY)(LoefereiYyyyYY00YyYyyyyoesiefereoe第46页/共57页提高稳定性的措施提高稳定性的措施.,:.

14、 1化从而实现放大器的单向施抵消内部反馈在放大器的外部采用措中和法cbNCNN211C第47页/共57页.:. 2器的稳定性以牺牲增益来换取放大失配法.,y/c. 3rec b双双栅栅场场效效应应管管小小的的晶晶体体管管小小选选第48页/共57页:)(Y,100350pf50 MHz,710 ,:0110如下在工作频率上参数晶体管数中频变压器接入系回路电容为已知放大器的工作频率示某中频放大线路如图所例,Q.NNp,C.fsgCysjyCgoeoefereieie45,pf3 . 4,ms40.180,pf41,ms0 . 1的值。中和电容放大器的谐振电压增益值和通频带回路有载求设后级输入电导也

15、为NLieCQg)3(;)2(BW;) 1 (,第49页/共57页第50页/共57页k301050107 .102100:BW12600ppL0CQRRQQfQLL回路本身负载负载有三部分与有负载阻抗有关，要计算.k181104535. 011:6221oeoegpR晶体管输出阻抗1 . 1100 . 103. 011:3222ieiegPR后级输入阻抗解第51页/共57页K181/M1 . 1/K30/:oeiepTRRRR总阻抗K25CCCCoeieT:回路总电容回路总电容pf54.504103. 03 . 435. 050222122oeieCpCpC而基本不变因此,0f3126010251054.50107 .102TTLRCQKHz1269 .84107 .10BW60LQf第52页/共57页0:0,ff谐振时谐振时5 .101