高频谐振放大器-1

第3章高频谐振放大器

3.1高频小信号放大器

3.2高频功率放大器的原理和特性

3.3高频功率放大器的高频效应3.4高频功率放大器的实际线路

3.5功率合成与射频模块放大器13.1高频小信号放大器

高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线电设备中的高频小信号。工作在线性范围，基本类型是频带放大器“谐振”是指负载为选频振荡回路，工作在谐振频率对输出信号频率进行谐振,兼具阻抗变换和选频滤波之功能。分类:窄带与宽带;分立与集成.主要要求：增益高；选频性能好；工作稳定可靠。23.1.1高频小信号谐振放大器的工作原理高频小信号谐振放大器的实际线路3图3─1高频小信号谐振放大器(a)实际线路;(b)交流等效电路43.1.2放大器性能分析1．晶体管的高频等效电路晶体管在高频运用时的混π等效电路53.1.2放大器性能分析1．晶体管的高频运用时混π等效电路基射极间电阻：β0

是共射组态晶体管的低频电流放大倍数6gm为跨导表示放大能力7Y参数等效电路晶体管Y参数等效电路的Y参数方程8yie称为输出短路时的输人导纳；yre称为输入短路时的反向传输导纳；yfe称为输出短路时的正向传输导纳；yoe称为输入短路时的输出导纳9(a)混π等效电路(b)Y参数等效电路10在忽略rb′e及满足Cπ>Cμ的条件下,Y参数与混π参数之间的关系为：(3─1)(3─2)(3─3)(3─4)11晶体管高频参数截止频率fβ：当β下降到低频电流放大系数β0的0.707倍时，所对应的频率称为晶体管的截止频率。

特征频率fT定义：lβl

下降到1时所对应的频率。意义：f>fT时，β<1晶体管失去电流放大作用12特征频率与截止频率关系13最高振荡频率晶体管的功率增益Ap＝1时所对应的频率称为最高振荡频率fmax。fmax表示晶体管的最高极限频率。在此频率，晶体管已不可能得到功率放大。通常，为了使电路工作稳定，且有一定的功率增益，晶体管的实际工作频率约为最高振荡频率的1／3至1／4。14晶体管Y参数等效电路混合π参数等效电路截止频率fβ特征频率fT要点152．放大器的性能参数忽略管子内部的反馈,即令Yre=0,由图可得(3─6a)图3─1高频小信号放大器的高频等效电路

(3─6b)16(1)电压放大倍数K：(3─7)171819晶体管存在反向传输导纳yre,输出电压可通过yre反向作用到输入端，引起输入电流的变化，这种反馈作用可能引起放大器产生自激等不良后果。放大器的输人导纳和输出导纳由于yre不为零而与YL和Ys有关。203.1.3高频谐振放大器的稳定性

1．放大器的稳定性

反向传输导纳Yre引入的输入导纳,记为Yir忽略r

bb′的影响

21将Yoe归入负载中,并考虑谐振频率ω0附近情况,有(3─11)22gF和bF分别为电导和电纳部分。它们除与yfe、yre、yce有关外，还是频率的函数；随着频率的不同，其值可能为正或负。23由于反馈导纳的存在，使输人端的电导和电纳发生变化。前者改变回路的等效品质因数Q值，后者引起回路失谐。影响放大器的增益、通频带和选择性，并使谐振曲线产生崎变。如果反馈到输入端回路的电导负值恰好抵消了回路原有正值，则输入端回路总电导等于零，反馈能量抵消了回路损耗的能量，Q值趋向无穷大，放大器失去放大性能，处于自激振荡状态。24252.提高谐振放大器稳定性的措施

管子内部存在反馈，即yre的存在使得不稳定；不稳定主要表现：频率特性变坏、性能指标变化，严重时会产生自激。提高放大器稳定性的措施：最根本的方法：选用yre小的晶体管由于yre的反馈作用，晶体管为双向器件。使yre的反馈作用消除的过程称为单向化。单向化方法:中和法、失配法26中和法:27在输出与输人之间引入外部反馈电路，以抵消晶体管内部yre的反馈作用。

28中和法利用中和电容Cn的中和电路。为了抵消Yre的反馈,从集电极回路取一与反相的电压,通过Cn反馈到输入端。根据电桥平衡有则中和条件为

29图3─5中和电路(a)原理电路;(b)某收音机实际电路30失配法“失配”是指阻抗不匹配，主要对输出端。失配法的实质是降低放大器的电压增益，以确保满足稳定的要求。选用合适的接入系数或在谐振回路两端并联阻尼电阻来降低电压增益。采用共射—共基级联放大器。31图3─6共发—共基电路共射—共基级联放大器：后级共基晶体管的输人导纳较大，对于前级共射晶体管，大的负载导纳使电压增益低，但仍有较大电流增益。

后级共基放大电流增益小，电压增益大。组合后的放大器的总电压增益和功率增益都与单管共射放大电路差不多，但稳定性高。32图3─7双栅场效应管调谐放大器

一个管子中有两个控制栅极。可以认为是两个单栅场效应管的串联组成。从由于增加了第二栅级g2，具有一定的屏蔽作用，使得漏极与第一栅极之间的反馈电容变得很小，稳定性提高。双栅场效应管调谐放大器33

3.1.4多级谐振放大器1．多级单调谐放大器多级单调谐放大器的谐振频率相同,均为信号的中心频率。(3─13)(3─14)(3─15)34

2.多级双调谐放大器(3─16)353.参差调谐放大器

增加放大器中的带宽,得到变沿陡峭的频率特性。图3─8是采用单调谐回路和双调谐回路组成的参差调谐放大器的频率特性。图3─9示出了一彩色电视机高频头的调谐放大器的简化电路。

3637图3─9电视机高频放大器的简化电路

383.1.5高频集成放大器高频集成放大器有两类:一种是非选频的高频集成放大器,主要用于某些不需要选频功能的设备中,通常以电阻或宽带高频变压器作负载;另一种是选频放大器,用于需要有选频功能的场合,如接收机的中放就是它的典型应用。图3─10(a)中,集中选频滤波器接于宽带集成放大器的后面。图3─10(b)是另一种接法。39图3─10集中选频放大器