高频第四章高频小信号放大器

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1、第四章高频小信号放大器电路性质：线性、甲类放大器基础知识：-并联谐振回路-抽头等效变换本章内容n4.1 概述n4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数n4.3 单调谐回路谐振放大器n4.4 多级单调谐回路谐振放大器n4.5 双调谐回路谐振放大器*注意：4.64.10节不讲第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器n 射频前端电路（RF Front-End IC）：输入回路；高频放大；本地振荡器；混频器。输出中频信号。高频放大中频放大解调器混频器本地振荡器低频放大自动增益控制输入回路 n 高频放大和中频放大是高频小信号放大器。n 具有低通传输特性的负反馈控制系统（自动增益控制AGC）。4.1

2、概述n一、高频小信号放大器的特点n 频率较高中心频率一般在几百kHz到几百MHz频带宽（2f0.7）在几khz到几十MHzn 小信号信号较小，所以工作在 线性范围内(甲类 放大器)BEvCi第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器把这一段把这一段近似看作近似看作一段直线一段直线二、高频小信号放大器分类n按所用的材料分类：晶体管（BJT)场效应管（FET)集电电路（IC)n按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器n按电路形式：单级放大器和多级放大器n按负载性质：谐振放大器（以谐振电路作为负载）非谐振放大器（以阻容耦合电路作为负载）4.1 概述第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器通过学习

3、基于晶体管的谐振放通过学习基于晶体管的谐振放大器来掌握基本原理，其他类大器来掌握基本原理，其他类型的放大器原理基本相同。型的放大器原理基本相同。三、高频小信号放大器的质量指标4.1 概述（1）增益（放大倍数）增益（放大倍数）ivVVAo电压增益iopPPA 功率增益ivVVAdBolg20）表示应为用分贝（iopPPAlg10第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器?40是多少，其实际电压放大倍数大器的增益为举例：若一个小信号放dB40dBlg20:oivVVA因为解2lgoiVV所以)(100o倍放大倍数iVV（2）通频带n定义：放大器的电压增益下降到最大值的0.7（即1/）倍时，上、

4、下限频率之间的频率范围称为放大器的通频带，用 表示。也称为3dB带宽。第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.1 概述三、高频小信号放大器的质量指标27.02 fB后面将会后面将会证明谐振证明谐振放大器的放大器的通频带与通频带与谐振回路谐振回路的通频带的通频带是类似的是类似的调谐放大器电压增益的频率特性曲线调谐放大器电压增益的频率特性曲线7.02 f2lg20调谐放大器电压增益的频率特性曲线调谐放大器电压增益的频率特性曲线（3）选择性n定义：表示放大电路从混合信号（有用信号与干扰信号的叠加信号）中选出有用信号，并抑制干扰信号的能力。n衡量指标矩形系数抑制比第四章第四章 高频小信号放大

5、器高频小信号放大器4.1 概述三、高频小信号放大器的质量指标1.0rK矩形系数1.02 f7.02 f矩形系数越小，曲线越接近矩形，选择矩形系数越小，曲线越接近矩形，选择性越好，矩形系数最小值为性越好，矩形系数最小值为 1（4）工作稳定性n一个理想的放大器其主要指标（如增益、通频带、中心频率等）应不随时间和外界变化而变化，谓之稳定。n反之则为不稳定，不稳定的极限情况是自激（无规则的、失控的正反馈）。n提高稳定性，避免自激的措施有合理选择器件、合理设计PCB布局布线单级的增益不要过高加入稳定电路（如负反馈电路）等第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.1 概述三、高频小信号放大器的质量

6、指标（5）噪声系数n定义：第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.1 概述三、高频小信号放大器的质量指标)(/)(/nosonisiF输输出出信信噪噪比比输输入入信信噪噪比比PPPPN 高频小信号高频小信号放大器放大器此信号功率为Psi此信号功率为Pni此信号功率为Pso此信号功率为Pno级起决定作用前有多级放大器时越好越接近于通常大于2,11,FN4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数n为什么要提出小信号等效电路?回答：由于信号幅度很小（mv级），所以可认为晶体三极管工作于线性区，如果把它等效成我们学过的线性元件的组合电路，那么就可以用我们学过的线性电路知识进行分析了。n等效方法形

7、式等效电路（如y参数、h参数）物理模拟等效电路（参数）第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器BEvCi重点重点把这一段把这一段近似看作近似看作一段直线一段直线4.2.1 形式等效电路（主要介绍y参数）n图中，若以V1和V2为 自变量，I1和I2为参 变量，列出表达式：第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数+V1-+V2-I1I2212211VyVyIVyVyIofri其中的其中的 yi、yr、yf、yo 合称为合称为 y 参数参数可以看出可以看出4个参数均为导纳量纲，故其称为个参数均为导纳量纲，故其称为 y 参数参数y参数的求法和含义第四章

8、第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.1 形式等效电路（y参数）导导纳纳称称为为输输出出短短路路时时的的输输入入0112ViVIy+V1-+V2-I1I2传传输输导导纳纳称称为为输输入入短短路路时时的的反反向向0211VrVIy212211VyVyIVyVyIofri传传输输导导纳纳称称为为输输出出短短路路时时的的正正向向0122VfVIy212211VyVyIVyVyIofri导导纳纳称称为为输输入入短短路路时时的的输输出出0221VoVIy212211VyVyIVyVyIofriy参数可能是参数可能是复数，如复数，如(25+10j)ms课上思考：课上思考：复数意味着什复数意味着什

9、么物理含义？么物理含义？根据y参数公式画出y参数等效电路n这个等效电路非常重要，希望同学们记住。第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.1 形式等效电路（y参数）yiyoyr V2yfV1+V1-+V2-I1I2+V1-+V2-I1I2yieyoeyreuceyfeube+ube-+uce-ibic等效等效用三极管引脚用三极管引脚b,c,e来表示来表示利用y参数求单纯三级管放大电路的电压增益第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.1 形式等效电路（y参数）yieyoeyre V2yfeV1+V1-+V2-I2YL2122:VyVyYVIoefeL的电流方程根据Loe

10、fevTYyyVVA12单纯三极管电压增益yie和yoe的其他表示方法第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.3 混合参数和y参数的转换yieyoeyre V2yfeV1giegoeyre V2yfeV1CieCoe由于由于yie和和yoe均为复均为复数，而且虚部数，而且虚部(电纳电纳)通常为正数，所以在通常为正数，所以在图中，我们可以将其图中，我们可以将其看作一个电导看作一个电导g与一与一个电容个电容C的并联。的并联。ieieieCjgyoeoeoeCjgy4.2.2 混合等效电路.beceb bCcebVebVebmVgebCbeCcbCebrbb rcbrcerbcCbIc

11、IcVrbb：基区体电阻；rbe：发射结电阻；Cbe：发射结电容；Cbc：集电结电容；rbc：集电结电阻；rce：集-射极电阻。gm：晶体管跨导，反映放大能力，gm=IC/26=0/rbe。三个附加电容：Cbe、Cce和 Cbc，数值很小，可忽略。与静态工作点有关eb rcerbcreeCbeCbcrbbrbecrccbgm vbe4.2.2 混合等效电路.beceb bCcebVebVebmVgebCbeCcbCebrbb rcbrcerbcCbIcIcVrbb：25 ；rbe：150 ；Cbe：500pF；Cbc：5pF；rbc：1M ；rce：100K 。eb rcerbcreeCbeC

12、bcrbbrbecrccbgm vbe的计算ebebebCjgy计算cbcbcbCjgy4.2.3 混合参数和y参数的转换n为什么要进行转换？回答：拿到一个三极管时，往往只知道其物理参数，而不知道y参数。而且，由后面的推导，同学们可知，y参数不仅与参数有关，还与工工作频率作频率有关！n转换方法由参数电路出发，推出与y参数方程形式上一样的表达式，则其系数即为y参数了。第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数（经常用的是将（经常用的是将参数转换成参数转换成y参数）参数）由参数推出y参数的原理.beceb bCcebeVebVebmVgebCbeCcbCe

13、brbb rcbrcerbcCbIcIceVebbbbebbb11VrVrIcecbebcbebbbbebb110VyVyyrVrcececbebcbebmcVgyVyVgIebebebCjgycbcbcbCjgy由参数推出y参数的原理(续)第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.3 混合参数和y参数的转换cecbebbbcbmbbcbcbcebecbebbbcbmccecbebbbcbbecbebbbcbebbebVyyrygryygVyyrygIVyyryVyyryyIV)(1)()(1)(1)(1:,可得两个方程消去将上面三个方程整理212211VyVyIVyVyIyofr

14、i参数方程对比+V1-+V2-I1I2bI即cI即beV即ceV即4.2.4 晶体管的高频参数n为什么要了解晶体管的高频参数?回答：晶体三极管在高频下放大性能出一定的衰减特性(观察参数电路图不难看出)，与低频下的一些参数不一样。n主要的高频参数有：截止频率特征频率最高振荡频率第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2 晶体管高频小信号等效电路和参数第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.4 晶体管的高频参数 f0 2/0 Tf f1时时的的频频率率的的频频值值随随着着工工作作频频率率下下降降到到低低210电流放大倍数2001,1ffffj由于由于1 截截止止频频率率 f

15、由于由于0比比1大的多大的多,在频率为在频率为f时时,|虽然下降到原来的虽然下降到原来的0.707但是仍然比但是仍然比1大的多大的多,因此晶体管还能起到放大的作用。因此晶体管还能起到放大的作用。2 特特 征征 频频 率率Tf定定义义：当当 下下降降到到1 时时所所对对应应的的频频率率为为Tf低频区低频区 由由定定义义：令令1)ff(12T0可得可得 f1ff002T 第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.4 晶体管的高频参数2 特特 征征 频频 率率Tf（续）（续）的电流放大倍数可以估算出工作频率下时当工作频率利用上页的结论,ff 可忽略掉分母中的时当工作频率1,1,fffff

16、fT022011ffffffTffffffTT第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.4 晶体管的高频参数倍数试估算此时的电流放大时，作在求其截止频率；当其工，的特征频率是已知高频三极管例题MHz50,001150MHz9014:0ffT0:由解)(5.11001500MHzffT截止频率3501505.150ffMHzMHzT截止频率工作频率低频时能放大电流低频时能放大电流100倍的三极管工作倍的三极管工作在在50MHz的高频时只能放大的高频时只能放大3倍了！倍了！第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.2.4 晶体管的高频参数3 最最高高振振荡荡频频率率maxf定定

17、义义：晶晶体体管管的的功功率率增增益益1 pG时时的的工工作作频频率率为为maxf maxf表表示示一一个个晶晶体体管管所所能能适适用用的的最最高高极极限限频频率率。在在此此频频率率工工作作时时，晶晶体体管管已已得得不不到到功功率率放放大大。一一般般当当maxff 时时，无无论论用用什什么么方方法法都都不不能能使使晶晶体体管管产产生生振振荡荡。可可以以证证明明：cbebbbmmaxCCr4g21f 以以上上三三个个频频率率参参数数的的大大小小顺顺序序为为：fffT max。(了解即可)4.3 单调谐回路谐振放大器n本节主要内容单调谐回路谐振放大器的典型电路4.3.1 电压增益的分析4.3.2

18、功率增益及插入损耗4.3.3 通频带与选择性第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器单调谐回路谐振放大器的典型电路第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器45123Rb1Rb2ReYLCbCeCB1B2VTVcc一、实际电路图一、实际电路图(如何求增益，带宽等）如何求增益，带宽等）分析第分析第步：直流变交流步：直流变交流（即画小信号等效电路）（即画小信号等效电路）直流变交流的画法原则：直流变交流的画法原则：(i)地与地与Vcc都接入交流地都接入交流地(ii)旁路电容视为短路旁路电容视为短路(iii)大电阻可视为开路大电阻可视为开路放大放大单调谐回路谐振放

19、大器的典型电路第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器二、交流二、交流(小信号小信号)等效电路图等效电路图32154B1B2C YLTpGppRG1图中单调谐回路谐振放大器的典型电路第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器三、将三极管用三、将三极管用y参数模型等效后的电路图参数模型等效后的电路图32154yieyoeyreVo1yfeVi1 CYL+Vi2-+Vi1-pG单调谐回路谐振放大器的典型电路第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器四、忽略四、忽略yre参数参数(不考虑反馈不考虑反馈)

20、后的电路图后的电路图yfeVi1yoe1LC2LYL匝总共22NL)2,1(11匝点之间为点与匝总共NNL12345pG单调谐回路谐振放大器的典型电路第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器五、五、L1与与L2紧耦合时（相当于抽头）的电路图紧耦合时（相当于抽头）的电路图yfeVi1yoe1LCYL1235NNLLp113121NNLLp2122pG单调谐回路谐振放大器的典型电路第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器六、将六、将yoe和和YL看作实际器件（电导与电容的看作实际器件（电导与电容的并联）后的电路图并联）后的电路图y

21、feVi1go11LC1235NNLLp113121NNLLp2122Co1gi2Ci2pG+Vo1-+Vi2-才是。并不是最终输出电压注意21 !:ioVV4.3.1 电压增益的分析n分析目标：Av=Vi2/Vi1n采用两种方法分析：方法一：方法一：“彻底等效法彻底等效法”，即将所有从抽头接，即将所有从抽头接入电路的元件都进行入电路的元件都进行“去抽头等效变换去抽头等效变换”方法二：教材上的方法（两级分析，先分析方法二：教材上的方法（两级分析，先分析 Vo1/Vi1，再分析，再分析Vi2/Vo1）n推荐同学们按方法一分析推荐同学们按方法一分析第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.

22、3 单调谐回路谐振放大器分析方法一（电路）第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析yfeVi11LC1235NNp11NNp22+-Vi2p1yfeVi11211oogpg+-2213pVVi抽头等效抽头等效Co1go1pGgi2Ci21LC13pG1211ooCpC2222iigpg2222iiCpC分析方法一（计算任意频率下电压增益Av）第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析1322VpViLjCpCpCjgpgpGVypioiopife1)()(22212122212111YVypife11总导纳电流pG记为C记为)1(1

23、1LjCjGVyppife)1(2112LjCjGyppVVApfeiiv此为任意频率下的电压增益此为任意频率下的电压增益分析方法一（计算谐振频率下Av0）第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析0,谐振时总导纳虚部为根据谐振条件LC001即pfepfevGyppLjCjGyppA2100210)1(此时22212121iopfegpgpGypp我们通常只关心其幅度222121210iopfevgpgpGyppA例第1问）三极管三极管T1与与T2同型号同型号HL5601000Q匝16213N匝461N匝132NkHzf4650三极管的参数如下三极管的参数如下 m

24、Sgie0.1pFCie400Sgoe110pFCoe62mSyfe28|求谐振电压增益求谐振电压增益 解：28.0162461311NNp08.0162131322NNp第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析例（续）SLQRGpp663001012.610560104652100111LRQp00LQRp00222121ioppgpgpGGieoepgpgpG2221S632626102110108.01011028.01012.6301021102808.028.0|63210gyppAfevpG第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电

25、压增益的分析例（续）第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析并并的公式将变为那么，为了扩展通频带如果电路图中还存在需要注意的是GgpgpGGGRieoeppp2221)(,并并RG1分析方法二(教材的方法)第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析yfeVi1go11LC1235NNLLp113121NNLLp2122Co1gi2Ci2pG+Vo1-+Vi2-才是。并不是最终输出电压注意21 !:ioVV)13(10.2.4,11页也可见幻灯片根据教材公式益为单纯三极管的放大增ioVV11ioVVLoefevTYyyALY如何求这一

26、项呢?)(,11YYLL方法一中的两端总的阻抗算出两端等效到还是需要将所有的元件LoeYy分析方法二(续)第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析)a2.3.3),54(13.3.313.3.3（参考书上图页详见第三章幻灯片的第节中的恰好相当于第而节中的相当于第这是因为bcLoeacZYyZY)(21LoeYypY21pYYyLoe计算式中代入上页的11ioVV)2.3.4(212111教材的式得YyppYyVVfefeio分析方法二(续)第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.1 电压增益的分析121112oiioiiVVVVVV而上页已经求出1

27、2iiVV但我们要求的是)(121212回两端的总电压是无抽头的其中LCVppVpVpVVooooi121112ppVVVVioiiYyppppYypfefe211221Y即方法一中的从而两种方法得到了相同的结果从而两种方法得到了相同的结果,后面的推导一样了后面的推导一样了但是方法二有点绕弯但是方法二有点绕弯4.3.2 功率增益及插入损耗第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器Gp11ifeVyp121ogp222igpab三极管输入电阻输入电压振幅的平方放大器输入功率21iP12121iigV所消耗的功率阻即下一级电路的输入电负载放大器输出功率)(oP222

28、221iabgpV三者并联为三者并联为Gp)()(21222211看上图ipifegpGVyp222igp等效成了小信号放大器功率增益表达式第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.2 功率增益及插入损耗功率增益的表达式和由上页得出的,oiPP122210)(iipfeiopggGyppPPA0vA恰好为1220iivggA相等时与放大器的输入导纳的输入导纳特殊地，当下一级电路12iigg)(的放大器相同型号的三极管组成例如，下一级电路是由20021vpiiAAgg，此时则插入损耗K1n定义：第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.2 功率增益及插入损耗111PP有损

29、耗时的输出功率无损耗时的输出功率K上的损耗考虑所谓“无损耗”就是不pG上的损耗虑所谓“有损耗”就是考pGGp0I121ogp222igp时不考虑pG)(2122221iabgpVP ab)(2122222221210iiigpgpgpI时考虑pG)(2122221iabgpVP)(2122222221210iiipgpgpgpGI插入损耗K1(续)第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.2 功率增益及插入损耗2222121222121111iiiipgpgpgpgpGPPK注意：注意：K1是大于是大于1的数的数LGLRQpp0001不带负载时的又LQGp001LgpgpGLGLR

30、QiipppL022212100)(11带负载时的LQgpgpGLiip02221211pLiiGLQgpgp02221211LQLQL00011200001111LQLQLQKLL2011QQL20)1(1QQL例（续，第2问）n电路图和已知不变，求功率增益及插入损耗第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.2 功率增益及插入损耗900302200vpAA型号相同前后两级使用的三极管29105601046521021116360LGQpL又98.1)100291(1)1(12201QQKL通过通过QL及及K1的大小，可对计算进行验证：的大小，可对计算进行验证：QL一定小于一定小于

31、Q0，但一定远远大于但一定远远大于1；K1一定大于一定大于1，而且一般不超过，而且一般不超过104.3.3 通频带与选择性n在讲谐振回路的通频带时，我们引入了归一化谐振曲线；同样在研究小信号放大器的通频带时，我们引入“归一化增益曲线”的概念，即第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3 单调谐回路谐振放大器0vvAA谐振时电压增益任意频率下的电压增益)()(2121LCjGGGyppLCjGypppppfepfe0211ffjQL与串并联回路谐振曲线形式上完全一样，只不过要用有载时的与串并联回路谐振曲线形式上完全一样，只不过要用有载时的QL千万不千万不要用要用Q0高频小信号放大器的通

32、频带第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.3 通频带与选择性LQffB07.02 oAA 1B21一定要注意此处一定要注意此处是是QL不是不是Q0的另外一个表达式求出来可以利用07.002vLAffQpfevGyppA210回路不加外接电容的通频带，电容要小，表明要得到高增益和宽,47.021CfyppfeLfeQCypp02107.00212ffCyppfe高频小信号放大器的选择性 oAA 17.0f2 1.0f2 第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.3 通频带与选择性如如果果令令1.02111.01.0 oLoffQAA 可可 得得：Lo21.0Qf110

33、f2 单调谐回路放大器的单调谐回路放大器的矩形系数远大于矩形系数远大于1，故，故其选择性差，这是单其选择性差，这是单调谐回路放大器的缺调谐回路放大器的缺点。点。注意它与注意它与Q QL L和和f f0 0无关，即，只要是单级单调无关，即，只要是单级单调谐放大器，矩形系数均为谐放大器，矩形系数均为9.959.95例（续，第3问）n电路图和已知不变，求通频带与矩形系数第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.3.3 通频带与选择性292LQ问时已经求出在第kHzQfBLL16291046530这里可直接套用公式,大器的矩形系数都一样由于所有单调谐回路放单级单调谐回路放大器解题思路)!()1

34、(21注意一定不能出错和先求出pp根据已知量求出未知量利用公式CRLRQpp000(2)(,2221ieoeCpCpCCC而是并不是电路图中的要注意这里C,(3)的可根据上式求出电路中如果需要pieoeppoeGGgpgpGGgy求出以及公式和参数中的实部利用给出的并)(g)4(2221ie的倒数步中求出的就是第ppRG(2)!要看电路图是否加并G此项可能此项可能有有,也可能也可能没有没有,具体具体要看电路要看电路单级单调谐回路放大器解题思路求电压放大增益）利用（pfevGyppA2105求功率放大增益）利用（2006vpAALppLQLGLRQ求出利用公式001(7)求出通频带等利用公式LL

35、QfB0(8)4.4 多级单调谐回路谐振放大器若若单单级级放放大大器器的的增增益益不不能能满满足足要要求求，就就要要采采用用多多级级放放大大器器而而谐谐振振时时的的电电压压总总增增益益为为：n0u03u02u01u0nAAAAA Au1Au2Aun相相同同如如果果各各级级放放大大器器的的增增益益mmLmmmVffQAAA)11(211A22200m多级单调谐放大器通频带第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.4 多级单调谐回路谐振放大器根据通频带的定义可以求根据通频带的定义可以求m级放大器的通频带级放大器的通频带121mLommmQffB12217.0带宽缩减后如何恢复,及恢复后的副

36、作用第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.4 多级单调谐回路谐振放大器121mm原来的级放大器级联后带宽是121mLQ 也变成原来的要想恢复，需要将121110mppLGLGQ变为原来的需要将又LQfB0而路两端并联电阻）（实际措施是在谐振回即增大pG1210210mvpfevAGyppA下降到了原来的导致其副作用是：由于多级单调谐放大器的选择性（仍以矩形系数衡量）第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器4.4 多级单调谐回路谐振放大器时时:当当根根据据定定义义1.0AAV0VLmmQff011.01100)2(12110022k117.01.01.0mmmmrff:故故可可

37、见见当当级级数数 n 增增加加时时，放放大大器器的的矩矩形形系系数数有有所所改改善善，但但这这种种改改善善是是有有限限度度的的，一一般般级级数数越越多多，1.0K的的改改善善越越缓缓慢慢。当当 n时时，1.0K也也只只有有 2.56，与与理理想想矩矩形形仍仍有有一一定定距距离离。4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 以上在讨论谐振放大器时，都假定了反向传输导纳yre=0，即晶体管单向工作，输入电压可以控制输出电流，而输出电压不影响输入电流。实际上yre0，即输出电压可以反馈到输入端，引起输入电流的变化，从而可能使放大器工作不稳定。如果这个反馈足够大，且在相位上满足正反馈条件，则会出现自激振荡现

38、象。1.谐振放大器的稳定性4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 bccereVybefeVyieyoeybcebeVceVbIcISIYLYSYLSIYSeFFjbgYyyyYYyyyyYFLoefereLoefereieibeVceVbIcI4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 以下引出稳定电压增益的概念bcebeVceVbIcISIYLYSbccereVybefeVyieyoeyYLSIYSebeVceVbIcI由于内反馈的存在，在放大器的输入端将产生一个反馈电压 。beV稳定系数S的定义输入电压 与反馈电压 的比值。beVbeVbebeVVS4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 以下引出

39、稳定电压增益的概念bccereVybefeVyieyoeyYLSIYSebeVceVbIcI由于内反馈的存在，在放大器的输入端将产生一个反馈电压 。beVrefeoeLiebebeyyyYyYVVSS放大器的稳定系数iecerebeyYVyVSoeLbefeceyYVyVbcebeVceVbIcISIYLYS4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 bcebeVceVbIcISIYLYSbccereVybefeVyieyoeyYLSIYSebeVceVbIcIrefeoeLiebebeyyyYyYVVSS放大器的稳定系数当S为正实数时，表明二者同相，满足自激振荡的相位条件。当|S|1时，不满足自激

40、振荡的振幅条件，放大器不会自激；当|S|1，放大器不稳定。bebeVV4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 refeoeLiebebeyyyYyYVVSS放大器的稳定系数当S为正实数时，表明二者同相，满足自激振荡的相位条件。当|S|1时，不满足自激振荡的振幅条件，放大器不会自激；当|S|1，放大器不稳定。bebeVV为使放大器远离自激状态而稳定地工作，单级放大器通常选|S|=510。若|S|过大，将导致增益下降太多。4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 cb0re0fev0CSg2CSy2mA 为使放大器远离自激状态而稳定地工作，单级放大器通常选|S|=510。若|S|过大，将导致增益下降太多

41、。S与Av0之间的关系 cb0re0feV02.52.5)(CgCyAms稳定电压增益 结论：放大器的稳定与增益的提高是相互矛盾的。为保证放大器能稳定工作，其电压增益Av0不允许超过稳定电压增益(Av0)S。4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 2.单向化由于yre的存在，晶体管是一个双向的器件，增强放大器的稳定性可以考虑晶体管的单向化。单向化的方法：中和法失配法4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 中和法 （消除yre的反馈）中和法是指在晶体管放大器的输出与输入之间引入一个附加的外部反馈电路，以抵消反馈作用。晶体管内部 yre 的C2413L1iVoVCNCbc中和电路的原理图 NIFI4.

42、6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 中和法 （消除yre的反馈）C2413L1iVoVCNCbc中和电路的原理图 NIFI接收机中常用的中和电路中和电路只能对一个频率点实现完全中和。因晶体管参数是随频率变化的，而 CN 不随频率变化。4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 失配法用失配法实现晶体管单向化常用的办法是采用共射共基级联电路组成的调谐放大器，其稳定性较高，得到了广泛的应用。失配法原理图YiYLLoefereieiYyyyyY（参见P93 式）VT24.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 失配法原理VT1LoefereieiYyyyyY内反馈的影响体现LY YLiY失配法的思想：让YL变得很

43、大。这样由yre引起的内反馈的影响就很小了。LY 实际上，由于共基电路的输入导纳 较大，当它和输出导纳较小的共发电路连接时(意味着二者失配)，相当于增大共发电路的负载导纳而使之失配，从而使共发晶体管内部反馈减弱，稳定性大大提高。LY 4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 失配法原理的进一步说明还可以将“共射-共基”级联晶体管看成一个复合管。VTVT2VT1通过计算可知，这个“复合管”的4个Y参数如上。ieieyy fefeyy reoeyyfeoererereyyyyy结论：复合管的 和 大致与单管情况相等，而 远小于单管情况的 （二者之比约为1:30）。这说明级联放大器的工作稳定性大大提高。其次，复合管的 也只是单管 的几分之一。这说明级联放大器的输出端可以直接和阻抗较高的调谐回路相匹配，不再需要抽头接入。ieyfeyreyreyoeyoey4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 3.中和法与失配法比较 中和法：优点：简单，增益高 缺点：只能在一个频率上完全中和，不适合宽带；因为晶体管离散性大，实际调整麻烦，不适于 批量生产；采用中和对放大器由于温度等原因引起各种参 数变化没有改善效果。失配法：优点：性能稳定，能改善各种参数变化的影响；频带宽，适合宽带放大，适于波段工作；生产过程中无需调整，适于大量生产。缺点：增益低。