《高频小信号放大器》PPT课件.ppt

第3章 高频谐掁放大器,第一节高频小信号放大器 第二节高频功率放大器 第三节高频功放的高频效应 第四节高频功率放大器的实际线路 第五节高频功放、功率合成与射频模块放大器,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,2,第一节高频小信号放大器,小信号放大器的相关知识点 单级调谐放大器 多级单调谐放大器的级联,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,3,小信号放大器的相关知识点,晶体管的频率特性 高频晶体管的Y参数模型,晶体管的频率参数,1、短路电流放大系数 和 截止频率f,式中 是低频时的电流放大系数。,定义: 截止频率f的： 当 的频率。,可求得：,2、特征频率fT 晶体管的放大性能有时还用特征频率fT表示。特征频率 是=1时的频率。根据定义:,解之得:,当0远远大于1时,若工作频率 时，则可用下式近似计算。,由于 ，代入上式得：,上式说明，在f f的区域，工作频率每增加一倍，减少一半（下降6dB），故此区域称为每倍频程下降6dB工作区。,根据 和 的关系式:,3、 截止频率f及其与f和fT的关系 当晶体管用作共基极联接时，其输出端交流短路的电流 放大倍数 也是随频率提高而降低的，当下降到 时，所对应的频率称为 截止频率。由于共基极短路电流放大系数 的近似表示式为:,用近似公式 代入得,可以求出 截止频率f与截止频率f的关系:,故f，fT，f三个频率的关系是: f<fT<f f,f,fT是晶体管三个重要频率参数。,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,10,高频晶体管的Y参数模型,1、三极管Y参数的定义,输入导纳,输出导纳,正向传输导纳,反向传输导纳,晶体管Y参数等效电路的Y参数方程,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,11,晶体管Y参数等效电路的Y参数方程导出T的Y参数模型,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,12,2、三极管Y参数的求法,在忽略rbe及满足CC的条件下, Y参数与混参数之间的关系为,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,13,单级调谐放大器,放大器的作用与电路组成 二工作原理 三 性能分析 四 稳定性 五 多级其它形式的放大器,学习思路：,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,14,一 放大器的作用与电路组成,作用不失真的放大各种无线电设备中的高频小信号 电路组成模型：,晶体三极管LC并联谐振回路 场效应管LC并联谐振回路 运算放大器晶振 IC集中滤波器 ,重点讲解,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,15,晶体三极管LC并联谐振回路的放大器组成,输入回路：输入变压器,输出变压器和负载阻抗，部分接入。,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,16,二工作原理,输出电压：,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,17,三 放大器的性能分析,分析方法：Y参数分析法 分析步骤：,1、画出交流等效电路,2、画出Y参数交流等效电路,3、将输入、输出折合到LC回路两端,4、归类合并,5、主要性能分析,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,18,1:画出交流等效电路,画交流等效电路的原则： （1）高频旁路电容、耦合电容短路，高频扼流圈开路。 （2）直流电压源短路、电流源开路。,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,19,2、Y参数高频等效电路,将交流等效电路中的晶体三极管T用其Y参数模型代替，得到Y参数高频交流等效电路。,通常Yre很小，可以忽略不计。,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,20,3、将输入、输出折合到LC回路两端,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,21,4、合并同类项,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,22,5 性能参数计算,(A) 电压增益Au (B) 通频带B 0.707 (C) 矩形系数K 0.1 (D) 输入导纳Yi与输出导纳Yo,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,23,谐振时的电压增益：,A：电压增益Au,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,24,(B) 通频带B 0.707,(c) 矩形系数K 0.1,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,25,(D) 输入导纳Yi与输出导纳Yo,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,26,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,27,四、高频谐振放大器的稳定性,1 放大器的稳定性概念 2不稳定的原因 3、提高稳定性的措施,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,28,1 放大器的稳定性概念,选频放大器电路，在满足一定的条件下，有可能不须外部信号的输入，就会有输出信号产生，形成自激振荡。 放大器电路若产生自激，就不能正常放大输入信号，造成放大器的工作不稳定。我们引入稳定性概念，以描述电路能正常稳定放大信号的能力。,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,29,2不稳定的原因,反向传输导纳Yre的存在,若使输放电为0，则产生自激。,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,30,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,31,3. 提高放大器稳定性的方法,思路：利用中和电容Cn，以抵消Yre的反馈。 方法：从集电极回路取一与 反相的电压 , 通过Cn反馈到输入端。,中和法 1、中和法原理,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,32,2、中和法原理电路,中和电容,3、中和条件,根据电桥平衡有,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,33,图 3 5 中和电路 (a) 原理电路; (b) 某收音机实际电路,4、应用例子,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,34,图 3 6 共发共基电路,失配法,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,35,图 3 7 双栅场效应管调谐放大器,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,36,五、其它形式的选频放大器,1、多级单调谐放大器 2、多级双调谐放大器 3、参差调谐放大器 4、高频集成放大器,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,37,1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。,总电压增益,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,38,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,39,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,40,2. 多级双调谐放大器,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,41,3. 参差调谐放大器,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,42,图 3 9电视机高频放大器的简化电路,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,43,4、 高频集成放大器,分类： 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; 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。,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,44,集中选频放大器组成框图,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,45,应用实例： 图 3 11示出了Mini Circuits公司生产的一集成放大器MRA8的应用电路，,2020/8/10,湖北大学物电学院 余琼蓉,46,图 3 11 集成选频放大器应用举例,