高频电子线路 曾兴雯 课件 3高频谐振放大器.ppt

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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13.1高频小信号放大器一、概述1、定义：高频小信号放大器的功能就是放大各种无线电设备中的高频小信号。此处的“小信号”是指输入信号的电平较低，放大器工作在它的线性范围。2、高频小信号放大器的分类：(1)按放大器的频带宽度来分：窄带放大器和宽带放大器。所谓频带的宽窄，指的是相对频带，即通频带与其中心频率的比值。宽带放大器的相对频带较宽（往往在0.1以上），窄带放大器的相对频带较窄（往往小到0.01）。(2)按有源器件来

2、分：分立元件高频小信号放大器和集成放大器。2（3）按电路形式分：单级放大器、多级放大器;（4）按负载性质分为：谐振放大器（兼具阻抗变换和选频滤波之功能）、非谐振放大器;本章主要讨论单级窄带负载为LC调谐回路的谐振放大器，这种放大器不仅有放大作用，而且有选频作用。对各种级联放大器也略加讨论。3、高频小信号放大器的主要要求(1)高增益，即要求放大器的放大量要高；放大器输出电压VO与输入电压Vi之比，称为放大器的增益或放大倍数，用Av表示（有时以dB数计算）。例如，用于各种接收机中的中频放大器，其电压放大倍数可达到104~105，即电压增益为80~100

3、dB。3(2)频率选择性要好；从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性，放大器的频带宽度和矩形系数是衡量选择性的两个重要参数。(3)工作稳定可靠。3、高频小信号放大器放大性能分析与低频小信号放大器基本相同，但又有其特殊性（1）高频等效电路一般采用Y参数等效电路进行分析。（2）由于负载为谐振回路，通常需进行阻抗变换，并要考虑到所有损耗在输出端的反映。4二、高频小信号谐振放大器的工作原理图3-1(a)是一典型的高频小信号谐振放大器的实际线路。其中：Cb、Ce为高频旁路电容；Rb1、Rb2、Re为偏置

4、电阻。图3-1(b)为其交流等效电路，有抽头的谐振回路为放大器的负载，完成阻抗匹配和选频功能。放大器工作在甲(A)类状态。5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6三、放大器性能分析1．晶体管的高频等效电路要分析和说明高频调谐放大器的性能，首先必须考虑晶体管在高频时的等效电路。图3-2(a)是晶体管在高频运用时的混Π等效电路,它反映了晶体管中的物理过程,也是分析晶体管高频时的基本等效电路。图3-2晶体三极管等效电路混Π等效电路7直接使用晶体管的混Π等效电路分析放大器的性能很不方便，通常在低频时采用h参数等效电路，而在高

5、频时，一般采用Y参数等效电路。晶体管共射极电路8对小信号对小信号Y参数通过仪器测量，或查手册，或由混合π型等效电路求取9称为晶体管输出端交流短路时的输入导纳称为晶体管输出端交流短路时的正向传输导纳称为晶体管输入端交流短路时的反向传输导纳称为晶体管输入端交流短路时的输出导纳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特别说明：(1)Y参数不仅与晶体管的静态工作点有关，而且与工作频率有关，不过当放大器工作在窄带时，Y参数变化不大，可近似看作常数；(2)在以后如没有特别说明，

6、高频小信号放大器都是工作在窄带，晶体管一律用Y参数等效。由图3-2可以得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程为：(3-5a)(3-5b)122.放大器的性能参数图3─3高频小信号放大器的高频等效电路忽略管子内部的反馈,由图3─3可由式（3-5）（3-6）得出高频小信号的主要性能指标(3─6a)(3─6b)（1）电压放大倍数K(3─7)＋（3-5）负载导纳，包括谐振回路的导纳和负载电阻RL的等效导纳。13（2）输入导纳Yi(3─8)（3）输出导纳Yo(3─9)（4）通频带B0.707与矩形系数K0.1(P66)=9.95理想矩形系数为1＋第一项为晶

7、体管的输入导纳，第二项是反向传输导纳Yre引入的输入导纳C∑为回路的总电容，包括回路本身的电容和Yoe等效到回路中呈现的电容g∑为回路的总电导，包括回路本身的损耗和Yoe、RL等效到回路中的损耗1415四、高频谐振放大器的稳定性1．放大器的稳定性(1)稳定性的引入：以上分析时，假定Yre＝0，即输出电路对输入端没有影响，放大器工作于稳定状态。但由于晶体管内部存在集基间电容Cb’c的反馈，或者通过Y参数的反向传输导纳Yre的反馈，放大器的输出电压可通过晶体管的Yre反向作用到输入端，引起输入电流的变化，如果这个反馈在某个频率相位上满足正反馈，这种

8、反馈作用将可能引起放大器产生自激等不良后果。16(2)定性分析下面分析由于反向传输导纳Yre的反馈引起的不稳定。假设：反向