高频谐振放大器(I)

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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3.5高频功放、功率合成与射频模块放大器3.1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。高频小信号放大器的特点:①频率较高中心频率一般在几百kHz到几百MHz，频带宽度在几kHz到几十MHz②小信号信号较小故工作在线性范围内(甲类放大器)高频小信号放大器的分类按所用的器件：晶体管（BJT)、场效应管（FET)、集成电路（IC)按频带宽度：窄带放大

2、器和宽带放大器窄带放大器是采用谐振回路作负载的放大器，具有阻抗变换、滤波和选频的作用。按电路形式：单级放大器和级联放大器对高频小信号放大器的主要要求：（1）增益高，通常靠多级放大器实现（2）频率选择性好（通频带窄，矩形系数接近1）从各种不同频率的信号的总和（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。放大器的通频带和矩形系数是衡量选择性的两个重要参数。放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号都包含一定谱宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必要的信号频谱分量通过放大器。（3）工作稳定

3、可靠；（4）噪声低。在多级放大器中，第一级的噪声对整个放大器的噪声起决定作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。以上这些要求，相互之间即有联系又有矛盾。增益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一对矛盾。故应根据需要决定主次，进行分析和讨论。图3─1高频小信号谐振放大器(a)实际线路;3.1.1高频小信号谐振放大器的工作原理Rb1、Rb2、Re为偏置电阻，决定工作点，Cb、Ce对高频旁路C、L组成L、C谐振回路图3─1高频小信号谐振放大器(b)交流等效电路3.1.2放大器性能分析1．晶体管的高频等效电路图3─2(a)是晶体

4、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(a)混Π等效电路;图3─2晶体三极管等效电路(b)Y参数等效电路由图3-3可以得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程:(3─5a)(3─5b)图3─3高频小信号放大器的高频等效电路2．放大器的性能参数忽略管子内部的反馈,即令Yre=0,由图3─3可得(3─6a)图3─3图3─1高频小信号放大器的高频等效电路(3─6b)①②③④②=④，得电压放大倍数⑤由⑤得，代入①，得输入导纳①②③④①=③，得又，得

5、：⑥将⑥代入②，得：输出导纳(3)输出导纳Yo(3─9)(1)电压放大倍数K(2)输入导纳Yi(3─7)(3─8)3.1.3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rbb′的影响,则由式(3─3)、(3─4)有将Yoe归入负载中,并考虑谐振频率ω0附近情况,有(4)通频带B0.707与矩形系数K0.1通频带B0.707为(3─10)将Yoe归入负载中,并考虑谐振频率ω0附近情况,有(3─11)则gF改变了回路的QL值,bF引起回路失谐。自激产生的原因gF是频率的函数，

6、在某些频率上可能为负值，即呈负电导性，使回路的总电导减小，QL增加，通频带减小，增益也因损耗的减少而增加，即负电导gF供给回路能量，出现正反馈。当gF=gs+gie（回路原有电导）则回路总电导g=0，QL，放大器失去放大性能，处于自激振荡工作状态。2.提高放大器稳定性的方法是利用中和电容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(3─12)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。单向化的方法有

7、：⑴中和法消除yre的反馈⑵失配法使GL或gs的数值增大，因而使输入或输出回路与晶体管失去匹配。中和法:外加一个电容抵消正反馈电容的作用.失配法：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载不与晶体管的输出阻抗匹配。即以牺牲电压增益来换取放大器的稳定性2.提高放大器稳定性的方法电桥平衡时，CD两端的回路电压不会反映到AB两端,即对应两边阻抗之比相等。(1)中和法：在放大器线路中插入一个外加的反馈电路，使它的作用恰好和晶体管的内反馈互相抵消。具体线路：图3─5中和电路(a)原理电路;图3─5中和电路(b)某收音机

8、实际电路使Yi=yie，即使后项0，则必须加大YL晶体管实现单向比，只与管子本身参数有关，失配法一般采用共发一共基级联放大。则信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配，晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。原理：由于阻抗不匹配，输出电压减小，反馈到输入电路的影响也随之减小。使增益下降，提高稳定性。(2)失配法图3─6共发—共基电路图3─