高频谐振放大器(第三章)课件.ppt

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1、第三章高频谐振放大器§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高频功放的高频效应§3.4高频功率放大器的实际线路§3.1高频小信号调谐放大器对高频小信号调谐放大器的要求：增益高，频率选择性好，工作稳定性好，低噪声。高频小信号放大器的分类按器件分:晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器。按通带分：窄带放大器、宽带放大器。按负载分：谐振放大器（以LC谐振回路做负载）、集中选频放大器（以集中滤波器做负载）。3.1.1高频小信号谐振放大器的工作原理如图3-1（a），晶体管放大器的负载为部分接入的振荡回路，对信号频率

2、谐振；可以实现阻抗匹配和选频滤波，在负载上得到最大的电压输出。+UCC图3-1（a）高频小信号谐振放大器Rb1Rb2ReVCC直流等效电路图如图3-1（b）。简化规则：交流输入信号为零；所有电容开路；所有电感短路。静态分析：结论：Rb1、Rb2、Re为偏置电阻，提供静态工作点；图3-1（b）直流等效电路图动态分析：交流等效电路如图3-1（c）。简化规则：有交流输入信号，所有直流量为零；所有大电容短路；所有大电感开路。（谐振回路L、C保留）图3-1（c）交流等效电路结论：LC谐振回路做负载，起滤波和阻抗匹配的作用。3.2.2放大器性能分析

3、图3─2晶体三极管等效电路(a)混Π等效电路;(b)Y参数等效电路1.晶体管的高频等效电路在忽略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：由图3–2（b）得到Y参数方程：(3-5a)(3-5b)(3-6a)(3-6b)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可得图3-3图3-1高频小信号放大器的高频等效电路(3)输出导纳Yo(1)电压放大倍数K(2)输入导纳Yi高频小信号放大器的主要性能指标：(4)通频带B0.707与矩形系数K0.1式中，f0为谐振回路的谐振频率，，QL为有栽品质因

4、数，。矩形系数K=9.95。通频带B0.707为(3─11)则3.1.3高频谐振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1.放大器的稳定性图3-4放大器的频率特性中和法：图3-5（a）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)2.提高放大器稳定性的方法图3-5中和电路(a)原理电路;(b)某收音机实际电路图3-6

5、共发-共基电路失配法：通过增大负载导纳来增大总回路导纳，使输出电路失配，输出电压减小，对输入端的影响减小。如图3-6为常用的失配法。二者级联后，电路稳定，电流增益和电压增益都增大。外部反馈引起的不稳定性，均是以电磁耦合的方式出现的。电磁干扰的耦合途径有：（1）电容性耦合：导线、器件。（2）电感性耦合：导线、电感。（3）公共电阻耦合：电阻。（4）辐射耦合：电磁波。另外，接地是控制干扰的重要方法，将接地和屏蔽正确的结合起来使用，可解决大部分干扰问题。§3.2高频功率放大器的原理与特性高频功率放大器：对高频信号进行功率放大，将电源的直流功率高

6、效地转换成高频功率。低频功放：工作频率低，相对频带宽，负载不采用谐振回路。高频功放：工作频率高，相对频带窄，负载采用谐振选频网络。高频功放要求：高频工作，信号电平高，高效率。主要特点：工作在高频状态和大信号非线性状态。工作效率甲类：乙类：丙类：η与导通角θ有关，一般大于78.5%功率放大器工作状态：甲类：输入信号在整个周期内都有电流流过放大器件。乙类：半个周期丙类：小于半个周期3.2.1工作原理1.概述晶体高频功率放大器的原理电路如图3-12所示。主要由三极管和谐振回路组成。图3-12晶体管高频放大器的原理电路iBiCubuCE电路各部

7、分的作用：★VBB:基极直流电压作用:保证三极管工作在丙类状态。VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0，晶体管工作在截止和导通状态。★VCC：集电极直流电压作用：给放大管合适的静态偏置，提供直流能量。★LC谐振网络：放大器的负载。谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。作用：滤波、阻抗匹配。2.电压、电流波形输入信号为：ub(t)=Ubcost基极回路电压为：ube=UBB+Ubcost晶体管转移特性Uonube0ic0ωtθ-θicmaxic0ubeωtUbθUBB2θ为电流导通角图3-13集电极电流的波形iC为余弦

8、脉冲波，如下图3-13所示：周期性信号可以分解成直流、基波和各次谐波分量，即icωtθθic1ic2ic3IcoIcmax余弦脉冲的分解系数式中：Ico为直流电流分量iC1为基波分量；iC1=Ic1COSω