高频电子线路3高频小信号放大器技术分析.ppt

1、了解高频小信号放大器的主要质量指标：增益、通频带、选择性等的含义。 2、熟悉高频小信号放大器的两种等效电路“形式等效电路、混合π等效电路。 3、掌握单调谐回路谐振放大器的增益、通频带与选择性的计算。 4、了解单、双调谐回路谐振放大器的特点。 5、理解谐振放大器的稳定性与稳定措施。 6、了解集成电路谐振放大器的特点。 7、了解噪声的来源，理解的噪声的表示方式。 高频小信号放大器的特点：放大高频小信号(中心频率在几百kHz到几百MHz，频谱宽度在几kHz到几十MHz的范围内)的放大器。 普通调幅无线电广播所占带宽应为９kHz，电视信号的带宽为６MＨz左右。 高频小信号放大器 谐振放大器（窄带） 非谐振放大器（宽带） LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器 高频小信号放大器的分类 本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。 高频小信号放大器的主要质量指标 1) 增益（放大系数） 2) 通频带 3）选择性 4) 工作稳定性 1) 增益：（放大系数） 电压增益： 分贝表示： 功率增益： 2) 通频带： 3) 选择性 ① 矩形系数：表示与理想滤波特性的接近程度。 ：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。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。 ② 抑制比：表示对某个干扰信号fn 的抑制能力，用dn表示。 4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。 不稳定状态的极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反馈引起），使放大器完全不能工作。 出于分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至最后讨论。 一、形式等效电路（网络参数等效电路） 晶体管H参数及小信号模型 输出端交流短路时的输入电阻; 输出端交流短路时的正向电流传输比; 输入端交流开路时的反向电压传输比; 输入端交流开路时的输出电导; 晶体管y参数及小信号模型 1、放大器输入导纳Yi 图 4.2.4 混合π等效电路 优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 缺点： 分析电路不够方便。 二、混合π等效电路 图 4.2.5 ｙ参数及混合π等效电路 三、等效电路参数的转换 1. 截止频率 2. 特征频率 当f fT后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍可能有电压增益，而功率增益还可能大于1。 四、晶体管的高频参数 3. 最高振荡频率fmax f ≥fmax后， Gp1，晶体管已经不能得到功率放大。 由于晶体管输出功率恰好等于其输入功率是保证它作为自激振荡器的必要条件，所以也不能使晶体管产生振荡。 4. 电荷存储效应 图4.3.1 单调谐回路谐振放大器的原理性电路与等效电路 高频小信号放大器的电路分析包括： 多级分单级 静态分析 动态分析 整合系统几个基本步骤。 1. 多级分单级 前级放大器是本级放大器的信号源；后级放大器是本级放大器的负载。 简化规则：交流输入信号为零；所有电容开路；所有电感短路。 结论：Rb1、Rb2、Re为偏置电阻，提供静态工作点； 2. 静态分析 画出直流等效电路 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） 1）画出交流等效电路 3. 动态分析 2) 画出交流小信号等效电路 负载和回路之间采用了变压器耦合，接入系数 晶体管集、射回路与振荡回路之间采用抽头接入，接入系数 + v54 - + v31 - + v21 - 出于分析的方便，假定晶体管不存在内反馈，即yre=0。 + v54 - + v31 - + v21 - 把晶体管集电极回路和负载折合到振荡回路两端 + u54 - + u31 - 谐振时 主要讨论谐振时的功率增益 讨论： 则可得最大功率增益为： i)如果设LC调谐回路自身元件无损耗，且输出回路传输匹配。 讨论： ii)如果LC调谐回路存在自身损耗，且输出回路传输匹配, 则可得最大功率增益为： End 回路无损耗时的输出功率/回路有损耗时的输出功率 通过分析放大器幅频特性来揭示其通频带与选择性。 可见ＱＬ越高，则通频带越窄。 1. 通频带 带宽增益积为一常数 2. 选择性（矩形系数） 1 不论其Q值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远。 单调谐回路放大器的选择性较差，增益和通频带的矛盾比较突出，为此，可采用双调谐回路放大器。 可见，相对单调谐回路，采用双调