第3章1概述-单调谐放大器

y参数等效电路（不考虑内部，从外部来看）
其等效
电路为：
i1 i2 ib ic
y i u1 y r u2 y f u1 y o u2 y ie ube y re uce y fe ube y oe uce
y参数的定义：
晶体管的输入导纳
频率范围:
值的
1 2 倍时所对应的频率范围.
通频带也称为3dB带宽或半功 率点带宽.
3dB: 半功率点:
1
1 2
2 f0.7
f0
12:47
图为： 放大器的通频带
3. 选择性（选出有用信号和抑制干扰的能力）
1
1 2
相对放大倍数下降至0.1的带宽
矩形系数:
f0
2 f0.7
图为 放大器的通频带
注意: 愈接近1,曲线愈接近理想矩形,邻近波道选择性愈好,抗干 扰能力愈强,通常 在2~5之间.
3
5 4 yL
C yoe
L 2
1
u21 N1 p1 = = u31 N
yie
yreuce
yfeube
u54 N 2 p2 = = u31 N
y fe uce uce = y feube /( yoe + y'L ) ⇒ = = Av,T ube yoe + y'L 2 令 y'= p1 ( yoe + y'L )
—
Yo
—
yre 的作用时， Yo yoe 一般在忽略 12:47
休息1 休息2
单调谐回路谐振放大器的电压增益P70
3
5 4 yL
C yoe
L 2
1
u21 N1 p1 = = u31 N
yie
yreuce
yfeube
u54 N 2 p2 = = u31 N
12:47
单调谐回路谐振放大器的电压增益P70
第3章
3.1 概述
高频小信号放大器
（high frequency small signal amplifiers）
3.2 晶体管高频小信号等效电路与参数 3.3 单调谐回路谐振放大器 3.4 多级单调谐回路谐振放大器 3.5 双调谐回路谐振放大器
3.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施
12:47
3.1 概述
yy oe oe yfeube
yL
is =0
Yo
+
ube
iC
+
YS yie yreuce yfeube yoe
uce
—
Yo
—
可见上式中第一项 yoe 为晶体管的短路输出导纳，第二项是由 yre 引起的输出导纳，且与信号源的内导纳 Y s 有关。
yre 的作用时， Yo yoe 一般在忽略 12:47
12:47
P124
3.27
12:47
4.2
晶体管高频等效电路与频率参数
晶体管的高频小信号等效电路主要有两种表示方法： 物理模型等效电路：混合 参数等效电路。 网络参数等效电路：y 参数等效电路。
1. 混合 c 参数等效电路
rcc gm ub’e
Cb'c rbb' rb'c Cb'e ub'e rb'e gm ub’e rce
则 Av,T =
12:47
p y fe y'
2 1
三级管电路的增益
放大器质量指标的分析
3
5 4 yL
C yoe
L 2
1
yie
yreuce
yfeube
整个电路的增益 u RL u RL uce N 2 Av = = * = * Av ,T ube uce ube N1
12:47
p2 = * Av ,T = p1
（振荡频率）
12:47
4.3单调谐回路谐振放大器
1.电路结构和工作原理 下图为一个典型的共射极高频调谐放大器的实际电路 1) 直流偏置电路
Rb1、Rb2 为基极分压式偏置电阻， Re 为射极负反馈偏置电阻， 稳定静态 工作点。
Rb1 B1 VT
Ec
4 yL 5
C
1 L 2 3
B2
2)
高频交流等效电路
理想：带内各种频率响应相同,带外响应为零.
12:47
4. 工作稳定性 工作稳定性时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 性的稳定程度。一般的不稳定现象是增益变化、中心频率 偏移、通频带变窄、谐振曲线变形等。不稳定状态的极端 情况是放大器自激，以致使放大器完全不能工作。
休息1 休息2
2） 放大器输出导纳
ic Yo uce
is 0
C iS Y YS S yy oe oe yfeube yL
ì ic = y feube + uce yoe ï ï í ï ï î yreuce = - ube (Ys + yie )
由（2）式可得：
y ie y ie y u reu ce yre ce
2.通过混合 型等效电路，换算出y参数。P65-66 (3.2.13-29)
12:47
y 参数的求法：
优点：计算方便； 缺点：y参数是频率的函数，频率不同，各参数也 不一样。
12:47
3. 晶体管的频率参数
f β < fT < f max （1）截止频率 f
共发射极电路的电流放大系数 随工作频率的上升而下降；当 1 下降到 的 2 时的频率，称为 截止频率 f .
晶体管的反相传输导纳， 它代表晶体管输出电压对 输入端的反作用。 晶体管的正向传输导纳， 表示输入电压对输出电流 的控制作用，它决定晶体 管的放大能力。
晶体管的输出导纳
注意：以上短路参数为晶体管本身的参数，只与晶体管的特征有关， 12:47 与外电路无关，又称为内参数。
y 参数的求法：
1.实际测量：输出端交流短路，输入端加测试信号，测出 输入端交流短路，输出端加测试信号，测出 ， ； ， 。
如果设电压 u1 和 u2 为自变量， 电流 i1 和 i2 为参数量， 可得 Y 参数系 的约束方程：
i1 i2 ib 12:47 ic
y i u1 y r u2 y f u1 y o u2 y ie ube y re uce y fe ube y oe uce
YL
而回路 3、1 端之间总电导为：
2 ( g0 p2 YL yL jC
其中 g0 为回路的自损耗电导 把YL 折合到 2、1 端可得：
YL 1 1 1 2 Y ( g p y j C ) L 0 2 L 2 2 j L p1 p1
g0
Pso Pno
或
Psi Pni F（ n db）＝10lg Pso Pno
Fn 表示信号通过放大器后，信号噪声比变坏的程度。
（3）级联放大器的噪声系数：
额定功率增益
12:47
（3）级联放大器的噪声系数：
额定功率增益
结论
多级放大器总噪声系数主要取决于前级的 噪声系数和额定功率增益。要降低级联放 大器的噪声系数，关键是降低Fn1 和提高 Gp1
5. 噪声系数P111
（1）信噪比： 在电路的某一特定点上的信号功率与噪声功率之比，称为 信号噪声比，简称信噪比。
12:47
（2）噪声系数：
放大器的噪声系数是指放大器输入端信号噪声功率比Psi Pni 与 输出端信号功率比 Pso Pno的比值。即：
Fn＝
输入端信噪比 输出端信噪比
＝
Psi Pni
主要要求： （质量指标）
12:47
电压增益 1.增益
V0 A v＝ Vi
或
Av (dB)=20lg Av
分贝(dB):定义为两个功率的比值，取常用对数后,再乘以10.
功率增益
P0 Gp = Pi
或 Gp (dB)=10lgGp
12:47
2. 通频带
Av 1 = = A v0 2
放大器的电压增益下降到最大
Rb2 Cb Re Ce
放大电路由三部分组成
输入回路：输入变压器次级绕阻 B1
晶体管：T
输出回路： LC 并联谐振回路， 输出变压器 B2,及负载 YL
12:47
输入回路 晶体管
B1 VT
输出回路
3 L2 1 5 4
Rb1
yL
Ec
C
B2
Rb2
Re
高频调谐小信号放大电路在超外差中的位置 超外差收音机方框图:
由上两式可求出：
∴Yi = yie 12:47
yre y fe
uce =
≈ yie
ube ′ ′ yoe +YL
y fe
iC
yoe
yfeube
YL
+ uce
-
yoe + YL ' '
2） 放大器输出导纳
ic Yo = uce
C iS Y YS S
y ie y ie y u reu ce yre ce
b
Cb'c rbb' Cb'e
rb'c b' rce rb'e
ree
e
注意：C b’c 和 rbb’ 的存在对晶体管的高频运用是十分不利的。
Cb’c 将输出交流电流反馈到输入端，可能会引起放大器自激。 12:47 rbb’ 在共基电路中会引起高频负载反馈，降低晶体管的电流放大系数。
2. Y参数等效电路
yre ube uce ys yie
Yo
+
ube
iC
+
YS yie yreuce yfeube yoe
uce
可见上式中第一项 yoe 为晶体管的短路输出导纳，第二项是由 yre 引起的输出导纳，且与信号源的内导纳 Y s 有关。
代入（1）式得： yre y fe Yo yoe Ys yie
+ ube
-
ib
yie yreuce
ic
yfeube
yoe
+ uce
-
y参数等效电路（不考虑内部，从外部来看）
其等效
电路为：
yreVc
i1 i2 ib ic
12:47
y i u1 y r u2 y f u1 y o u2 y ie ube y re uce y fe ube y oe uce
根据四端网络的理论， 两个端口的四个变量， 可任选 二个作自变量， 由所选的不同自变量和参变量， 可得六种 不同的参数系，但最常用的只有 H,Y ,Z 三种参数系。 i2 在高频电子线路中常采用 Y 参数 系等效电路。因为晶体管是电流受控 i1 + 元件，输入输出端都有电流，采用 Y + u2 参数系较方便，另外很多导纳的并联 u1 可直接相加，使运算简单。 -
1
Yi
YL
而回路 3、1 端之间总电导为：
其中 g0 为回路的自损耗电导 把YL 折合到 2、1 端可得：
g0
iC
由上两式可求出：
∴Yi = yie 12:47
yre y fe yoe + YL ' '
≈ yie
yfeube
yoe
YL
+ uce
-
2.放大器性能参数分析
1） 放大器输入导纳Yi
B1 VT C
3 L2 1
5 4
y L g L jC L
B2
yL
另外，为了实现晶体管输出阻抗与负 载之间的阻抗匹配，减少晶体管输出 电阻与负载对品质因素的影响：
负载和回路之间采用了变 压器耦合，接入系数
+ +
yoe yreuce yfeube C
3 5
晶体管集、射回路与振荡回路之间 采用抽头接入，接入系数
而： i u y y u b be ie re ce ic y fe ube uce y oe uce ic Y L
Yi ib ube
P63
ib + ube
-
iC
3
5 4 yL
yie
yreuce
yoe
yfeube
+ uce
-
C
L2
1
Yi
1 ) jL
直流放大器 小信号低频放大器：低频宽带放大器 小信号放大器： 交流放大器 小信号高频放大器：高频窄带放大器：中心频率(几百 kHz~几百 MHz)
特点： 工作频率高，中心频率几百 kHz~几百 MHz 具有选频特性，一般负载采用谐振回路 晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可 用有源四端网络参数微变等效电路来分析。
u54 N 2 p2 = = u31 N
u31
L2
ຫໍສະໝຸດ Baidu1 4
+
yL
u54
-
u21
-
yie
-
u21 N1 p1 = = u31 N
12:47
2.放大器性能参数分析
1） 放大器输入导纳Yi
ib Yi = ube
ib + ube
-
iC
3
5 4 yL
P63
yie
yreuce
yoe
yfeube
+ uce
-
C
L2
（2）特征频率 fT
fT 当 ＝1时的频率称为特征频率 fT 。 ＝ f ，粗略估计管 f 指工作频率） ( f >> f β ) 子的 值。（其中 fT 可查得、
（3）最高振荡频率 fmax
1 1 通常取：工作频率＝（3～4）f max
1 时的工作频率，称为最高振荡频率。 当晶体管的功率增益 Gp＝
高频放大 器 混频器 中频放大 器 检波器 低频放大 器
包络形状不变,载波频率为中频
本地振荡 器
核心部分是混频器. 将收到的不同载波频率转变为固定的中频－－外差作用. 提高收音机的灵敏度和邻道选择性.
12:47
3) 放大器 Y 参数等效电路
其中： y ie g ie j C ie
yoe goe jC oe