射频通信电路习题选讲2008课件

射频通信电路习题 2008.11.18 *1Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 n习题5-3 单调谐放大器如图所示，下级为与本 级相同的单调谐放大器。已知放大器的中心频 率f0=10.7MHz，回路线圈电感L13=4mH, Q=100 ，匝数N13=20，N45=5。晶体管等效电路的输 入电导gie=2mS，输入电容Cie=18pF,输出电导 goe=200mS，输出电容Coe=7pF，跨导gm=45mS 。试求该放大器谐振回路的外接电容、放大器 的通频带、谐振时的电压增益及功率增益。 Date2Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 Date3Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 表达式书写时对符号的约定 n大写字母、大写下标： 表示直流量，如IB, VBE；增加下标Q用来限定Q 点上的直流量 n小写字母、小写下标： 表示交流量，如ib, vbe等 n小写字母，大写下标： 表示总瞬时量，如iB, vBE等 Date4Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 n题目中设计到的几方面内容 （1）晶体管如何分析 晶体管在不同工作状态下的不同分析方法 n直流输入或偏置 n交流小信号 n交流大信号两个信号一大一小 信号很大很大 Date5Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 n交流小信号等效模型 n混合P参数 Date6Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 n晶体管的Y参数等效电路 yie yreVcyfeVb yoe Vb Vc IbIc 通常以复数形式给出y参数： 在频率不是太高的情况 下，可以忽略晶体管的 内部反馈，认为yre0 ，得到简化的y参数等 效电路： yie yfeVb yoe Vb Vc Date7Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 以小信号等效模型带入电路，得到： 由题目已知输入、输出的电导，电容，并且知道跨 导的值，这样，由小信号等效模型，就可以对晶体 管环节进行分析。 n（2）部分接入 Date8Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 部分接入 折合到全部 接入系数 由于L线圈绕在磁心上，两部分 耦合紧，漏磁少，接入系数可 以简化成部分线圈与全部线圈 的匝数比： 电感部分接入 Date9Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 自耦变压器 阻抗变换 自耦变压器满足电压变换关系 （L很大， Rs、Is对分压比影响小） 从变换前后Rs，Is上的功率不变，可得： Date10Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 其中： 把受控源和yoe、yi2折算到回路的13端，可以得到下面 的电路图： Date11Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 再把各个元件合并，得到下面的电路图： 其中： n（3）并联谐振回路 Date12Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 其中w0为谐振频率(虚部为0的对应频率), Q为品质因数,有 ： 对于简单并联谐振回路，可以写出 其阻抗表达式为： 并联谐振回路 Date13Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 可求出： 电压增益： Date14Information&Communication Engineering Dept. XJTU LNA的典型应用小信号调谐放大器 通频带： 功率增益： 矩形系数： Date15Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 习题6-6 如图所示三极管混频电路中，VBB=0,三 极管的转移特性为 设输入信号为 试求混频器的变频跨导gfc 和变频电压增益AV。 Date16Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 此时的晶体管电路如何分析？ 输入信号 由于vRFvLO,可以认为晶体管的工作状态仅由vLO 决定。 对vRF而言,工作在线性方式下,而跨导gm受vLO控制变化 时变跨导分析法 设 Date17Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 将上式在vBEVBB+vLO处展开为泰勒级数 忽略vRF2以上各项可得： 其中Ic(t)称为时变静态电流 Date18Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 gm(t)称为时变跨导 代入ic表达式，可得含有0，wLO , 2wLO , . pwLO ,wRF , wLO wRF , 2wLO wRF , pwLO wRF等频率分量。 其中有用分量为wLO wRF项。可知混频跨导gfc=gm1/2 Date19Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 求时变跨导gm(t) 求基波分量 gm1 Date20Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 混频跨导gfc 变频增益 AV Date21Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 ic, gm, gm(t)之间的关系 习题6-7 一非线性器件的伏安特性为 其中，v=VQ+v1+v2=VQ+V1mcosw1t+V2mcosw2t。 若V2m很小，满足线性时变条件，则在VQ=-V1m/2, 0, V1m三种情况下，画出gm(t)波形并求出时变增量跨 导gm(t)的表达式，分析该器件在什么条件下能实 现振幅调制、解调和混频等频谱搬移功能。 Date22Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器 习题6-14(c) 试求出图中所示单平衡混频器的输 出电压vo(t)表达式。设二极管的伏安特性均为 从原点出发，斜率为gD的直线，且二极管工作 在受vL控制的开关状态。 Date23Information&Communication Engineering Dept. XJTU 非线性电路的实例分析混频器