高频电子线路(第三章 高频小信号放大器)

1、第三章 高频小信号放大器 电路性质：线性、甲类放大器 基础知识： - 并联谐振回路 - 抽头等效变换 本章内容 n3.1 概述 n3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数 n3.3 单调谐回路谐振放大器 n3.4 多级单调谐回路谐振放大器 n3.5 双调谐回路谐振放大器* 注意：3.63.10节不讲 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.1 概述 n一、高频小信号放大器的特点 n 频率较高 中心频率一般在几百kHz到几百MHz 带宽（2f0.7）在几kHz到几十MHz n 小信号 信号较小，所以工作在 线性范围内(甲类 放大器) BE v C i 第三章第三章 高频小信号放大器高频

2、小信号放大器 把这一段把这一段 近似看作近似看作 一段直线一段直线 二、高频小信号放大器分类 n按所用的材料分类： 晶体管（BJT） 场效应管（FET） 集成电路（IC） n按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器 n按电路形式：单级放大器和多级放大器 n按负载性质： 谐振放大器（以谐振电路作为负载） 非谐振放大器（以阻容耦合电路作为负载） 3.1 概述 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器 通过学习基于晶体管的谐振放通过学习基于晶体管的谐振放 大器来掌握基本原理，其他类大器来掌握基本原理，其他类 型的放大器原理基本相同。型的放大器原理基本相同。 三、高频小信号放大器的质量指标 3.1 概

3、述 （1）增益（放大倍数）增益（放大倍数） i v V V A o 电压增益 i o p P P A 功率增益 i v V V AdB o lg20）表示应为用分贝（ i o p P P Alg10 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器 40?dB举例：若一个小信号放大器的电压增益为，其实际电压放大倍数是多少 40dBlg20: o i v V V A因为解 2lg o i V V 所以)(100 o 倍放大倍数 i V V （2）通频带 n定义：放大器的电压增益下降到最大值的 0.7（即1/ ）倍时，上、下限频率之间的 频率范围称为放大器的通频带，用 表示。也称为3dB带宽。 第三

4、章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.1 概述三、高频小信号放大器的质量指标 2 7 . 0 2 fB 后面将会后面将会 证明谐振证明谐振 放大器的放大器的 通频带与通频带与 谐振回路谐振回路 的通频带的通频带 是类似的是类似的 调谐放大器电压增益的频率特性曲线调谐放大器电压增益的频率特性曲线 7 . 0 2 f 2lg20 调谐放大器电压增益的频率特性曲线调谐放大器电压增益的频率特性曲线 （3）选择性 n定义：表示放大电路从混合信号（有用信 号与干扰信号的叠加信号）中选出有用信 号，并抑制干扰信号的能力。 n衡量指标 矩形系数 抑制比 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器

5、 3.1 概述三、高频小信号放大器的质量指标 1 . 0r K 矩形系数 1 . 0 2 f 7 . 0 2 f 矩形系数越小，曲线越接近矩形，选择矩形系数越小，曲线越接近矩形，选择 性越好，矩形系数最小值为性越好，矩形系数最小值为 1 （4）工作稳定性 n一个理想的放大器其主要指标（如增益、 通频带、中心频率等）应不随时间和外界 变化而变化，谓之稳定。 n反之则为不稳定，不稳定的极限情况是自 激（无规则的、失控的正反馈）。 n提高稳定性，避免自激的措施有 合理选择器件、合理设计PCB布局布线 单级的增益不要过高 加入稳定电路（如负反馈电路）等 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器

6、3.1 概述三、高频小信号放大器的质量指标 （5）噪声系数 n定义： 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.1 概述三、高频小信号放大器的质量指标 )(/ )(/ noso nisi F 输输出出信信噪噪比比 输输入入信信噪噪比比 PP PP N 高频小信号高频小信号 放大器放大器 此信号功率为 Psi 此信号功率为 Pni 此信号功率为 Pso 此信号功率为 Pno 级起决定作用前有多级放大器时越好越接近于通常大于2,11, F N 3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数 n为什么要提出小信号等效电路? 回答：由于信号幅度很小（mV级），所以可认 为晶体三极管工作于线性区，如果

7、把它等效成 我们学过的线性元件的组合电路，那么就可以 用我们学过的线性电路知识进行分析了。 n等效方法 形式等效电路（如y参数、h参数） 物理模拟等效电路（参数） 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器 BE v C i 重点重点 把这一段把这一段 近似看作近似看作 一段直线一段直线 3.2.1 形式等效电路（主要介绍y参数） n图中，若以V1和V2为 自变量， I1和I2为参 变量，列出表达式： 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数 + V1 - + V2 - I1 I2 212 211 VyVyI VyVyI of ri 其中的其中

8、的 yi、yr、yf、yo 合称为合称为 y 参数参数 可以看出可以看出4个参数均为导纳量纲，故其称为个参数均为导纳量纲，故其称为 y 参数参数 根据y参数公式画出y参数等效电路 n这个等效电路非常重要，希望同学们记住。 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.1 形式等效电路（y参数） yiyo yr V2 yfV1 + V1 - + V2 - I1 I2 + V1 - + V2 - I1 I2 yieyoe yreuce yfeube + ube - + uce - ib ic 等效等效 用三极管引脚用三极管引脚b,c,e来表示来表示 利用y参数求单纯三级管放大电路的 电压

9、增益 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.1 形式等效电路（y参数） yieyoe yre V2 yfeV1 + V1 - + V2 - I2 YL 2 212 : Lfeoe I VYyVyV 根据 的电流方程 Loe fe vT Yy y V V A 1 2 单纯三极管电压增益 (63.2.10)P教材公式3 y参数的求法和含义 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.1 形式等效电路（y参数） 导导纳纳称称为为输输出出短短路路时时的的输输入入 0 1 1 2 V i V I y + V1 - + V2 - I1 I2 传输导纳传输导纳称为输入短路时的反

10、向称为输入短路时的反向 0 2 1 1 V r V I y 212 211 VyVyI VyVyI of ri 传传输输导导纳纳称称为为输输出出短短路路时时的的正正向向 0 1 2 2 V f V I y 212 211 VyVyI VyVyI of ri 导导纳纳称称为为输输入入短短路路时时的的输输出出 0 2 2 1 V o V I y 212 211 VyVyI VyVyI of ri y参数可能是参数可能是 复数，如复数，如 (25+10j)mS 课上思考：课上思考： 复数意味着什复数意味着什 么物理含义？么物理含义？ yie和yoe的其他表示方法 第第三三章章 高频小信号放大器高频小

11、信号放大器 3.2.3 混合参数和y参数的转换 yieyoe yre V2 yfeV1 gie goe yre V2 yfeV1 Cie Coe 由于由于yie和和yoe均为复均为复 数，而且虚部数，而且虚部(电纳电纳) 通常为正数，所以在通常为正数，所以在 图中，我们可以将其图中，我们可以将其 看作一个电导看作一个电导g与一与一 个电容个电容C的并联。的并联。 ieieie Cjgy oeoeoe Cjgy 3.2.2 混合等效电路 n根据物理结构，分析客观 存在的寄生电容、电阻， 从而画出等效电路。 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数 e

12、 b r ce rbc ree Cbe Cbc rbb rbe c rcc b gm ube Cbe rbb Cbc rbc rbe ube rcegm ube 其中其中 Cbc 和和 rbb 在高频时危害最大在高频时危害最大 Cbe rbb Cbc rbc rbe ube rcegm ube 其中 Cbc 和 rbb 在高频时危害最大。 Cbc将输出的交流电压反馈一 部分到输入端，可能引起放大器的自激。 rbb 在共基电路中引起 高频负反馈，降低晶体管的电流放大系数。所以希望他们的值尽 量小。 Cbe是发射结电容; rbc是集电结电阻; Cbc是集电结电容; rbb是基极 电阻。 mm0be

13、 gg =/r/26m cc IIA为晶体管的跨导，可表示为：， 的单位为。 bebe00 r-r =26/ m E E I IA 为基 射极电阻，可表示为：，为共发射极组态晶体管 的低频电流放大倍数；为发射极电流，单位为。 ce r-为集 射极电阻。 3.2.3 混合参数和y参数的转换 n为什么要进行转换？ 回答：拿到一个三极管时，往往只知道其物理 参数，而不知道y参数。而且，由后面的推导， 同学们可知，y参数不仅与参数有关，还与工工 作频率作频率有关！ n转换方法 由参数电路出发，推出与y参数方程形式上一 样的表达式，则其系数即为y参数了。 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器

14、3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数 （经常用的是将（经常用的是将参数转换成参数转换成y参数）参数） 由参数推出y参数的原理 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.3 混合参数和y参数的转换 Cbe rbb Cbc rbc rbe Vbe rcegm ube b I be V c I ce V 引入中间变量引入中间变量Vbe （最后会消去）（最后会消去） bb ebbe bbb r VV Ir 个方程上的欧姆定律列出第一根据 () bb eb eb eceb c bIVyVVy 根据 点的节点电流方程列出第二个方程 书上公式3.2.13 将上式代入可得 书上公式3.2.14

15、 cbebce ce ce ebmc yVV r V VgIc )(第三个方程点的节点电流方程列出根据 书上公式3.2.15 由参数推出y参数的原理(续) 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.3 混合参数和y参数的转换 ce cbebbb cbmbbcb cbcebe cbebbb cbm c ce cbebbb cb be cbebbb cbeb b eb V yyr ygry ygV yyr yg I V yyr y V yyr yy I V )(1 )( )(1 )(1)(1 :, 可得两个方程消去将上面三个方程整理 212 211 VyVyI VyVyI y of

16、ri 参数方程对比 + V1 - + V2 - I1 I2 b I即 c I即 be V即 ce V即 3.2.4 晶体管的高频参数 n为什么要了解晶体管的高频参数? 回答：晶体三极管在高频下放大性能表现出一 定的衰减特性，与低频下的特性不一样。 n主要的高频参数有： 截止频率 特征频率 最高振荡频率 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.4 晶体管的高频参数 f 0 2/ 0 T f f 1 时时的的频频率率的的频频值值随随着着工工作作频频率率下下降降到到低低21 0 电流放大倍数 2

17、00 1 , 1 f f f f j 由由于于 1 截截止止频频率率 f 由于由于0比比1大的多大的多, ,在频率为在频率为f时时,|虽然下降到原来的虽然下降到原来的0.707 但是仍然比但是仍然比1大的多大的多, ,因此晶体管还能起到放大的作用。因此晶体管还能起到放大的作用。 2 特特 征征 频频 率率 T f 定定义义：当当 下下降降到到1 时时所所对对应应的的频频率率为为 T f 低频区低频区 由定义：令由定义：令 1 ) f f (1 2 T 0 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.4 晶体管的高频参数 2 特特 征征 频频 率率 T f （续）（续） 的电流放大倍

18、数可以估算出工作频率下 时当工作频率利用上页的结论,ff 可忽略掉分母中的时当工作频率1, 1, f f ff f fT 0 22 0 11 f f ff f f T f f ff ff T T 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.4 晶体管的高频参数 0 : 9014150MHz 100,50 ? MHz 例题1 已知高频三极管的特征频率是， 求其截止频率；当其工作在时， 试估算此时的电流放大倍数 ffT 0 : 由 解 )(5 . 1 100 150 0 MHz f f T 截止频率 3 50 150 5 . 150 f f MHzMHz T 截止频率工作频率 低频时能

19、放大电流低频时能放大电流100倍的三极管工作倍的三极管工作 在在50MHz的高频时只能放大的高频时只能放大3倍了！倍了！ 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2.4 晶体管的高频参数 3 最最高高振振荡荡频频率率 max f 定定义义：晶晶体体管管的的功功率率增增益益 1 p G 时时的的工工作作频频率率为为 max f max f表表示示一一个个晶晶体体管管所所能能适适用用的的最最高高极极限限频频率率。在在此此频频 率率工工作作时时，晶晶体体管管已已得得不不到到功功率率放放大大。一一般般当当 max ff 时时，无无 论论用用什什么么方方法法都都不不能能使使晶晶体体管管产产生

20、生振振荡荡。 可可以以证证明明： cbebbb m max CCr4 g 2 1 f 以以上上三三个个频频率率参参数数的的大大小小顺顺序序为为： fff T max 。 (了解即可) 例题2： 0 250=50=1MHz 20MHz50MHz T fMHzf 某晶体管的特征频率，。求该管在、 和时的 值。 0 0 0 2 2 2 ,=5z 50 1,49 1 1( ) 1 5 50 20,12.1 20 1() 5 50=5 250 5 50 T T T f fffMH fMHz f f fMHz fMHzffMHz f f 解： 由得。 ，此时截止频率 抽头等效关系总结 (bc为抽头,ac为

21、总的回路的两个端点) (代 的变量为去掉抽头后的等效 值) 2 p Z Z ac bc p V V ac bc ii R p R 2 1 阻抗的关系阻抗的关系 电压的关系电压的关系 抽头处看进去的阻抗和电压都比较小抽头处看进去的阻抗和电压都比较小 电阻去抽头电阻去抽头电流源去抽头电流源去抽头 变大变大 SS pII 变小变小 电容去抽头电容去抽头 ii CpC 2 变小变小 a b L1 L2 C c 3.3 单调谐回路谐振放大器 n本节主要内容 单调谐回路谐振放大器的典型电路 3.3.1 电压增益的分析 3.3.2 功率增益及插入损耗 3.3.3 通频带与选择性 第三章第三章 高频小信号放大

22、器高频小信号放大器 单调谐回路谐振放大器的典型电路 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3 单调谐回路谐振放大器 4 5 1 2 3 Rb1 Rb2 Re YL Cb Ce C B1 B2 VT Vcc 一、实际电路图一、实际电路图 分析第分析第步：直流变交流步：直流变交流 （即画小信号等效电路）（即画小信号等效电路） 直流变交流的画法原则：直流变交流的画法原则： (i)地与地与Vcc都接入交流地都接入交流地 (ii)旁路电容视为短路旁路电容视为短路 (iii)大电阻可视为开路大电阻可视为开路 放大放大 单调谐回路谐振放大器的典型电路 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大

23、器3.3 单调谐回路谐振放大器 二、交流二、交流(小信号小信号)等效电路图等效电路图 3 2 1 4 5 B1 B2 C YL T p G p p R G 1 图中 单调谐回路谐振放大器的典型电路 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3 单调谐回路谐振放大器 三、将三极管用三、将三极管用y参数模型等效后的电路图参数模型等效后的电路图 3 2 1 4 5 yie yoe yreVo1 yfeVi1 C YL + Vi2 - + Vi1 - p G 单调谐回路谐振放大器的典型电路 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3 单调谐回路谐振放大器 四、忽略四、忽略yre参数参

24、数(不考虑反馈不考虑反馈)后的电路图后的电路图 yfeVi1yoe 1 LC 2 L YL 匝总共 22 NL )2,1( 11 匝点之间为点与匝总共NNL 1 2 3 5 4 p G 单调谐回路谐振放大器的典型电路 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3 单调谐回路谐振放大器 五、五、L1与与L2紧耦合时（相当于抽头）的电路图紧耦合时（相当于抽头）的电路图 yfeVi1yoe 1 L C YL 1 2 3 4 N N L L p 1 13 12 1 1522 2 11 LLN p LLN p G 单调谐回路谐振放大器的典型电路 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.

25、3 单调谐回路谐振放大器 六、将六、将yoe和和YL看作实际器件（电导与电容的看作实际器件（电导与电容的 并联）后的电路图并联）后的电路图 yfeVi1 go1 1 LC 1 2 3 4 N N L L p 1 13 12 1 22 2 13 LN p LN Co1 gi2 Ci2 p G + Vo1 - + Vi2 - 才是。并不是最终输出电压注意 21 !: io VV 3.3.1 电压增益的分析 n分析目标：Av=Vi2 /Vi1 n采用两种方法分析： 方法一：方法一：“彻底等效法彻底等效法” ，即将所有从抽头接，即将所有从抽头接 入电路的元件都进行入电路的元件都进行“去抽头等效变换去抽

26、头等效变换”（见（见 2.3.3 ） 方法二：教材上的方法（两级分析，先分析方法二：教材上的方法（两级分析，先分析 Vo1 / Vi1，再分析，再分析Vi2 / Vo1） n推荐同学们按方法一分析推荐同学们按方法一分析 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3 单调谐回路谐振放大器 分析方法一（电路） 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 yfeVi1 1 L C 1 2 3 4 N N p 1 1 N N p 2 2 + - Vi2 p1yfeVi1 1 2 11oo gpg + - 2 2 13 p V V i 抽头等效抽头等效 Co1go

27、1 p G gi2 Ci2 1 L C 1 3 p G 1 2 11oo CpC 2 2 22ii gpg 2 2 22ii CpC 分析方法一（计算任意频率下电压增益Av） 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 13 2 2 V p Vi Lj CpCpCjgpgpG Vyp ioiop ife 1 )()( 2 2 21 2 12 2 21 2 1 11 Y Vyp ife11 总导纳 电流 p G 记为 C记为 11 1 () fei p p y V GjC L 12 2 1 1 () fe i v i p p p y V A V GjC L 此为任

28、意频率下的电压增益此为任意频率下的电压增益 分析方法一（计算谐振频率下Av0 ） 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 0,谐振时总导纳虚部为根据谐振条件 L C 0 0 1 即 1212 0 0 0 1 () fefe v p p p p yp p y A G GjC L 此时 2 2 21 2 1 21 iop fe gpgpG ypp 我们通常只关心其幅度 2 2 21 2 1 21 0 iop fe v gpgpG ypp A 例1（06年试题）（第1问） 三极管三极管T1与与T2同型号同型号 HL560100 0 Q 匝162 13 N匝46 1

29、 N匝13 2 N kHzf465 0 三极管的参数如下三极管的参数如下 mSgie0 . 1 pFCie400 Sgoe110pFCoe62 mSy fe 28|求谐振电压增益求谐振电压增益 解： 28. 0 162 46 13 1 1 N N p08. 0 162 13 13 2 2 N N p 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 例例1（续，（续， 第第2问）问） 例1（续） S LQR G p p 6 63 00 1012. 6 10560104652100 111 L R Q p 0 0 LQRp 00 2 2 21 2 1iopp gpgpG

30、G ieoep gpgpG 2 2 2 1 S 632626 102110108. 01011028. 01012. 6 30 1021 102808. 028. 0 | 6 3 21 0 g ypp A fe v p G 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 例3.3.1（续） 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3.1 电压增益的分析 并 并 的公式将变为那么， 为了扩展通频带如果电路图中还存在需要注意的是 GgpgpGGG R ieoeppp 2 2 2 1 )(, 并 并 R G 1 分析方法二(教材的方法) 第第三三章章 高频小信号

31、放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 yfeVi1 go1 1 L C 1 2 3 4 N N L L p 1 13 12 1 22 2 13 LN p LN Co1 gi2 Ci2 p G + Vo1 - + Vi2 - 才是。并不是最终输出电压注意 21 !: io VV 1 1 ,3.2.10 o i V V 为单纯三极管的放大增益 根据教材公式 1 1 i o V V Loe fe vT Yy y A L Y 如何求这一项呢? 1 1 , () L LYY 还是需要将所有的元件等效到 两端 算出 两端总的导纳方法一中的 Loe Yy 分析方法二 (续) 第第三三章章 高频

32、小信号放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 1 2.3.3 1 2.3.3 ac oeL bc Y Z yY Z 这是因为相当于第节中的 而恰好相当于第节中的 )( 2 1Loe YypY 2 1 p Y Yy Loe 计算式中代入上页的 1 1 i o V V 2 1 1 1 2 1 (3.3.2) fefe o i yp y V Y VY p 得教材的式 分析方法二 (续) 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.1 电压增益的分析 1 2 1 1 1 2 o i i o i i V V V V V V 而 上页已经求出 1 2 i i V V 但我们要求的是

33、 )( 1 2 1 2 1 2 回两端的总电压是无抽头的其中LCV p p Vp Vp V V o o o o i 1 2 1 1 1 2 p p V V V V i o i i Y ypp p p Y yp fefe 21 1 2 2 1 Y即方法一中的 从而两种方法得到了相同的结果从而两种方法得到了相同的结果,后面的推导一样了后面的推导一样了 但是方法二有点绕弯但是方法二有点绕弯 3.3.2 功率增益及插入损耗 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3 单调谐回路谐振放大器 Gp 11ifeV yp 1 2 1o gp 2 2 2i gp a b 三极管输入电阻 输入电压振幅的

34、平方 放大器输入功率 2 1 i P 1 2 1 2 1 ii gV 所消耗的功率阻即下一级电路的输入电负载放大器输出功率)( o P 2 2 2 2 2 1 iab gpV 三者并联为三者并联为Gp )()( 2 1 2 2 2 2 11 看上图 i p ife gp G Vyp 2 2 2i gp 等效成了 小信号放大器功率增益表达式 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3.2 功率增益及插入损耗 功率增益的表达式和由上页得出的, oi PP 1 2 2 21 0 )( i i p fe i o p g g G ypp P P A 0v A恰好为 1 2 2 0 i i v

35、g g A 21ii gg特殊地，当下一级电路的输入电导与放大器的输入电导相等时 )(的放大器相同型号的三极管组成例如，下一级电路是由 2 0021vpii AAgg，此时则 插入损耗K1 n定义： 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3.2 功率增益及插入损耗 1 1 1 P P 有损耗时的输出功率 无损耗时的输出功率 K 上的损耗考虑所谓“无损耗”就是不 p G 上的损耗虑所谓“有损耗”就是考 p G Gp 0 I 1 2 1o gp 2 2 2i gp 时不考虑 p G)( 2 1 2 2 2 2 1iab gpVP a b )( 2 1 2 2 2 2 2 2 21 2

36、1 0 i ii gp gpgp I 时考虑 p G )( 2 1 2 2 2 2 1iab gpVP )( 2 1 2 2 2 2 2 2 21 2 1 0 i iip gp gpgpG I 插入损耗K1 (续) 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3.2 功率增益及插入损耗 2 2 2 21 2 1 2 2 21 2 1 1 1 1 ii iip gpgp gpgpG P P K 注意：注意：K1是大于是大于1的数的数 LGL R Q p p 00 0 1 不带负载时的又 LQ Gp 00 1 LgpgpGLGL R Q iipp p L 02 2 21 2 100 )( 1

37、1 带负载时的 LQ gpgpG L iip 0 2 2 21 2 1 1 p L ii G LQ gpgp 0 2 2 21 2 1 1 LQLQL 000 11 2 000 0 1 11 1 LQLQ LQ K L L 2 0 1 1 Q QL 2 0 )1 ( 1 Q QL 例1（续，第2问） n电路图和已知不变，求功率增益及插入损耗 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3.2 功率增益及插入损耗 90030 2 2 00 vp AA型号相同前后两级使用的三极管 29 105601046521021 11 636 0 LG Q p L 又 98. 1 ) 100 29 1

38、( 1 )1 ( 1 22 0 1 Q Q K L 换算成换算成dB为为2.97dB 例图例图 3.3.3 通频带与选择性 n在讲谐振回路的通频带时，我们引入了归 一化谐振曲线；同样在研究小信号放大器 的通频带时，我们引入“归一化增益曲线” 的概念，即 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3 单调谐回路谐振放大器 0v v A A 谐振时电压增益 任意频率下的电压增益 12 12 1 () 1 () fe p p fe p p p p y GjC G L p p y GjC L G 0 2 1 1 f f jQL 与串并联回路谐振曲线形式上完全一样，只不过要用有载时的与串并联回路

39、谐振曲线形式上完全一样，只不过要用有载时的QL 千万不千万不 要用要用Q0 高频小信号放大器的通频带 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.3 通频带与选择性 L Q f fB 0 7 . 0 2 o A A 1 B 2 1 一定要注意此处一定要注意此处 是是QL不是不是Q0 的另外一个表达式求出 来可以利用 0 7 . 0 0 2 v L A f f Q p fe v G ypp A 21 0 Cf ypp fe 7 . 0 21 4 L fe Q C ypp 0 21 0 7 . 0 0 21 2 f f C ypp fe (书上的公式书上的公式3.3.20) 高频小信号

40、放大器的选择性 o A A 1 7 . 0 f2 1 .0 f2 第第三三章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.3.3 通频带与选择性 如如果果令令 1 . 0 2 1 1 1 . 0 1 . 0 o L o f f Q A A 可可 得得 ： L o2 1.0 Q f 110f2 单调谐回路放大器的单调谐回路放大器的 矩形系数远大于矩形系数远大于1，故，故 其选择性差，这是单其选择性差，这是单 调谐回路放大器的缺调谐回路放大器的缺 点。点。 注意它与注意它与Q QL L和和f f0 0无关，即，只要是单级单调无关，即，只要是单级单调 谐放大器，矩形系数均为谐放大器，矩形系数均为9.95

41、9.95 例1（续，第3问） n电路图和已知不变，求通频带与矩形系数 第四章第四章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.3.3 通频带与选择性 292 L Q问时已经求出在第 kHz Q f B L L 16 29 10465 3 0 这里可直接套用公式 ,大器的矩形系数都一样由于所有单调谐回路放 单级单调谐回路放大器解题思路 ) !( ) 1 ( 21 注意一定不能出错和先求出pp 根据已知量求出未知量利用公式 CR L R Q p p 0 0 0 (2) )(, 2 2 2 1ieoe CpCpCCC 而是并不是电路图中的要注意这里 C, (3)的可根据上式求出电路中如果需要 pieoep

42、p oe GGgpgpGG gy 求出 以及公式和参数中的实部利用给出的 并) ( g )4( 2 2 2 1 ie 的倒数步中求出的就是第 pp RG(2) !要看电路图是否加 并 G 此项可能此项可能 有有,也可能也可能 没有没有,具体具体 要看电路要看电路 单级单调谐回路放大器解题思路 求电压放大增益）利用（ p fe v G ypp A 21 0 5 求功率放大增益）利用（ 2 00 6 vp AA L p p L Q LGL R Q求出利用公式 00 1 (7) 求出通频带等利用公式 L L Q f B 0 (8) 4 5 1 2 3 Rb1 Rb2 Re yL Cb Ce C B1

43、 B2 T L Vcc 附录附录1、单调谐小信号放大器实际电路图、单调谐小信号放大器实际电路图 返回返回 3.4 多级单调谐回路谐振放大器 若单级放大器的增益不能满足要求，就要采用多级放大器若单级放大器的增益不能满足要求，就要采用多级放大器 而而谐谐振振时时的的电电压压总总增增益益为为：n0u03u02u01u0n AAAAA Au1Au2Aun 相相同同如如果果各各级级放放大大器器的的增增益益 m 2 2 0 2 0 11 A() 1 2 1 mm m vm m L A A A Qf f 多级单调谐放大器通频带 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.4 多级单调谐回路谐振放大器

44、根据通频带的定义可以求根据通频带的定义可以求m级放大器的通频带级放大器的通频带 12 1 m L o m mm Q f fB122 1 7 . 0 带宽缩减后如何恢复,及恢复后的副作用 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.4 多级单调谐回路谐振放大器 12 1 m m原来的级放大器级联后带宽是 12 1 m L Q 也变成原来的要想恢复，需要将 12 11 1 0 m p p L G LG Q变为原来的需要将又 L Q f B 0 而 路两端并联电阻）（实际措施是在谐振回即增大 p G 12 1 0 21 0 m v p fe v A G ypp A下降到了原来的导致其副作用是：

45、由于 3.10(4.10)习题可以利用这个结论 多级单调谐放大器的选择性 （仍以矩形系数衡量） 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.4 多级单调谐回路谐振放大器 m0 A 0.1 A m 根根据据定定义义: :当当时时 L m m Q f f 0 1 1 . 0 1100)2( 1 0.1 0.1 1 0.7 2 1001 K 2 21 m m r m m f f 故故: : 第二次作业 n教材121页(152页) n习题3.10(4.10) 注意有R5 的公式！不能简单套用书上的 p G 3.5 双调谐回路谐振放大器 n以双调谐耦合回路作为负载 n其曲线的形式和特点与双调谐耦合

46、回路的 谐振曲线一致 n分析单调谐回路时，我们将放大器等效成 了一个标准的并联谐振回路；同样道理， 我们在分析双调谐回路放大器时，可将其 等效成一个标准的，双谐振耦合回路。 （故推导过程略，下面直接给出推导结果） 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器 双调谐回路放大器的电压增益 )C1)( M最小 作实验时耦合电容弱耦合时 )( 1 max 21 2 0v fe v A g ypp A达不到最大值 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.5 双调谐回路谐振放大器 p Gg为任意一个回路的其中 v A Avmax )C1)( M大小居中 作实验时耦合电容临界耦合时 ),( 2

47、 max 21 0 但只有一个峰值可达到最大值 v fe v A g ypp A )C1)( M最大 作实验时耦合电容强耦合时 ),( 2 max 21 0 且有两个峰值可达到最大值 v fe v A g ypp A 双调谐回路放大器的通频带 n我们只关心临界耦合时的通频带，它与单 纯的双调谐耦合回路的通频带形式上是一 样的，但要用QL 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3.5 双调谐回路谐振放大器 L Q f fB 0 7 . 0 2)2( 双双 双调谐回路放大器的选择性 （同样以矩形系数来衡量） n我们只关心临界耦合时的矩形系数 第三章第三章 高频小信号放大器高频小信号放大器3

48、.5 双调谐回路谐振放大器 4 04 2 v v A A 临界耦合时 4 0 1 . 0 4 4400 2 0.1 4 2 f f QL 可得令 双 双 得 7 . 0 404 1 . 0 21001 2 10012f Q f f L 16. 31001 2 2 4 7 . 0 1 . 0 1 . 0 双 双 矩形系数 f f Kr 比比5级以下的多级单调谐回路放大器的选择性要好级以下的多级单调谐回路放大器的选择性要好 本章的重点 n单调谐回路放大器 电压增益、功率增益、通频带 n最重要的是三个公式的应用 并 通频带的计算通常应用于实际电路的 的计算通常应用于空载时 R pgpgpGG LG

49、Q G LGL R Q ieoepp p L p p p 1 1 1 2 2 2 2 2 1 0 00 0 这项的有无要根据这项的有无要根据 实际电路来决定实际电路来决定 一高频小信号放大器电路一高频小信号放大器电路 如图所示。如图所示。 0 14 0 1223 34 35, 2, 100, 5, 10 fMHz LuH Q NN N 匝 匝。 三极管三极管T1与与T2型号相同，它们的型号相同，它们的y参数为：参数为： 3.2,10,0.55,5.8,| 53, ieieoeoefere gmS CpF gmS CpFymSy忽略。 1.画出交流等效电路（要求在图中对应标出画出交流等效电路（要

50、求在图中对应标出14各点）；各点）； 2.计算回路电容计算回路电容C（注：不要忽略三极管（注：不要忽略三极管T1的的Coe以及以及T2的的Cie 的影响）；的影响）； 3.计算计算|Av0|、通频带、插入损耗。、通频带、插入损耗。 解：（解：（1）交流通道图如下：）交流通道图如下： 13 1 14 N10 p0.5 N20 12 2 14 N5 p0.25 N20 pF L C CL 35.10 102)10352( 111 626 14 2 014 0 pFCpCpCC ieoe 27. 81025. 08 . 55 . 035.10 22 2 2 2 1 （2） （3） )(7 .22 10010210352 11 66 0140 uS QL G p 22 12 62323 22 7 100 50 55 100 253 2 10 0 36 ppoeie GGp gp g . .(mS ) 3 12 0 3 0 5 0 25 53 10 18 4 0 36 10 fe v p p p | y | . | A |. G. 663 014 11 6 3 235 102 100 36 10 L p Q. L G. )(5 . 5