小信号调谐放大

1、课前习题： 设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心 频率 f=10MHz，回路电容C=50pF,试计算所需的线圈电感 值。又若线圈品质因数为Q0=100，试计算回路谐振电 阻和回路带宽。若放大器所需的带宽为0.5MHz，则应 在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求？ 0 0.7 2 L f BWf Q 1.5 简单串、并联谐振回路 与双耦合谐振回路 （P57） 概述概述 1.5.1 简单串、并联谐振回路的基本特性简单串、并联谐振回路的基本特性 1.5.2 1.5.3 品质因数及其影响品质因数及其影响 1.5.4 通频带与选择性通频带与选择性 1.5.6 部分接入部分接入 1.5.

2、5 群延时特性群延时特性 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 串并联阻抗的等效互换串并联阻抗的等效互换 问题： 1、R1=? X1=? 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 串并联阻抗的等效互换串并联阻抗的等效互换 问题回答： 1、 2 1 1 2 R Q R L 21 XX L Q X R R X 2 2 1 1 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 串并联阻抗的等效互换串并联阻抗的等效互换 问题： 2、RP=? 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 串并联阻抗的等效互换串并联阻抗的等效互换 问题回答： 2、 rC L R P . rC L cr cL LC cr cL r L r r L

3、 rQR LP . . 1 . . . 2 2222 2 22 2 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题 3、Zab=？Zdb 问题回答： 2 2 2 1 2 01 1 2 222 1 1 () ab Pdb L L LC ZQ rr rr LL p Rp Z LCr 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题 4、RS=? 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题回答： 4、 SS R P R 2 1 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题: 5、 Zab=？Zdb 问题回答：问题回答： 2 222 0202

4、2 222 2 11 () () ab Pdb LC Zr C rC rC r CL p Rp Z CCr P CC C C CC CC C C 21 1 2 21 21 2 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题: 6、IS=? 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题: 6、IS=? 问题回答：问题回答： SS IPI 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题: 7、VO=? 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入部分接入 问题: 7、VO=? 问题回答： OO V P V 1 gg gg LL LL LL LL pII

5、 U p U X p X R p R CpC gpg 2 2 2 2 1 1 1 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展 部分接入公式总结部分接入公式总结 将部分接入的元件折合将部分接入的元件折合 这回路两端的公式为：这回路两端的公式为： 上节内容回顾上节内容回顾 部分接入部分接入-阻抗变换阻抗变换 R2是负载电阻，是负载电阻，R1是二端网络在工作频率处的等效输入电阻。倒是二端网络在工作频率处的等效输入电阻。倒L 型网络是由两个异性电抗元件型网络是由两个异性电抗元件X1、X2组成，是组成，是 LC选频匹配网络的选频匹配网络的 一种。一种。 上节内容回顾上节内容回顾 部分接入部分接入-倒倒L型阻抗

6、匹配网络型阻抗匹配网络 X1+Xp=0, R1=Rp 1.5 简单串、并联谐振回路 与双耦合谐振回路 （P57） 概述概述 1.5.1 简单串、并联谐振回路的基本特性简单串、并联谐振回路的基本特性 1.5.2 1.5.3 品质因数及其影响品质因数及其影响 1.5.4 通频带与选择性通频带与选择性 1.5.6 部分接入部分接入 1.5.5 群延时特性群延时特性 第第1章章末小结章章末小结 (1) LC并联谐振回路幅频曲线所显示的选频特性在高频电 路里有着非常重要的作用，其选频性能的好坏可由通频带和选 择性(回路Q值)这两个相互矛盾的指标来衡量。矩形系数则是 综合说明这两个指标的一个参数，可以衡量

7、实际幅频特性接近 理想幅频特性的程度。矩形系数越小，则幅频特性越理想。 (2) LC并联谐振回路阻抗的相频特性是具有负斜率的单调 变化曲线，这一点在分析LC正弦波振荡电路的稳定性时有很 大作用，而且可以利用曲线中的线性部分进行频率与相位的线 性转换，这在相位鉴频电路里得到了应用。同样，LC并联谐 振回路阻抗的幅频特性曲线中的线性部分也为频率与幅度的线 性转换提供了依据，这在斜率鉴频电路里得到了应用。 (3) LC串联谐振回路的选频特性在高频电路里也有应用， 比 如在LC正弦波振荡电路里可作为短路元件工作于振荡频率点， 但其用途不如并联回路广泛。 LC并联谐振回路与串联谐振回路的参数具有对偶关系

8、， 在 分析和应用时要注意这一点。 (4) LC阻抗变换电路和选频匹配电路都可以实现信号源内阻 或负载的阻抗变换，这对于提高放大电路的增益是必不可少的。 区别在于后者仅可以在较窄的频率范围内实现较理想的阻抗变 换，而前者虽然可在较宽的频率范围内进行阻抗变换， 但各频 率点的变换值有差别。 第第1章章末小结章章末小结 （5）由于）由于人耳听觉对于相位特性引起的信号失人耳听觉对于相位特性引起的信号失 真不敏感，所以早期的无线电通信在传递声音信号真不敏感，所以早期的无线电通信在传递声音信号 时，对于相频特性并不重视。时，对于相频特性并不重视。 但是，近代无线电技术中，普遍遇到数字信号但是，近代无线电

9、技术中，普遍遇到数字信号 与图像信号的传输问题，在这种情况下，相位特性与图像信号的传输问题，在这种情况下，相位特性 失真要严重影响通信质量。失真要严重影响通信质量。 arctanarctan 0 0 Q 第第1章章末小结章章末小结 arctanarctan 0 0 Q 第第1章章末小结章章末小结 0 0 arctanQ 由右图可见，由右图可见，Q值愈大，相频值愈大，相频 特性曲线在谐振频率特性曲线在谐振频率0附近的变附近的变 化愈陡峭。化愈陡峭。但是，线性度变差，但是，线性度变差， 或者说，线性范围变窄。或者说，线性范围变窄。 第第1章章末小结章章末小结 群延时特性！（了解）群延时特性！（了解

10、） 第二章第二章 射频电子系统中的射频电子系统中的 放大器设计放大器设计 2.1 高频小信号调谐放大器 （2.1.12.1.7） 2.2 高频谐振功率放大器 （2.2.12.2.6） 第二章第二章 射频电子系统中的射频电子系统中的 放大器设计放大器设计 2.1 高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器 （2.1.12.1.7） 2.2 高频谐振功率放大器 （2.2.12.2.6） 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.1高频小信号调谐放大器基本要求（高频小信号调谐放大器基本要求（P80） 1、什么是高频小信号调谐放大器？、什么是高频小信号调谐放大器？ l高频？高频？ l小信号？小信号？ l调谐

11、？调谐？ l放大器？放大器？ 2、高频小信号调谐放大器的性能指标？高频小信号调谐放大器的性能指标？ l通频带？通频带？ l增益？增益？ l选择性？选择性？ l噪声系数？噪声系数？ 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.1高频小信号调谐放大器基本要求（高频小信号调谐放大器基本要求（P80） l噪声系数？噪声系数？ 高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标 1) 通频带： i o V V Alog20 v i o P P A p log10 2) 增益：（放大系数） 电压增益电压增益： 分贝表示分贝表示： i o V V A v i o P P Ap功率增益功率增益： 高频小信

12、号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标 3) 选择性选择性 矩形系数矩形系数：表示与理想滤波特性的接近程度。表示与理想滤波特性的接近程度。 7.0 1.0 10 2 2 f f K r 7 . 0 01. 0 r0.01 2 2 f f K f AV/AVo 2f0.1 2f0.7 理想 0.1 0.7 1 实际 ：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）：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。性。 高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标 4)

13、噪声系数：噪声系数：NF 2SK241一般用途：FM调谐器 用、VHF频带放大用管。 基本 特点： 噪声指数小：NF=1.7dB(标准) 功率增益大：Gp=28dB(标准) 使用电压范围：515V 高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标 5) 工作稳定性：工作稳定性：指放大器的工作状态指放大器的工作状态( (直流偏置直流偏置) )、晶体管、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。性的稳定。 不稳定状态的极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反不稳定状态的极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反

14、 馈引起），使放大器完全不能工作。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。出于分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至最后讨论。 低频低频小信号模型小信号模型 高频高频小信号模型小信号模型 A A F F A A 高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标 5) 工作稳定性：工作稳定性：指放大器的工作状态指放大器的工作状态( (直流偏置直流偏置) )、晶体管、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。性的稳定。 晶体管在高频线性运用时，晶体管的内部晶体

15、管在高频线性运用时，晶体管的内部 参数将随工作频率而变化。因而必须讨论晶体参数将随工作频率而变化。因而必须讨论晶体 管的高频等效电路。等效方法是：把晶体管看管的高频等效电路。等效方法是：把晶体管看 作四端（两端口）网络，四个参量作四端（两端口）网络，四个参量 中两个作自变量，另两个作为参变量的函数。中两个作自变量，另两个作为参变量的函数。 在本课程所讨论的频率范围内，用的最多的是在本课程所讨论的频率范围内，用的最多的是 y 参数等效电路和混合参数等效电路和混合 等效电路。等效电路。 2121 IIUU、 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.2 高频晶体管小信号等

16、效电路模型与参数（高频晶体管小信号等效电路模型与参数（P81） 112 212 iere feoe Iy Vy V Iy Vy V 11 22 iere feoe yyIV yy IV 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.2 高频晶体管小信号等效电路模型与参数（高频晶体管小信号等效电路模型与参数（P81） 112 212 iere feoe IyVyV IyVyV 输出短路时的输入导纳 0 1 1 2 V ie V I y 0 2 1 1 V re V I y 0 1 2 2 V fe V I y 0 2 2 1 V oe V I y 输入短路时的反向传输导纳 输出短路时的正向传输导纳 输入

17、短路时的输出导纳 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.2 高频晶体管小信号等效电路模型与参数（高频晶体管小信号等效电路模型与参数（P81） 关于参数的讨论？ 物理意义！物理意义！ 如何测？如何测？ ？ ？ 参数是复数！参数是复数！ 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.2 高频晶体管小信号等效电路模型与参数（高频晶体管小信号等效电路模型与参数（P81） 晶体管混合型等效电路 需要注意的是需要注意的是, 参数不仅与静态工作点的电压值、电流值有关参数不仅与静态工作点的电压值、电流值有关, 而而 且是工作频率的函数。例如当发射极电流且是工作频率的函数。例如当发射极电流

18、增加时增加时, 输入与输出电输入与输出电 导都将加大。导都将加大。 当工作频率较低时当工作频率较低时, 电容效应的影响逐渐减弱。所以无论是电容效应的影响逐渐减弱。所以无论是 测量还是查阅晶体管手册测量还是查阅晶体管手册, 都应注意都应注意工作条件和工作频率工作条件和工作频率。 显然显然, 在高频工作时由于晶体管结电容不可忽略在高频工作时由于晶体管结电容不可忽略, 参数是一个复数。参数是一个复数。 晶体管参数中输入导纳和输出导纳通常可写成用电导和电容表示的直角晶体管参数中输入导纳和输出导纳通常可写成用电导和电容表示的直角 坐标形式坐标形式, 而正向传输导纳和反向传输导纳通常可写成极坐标形式而正向

19、传输导纳和反向传输导纳通常可写成极坐标形式, 即即: I yie=gie+jCie yoe=goe+jCoe yfe=|yfe|fe yre=|yre|re 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.2 高频晶体管小信号等效电路模型与参数（高频晶体管小信号等效电路模型与参数（P81） 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.3 晶体管的高频参数（晶体管的高频参数（P84） 1、截止频率、截止频率 2、特征频率、特征频率 3、最高振荡频率、最高振荡频率 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.3 晶体管的高频参数（晶体管的高频参数（P84） 0 1 f j f 1、截止频率、截止频率 2 0 1 f f

20、 1. 截止频率截止频率 时所对应的频率。的下降到低频值 2 1 0 f f j1 . 0 2 0 1 f f f 0 2/ 0 T f f 1 2. 特征频率特征频率 1 2 0 T ff 时所对应的频率。1 当当f fT后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍后，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可能有电压增益，而功率增益还可能大于1。 , 1 0 通常。 T ff 0 f 0 2/ 0 T f f 1 2. 特征频率特征频率 1 1 2 0 f f 1 2 0T ff所以 时所对应的频率。1 , 1 0 通常 。 T ff 0 2 0 1 f f T ff 即 ,时当 ff f f ff ff T T 可以粗略计算在某工作频率可以粗略计算在某工作频率f f的电流放大系数。的电流放大系数。 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1