高频谐振放大器-1

1、第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器 3.1 3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器 3.2 3.2 高频功率放大器的原理和特性高频功率放大器的原理和特性 3.3 3.3 高频功率放大器的高频效应高频功率放大器的高频效应 3.4 3.4 高频功率放大器的实际线路高频功率放大器的实际线路 3.5 3.5 功率合成与射频模块放大器功率合成与射频模块放大器 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器23.1 高频小信号放大器 l高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线电设备中的高频小信号。l工作在线性范围，基本类型是频带放大器l“谐振”是指负

2、载为选频振荡回路，工作在谐振频率对输出信号频率进行谐振,兼具阻抗变换和选频滤波之功能。l分类: 窄带与宽带; 分立与集成.l主要要求： 增益高；选频性能好；工作稳定可靠。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器3RL2L3C14VRb1Rb2CbReCe(a)53.1.1 高频小信号谐振放大器的工作原理高频小信号谐振放大器的工作原理高频小信号谐振放大器的实际线路第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器4RL2LC5V(b)431 图 3 1 高频小信号谐振放大器 (a) 实际线路; (b) 交流等效电路 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器53.1.2 放大器性能分析l1 晶体

3、管的高频等效电路晶体管的高频等效电路 晶体管在高频运用时的混等效电路rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器63.1.2 放大器性能分析放大器性能分析1 晶体管的高频运用时混晶体管的高频运用时混等效电路等效电路l基射极间电阻：l0 是共射组态晶体管的低频电流放大倍数rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C026EberI第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器7lgm为跨导表示放大能力026()CmbembebebebcbbIgrg UCCrCCr表示晶体管放大作用的等效电流源；（）是发射结电容；是集电结电阻;是集电结电容

4、; 是基极电阻rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器8Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce. Y参数等效电路晶体管Y参数等效电路的Y参数方程coebfeccrebiebUYUYIUYUYI第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器9Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce.coebfeccrebiebUYUYIUYUYI第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器10Ube.Yoebece(b)YieYreUce.YfeUbeUce.(a)混等效电路 (b)Y参数等效电路rbbU

5、be.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器11l在忽略在忽略rbe及满足及满足CC的条件下的条件下, Y参数与混参数与混参数之间的关系为：参数之间的关系为：1111iebbbbmoebbmfebburebbj CYj C rj C r gYj Cj C rgYj C rj CYj C r (3 1)(3 2) (3 3) (3 4) 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器12晶体管高频参数晶体管高频参数l截止频率截止频率f：当下降到低频电流 放大系数0 的0.707倍时，所对应的频率称为晶体管的截止频率。l特征频率特征频率fT定义：ll 下降

6、到1时所对应的频率。 l意义：意义：f fT时， f fmaxT第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器15晶体管Y参数等效电路混合参数等效电路截止频率f特征频率fTf f fmaxT第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器162 放大器的性能参数 忽略管子内部的反馈, 即令Yre =0, 由图可得cLcbSSbUYIUYII(3 6a) ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.图图3 1高频小信号放大器的高频等效电路高频小信号放大器的高频等效电路 (3 6b) 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器17cfeboecLcfebLcoefecoe

7、LbcIY UY UY UY UY UY UYUKYYU +(1) 电压放大倍数电压放大倍数K： (3 7) ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器18 (3 8) biebrecfefebccoferebeLoeLbrefebbiebiieoeLLoebIY UY UYY UUKUYYYYUY Y UIY UY YIYYYYYUY 又有：（2）输入导纳：ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器190Si0 (3 9) -SrefecoI

8、oecoecfebrecbScSeeiIY UY UY UUYYY YIYYYYIU 时有：（3又）输出导纳为：ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器20l晶体管存在反向传输导纳晶体管存在反向传输导纳yre ,输出电压可通过输出电压可通过yre反向作用到输入端，引起输入电流的变化，这反向作用到输入端，引起输入电流的变化，这种反馈作用可能引起放大器种反馈作用可能引起放大器产生自激产生自激等不良后等不良后果。果。l放大器的输人导纳和输出导纳由于放大器的输人导纳和输出导纳由于yre不为零而不为零而与与YL和和Ys有关。有

9、关。0 SferebiieoeLbrefecoIoeSiecY YIYYYYUY YIYYYYU输入导纳：输出导纳：第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器213.1.3高频谐振放大器的稳定性高频谐振放大器的稳定性 1放大器的稳定性放大器的稳定性 反向传输导纳反向传输导纳Yre引入的输入导纳引入的输入导纳, 记为记为Yir 忽略忽略r bb的影响的影响 1 1mfeffereiieieiroeLembburereubbY YYYYYYYgYYgj C rj CYYj Cj C r 输入导纳：rbbUbe.CgmUbe.Ycebeceb(a)C第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器22

10、将将Yoe归入负载中归入负载中, 并考虑谐振频率并考虑谐振频率0附近情况附近情况, 有有00000000(12) (12)(12)oeLLLfereiroeLumumLLLLiririrYYGj QY YYYYjC gC gjGj QGj QYYY 代入有：分析时，为电容()；时，为正米勒电容负反负，时，为负，.，严重时产馈馈；反生自激。 (3 11) 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器23 iieirirFFYYYYgjb引入反馈阻抗概念：（2）输入导纳：ISYSUb.Ib.YieUc.YreUc.YfeUb.Ic.YLYoe.wgF和和bF分别为电导和电纳部分。它们除与分别为电导

11、和电纳部分。它们除与yfe、yre、yce有关外，还是频率的函数；随着频率的有关外，还是频率的函数；随着频率的不同，其值可能为正或负。不同，其值可能为正或负。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器24第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器25第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器262.提高谐振放大器稳定性的措施 l管子内部存在反馈，即y yrere的存在使得不稳定；l不稳定主要表现：频率特性变坏、性能指标变化，严重时会产生自激。l提高放大器稳定性的措施： 最根本的方法：选用y yrere小的晶体管l由于y yrere的反馈作用，晶体管为双向器件。使y yrere的反馈作用消

12、除的过程称为单向化。单向化方法:中和法、失配法第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器27中和法:第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器28l在输出与输人之间引入外部反馈电路，以抵消晶体管内部yre的反馈作用。.2145450.2145o reNyYirefNreNfiUiy UUiY UUUyYii 内部：外部： 如果：结果： 与幅度相等、 相位相反（差）正好相180互抵消！.2145,NfiUUYii 如果但是二者的相位总是相反的，适当选取，仍可以实现 与正好 相互抵消！第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器29中和法中和法 利用中和电容Cn的中和电路。 为了抵消Yre的反

13、馈, 从集电极回路取一与 反相的电压 , 通过Cn反馈到输入端。根据电桥平衡有010200112211b cnnb cb cjLjLjCjCLNCCCLNcUnU则中和条件为 N2N1CeCnCb1EcUn.Uc.(a)CbV第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器30L1L2Uc.CnUo.EcV2(b)V1 图 3 5 中和电路(a) 原理电路; (b) 某收音机实际电路N2N1CeCnCb1EcUn.Uc.(a)CbV第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器31失配法失配法l “失配”是指阻抗不匹配，主要对输出端。l失配法的实质是降低放大器的电压增益，以确保满足稳定的要求。选用合

14、适的接入系数或在谐振回路两端并联阻尼电阻来降低电压增益。采用共射共基级联放大器。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器32V1V2YSYLYi YieYo YobYfbYrbYib 图图 3 6 共发共发共基电路共基电路 共射共射共基级联放大器共基级联放大器：后级共基晶体管的：后级共基晶体管的输人导纳较大，对于前级共射晶体管，大的负输人导纳较大，对于前级共射晶体管，大的负载导纳使电压增益低，但仍有较大电流增益。载导纳使电压增益低，但仍有较大电流增益。 后级共基放大电流增益小，电压增益大。组后级共基放大电流增益小，电压增益大。组合后的放大器的总电压增益和功率增益都与单合后的放大器的总电压增

15、益和功率增益都与单管共射放大电路差不多，但稳定性高。管共射放大电路差不多，但稳定性高。第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器33DR3R1R4R2G2G1S EcuoCSRSV 图 3 7 双栅场效应管调谐放大器 l一个管子中有两个控制栅极。可以认为是两个单栅场效应管的串联组成。l从由于增加了第二栅级g2，具 有一定的屏蔽作用，使得漏极与第一栅极之间的反馈电容变得很小，稳定性提高。双栅场效应管调谐放大器双栅场效应管调谐放大器第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器34 3.1.4多级谐振放大器多级谐振放大器 1多级单调谐放大器多级单调谐放大器 多级单调谐放大器的谐振频率相同, 均为信

16、号的中心频率。 nKKKK002010 (3 13) 211a(3 14) 2/2)1 (nna(3 15) 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器35 2. 多级双调谐放大器 2/4)41 (nna(3 16) 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器363. 参差调谐放大器参差调谐放大器 增加放大器中的带宽,得到变沿陡峭的频率特性。图3 8是采用单调谐回路和双调谐回路组成的参差调谐放大器的频率特性。图3 9示出了一彩色电视机高频头的调谐放大器的简化电路。 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器37第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器38C2C1AGCG2G1DVSE

17、cC3 图 3 9电视机高频放大器的简化电路 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器393.1.5 高频集成放大器高频集成放大器l高频集成放大器有两类高频集成放大器有两类: 一种是一种是非选频非选频的高频集的高频集成放大器成放大器, 主要用于某些不需要选频功能的设备主要用于某些不需要选频功能的设备中中, 通常以电阻或宽带高频变压器作负载通常以电阻或宽带高频变压器作负载; 另一另一种是种是选频选频放大器放大器, 用于需要有选频功能用于需要有选频功能的场合的场合, 如接收机的中放就是它的典型应用。如接收机的中放就是它的典型应用。 l图图3 10(a)中中, 集中选频滤波器接于宽带集成集中选频滤波器接于宽带集成放大器的后面。放大器的后面。 l图图3 10(b)是另一种接法。是另一种接法。 第第3 3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器40(a)(b)前 置放大器集 中滤波器宽 带放大器