单调谐回路谐振放大器.ppt

1、封面,3.3 单调谐回路谐振放大器,返回,引言,本页完,引言,返回,单调谐回路谐振放大器的特点： (1)放大电路中集电极负载是一个单回路的LC并联谐振回路，它谐振于放大器的中心频率； (2)单回路LC并联谐振回路采用自耦变压器形式（即抽头形式），以保证LC回路性能受到的影响为最小； (3)本级电路与下级负载的联接采用变压器耦合形式。,主页,单调谐回路谐振放大器,结束,返回,1、单调谐谐振放大器y参数电路,3、单调谐谐振放大器功率增益Ap,4、单调谐谐振放大器通频带2f0.7,5、单调谐谐振放大器的选择性Kr0.1,2、单调谐谐振放大器电压增益Av,本 节 学 习 要 点 和 要 求,一、单调谐

2、谐振放大器y参数等效电路,继续,1、电路元件的作用,单调谐谐振放大电路,T1次级起到信号源的作用。,Rb1、Rb2和Re组成分压式射极偏置电路，利用直流负反馈稳定电路的静态工作点Q。,Ce和Cb均是高频旁路电容。Ce可使Re对交流不起负反馈作用，增大电路的电压放大倍数；Cb使T1次级线圈一端(即信号源的一端接地)交流接地 。,T2的初级线圈L1与C组成LC并联谐振回路，作为共射放大电路的负载，并起到选频作用。中间抽头有利于实现与次级的阻抗匹配，以获得最大的功率增益。,本页完,3.3单调谐回路谐振放大器,继续,单调谐谐振放大电路,本页完,2、交流等效电路,一、单调谐谐振放大器y参数等效电路,3.

3、3单调谐回路谐振放大器,3、y参数等效电路,其中GP是谐振时LC并联回路的阻抗。,交流等效电路,继续,本页完,3、y参数等效电路,YL三极管的等效负载,设YL是晶体管在1、2端间看来的等效负载。,一、单调谐谐振放大器y参数等效电路,3.3单调谐回路谐振放大器,晶体管集发极间等效电流源,继续,本页完,晶体管集发极间等效电流源,3、y参数等效电路,晶体管放大作用的等效电流源：,晶体管的输出电导：go1,晶体管的输出电容：Co1,负载的导纳： YL=gi2+jCi2,YL三极管的等效负载,一、单调谐谐振放大器y参数等效电路,3.3单调谐回路谐振放大器,继续,1、电压增益的一般表达式,本页完,YL 晶

4、体管在1、2两点间的等效负载导纳，即下级晶体管输入导纳gi2和Ci2反射回1、2两点间的导纳和LC并联谐振回路折算至1、2两点间的等效导纳。,yoe晶体管的输出导纳,yoe=go1+jCo1,YL三极管的等效负载,yoe,3.3单调谐回路谐振放大器,yoe,yoe+YL 1、2两点间的等效负载导纳的总和。,yoe+YL,显然，要写出本电路电压增益的表达式，关键是求出YL。,继续,本页完,YL三极管的等效负载,yoe,(1) 首先把Ci2和gi2折算至LC回路。,2、YL的推导,Ci2=p22Ci2,gi2=p22gi2,其中 p2=N2/N,LC回路的总导纳：,C=Ci2+C,g=gi2+GP

5、,C,g,注：假定L2与L之间耦合很紧。L2可以看成是在N2处的抽头。,3.3单调谐回路谐振放大器,(2) 再把C和g折算至1、2端。,C=C/p12,g=g/p12,其中 p1=N1/N,(3)YL表达式,YL,继续,本页完,1,L1,N1,yoe=go1+jCo1,代入后总阻抗Y中的所有电容相加后用C表示。,谐振时电路的总阻抗为:,谐振电路一般工作在谐振状态，谐振时有jC-j/L1=0。同时GP很小，可忽略。,3.3单调谐回路谐振放大器,2、YL的推导,Y=yoe+YL,1、电压增益的一般表达式,2、YL的推导,继续,本页完,3.3单调谐回路谐振放大器,二、电压增益Av,继续,本页完,3.

6、3单调谐回路谐振放大器,二、电压增益Av,谐振放大时1/jL1+jC=0， GP亦可忽略。,所以电路只有电导go1和gi2。,其中p12go1是晶体管输出电导go1折算至a、b点的阻抗。,而p22gi2是负载电导gi2折算至a、b点的阻抗。,p12go1,p22gi2,讨论p12go1+p22gi2在电路里的意义，得出匹配时Avo的值Avomax。,继续,本页完,最后讨论匹配时电路输出的总电压增益Avomax。,因为： GP=p12go1+p22gi2,5、匹配条件,p12go1=p22gi2,有： p12go1=p22gi2=GP/2,得：,代入此式,3.3单调谐回路谐振放大器,二、电压增益

7、Av,继续,本页完,1、谐振时功率增益Ap0,输出功率: Po=Vab2p22gi2,输入功率: Pi=Vi12gi1,其中gi1是本级晶体管的输入电导。,GP,其中 Vab=Io/GP,=p1yfeVi1/GP,把Pi和Po式代入定义式得：,定义:,三、功率增益Ap,3.3单调谐回路谐振放大器,负载获得的功率为Po,其中导纳变换利用p12yfe，电压变换利用了Vi1/p1。,继续,本页完,GP,gi1本级晶体管输入电导,gi2下级晶体管输入电导,若采用相同晶体管，则,gi2=gi1,得,其中,Ap0=(Avo)2,1、谐振时功率增益Ap0,三、功率增益Ap,3.3单调谐回路谐振放大器,继续,

8、本页完,2、谐振且匹配时的最大功率增益Ap0max,(1)不考虑损耗Gp时,Ap0max=(Avomax)2,Ap0max=|yfe|2/(4go1gi2),经过前面学习，我们知道匹配时的电压增益为：,三、功率增益Ap,3.3单调谐回路谐振放大器,(2)考虑损耗Gp时,QL有载品质因数,Q0无载品质因数,(3)考虑损耗Gp时的电压增益Avomax,考虑损耗Gp时的电压增益Avomax，可以通过功率Ap0max反推得。,说明：采用共发射极电路时，最大功率增益与最小噪声系数可近似地同时获得满足。而在工作频率较高时，则采用共基极电路可以同时获得最小噪声系数与最大功率增益。,四、单调谐放大器的通频带,

9、继续,本页完,单调谐放大器的通频带由并联LC回路的有载品质因数QL决定，遵循LC回路通频带的一般表达式。,GP,C,其中,(1)单调谐放大器的通频带,2,3.3单调谐回路谐振放大器,QL越大，通频带越窄， QL越小，通频带越宽， QL的大小必须根据电路需要而定。,例如，AM收音机的中频为fo=465kHz，通频带2f0.7=8kHz，那么所需的有载品质因数QL为：,又如某一雷达接收机的中频为fo=30MHz，频带2f0.7=10MHz，那么所需的有载品质因数QL为,这时就需要在中频LC回路上并上一定数值的电阻，增大损耗。,(2)利用通频带表示电压增益,GP=4Cf0.7,单调谐放大器电压增益：

10、,对左式意义的讨论自行阅读教材P105。,五、单调谐放大器的选择性,继续,本页完,单调谐放大器的选择性的质量一般通过矩形系数表示。,把Av/Avo=0.1代入上式可得2f0.1的宽度。,根据并联谐振回路的原理知谐振曲线遵循以下关系：,矩形系数的定义：,矩形系数一定大于1，其值越接近1，则表明电路的选择性越好。,求出2f0.1 的表达式即可可求出矩形系数。,3.3单调谐回路谐振放大器,单调谐放大器的矩形系数为：,本电路的通频带为：,单调谐放大器的矩形系数远大于1，因此其选择性较差。,19,继续,本页完,1、单调谐谐振放大器y参数等效电路,2、电压增益,六、本节小结,20,继续,本页完,3、功率增益