3、高频谐振放大器

② 如果再考虑到分布参数的作用和温度变化等因素的影响， 则中和电路的效果是很有限的。
③ 中和法应用较少，一般用在某些收音机电路中。
某收音机实际电路
（3）失配法 是一种通过适当降低放大器的增益，提高放大器的稳定性的 方法。常采用共射—共基级联电路
共射——共基级联电路 V2
V1
VT2管的Cb‘c不构成正反馈，而VT1管由于负载阻抗很小，导致该级增益很 低，VT1和VT2之间处于严重失配状态，也不会构成自激振荡。
3.1.1 高频小信号放大电路概述
一、作用
放大各种无线电设备中的高频小信号（微弱），通常是窄带放大器， 以各种选频电路作负载（并联、耦合谐振回路等），所以还具有选频 或滤波作用。
二、分类
窄带放大器：以各种选频电路作负载，例如并联谐振
按频带宽度分:
回路、耦合谐振回路、各种滤波器等
宽带放大器：采用无选频作用的电路作负载，例如高 频变压器、传输线变压器等
4. 谐振频率 1
f0 2 LC
goe Coe
其 中 ：C p12Coe C p22Cie
5. 通频带
B0.707
f0 QL
其 中 ：QL
1 0 Lg
而 ：g p12 goe g0 p22 gie
6. 矩形系数
K 0.1
BW0.1 BW0.7
9.95
p2
gie
p1
Cie
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U b
YreU c Ys Yie
理想情况下，Yre=0
Yo Yoe
Yo
Ic U c
is 0
Yoe
YieY fe Ys Yie
二、放大器的性能参数
输入导纳Yi、输出导纳Yo、电压放大倍数K、通频带B0.707、矩形系数Kr0.1
3. 电压放大倍数KV
KV
U c U b
Y feU b Yoe YL
N 12 N 13 N 45 N 13
U c UU 1o3 U 13
其 中 ：YL
1 p12
g0
jC
1
jL
p22YL
令YL Yie
K
U 0 U b
p12Yoe
p1 p2Y fe p22Yie g0
jC
1
jL
谐振时放大器电压增益:
K
U 0 U b
p1 p2Y fe p12 goe p22 gie g0
K 0.1
BW0.1 BW0.7
3.16
3.1.6 高频集成放大器
使用集成宽带放大器或专用高频集成放大器构筑调谐放大器 实现的方案为:
1、宽带放大器+集中选频滤波器 2、前置放大器+集中选频滤波器+宽带放大器
声表面波滤波器应用实例
• V1是预中放部分，起前置放大作用； • Z1是SAWF，起集中选频作用； • TA7680AP是彩电图像中频放大器IC。
按负载分:
调谐放大器
单调谐放大器：输出端接调谐回路 双调谐放大器：输入、输出端都接调谐回路 参差调谐放大器：调谐回路的谐振频率不同
集中选频放大器：以石英晶体、陶瓷、声表面滤波器负载
三、主要性能指标
①谐振电压增益Au0 — 放大器在谐振频率上的增益，衡量 对有用信号的放大能力。
②通频带BW0.7 — 放大器电压增益下降到谐振电压增益的 0.707倍时所对应的频率范围。
U c
Y feU b Yoe YL
Yi
Ib U b
Yie
YreY fe Yoe YL
理想情况下，Yre=0
Yi Yie
二、放大器的性能参数
输入导纳Yi、输出导纳Yo、电压放大倍数K、通频带B0.707、矩形系数Kr0.1
Yo
2. 输出导纳Yo
Yo
Ic U c
is 0
Ic YfeU b YoeU c
U c
KV
U c U b
Yfe Yoe YL
3. 电压放大倍数K
K
U 0 U b
Yre= 0
3.
电压放大倍数K
U c
Y feU b Yoe YL
K
U 0 U b
U c
p1 p2
U 0
K
U 0 U b
p1
p2Y fe Yoe YL
p2
goe Coe
gie
p1
Cie
YL
p1 p2
第三章 高频谐振放大器
3.1 高频小信号放大器 3.2 高频功率放大器的原理和特性 3.3 高频功放的高频效应 3.4 高频功率放大器的实际线路 3.5 高频功放、功率合成与射频模块放大器
3.1 高频小信号放大器
3.1.1 放大电路概述 3.1.2 放大电路组成与工作原理 3.1.3 放大电路性能分析 3.1.4 放大电路的稳定性 3.1.5 多级谐振放大电路 3.1.6 高频集成放大电路
三、 中和法与失配法比较
中和法： 优点：简单，增益高 缺点：① 只能在一个频率上完全中和，不适合宽带 ② 因为晶体管离散性大，实际调整麻烦，不适于 批量生产。 ③ 采用中和对放大器由于温度等原因引起各种参 数变化没有改善效果。
失配法： 优点：①性能稳定，能改善各种参数变化的影响； ②频带宽，适合宽带放大，适于波段工作； ③生产过程中无需调整，适于大量生产。 缺点：增益低。
第二版:P129 3-1 3-4
3.1.4 高频谐振放大器的稳定性
一、谐振放大器稳定性分析
在前面对小信号谐振放大器的分析中把三极管当成单向化器件对待, 但是实际上三极管的高频小信号模型是双向传输的。
二、 提高放大器稳定性的方法
（1）选择高频性能好的三极管。 通常Cbc (即C)越小越好。
（2）中和法。在晶体管外部接一个中和电容CN来抵消内部反馈有害 的影响。
随着n的增加，总带宽将减小，矩形系数有所改善。
二、参差调谐放大器
将若干个单级谐振放大器级连,但每个谐振放大器的调谐频率不同，称 为参差调谐放大器。参差调谐放大器可以增加带宽，同时又得到边沿较陡 峭的频率特性。因此，它用于宽带和高选择性的场合。
双参差
|K|
fs fs
|K|
三参差
fo1 fo fo2
f
（1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7; （2）放大器的电压增益；
解： 根据已知条件可知,能够忽略中和电容和
Yre的影响。得：
回路总电容为
C
C p12Coe p22Cie 200 0.352 18 0.0352 142 202 pF
固有谐振电导为
g0
2 f C 0 Q0
晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55μS，Coe=18pF， Yfe=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数 p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一晶 体管，参数相同。试计算：
g
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g g
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1、 回 路 总 电 容 ： C p12Coe p22Cie C
2、 谐 振 频 率 ：
f
＝
0
2
1 L13C
3、 回 路 固 有 电 导 为 ： 1
g0 Q00 L13
4、 回 路 总 电 导 ： g p12 goe p22 gie g0
5、 有 载Q值 ： 1
二、直流通路 三、交流通路
3.1.3 放大电路性能分析
一、 晶体管的高频Y参数等效电路
正向传输导
YreU纳c YieU b
Yfe
Y feU b
1
gm jCb'erbb
YoeU c
输入导
纳
Yie
1
jCb'e jCb'erbb
反向传输导
纳
Yre
jCb'c 1 jCb'erbb
可以得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程：
3.1.2 放大电路组成与工作原理
一、电路结构与特点
上偏置电 阻
下偏置电阻
高频旁路电容
特点：1、采用分压式稳定偏置电路；
高频旁路电 容
2、V工作在甲类放大状态；
3、输出端采用并联谐振电路，起选频作用，V的集电极采用部分 接入，以提高谐振回路的有载Q值；
4、信号输入与输出为实现阻抗匹配、满足最大功率传输均采用变 压器耦合。
fo1
fo
fo2
f
合成曲线更接近于矩形
三、双调谐放大器（通频带宽，选择性好）
1、集电极负载为双调谐耦合回路 2、初、次级均采用了部分接入方式
特点
双调谐放大器在临界耦合的条件下谐振电压增益是单调谐的1/2倍。
双调谐的通频带和单调谐通频带的关系：
BW0.7
2 f0 Qe
矩形系数小于单调谐，选择性好，即 缺点是调谐不方便。
③选择性
抑制比： d=20lgAu0/Au(dB)
矩形系数：K0.1=BW0.1/BW0.7
四、要求
（1）增益要高
（2）选择性要好
（3）工作要稳定可靠 （4）噪声要小
五、分析法
由于小信号谐振放大器放大的信号幅度很小，电路中用于放大的器 件工作在线性范围，因而它们属于线性放大器，通常采用线性模型的 等效电路分析法。
回 路 空 载 时 的 电 导 为 ：g0
1
Q00 L
34S
回 路 总 电 导 ：g p12 goe p22 gL g0 1.48
L113gC10 L3， 1.4QM0Hz
1
g00 L
Qe
g0 g
Q0
23
10B－4WS 0.7
f0 Qe
1.37MHz
作业：
第一版:P111 3-1 3-2
2 465 103 20210-12 7.374 S 80
回路总电导为
g
p12 goe p22 gie g0
0.352 55 106 0.0352 0.4 103 7.374 106 14.6 S
例1： 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，
3.1.5 多级谐振放大器
目的：提高增益（各级增益相乘）；改善频率选择性。 一、同步调谐多级放大器（单级级连构成）
各级放大器的谐振频率相同
电压放大倍数：Au=Au1•Au2……Aun＝ Au1n （每一级都相同）
通频带：Bn
21/ n 1 f0 QL
矩形系数：K0.1
1001/ n 1 21/ n 1
QL 0 L13 g
p12C oe
p22C ie
g
p1
N 12 N 13
g
p2
N 45 N 13
p12 goe
p22 gie
6、 通 频 带 ：
B0.707
f0 QL
7、 放 大 器 增 益 ：
Aou
p1 p2Y fe g
例1： 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知fo=465kHz，
求：f0，Aou，BW0.7
解：接 入 系 数 ：p1
N N
12 13
＝0.8，p2
N 45 ＝0.2 N 13
1、负载是与该放大器完全相同的下一级放大器，所以gL=gie，CL=Cie
C p12Coe p22CL C 17 pF f30＝、2Qe
2、Aou
p1 p2 y fe g
85倍
Cbc
如 时果，中正和反电馈路的使影响I 2被和抵消I 1。相起等到，使此
放大器稳定工作的作用。
U i
ILeabharlann Baidu I 2
N1 N2
CN
根据电桥平衡有：
Cbc
1
j 0 C n
j0 L1
1
j0Cbc
j0 L2
中和条件：
U i
I1 I 2
N1 N2
Cn
L1 L2
Cbc
N1 N2
Cbc
CN
中和法的局限性：
① 中和电容Cn只能在某一个频率点起到完全中和的作用，对 其它频率只能有部分中和作用。
30.88
中和电容Cn
N1 N N1
Cbc
p1 1 p1
Cbc
0.35 3 0.65
1.615 pF
例2：单调谐回路放大器如图所示。设负载
是与该放大器完全相同的下一级放大器，BJT
的参数为：gie=1.1×10－3S，goe=1.1×10-4S， |yfe|＝0.08S，Cie=25pF，Coe=6pF，N12=16圈， N13＝20圈， N45＝4圈， L13=1.5uH，C=12pF， Q0=100。
（1）回路有载品质因数 QL和 3 dB带宽 B0.7; （2）放大器的电压增益；
解：
品质因数QL
2 f0C g
2
465 103 202 10-12 14.6 106
40.4
3dB带宽B0.7
f0 QL
465 40.4
11.51kHz
谐振增益K0
p1 p2 | g
y fe
|
0.35 0.035 36.8 103 14.6 106
晶体管经中和后的参数为：gie=0.4mS,Cie=142pF，goe=55μS，Coe=18pF， Yfe=36.8mS,Yre=0，回路等效电容C=200pF，中频变压器的接入系数 p1=N1/N=0.35，p2=N2/N=0.035,回路无载品质因数Q0=80，设下级也为同一晶
体管，参数相同。试计算：
Ib YieU b YreU c Ic YfeU b YoeU c
输出导
纳
Yoe
jCb'c
jCb'erbb gm 1 jCb'erbb
二、放大器的性能参数
输入导纳Yi、输出导纳Yo、电压放大倍数K、通频带B0.707、矩形系数Kr0.1
Yi
1. 输入导纳Yi
Yi
Ib U b
Ib YieU b YreU c