第三章 高频小信号放大器
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高频电子技术第3章高频小信号放大器2
双调谐放大器的性能指标：
1）谐振时电压增益
Au0
1
p1 p2 Y fe g
（3-22）
临界耦合时 1，有
Au0
p1 p2 Y fe 2g
（3-23）
2）通频带
BW0.7 2f0.7
2 f0 Qe
（3-24）
3）矩形系数
K r 0.1
BW0.1 BW0.7
3.15
（3-25）
多级双调谐放大器和多级单调谐放大器类似，通频带随级数 2
Rb2
Cb Re
Ce
图3-22 共射极高频小信号放大电路
2． 晶体管共射接法的高频等效电路-----第-Y3章参数高等频小效信电号路放大器 4
Ib
b＋ . Ube Yie
. YreUce
. YfeUbe
Ic
＋c . Yoe Uce
－ e
－ e
图 3-23 晶体三极管共射接法Y参数等效电路
Y参数方程：
12V
R1
C1
1 2
L1 4
5 Uo
R3
3
Ui
VT1
R2
Cb1 Re1
Ce1 Cb2
VT2 R4
2.多级单调谐放大器
第3章 高频小信号放大器 14
多级单调谐放大器的谐振频率相同, 均为信号的中心频率。
1）电压增益
Am Au1 Au2 L Aum
（3-17）
多级单调谐放大器的总电压增益是各级电压增益的乘积。若
BW0.7
m
2f0.7
m
1
2m
1
f0
Qe
（3-20）
多级放大器级数越多，通频带越窄。
高频电子线路-李福勤-第三章
fs =
fp =
1 2π L C 1 1
1 2π L 1 C C0 1 C + C0 1
3）三端陶瓷滤波器
实物图：
(2)声表面波滤波器(SAWF) (2)声表面波滤波器(SAWF) 实物图：
声表面波滤波器SAWF（ 声表面波滤波器SAWF（Surface Acoustic Wave Filter） Filter）
若回路品质因数较高 ，则
可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R 可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R2 为串联电路r 为串联电路r1的Q2倍，而X2与串联电路X1相 倍，而X 与串联电路X 同，基本保持不变。
5．并联谐振回路的耦合连接与接入系数 并连谐振回路作为放大器的负载时，其连接的方 式直接影响放大器的性能。一般来看因为晶体管 的输出阻抗低，直接接入是不适用的，会降低谐 振回路的品质因数Q 振回路的品质因数Q。通常，多采用部分接入方 式，以完成阻抗变换。 定义：接入系数p 定义：接入系数p为转换前的圈数（或容抗）与转 换后的圈数（或容抗）的比值。由此定义我们分 别可得：
（a）
（b）
（c）
声表面波滤波器 （a）结构；（b）符号；（c）等效电路
声表面波滤波器应用实例： 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为SAWF起集中选频作用； SAWF起集中选频作用； TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。 TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。
集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 组成，根据网络理论，按照带宽、衰减特 性等要求进行设计，目前已得到了广泛应 用。
LC集中滤波网络
2、集中选频滤波器 (1) 陶瓷滤波器
fp =
1 2π L C 1 1
1 2π L 1 C C0 1 C + C0 1
3）三端陶瓷滤波器
实物图：
(2)声表面波滤波器(SAWF) (2)声表面波滤波器(SAWF) 实物图：
声表面波滤波器SAWF（ 声表面波滤波器SAWF（Surface Acoustic Wave Filter） Filter）
若回路品质因数较高 ，则
可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R 可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R2 为串联电路r 为串联电路r1的Q2倍，而X2与串联电路X1相 倍，而X 与串联电路X 同，基本保持不变。
5．并联谐振回路的耦合连接与接入系数 并连谐振回路作为放大器的负载时，其连接的方 式直接影响放大器的性能。一般来看因为晶体管 的输出阻抗低，直接接入是不适用的，会降低谐 振回路的品质因数Q 振回路的品质因数Q。通常，多采用部分接入方 式，以完成阻抗变换。 定义：接入系数p 定义：接入系数p为转换前的圈数（或容抗）与转 换后的圈数（或容抗）的比值。由此定义我们分 别可得：
（a）
（b）
（c）
声表面波滤波器 （a）结构；（b）符号；（c）等效电路
声表面波滤波器应用实例： 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为SAWF起集中选频作用； SAWF起集中选频作用； TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。 TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。
集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 组成，根据网络理论，按照带宽、衰减特 性等要求进行设计，目前已得到了广泛应 用。
LC集中滤波网络
2、集中选频滤波器 (1) 陶瓷滤波器
第3章 高频小信号放大器与噪声
把（4）代入(1) 放大器输入导纳
第3章 高频小信号放大器
3.3.1单级单调谐回路谐振放大器
放大器的质量指标： 1）电压增益
第3章 高频小信号放大器
3.3.1单级单调谐回路谐振放大器
输出电导 下一级输入电导
输出电容 下一级输出电容
并联回路导纳
第3章 高频小信号放大器
3.3.1单级单调谐回路谐振放大器
Coe 9.5 pF, L 1.4H, p1 0.9, p2 0.3, Q0 100
且yre 0, 求 1）谐振时的电压增益 Av0 ；
第3章 高频小信号放大器
3.1 概述 （续）
电路特点： 采用谐振电路作为放大器的集电极负载。
电路作用：采用谐振回路作为负载的谐振放大器 还可起滤波或选频作用。
第3章 高频小信号放大器
3.1 概述（续）
高频小信号放大器的特点：
频率较高 中心频率一般在几百kHz到几百MHz频 带宽度在几kHz到几十MHz
.
Yo
I2
.
V2
yoe
yre y fe yie Ys
第3章 高频小信号放大器
晶体管Y参数等效电路（外参数）
由共发射极放大电路节点电流方程，得到电压增益：
.
.
Av
V
.
2
V1
y fe yoe YL
晶体管正向传输导纳越大，放大器的增益就越大。
.
.
在晶体管参数为实数时，V2与 V1 相位差为180°
yi
yie
yb 'e
1 rbb' yb'e
第3章 高频小信号放大器
混合 等效电路参数与Y参数的转换（续）
四个参数均为复数，表示为
第3章 高频小信号放大器
3.3.1单级单调谐回路谐振放大器
放大器的质量指标： 1）电压增益
第3章 高频小信号放大器
3.3.1单级单调谐回路谐振放大器
输出电导 下一级输入电导
输出电容 下一级输出电容
并联回路导纳
第3章 高频小信号放大器
3.3.1单级单调谐回路谐振放大器
Coe 9.5 pF, L 1.4H, p1 0.9, p2 0.3, Q0 100
且yre 0, 求 1）谐振时的电压增益 Av0 ；
第3章 高频小信号放大器
3.1 概述 （续）
电路特点： 采用谐振电路作为放大器的集电极负载。
电路作用：采用谐振回路作为负载的谐振放大器 还可起滤波或选频作用。
第3章 高频小信号放大器
3.1 概述（续）
高频小信号放大器的特点：
频率较高 中心频率一般在几百kHz到几百MHz频 带宽度在几kHz到几十MHz
.
Yo
I2
.
V2
yoe
yre y fe yie Ys
第3章 高频小信号放大器
晶体管Y参数等效电路（外参数）
由共发射极放大电路节点电流方程，得到电压增益：
.
.
Av
V
.
2
V1
y fe yoe YL
晶体管正向传输导纳越大，放大器的增益就越大。
.
.
在晶体管参数为实数时，V2与 V1 相位差为180°
yi
yie
yb 'e
1 rbb' yb'e
第3章 高频小信号放大器
混合 等效电路参数与Y参数的转换（续）
四个参数均为复数，表示为
第三章-高频小信号放大器
➢ yoe yo1 go1 jCo1 为晶体管的输出导纳。
➢ Y为L' 晶体管在输出端1、2两点之间看来的负载导纳，即下级晶 体管输入导纳与LC 谐振回路折算至1、2两点间的等效导纳。
➢ yoe YL' 可以看成是1、2两点之间的总等效导纳。
所有元件折算到LC 回路两端得图（a），再简化为图（b）
yre yfe yie Ys
图 4.2.3 晶体管放大器及其 ｙ参数等效电路
End
y（导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。
图 4.2.4 混合π等效电路
优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 缺点：
rbc 集电结电阻
Cbc 集电结电容 rbe 基射极间电阻
C b'e 发射结电容 rbb 基极电阻
rce 集射极间电阻
图 4.2.4 混合π等效电路
gm 晶体管跨导
附加电容 Cbe、Cbc、Cce：由晶体管引线和封装等结构所形成，数
值很小，高频下可以忽略。
rb'e
26 0
IE
0 为共射组态晶体管的低频电流放大系数；
I E 为发射极电流，单位为mA。
gm Vb'e 表示晶体管放大作用的等效电流发生器。
电压增益改写为：
Av
V o1 V i1
yfe yoe YL'
p12 yfe Y'
本级实际电压增益为：
Av
V i2 V i1
N2 V o1
N1
V i1
p2 V o1
p1
V i1
p2 p1
p12 yfe Y'
p1 p2 yfe Y'
由右图知：
第3章 高频小信号放大器
第3章 高频小信号放大器3.1概述无线通信中到达接收机的信号可低至微伏级,需要进行放大。
它们的频率一般从几百千赫兹到几百兆赫，信号的频谱宽度在几千赫到几十兆赫，对这类信号进行放大地放大器通称为高频小信号放大器。
接收机（Receiver ）中的高频和中频电压放大器，都属于高频小信号放大器。
这类放大器，按所用器件可分为：晶体管、场效应管和集成电路放大器等。
高频小信号调谐放大器(窄带)，频宽与中心频率之比很小（如调幅中放，带宽为9KHz ，中心频率为465KHz ，0/f f ∆约为百分之几），另外，采用调谐放大还有利于滤除频带之外的各种干扰（interference ）和噪声。
高频小信号调谐放大器常可分为单调谐、多级参差调谐、双调谐谐振放大器等。
利用阻容耦合或使用集成电路构成的宽带放大器，配以各种滤波器（如LC 集中选择滤波器、石英晶体滤波器、声表面波滤波器、陶瓷滤波器等）可构成选择滤波式高频小信号放大器。
以下是衡量高频小信号放大器的几个主要性能指标。
1.中心频率在无线通信系统中，高频小信号调谐放大器放大的信号一般为具有一定带宽的频带信号，例如普通调幅波就是以载波为中心频率并占据二倍调制信号的带宽。
而对于高频宽带小信号放大器，则具有很宽的频率范围，其带宽由信号频率的上、下限决定。
2.电压增益与功率增益电压增益(Voltage gain)u A 等于放大器输出电压与输入电压之比../o i u A U U = 或020lg ()o u iU A dB U = (3-1) 而功率增益(Power gain)p A 等于放大器输出给负载的功率与输入功率之比。
0o p i P A P =或010lg ()o p iPA dB P = (3-2) 3.通频带通频带（Pass band）的定义是放大器的电压增益下降到最大值的倍时所对应的频带宽度，亦称3dB 带宽，常用0.7BW 来表示。
4.选择性是指对通频带以外干扰信号的衰减能力，有两种表示方法：（1）矩形系数(Rectangle coefficient)它表示放大器实际调谐曲线接近理想矩形的程度,说明放大器选取有用信号抑制无用信号的能力，是放大器的选择性指标。
第3章 高频小信号放大器
矩形系数Kr0.1定义：单位谐振曲线N（f）值下降到0.1时的频带 范围与通频带之比，即
BW0.1 K r0.1 BW0.7
理想谐振回路Kr0.1＝1，实际回路的Kr0.1总是大于1，而且其数 值越大，表示偏离理想值越大；其值越小，表示偏离理想值越小。 实际单级单调谐LC谐振回路的矩形系数： K r0.1 99 9.95 它是一个与回路的Q值以及谐振频率f0无关的定值，偏离理想回路 值较大。
第3章 高频小信号放大器
7
3.1 选频和滤波电路
选频和滤波电路在无线电接收设备的许多单元电路（如高频 放大器、混频器、中频放大器以及检波器）中起着举足轻重的作 用。
常见的选频电路是LC谐振回路，有串联回路和并联回路两种
类型。
常见的滤波电路是LC谐振回路和固体滤波器，有陶瓷滤波器、
石英晶体滤波器、声表面波滤波器等。
10
串联谐振回路
适合电源内阻小，负载电阻小的场合，应用最广。
谐振特性：电路的阻抗在某一特定频率上具有 最大或最小（或电流达到最大或最小）特性 。 谐振频率：上述作用的特定频率。
第3章 高频小信号放大器
X 容性 感性
11
+
US
L 0
-
0
r C (b)
(a)
ZS
/2 r
0 － /2
0
定义：在输入信号幅值不变的前提下改变其频率，使回路电流 1 幅度为谐振时的 时，对应的频率范围，用BW0.7表示。
2
BW0.7 f 2 f1 2 f 0.7
单位:赫兹
或 ： 0.7 2 1 20.7 单位:弧度/秒 BW 0.7 f 2Q0 2Q0 0.7 1 当 N f 1 2 , 1 0 f0 f 或 ： BW0.7 0 BW0.7 0 (3 — 9) Q0 Q0
第三章 高频小信号放大器
1、集中选频放大器的组成 第一种形式
第二种形式
3.4 集中选频放大器
2、集中选频滤波器
(1) 陶瓷滤波器
1) 陶瓷片的“压电效应”与“反压电效应” 2) 两端陶瓷滤波器（外形及符号）
两个谐振频率：
1 fs 2 L1C1
fp
1 2 C1C0 L1 C1 C0
3.4 集中选频放大器
3、补偿法
① 基极回路补偿 ② 发射极回路补偿
基极补 偿 射 极 补 偿
③ 集电极回路补偿
并联补偿 串联补偿 串、并联复合补偿
示例
补偿法示例：
3.3 高频小信号谐振放大器
一、概述
1、定义：高频小信号放大器的功能就是放大各种无线电设备 中的高频小信号。此处的“小信号”是指输入信号的电平较低， 放大器工作在它的线性范围。 2、高频小信号放大器的分类： (1) 按放大器的频带宽度来分：窄带放大器和宽带放大器。
映了晶体管中的物理过程, 也是分析晶体管高频时的基本等效电路。
b
rb b′ . Ub′e － ＋ C
b′
C . gmUb′e
c Yce e
e
图 3-2 晶体三极管等效电路
(a) 混Π等效电路
直接使用晶体管的混 Π等效电路分析 放大器的性能很不方便，通常在低频时 采用h参数等效电路，而在高频时，一般 采用Y参数等效电路。晶体管的Y参数等 效电路如图3-2(b)所示。
Zp
' RL
1 j 2QL
1 (1 j 2QL GL
0
0
)
并将Yoe归入谐振回路负载中，则谐振回路总导纳为：
1 (1 j 2QL Yoe YL GL ) Zp 0
第二种形式
3.4 集中选频放大器
2、集中选频滤波器
(1) 陶瓷滤波器
1) 陶瓷片的“压电效应”与“反压电效应” 2) 两端陶瓷滤波器（外形及符号）
两个谐振频率：
1 fs 2 L1C1
fp
1 2 C1C0 L1 C1 C0
3.4 集中选频放大器
3、补偿法
① 基极回路补偿 ② 发射极回路补偿
基极补 偿 射 极 补 偿
③ 集电极回路补偿
并联补偿 串联补偿 串、并联复合补偿
示例
补偿法示例：
3.3 高频小信号谐振放大器
一、概述
1、定义：高频小信号放大器的功能就是放大各种无线电设备 中的高频小信号。此处的“小信号”是指输入信号的电平较低， 放大器工作在它的线性范围。 2、高频小信号放大器的分类： (1) 按放大器的频带宽度来分：窄带放大器和宽带放大器。
映了晶体管中的物理过程, 也是分析晶体管高频时的基本等效电路。
b
rb b′ . Ub′e － ＋ C
b′
C . gmUb′e
c Yce e
e
图 3-2 晶体三极管等效电路
(a) 混Π等效电路
直接使用晶体管的混 Π等效电路分析 放大器的性能很不方便，通常在低频时 采用h参数等效电路，而在高频时，一般 采用Y参数等效电路。晶体管的Y参数等 效电路如图3-2(b)所示。
Zp
' RL
1 j 2QL
1 (1 j 2QL GL
0
0
)
并将Yoe归入谐振回路负载中，则谐振回路总导纳为：
1 (1 j 2QL Yoe YL GL ) Zp 0
高频电子线路小信号放大器资料
I1
V1
yi
yrV2
I2
y f V1 yo V2
为因变量，其网络方程
为 I1 yi V1 yr V2
图3-4 Y参数等效电路
I2 y f V1 yo V2 .
12
即
I1
yi
yr
V1
I2 y f yo V2
式中，yi 、yr 、y f y、o 是晶体管的“内参数”，它们
注：教材P74图3-9
Vc
y fe yoe YL'
Vi
中 Vc 方向与此相反
(4)
YL'
1 p112
gp
jC
1
j
L
P22
yie
其中
g
gp
1， R
gp
为回路的谐振导纳。
Uc p1
Uo
p2 .
32
所以由
Au
Uo Ui
p2 p1
Uc Ui
，知
Au
p2 y fe p1( yoe YL' )
pi ：放大器的输入功率；
2
pi Vi2 gie1 ，
所以
po
p1
y fe g
Vi
p22 ge2
Apo
po pi
p12 p22 gie2 y fe
gie
g
2
2
Avo
g 2 ie2 gie
gie和gie
分别是本级和下一级. 晶体管的输入导纳。
式中，uo、u分i 别为放大电路中心频率上的输出、
输率入的电输压出有、效输值入；功P率o、，P分常i 别用为分放贝大表电示路。中心频
.
5
第三章 高频小信号放大器
高频电子线路
学习内容
高频电子线路
3.1概述
高频放大器与低频放大器区别
中心频率： 低频放大器：几十Hz～几十KHz；(工作频率低) 高频放大器：几百KHz～几百MHz； 频带带宽： 低频放大器：几十Hz～几十KHz；（带宽很宽） 高频放大器：几kHz～几十MHz； 负载类型： 低频放大器：电阻、变压器等；（无调谐负载） 高频放大器：选频网络；
若采用相同晶体管级联，则： 因此：
（3.3.10）
（3.3.11）
高频电子线路
3
Gp
p1 y feVi1
2 p1 go1
2 p2 gi 2
谐振时简化等效电路
1
回路无载Q值： 回路有载Q值：
高频电子线路
则：
（3.3.12）
（3.3.14）
此时电压增益为：
（3.3.15）
高频电子线路
3.3.3 通频带与选择性
混合π等效电路的简化
高频电子线路
0
0 / 2
即：
（3.2.30）
1
f f
高频电子线路
fT
截止频率与特征频率
（3.2.33）
（3.2.33）
（3.2.34）
高频电子线路
可以证明：
（3.2.35）
高频电子线路
解：
低频时能放大电流100倍的三极管工作 在50MHz的高频时只能放大3倍了！
高频电子线路
课后作业：P120，第3.5
高频电子线路
3.3单调谐回路谐振放大器
高频小信号放大器的电路分析步骤： 1.多级分单级； 2. 静态分析； 3. 动态分析； 4. 整合系统。
多级单调谐放大器的部分电路
学习内容
高频电子线路
3.1概述
高频放大器与低频放大器区别
中心频率： 低频放大器：几十Hz～几十KHz；(工作频率低) 高频放大器：几百KHz～几百MHz； 频带带宽： 低频放大器：几十Hz～几十KHz；（带宽很宽） 高频放大器：几kHz～几十MHz； 负载类型： 低频放大器：电阻、变压器等；（无调谐负载） 高频放大器：选频网络；
若采用相同晶体管级联，则： 因此：
（3.3.10）
（3.3.11）
高频电子线路
3
Gp
p1 y feVi1
2 p1 go1
2 p2 gi 2
谐振时简化等效电路
1
回路无载Q值： 回路有载Q值：
高频电子线路
则：
（3.3.12）
（3.3.14）
此时电压增益为：
（3.3.15）
高频电子线路
3.3.3 通频带与选择性
混合π等效电路的简化
高频电子线路
0
0 / 2
即：
（3.2.30）
1
f f
高频电子线路
fT
截止频率与特征频率
（3.2.33）
（3.2.33）
（3.2.34）
高频电子线路
可以证明：
（3.2.35）
高频电子线路
解：
低频时能放大电流100倍的三极管工作 在50MHz的高频时只能放大3倍了！
高频电子线路
课后作业：P120，第3.5
高频电子线路
3.3单调谐回路谐振放大器
高频小信号放大器的电路分析步骤： 1.多级分单级； 2. 静态分析； 3. 动态分析； 4. 整合系统。
多级单调谐放大器的部分电路
第3章 高频小信号放大器
Ap0 ( Ap0 ) max Av0 ( Av ) max 0 QL 1 Q
2
2
电压增益和功率增益可分别写为
QL Av0 1 Q
Ap0 QL 1 Q
y fe ( Av0 ) max 2 g g o1 i 2
它的优点导出的表达式具有普遍意义，分析和测量方 便；缺点是网络参数与频率有关。但由于高频小信号谐振 放大器的频带较窄，一般只需在工作频率f0上进行参数计算。 故分析高频小信号谐振放大器时采用Y参数等效电路是合适 的。
晶体管的y参数等效电路
共发射极电路
b I 1
+
I2
+
c
V 1
e -
V 2
1 2
(2f 0.7 )m 2
1m
f0 1 21 m 1 2f 0.7 QL
多级单调谐回路谐振放大器（通频带续完）
m级相同放大器级联时，总的通频带比单级放大器的 通频带缩小，级数越多，m越大，总的通频带越小。 如果要求m级总的通频带等于原单级的通频带，则每
级的通频带要相应地加宽，即必须降低每级回路的QL。
当Av>1时，Gv>0， 当Av＝1时，Gv＝0 当Av<1时，Gv<0
2.通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.7倍时对应的 频率范围，仍然用2Δf0.7表示。也称为3db带宽。
3.选择性：从各种不同频率信号中选出有用信号，排除 有害信号的能力。矩形系数和抑制比。
矩形系数： 2f 0.1 K r 0.1 2f 0.7
2 g i2 p2 gi 2
1 p12 g o1 阻抗要变回原来的阻抗则： g o
2
2
电压增益和功率增益可分别写为
QL Av0 1 Q
Ap0 QL 1 Q
y fe ( Av0 ) max 2 g g o1 i 2
它的优点导出的表达式具有普遍意义，分析和测量方 便；缺点是网络参数与频率有关。但由于高频小信号谐振 放大器的频带较窄，一般只需在工作频率f0上进行参数计算。 故分析高频小信号谐振放大器时采用Y参数等效电路是合适 的。
晶体管的y参数等效电路
共发射极电路
b I 1
+
I2
+
c
V 1
e -
V 2
1 2
(2f 0.7 )m 2
1m
f0 1 21 m 1 2f 0.7 QL
多级单调谐回路谐振放大器（通频带续完）
m级相同放大器级联时，总的通频带比单级放大器的 通频带缩小，级数越多，m越大，总的通频带越小。 如果要求m级总的通频带等于原单级的通频带，则每
级的通频带要相应地加宽，即必须降低每级回路的QL。
当Av>1时，Gv>0， 当Av＝1时，Gv＝0 当Av<1时，Gv<0
2.通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.7倍时对应的 频率范围，仍然用2Δf0.7表示。也称为3db带宽。
3.选择性：从各种不同频率信号中选出有用信号，排除 有害信号的能力。矩形系数和抑制比。
矩形系数： 2f 0.1 K r 0.1 2f 0.7
2 g i2 p2 gi 2
1 p12 g o1 阻抗要变回原来的阻抗则： g o
通信电子线路第3章 高频小信号放大器
电路是由物理模拟方法得到的物理等效电路，如图所
示。
Cbc
b
rbb'
b＇ rb'c
c
r Cbe b'e
Cb'c
Cb'e
g mVb 'e
rce Cce
e
e
混合π等效电路
把晶体管内部的物理过程用集中元件RLC表示，每一
个元件与发生的某种物理过程有明显的关系。
3.2.2 混合π等效电路（物理模拟等效电路） （续1）
来组成等效电路。
I1
I2
+
V1
yi
-
yrV2 y f V1
+
yo
V2
-
晶体管共射极电路
晶体管（共射极）的y参数等效电路
I1 yiV1 yrV2
I2 y f V1 yoV2
3.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）（续1）
yi yr yf yo
VVVIIVII11122221
V2 0 称为输出短路时的输入导纳 V10 称为输入短路时的反向传输导纳 V2 0 称为输出短路时的正向传输导纳 V10 称为输入短路时的输出导纳
2
y fe
g
2
gie
gie2
( Av0 )2
gie2 gie
( Av0 )2
用分贝表示
如前后级采用
Ap0 (dB) 10 lg Ap0
相同晶体管
3.3 单调谐回路谐振放大器（续8）
忽略回路本身的损耗 Gp，则匹配条件为 p12 goe p22 gie2
故最大功率增益为（前后级采用相同的晶体管）
为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级增益， 选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。
第三章 高频小信号放大器讲解
NF越接近1越好
在多级放大器中，前二级的噪声对整个放大器的噪声起 决定作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。
3.2 小信号放大器等效电路及其参数
直流偏置电路和交流偏置电路的画法
(1)直流偏置电路： 将所有电容开路、电感短路，可得放大器的 直流通道。 （2）交流偏置电路： 将旁路电容（大电容）短路，直流电源对地 短路，高频扼流圈开路，可得交流通道。
p1 G -2 g p 2 goe 0.41 N12 N13 p1 120 0.41 49
1
G p2 0.12 N 45 N13 p2 120 0.12 14 2 gie
(3) 确定回路电容C
p12Coe 0.412 18 3(pF)， Cie p22Cie 0.152 142 3(pF) 因为Coe Cie 200 3 3 194(pF) 所以C C Coe
d n ( dB ) 40dB
4 工作稳定性：
指当放大电路的工作状态、元件参数等发生可能的变化 时，放大器主要性能的稳定程度。 为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级 增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。
5 噪声系数：
放大器的噪声性能可用噪声系数表示：
Psi / Pni (输入信噪比 ) NF Pso / Pno (输出信噪比 )
例：求解任意一单谐振回路的矩形系数Kr0.1
解：
K r 0.1
2f 0.1 BW0.1 2f 0.7 BW0.7
I = Im
1 2D f 2 1+ （Q ） f0
单谐振回路
BW0.1 2f0.1 99 f0 QL
K r 0.1
在多级放大器中，前二级的噪声对整个放大器的噪声起 决定作用，因此要求它的噪声系数应尽量小。
3.2 小信号放大器等效电路及其参数
直流偏置电路和交流偏置电路的画法
(1)直流偏置电路： 将所有电容开路、电感短路，可得放大器的 直流通道。 （2）交流偏置电路： 将旁路电容（大电容）短路，直流电源对地 短路，高频扼流圈开路，可得交流通道。
p1 G -2 g p 2 goe 0.41 N12 N13 p1 120 0.41 49
1
G p2 0.12 N 45 N13 p2 120 0.12 14 2 gie
(3) 确定回路电容C
p12Coe 0.412 18 3(pF)， Cie p22Cie 0.152 142 3(pF) 因为Coe Cie 200 3 3 194(pF) 所以C C Coe
d n ( dB ) 40dB
4 工作稳定性：
指当放大电路的工作状态、元件参数等发生可能的变化 时，放大器主要性能的稳定程度。 为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级 增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。
5 噪声系数：
放大器的噪声性能可用噪声系数表示：
Psi / Pni (输入信噪比 ) NF Pso / Pno (输出信噪比 )
例：求解任意一单谐振回路的矩形系数Kr0.1
解：
K r 0.1
2f 0.1 BW0.1 2f 0.7 BW0.7
I = Im
1 2D f 2 1+ （Q ） f0
单谐振回路
BW0.1 2f0.1 99 f0 QL
K r 0.1
第三章 高频小信号放大器教材PPT课件
1. 放大器的输入导纳和输出导纳
引用§4.2 结果，可知
Yi
yie
yreyfe yoeYL
Yi yre0 yie
Yo
yoe
yreyfe yie Ys
Yo yre0 yoe
2. 自激振荡的产生 (以输入导纳的影响为例)
如果放大电路输入端也接有谐振回路(或前级放大器的 输出谐振回路)，那么输入导纳Yi并联在放大器输入端回路后 (假定耦合方式是全部接入)，
激振荡现象。
YFyyofeeyrYeL gFjbF
图4.6.2 反馈电导ｇＦ随频率变化 的关系曲线
4. 自激产生的条件(以输入导纳的影响为例)
▪ 按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器 ▪ 按电路形式：单级放大器和级联放大器 ▪ 按负载性质：谐振放大器和非谐振放大器
谐振放大器是采用谐振回路作负载的 放大器，具有放大、滤波和选频的作用。 非谐振放大器由阻容放大器和各种滤波器 组成，其机构简单，便于集成。
3. 高频小信号放大器的质量指标(1)
1) 增益：（放大系数） 2) 通频带: 放大器的电压增益下降到最大值的 0.707倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频 带，用B=2f 0.7表示。2f 0.7也称为3分贝带宽。 3) 选择性: 从各种不同频率的信号的总和（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性。选择性常采用矩形系 数和抑制比来表示。
Kr01
2f0.1 2f0.7
2 0.1 2 0.7
2
10 n 1
1
2n 1
Av Av0
[1QL2(
1
0
0)2]n2
[1
(QL
1
2 0
)2
n
引用§4.2 结果，可知
Yi
yie
yreyfe yoeYL
Yi yre0 yie
Yo
yoe
yreyfe yie Ys
Yo yre0 yoe
2. 自激振荡的产生 (以输入导纳的影响为例)
如果放大电路输入端也接有谐振回路(或前级放大器的 输出谐振回路)，那么输入导纳Yi并联在放大器输入端回路后 (假定耦合方式是全部接入)，
激振荡现象。
YFyyofeeyrYeL gFjbF
图4.6.2 反馈电导ｇＦ随频率变化 的关系曲线
4. 自激产生的条件(以输入导纳的影响为例)
▪ 按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器 ▪ 按电路形式：单级放大器和级联放大器 ▪ 按负载性质：谐振放大器和非谐振放大器
谐振放大器是采用谐振回路作负载的 放大器，具有放大、滤波和选频的作用。 非谐振放大器由阻容放大器和各种滤波器 组成，其机构简单，便于集成。
3. 高频小信号放大器的质量指标(1)
1) 增益：（放大系数） 2) 通频带: 放大器的电压增益下降到最大值的 0.707倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频 带，用B=2f 0.7表示。2f 0.7也称为3分贝带宽。 3) 选择性: 从各种不同频率的信号的总和（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性。选择性常采用矩形系 数和抑制比来表示。
Kr01
2f0.1 2f0.7
2 0.1 2 0.7
2
10 n 1
1
2n 1
Av Av0
[1QL2(
1
0
0)2]n2
[1
(QL
1
2 0
)2
n
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End
4.2.1 4.2.2
形式等效电路（网络参数等效电路） 混合π等效电路
4.2.3
4.2.4
混合π等效电路参数与 形式等效电路ｙ参数的转换
晶体管的高频参数
因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗 并联组成，采用导纳分析比较方便，为此, 引入晶体管的y（导 纳）参数等效电路。
输入回路 Tr1 晶体管 输出回路
3 L 2 1 5
T
C
4
Tr2
yL
优点：通用，没有涉及晶体管内部物理过程，分析电路方便， 适用于任何四端（或三端）器件。 缺点入电压 V V 1 2
式中：
I yi 1 V 1 I yr 1 V 2 I yf 2 V 1 I yo 2 V 2
理想
2f 0.01 K r0. 01 2 f 0 . 7
实际 f
高频小信号放大器的主要质量指标
3) 选择性 ：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 性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
② 抑制比：表示对某个干扰信号fn 的抑制能力，用dn表示。
yre yfe Yo yoe yie Ys V2 I2
图 4.2.3 晶体管放大器及其 ｙ参数等效电路
End
y（导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。
图 4.2.4 混合π等效电路
优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 缺点：
rbc 集电结电阻
C bc 集电结电容
高频小信号放大器的主要质量指标
3) 选择性 ：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 性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
① 矩形系数：表示与理想滤波特性的接近程度。
K r 01
2f 0.1 2f 0.7
AV/AVo 1 0.7 2f0.7 0.1 2f0.1
又形式等效电路有：
I1 yi V1 yr V2 I 2 y f V1 yo V2
两种等效电路参数转换公式为：
yi Y11
yr Y12
yo Y22
y f Y21
End
1. 截止频率
下降到低频值 0的
0
f 1 j f
1 时所对应的频率。 2
yfe Av yoe YL V1
V2
图 4.2.2 ｙ参数等效电路
放大器输出导纳Yo
I y V y V ie 1 re 2 1 I 2 y fe V1 yoe V2 I1 Ys V1 ( I s 0)
1 L2 3
Tr2
4 yL 5
T
Rb2
Cb
Re
Ce
2. 静态分析
画出直流等效电路， 其简化规则：交流输入信号为零； 所有电容开路；所有电感短路。
VCC Rb1 Tr1 T C L2
3
1
Tr2
4 yL 5
Rb1
VCC
Rb2
Rb2
Re
Cb
Re
Ce
结论：Rb1、Rb2、Re为偏置电阻，提供静态工作点；
3. 动态分析 1) 画出交流等效电路， 其简化规则：有交流输入信号，所有 直流量为零；所有大电容短路；所有大电感开路。（谐振回路 L、C保留）
高频小信号放大器的分类
单振荡回路 谐振放大器（窄带） （调谐与非调谐） 高频小信号放大器 非谐振放大器（宽带） LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器 耦合振荡回路
高频小信号放大器的主要质量指标
1) 增益：（放大系数）
Vo 电压增益： Av Vi
Po 功率增益： Ap Pi
Po Ap 10 log Pi
Vo 分贝表示： A v 20 log Vi
高频小信号放大器的主要质量指标
2) 通频带： 3dB带宽 6dB带宽
20.7 20.5
负载回路形式
回路的QL
通频带决定于
高频小信号放大器的主要质量指标
2) 通频带： 通频带越宽，放大器增益就越小，两者矛盾。 AM接收机（频带窄），矛盾不突出； 电视或雷达（频带宽），矛盾突出。 •牺牲单级增益，保证所需带宽，再加多 级保证总增益。 •放大器的总通频带随着放大级数的增加 而变窄。
rbe 基射极间电阻
C b'e 发射结电容
rbb 基极电阻
rce
图 4.2.4 混合π等效电路
集射极间电阻 晶体管跨导
gm
由晶体管引线和封装等结构所形成，数 附加电容 C be、 C bc 、 Cce ： 值很小，高频下可以忽略。
26 0 rb'e IE
0 IE
为共射组态晶体管的低频电流放大系数； 为发射极电流，单位为mA。
I 01 y fe Vi1 g 01、 C
01
Gp
1 Rp
YL gi 2 jCi 2
由式（4.2.10）可得放大器的电压增益为：Av
V o1
yoe yo1 YL' 为晶体管在输出端1、2两点之间看来的负载导纳，即下级晶 体管输入导纳与LC 谐振回路折算至1、2两点间的等效导纳。 ' y Y oe L 可以看成是1、2两点之间的总等效导纳。
g m V b'e 表示晶体管放大作用的等效电流发生器。
gm 0 rb'e Ic 26
希望 C bc和 rbb尽量小。
C bc 将输出的交流电压反馈一部分到输入端（基极），可
能引起放大器自激。
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。
End
输入电压 V1 Vb 输出电压 V2 Vc 输入电流 I1 I b
图4.2.6 β截止频率和 特征频率
即 f f T
可以粗略计算在某工作频率f >> fβ的电流放大系数。
3. 最高振荡频率fmax
晶体管的功率增益AP 1时的工作频率。
f ≥fmax后， Ap<1，晶体管已经不能得到功率放大。
通常，为使电路工作稳定，且有一定的功率增益，晶体
管的实际工作频率应等于最高频率的 1 1 。
主要由晶体管内 反馈引起，放大 器完全不能工作
高频小信号放大器的主要质量指标
5) 噪声系数：指放大器输入端SNR与输出端SNR的比值。
Psi Pni 输入端SNR Fn Pso Pno 输出端SNR
Psi Pni Fn (dB) 10lg Pso Pno
放大器中，噪声总是有害无益，要求噪声系数接近1。
采用低噪声管 保障措施 正确选择工作点电流
选用合适线路等 总结：以上指标既有联系，又有矛盾；根据要求，决定主次。
高频小信号放大器的分析方法
几十μV～几mV
fo–fs=fi
1V左右
fs
高频放大
fs fo
混频
中频放大
fi
检波
F
低频放大
F
本地振荡
晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用有源四端 网络参数微变等效电路来分析。
2. 特征频率 1时所对应的频率。
0
f 1 f β
2
1
所以 f T f β 1
2 0
0
0 / 2
1
通常0 1,
当f fβ时,
f T 0 f β。
0
fT fβ
f fβ
fT
fT 2 f fβ f f 1 f
0 V 2
0 V 1
放大器输入导纳Yi
I y V y V ie 1 re 2 1 I 2 y fe V1 yoe V2 I 2 YL V2
yre yfe Yi yie y Y oe L V1 I1
4.1
概述
4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数
4.3 单调谐回路谐振放大器
4.4 多级单调谐回路谐振放大器 4.5 双调谐回路谐振放大器
4.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施
*4.7
谐振放大器的常用电路和 集成电路谐振放大器 场效应管高频小信号放大器 放大器中的噪声
*4.8 *4.9
*4.10 噪声的表示和计算方法
+ +
yoe
yrevce yfevbe -
3
5
C u L2 31
1
v21
4
yL v 54
-
晶体管集、射回路与振 荡回路之间采用抽头接入， + 接入系数
yie
-
v 21 N 2 p2 v 31 N
图4.3.1
单调谐回路谐振放大器的 原理性电路与等效电路
图4.3.1 单调谐回路谐振放大器的原理性电路
VCC Rb1 Tr1 T C L
1 2 3
输出回路 输入回路 晶体管 T C Tr2
3 2 L 1 5 4
Tr2
4 yL 5
Tr1
yL
Rb2
Cb
Re
Ce
2) 画出交流小信号等效电路，
输入回路 Tr1 晶体管 输出回路
3 L 2 1 5 4
负载和回路之间采用了 变压器耦合，接入系数
yL
T
C
Tr2
v54 N1 p1 v31 N
End
高频小信号放大器的特点：放大高频小信号(中心频率在几 百kHz到几百MHz，频谱宽度在几kHz到几十MHz的范围内)的 放大器。