高频小信号放大电路
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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。
高频小信号放大电路学习笔记
图 2.2.5 共射—共基电路
3 宽频带放大器
在通信系统中，处于前端的前置低噪声放大器LNA和混 频器之后的中频放大器需要采用宽频带放大器进行小信号放大， 采用集中选频滤波器进行选频。
宽频带放大器中的晶体管特性宜采用混合π型等效电路。 图2.3.1是晶体管高频共发射极混合π型等效电路。输出电容Cce 很小， 可以忽略。
(2.2.24)
由上述公式可知, ｎ级相同的单调谐放大器的总增益比单
级放大器的增益提高了, 而通频带比单级放大器的通频带缩小 了, 且级数越多, 频带越窄。
换句话说, 如多级放大器的频带确定以后, 级数越多, 则要 求其中每一级放大器的频带越宽。 因此, 增益和通频带的矛盾 是一个严重的问题, 特别是对于要求高增益宽频带的放大器来 说, 这个问题更为突出。 这一特性与低频多级放大器相同。
f0 2
1 LC
或
0 2
1 LC
回路有载Ｑ值为
Qe
0C
g
1
0 Lg
回路通频带即放大器带宽为
(2.2.14)
BW f0 g
Qe 2C
(2.2.15)
以上几个公式说明, 考虑了晶体管和负载的影响之后, 放大
器谐振频率和Ｑ值均有所变化。
谐振频率处放大器的电压增益为
Au0
其电压增益振幅为
UU0i0
用有源四端网络参数微变等效电路来分析。
2 谐振放大器
由晶体管、场效应管或集成电路与ＬＣ并联谐振回路组成
的高频小信号谐振放大器广泛用于广播、电视、通信、雷达等 接收设备中, 其作用是将微弱的有用信号进行线性放大并滤除不 需要的噪声和干扰信号。
谐振放大器的主要性能指标是电压增益、 通频带、 矩形系 数和噪声系数。
高频电路Multisim仿真实验一 高频小信号放大器
实验一 高频小信号放大器
一、 单调谐高频小信号放大器
图1.1 高频小信号放大器
1、 根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp ；
s rad CL w p /936.210580102001
1
612=⨯⨯⨯==--
2、 通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益A v0。
,708.356uV V I = ,544.1mV V O = ===
357
.0544.10I O v V V A 4.325 输入波形：
输出波形：
3、 利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。
4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出电
压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~A v相应的图，根据图粗略计算出通频带。
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欢迎您的下载，资料仅供参考。
高频小信号放大电路实验报告
高频小信号放大电路
一.实验目的
1.了解Multisim软件的各项功能，掌握其使用方法。
2.通过使用Multisim软件来仿真电路，掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。
3.了解负载对谐振回路的影响。
4.掌握高频小信号放大器动态范围的测试方法。
二.实验内容
1.并联谐振回路的演示仿真分析。
2.测试小信号放大器的静态工作状态。
3.观察放大器输出波形与谐振回路的关系。
4.测试放大器的幅频特性。
5.观察放大器的动态范围。
三.绘图
四.数据处理
<4>.动态数据分析：
增益计算公式：（2.）
幅频特性曲线：。
高频小信号放大电路
CM =(1+gmR′L)Cb′c
(2.2.1)
即把Cb′c的作用等效到输入端, 这就是密勒效应。其中gm是 晶体管跨导, R′L是考虑负载后的输出端总电阻, CM称为密勒电 容。
另外, 由于rce和rb′c较大, 一般可以将其开路。这样, 利用密 勒效应后的简化高频混合π型等效电路如图2.2.2所示。
高频小信号放大电路是线性放大电路。Y参数等效电路和 混合π型等效电路是分析高频晶体管电路线性工作的重要工具, 晶体管、场效应管和电阻引起的电噪声将直接影响放大器和整 个电子系统的性能。本书将这两部分内容作为高频电路的基础 也在这一章里讨论。
2.2
晶体管在高频线性运用时常采用两种等效电路进行分析, 一是混合π型等效电路, 一是Ｙ参数等效电路。
ｃb′e：发射结电容, 约１０ 皮法到几百皮法。
ｃb′c：集电结电容, 约几个皮法。
ｇm：晶体管跨导, 几十毫西门子以下。
由于集电结电容C b′c跨接在输入输出端之间, 是双向传输 元件, 使电路的分析复杂化。为了简化电路, 可以把C b′c 折合 到输入端b′、 e之间, 与电容C b′e并联, 其等效电容为：
I1y11U1y12U2
I2y21U1y22U2
其中ｙ11、ｙ12、ｙ21、ｙ22四个参数均具有导纳量纲, 且:
Y11
I
|U2 0
U1
Y12
I1
|U1 0
U2
Y21
I2
|U2
0
U1
Y22
I2
|U1 0
U2
所以Ｙ参数又称为短路导纳参数, 即确定这四个参数时必 须使某一个端口电压为零, 也就是使该端口交流短路。
高频小信号放大器课件
根据放大器性能指标和实际应 用需求，选择合适的电路形式 ，如共射、共基、共集等。
设计电路元件参数
根据电路形式和性能指标，设 计电路中电阻、电容、电感等 元件的参数值。
仿真验证
使用仿真软件对设计的高频小 信号放大器进行性能仿真验证
，确保满足设计要求。
元件选择与匹配
元件选择
01
根据电路设计要求，选择合适的电阻、电容、电感等元件，确
高增益与低噪声
研发具有高增益和低噪声的高频小信号放大器， 提高信号的信噪比。
宽带与高线性度
研发具有宽带和高线性度的高频小信号放大器， 提高信号的频率响应和线性度。
高稳定性与可靠性
提高高频小信号放大器的稳定性和可靠性，确保 其在各种环境下的正常工作。
感谢您的观看
THANKS
要求。
优化调整
根据调试结果，对电路参数或元件 进行优化调整，进一步提高放大器 的性能指标。
可靠性测试
对调试和优化后的高频小信号放大 器进行可靠性测试，确保在实际应 用中具有稳定可靠的性能表现。
05
高频小信号放大器常见问 题与解决方案
噪声问题
01
总结词
噪声问题是高频小信号放大器中常见的问题之一，它会影响信号的清晰
高频小信号放大器课件
目录
• 高频小信号放大器概述 • 高频小信号放大器分类 • 高频小信号放大器性能指标 • 高频小信号放大器设计 • 高频小信号放大器常见问题与解决方案 • 高频小信号放大器发展趋势与展望
01
高频小信号放大器概述
定义与特点
总结词
高频小信号放大器是一种电子设备，用于放大微弱的高频信 号。
稳定性问题
总结词
稳定性问题是指高频小信号放大器在工作过程中，由于外部干扰或内部参数变化等原因， 导致放大器性能不稳定，输出信号失真或振荡。
设计电路元件参数
根据电路形式和性能指标，设 计电路中电阻、电容、电感等 元件的参数值。
仿真验证
使用仿真软件对设计的高频小 信号放大器进行性能仿真验证
，确保满足设计要求。
元件选择与匹配
元件选择
01
根据电路设计要求，选择合适的电阻、电容、电感等元件，确
高增益与低噪声
研发具有高增益和低噪声的高频小信号放大器， 提高信号的信噪比。
宽带与高线性度
研发具有宽带和高线性度的高频小信号放大器， 提高信号的频率响应和线性度。
高稳定性与可靠性
提高高频小信号放大器的稳定性和可靠性，确保 其在各种环境下的正常工作。
感谢您的观看
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要求。
优化调整
根据调试结果，对电路参数或元件 进行优化调整，进一步提高放大器 的性能指标。
可靠性测试
对调试和优化后的高频小信号放大 器进行可靠性测试，确保在实际应 用中具有稳定可靠的性能表现。
05
高频小信号放大器常见问 题与解决方案
噪声问题
01
总结词
噪声问题是高频小信号放大器中常见的问题之一，它会影响信号的清晰
高频小信号放大器课件
目录
• 高频小信号放大器概述 • 高频小信号放大器分类 • 高频小信号放大器性能指标 • 高频小信号放大器设计 • 高频小信号放大器常见问题与解决方案 • 高频小信号放大器发展趋势与展望
01
高频小信号放大器概述
定义与特点
总结词
高频小信号放大器是一种电子设备，用于放大微弱的高频信 号。
稳定性问题
总结词
稳定性问题是指高频小信号放大器在工作过程中，由于外部干扰或内部参数变化等原因， 导致放大器性能不稳定，输出信号失真或振荡。
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
高频电子电路小信号谐振放大器素材课件
传输距离。
抗干扰能力
由于其选频特性，小信号谐振放大 器能有效抑制杂散干扰，提高通信 系统的抗干扰能力。
降低能耗
相比于其他类型的放大器，小信号 谐振放大器具有较低的能耗，有助 于延长通信设备的续航时间。
雷达系统中的应用
目标检测
多普勒效应
在雷达系统中，小信号谐振放大器用 于放大接收到的微弱回波信号，提高 目标检测的灵敏度和准确性。
02
随着科技的发展，对高频电子电 路的性能要求越来越高，小信号 谐振放大器的设计、分析和优化 显得尤为重要。
学习目标
01 掌握小信号谐振放大器的基本原理和工作特性。
02
理解谐振放大器的性能指标和优化方法。
03
学会使用相关软件进行仿真和优化。
02
CATALOGUE
高频电子电路基础
高频电子电路概述
高频电子电路中的寄生效应较为明显，如分布电容和电感的影响，需要特别注意。
高频电子电通信系统中，如手机、无线网
卡、蓝牙等。
雷达和导航领域
高频电子电路用于雷达和导航 设备的信号发射和接收。
广播领域
高频电子电路用于广播信号的 发射和接收。
其他领域
高频电子电路还应用于遥控、 加热、医疗等领域。
线性度
线性度是指小信号谐振放大器在工作时输入信号与输出信 号之间的线性关系。线性度越高，失真越小。
04
CATALOGUE
小信号谐振放大器的电路分析
电路组成与元件选择
电路组成
小信号谐振放大器主要由输入回路、 输出回路和放大器三部分组成。输入 回路和输出回路通常由电容和电感组 成，放大器则由晶体管和电阻组成。
稳定性分析
在实际应用中，由于环境温度、电源电压的变化以及负载的变化等因素的影响，小信号谐 振放大器的稳定性可能会受到影响。因此，需要对电路的稳定性进行分析和优化。
抗干扰能力
由于其选频特性，小信号谐振放大 器能有效抑制杂散干扰，提高通信 系统的抗干扰能力。
降低能耗
相比于其他类型的放大器，小信号 谐振放大器具有较低的能耗，有助 于延长通信设备的续航时间。
雷达系统中的应用
目标检测
多普勒效应
在雷达系统中，小信号谐振放大器用 于放大接收到的微弱回波信号，提高 目标检测的灵敏度和准确性。
02
随着科技的发展，对高频电子电 路的性能要求越来越高，小信号 谐振放大器的设计、分析和优化 显得尤为重要。
学习目标
01 掌握小信号谐振放大器的基本原理和工作特性。
02
理解谐振放大器的性能指标和优化方法。
03
学会使用相关软件进行仿真和优化。
02
CATALOGUE
高频电子电路基础
高频电子电路概述
高频电子电路中的寄生效应较为明显，如分布电容和电感的影响，需要特别注意。
高频电子电通信系统中，如手机、无线网
卡、蓝牙等。
雷达和导航领域
高频电子电路用于雷达和导航 设备的信号发射和接收。
广播领域
高频电子电路用于广播信号的 发射和接收。
其他领域
高频电子电路还应用于遥控、 加热、医疗等领域。
线性度
线性度是指小信号谐振放大器在工作时输入信号与输出信 号之间的线性关系。线性度越高，失真越小。
04
CATALOGUE
小信号谐振放大器的电路分析
电路组成与元件选择
电路组成
小信号谐振放大器主要由输入回路、 输出回路和放大器三部分组成。输入 回路和输出回路通常由电容和电感组 成，放大器则由晶体管和电阻组成。
稳定性分析
在实际应用中，由于环境温度、电源电压的变化以及负载的变化等因素的影响，小信号谐 振放大器的稳定性可能会受到影响。因此，需要对电路的稳定性进行分析和优化。
魏俊平 高频电子线路 第2章 高频小信号选频放大器
R. S
Us
L rC
解：1. 计算不考虑 RS、 RL时的回路固
RL
有特性：f0、Q、RP、BW0.7
f0
2
1 LC
(
2
1
)Hz 465kHz
586 106 200 1012
586 106
Q
LC r
200 1012 12
143
RP
L Cr
(
586 106 200 1012
Is'U
' o
IsU12
I's
I sU 12 U 'o
U 12 U 13
Is
1 n1
Is
1mA 5
0.2 mA
Uo
U13 n2
U
' o
n2
I
' s
Re
0.2 30.6 V
n2
10
0.612 V
思考讨论题
1. LC并联谐振回路有何基本特性?说明Q对 回路特性的影响。
2.1 LC谐振回路
2.1.3抽头谐振回路 2.电容分压式
【例2-3、2-4】
第2章 高频电路基础
例 2-3 如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本 身的固有损耗，试求回路两端电压 u1(t) 的表示式及 回路带宽。
29
例2.4 下图中，线圈匝数 N12 = 10 匝， N13 = 50 匝，N45 = 5 匝，L13= 8.4 mH, C = 51 pF, Q =100, Is = 1 mA , Rs =10 kW, RL= 2.5 kW, 求有载品质因数Qe、通频带BW0.7、谐振输出电压Uo。
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3章 小信号放大电路
1 1 2
)n
BW n BW 0 .7 ( 单级 ) 2 1，
矩形系数：
取S 0.1得：
1 n
可以看出级数越多，通 频带越窄。
级数n Bn/B1 K0.1 1 1.0 9.95 2 0.64 4.66 3 0.51 3.74 4 0.43 3.18
U o I Z n1 y feU i g (1 j )
+ n1yfeUi g C L Uo′ _
n1 n2 y feU i U o n2U o g (1 j )
将1－2和4－5分别折算到 1－3端后的等效电路
当输出回路谐振时， ξ =0，即为纯电导。因此，谐振时电压 n1 n2 y fe U0 增益Auo为：
3 2 C L 1
4 CL gL
+ Uo
yfeUi Coe
goe
_
5
Y参数等效电路
n1yfeUi + g C L Uo′ _
N 45 N 12 设：n1 ，n2 N 13 N 13
2 2 C n1 C oe n2 CL C C
则下图中：
将1－2和4－5分别折算到 1－3端后的等效电路
3 2 C + + U _i L
4 + Uo _
Ui _
1
5
交流通路
二、主要参数分析计算 1、放大器的交流小信号等效等效电路
yie gie jC ie y U yoe goe jCoe _ y L g L jC L y fe gm （忽略 Cie和yre）
+
i ie
说明抑制比的谐振曲线
第3章 小信号放大电路
第二章 高频小信号放大器
第二章
本章教学主要内容
第一节 概述
高频小信号放大器
第二节 高频电路的基础知识 第三节 晶体管高频小信号谐振放大器 第四节 小信号谐振放大器的稳定性
本章教学基本要求
一、高频电子线路的基础电路 二、晶体管高频小信号谐振放大器
第一节 概
一、高频小信号放大器的功能
述
高频： 高频：放大器的工作频率在几百KHz～几百MHz，分析电路时应考虑有源
导纳： 导纳：
式中
谐振角频率： 谐振角频率： 品质因数： 品质因数：
1 LC ωC 1 C R 1 Q= = = 0 = ω0 L ω0 Lg g g L
ω p = ω0 =
当回路无负载电阻RL时，R =R0， = Q0 为空载品质因素 空载品质因素；而当回路有负载电 空载品质因素 Q
Q 阻RL时，R =R0//RL， = QL为有载品质因素 有载品质因素。 有载品质因素
图2-6 LC串联谐振回路
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第二节 高频电路的基础知识
1、阻抗 、
1 Z = r + j ωL − ωC
2、谐振角频率 、
ω0 =
1 仅由元件参数L、 决定 决定， 无关 无关） （仅由元件参数 、C决定，与r无关） LC
3、品质因素 、
Q=
ω0 L
r
2
。
2
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第二节 高频电路的基础知识
5、频率特性 、
流过电路的电流 I&( jω ) 为
& U & I ( jω ) = = Z & U 1 r + j ωL − ωC
当 ω = ω0 谐振时，流过电路电流最大 电流最大，为 电流最大
本章教学主要内容
第一节 概述
高频小信号放大器
第二节 高频电路的基础知识 第三节 晶体管高频小信号谐振放大器 第四节 小信号谐振放大器的稳定性
本章教学基本要求
一、高频电子线路的基础电路 二、晶体管高频小信号谐振放大器
第一节 概
一、高频小信号放大器的功能
述
高频： 高频：放大器的工作频率在几百KHz～几百MHz，分析电路时应考虑有源
导纳： 导纳：
式中
谐振角频率： 谐振角频率： 品质因数： 品质因数：
1 LC ωC 1 C R 1 Q= = = 0 = ω0 L ω0 Lg g g L
ω p = ω0 =
当回路无负载电阻RL时，R =R0， = Q0 为空载品质因素 空载品质因素；而当回路有负载电 空载品质因素 Q
Q 阻RL时，R =R0//RL， = QL为有载品质因素 有载品质因素。 有载品质因素
图2-6 LC串联谐振回路
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第二节 高频电路的基础知识
1、阻抗 、
1 Z = r + j ωL − ωC
2、谐振角频率 、
ω0 =
1 仅由元件参数L、 决定 决定， 无关 无关） （仅由元件参数 、C决定，与r无关） LC
3、品质因素 、
Q=
ω0 L
r
2
。
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第二节 高频电路的基础知识
5、频率特性 、
流过电路的电流 I&( jω ) 为
& U & I ( jω ) = = Z & U 1 r + j ωL − ωC
当 ω = ω0 谐振时，流过电路电流最大 电流最大，为 电流最大
实验一 高频小信号调谐放大器_2
实验一高频小信号调谐放大器一、实验目的小信号调谐放大器是高频电子线路中的基本单元电路, 主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。
在本实验中, 通过对谐振回路的调试, 对放大器处于谐振时各项技术指标的测试（电压放大倍数, 通频带, 矩形系数）, 进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理。
学会小信号调谐放大器的设计方法。
二、实验原理图1所示电路为共发射极接法的晶体管高频小信号调谐放大器。
它不仅要放大高频信号, 而且还要有一定的选频作用, 因此晶体管的集电极负载为LC并联谐振回路。
在高频情况下, 晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响放大器输出信号的频率和相位。
晶体管的静态工作点由电阻RB1, RB2 及RE 决定, 其计算方法与低频单管放大器相同。
三、调谐放大器的性能指标及测量方法图1 高频小信号放大器表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0, 谐振电压放大倍数Av0, 放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数Kr0.1 来表示）等。
放大器各项性能指标及测量方法如下:1.谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率, 对于图1所示电路, 其中L 为调谐回路电感线圈的电感量；CΣ为调谐回路的总电容。
谐振频率f0 的测量方法是：用扫频仪作为测量仪器, 用扫频仪测出电路的幅频特性曲线, 调变压器T的磁芯, 使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。
2.电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时, 所对应的电压放大倍数AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。
AV0 的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时, 用高频电压表测量图1中RL 两端的电压u0及输入信号ui 的大小, 则电压放大倍数AV0 由下式计算：A V0 = u0 / u i 或A V0 = 20 lg (u0 / u i) dB3.通频带由于谐振回路的选频作用, 当工作频率偏离谐振频率时, 放大器的电压放大倍数下降, 习惯上称电压放大倍数AV 下降到谐振电压放大倍数AV0 的倍(0.707)时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW。
高频小信号放大电路分析
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)增益：（放大系数）
电压增益：AV
Vo Vi
功率增益：
AP
P0 Pi
分贝表示：AV
2)通频带：
20 log V0 Vi
Ap
10 log
Po Pi
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。
AV
AP
AV 0
AP 0
1
0.7 2f0.7
1
2
0.5
f0
f f0
为什么要求通频带？
f 2f0.5
放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号
都包含一定谱宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必
要的信号频谱分量通过放大器。
放大器的质量指标
1）电压指标
A V
V o V i
Ib
c Ic
a
+
yreVc
yoe
+
P1
Is
Vi
Ys
– yie1 YfeVi
C Vc
L
+
P2
– gp
gie2Vo
根据电压变比关系： V o p2V ab V ab V c p1
所以： A V
V o V i
p2 p1
Vc Vi
p2 y fe
p1yoe YL
Y参数等效电路与混合π等效电路参数的转换式
输入导纳
y ie
I1 V1
V2 0
Ybe 1 rbbYbe
3、高频小信号放大器的质量指标
1)增益：（放大系数）
电压增益：AV
Vo Vi
功率增益：
AP
P0 Pi
分贝表示：AV
2)通频带：
20 log V0 Vi
Ap
10 log
Po Pi
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。
AV
AP
AV 0
AP 0
1
0.7 2f0.7
1
2
0.5
f0
f f0
为什么要求通频带？
f 2f0.5
放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号
都包含一定谱宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必
要的信号频谱分量通过放大器。
放大器的质量指标
1）电压指标
A V
V o V i
Ib
c Ic
a
+
yreVc
yoe
+
P1
Is
Vi
Ys
– yie1 YfeVi
C Vc
L
+
P2
– gp
gie2Vo
根据电压变比关系： V o p2V ab V ab V c p1
所以： A V
V o V i
p2 p1
Vc Vi
p2 y fe
p1yoe YL
Y参数等效电路与混合π等效电路参数的转换式
输入导纳
y ie
I1 V1
V2 0
Ybe 1 rbbYbe
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第二章 高频小信号放大电路
因为
1 C 2 20 pF 6 2 6 0 L ( 2 30 10 ) 1.4 10
又
1
C C n Coe n Cie
所以
2 C C n12Coe n2 Cie 20 9.5 0.32 12 9.4 pF
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第二章 高频小信号放大电路
晶体管双端口网络Y参数等效电路
I yie b U b U
I yoe c U c U
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第二章 高频小信号放大电路
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c 0
高频对Y参数的影响：由于有结电容的存在，使Y为复数
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第二章 高频小信号放大电路
2.2.1 单管单调谐放大器
第二章 高频小信号放大电路
2.1 概述 2.2 谐振放大器 2.3 宽频带放大器
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第二章 高频小信号放大电路
从而
3
6
6
2
3
Au 0
n1n2 y f e g
0.3 58.3 103 32 3 0.55 10
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yU y U I b ie b re c I c y feU b yoeU c
输入导纳yie
反向传输导纳yre
c 0
I yre b U c U
I y fe c U b U
b 0
输出导纳yoe
b 0
正向传输导纳yfe
2
n
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第二章 高频小信号放大电路
谐振频率处电压增益振幅
n1n2 | y fe |n An 0 g
n1n2 y fe 1 jL
U 00 n1n2 y fe Au 0 Ui g
A u
g jC
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第二章 高频小信号放大电路
谐振频率处电压增益振幅另一种表达形式
U U U Au o o 00 N ( f ) Au 0 U i U 00 U i g n1n2 y fe 2 fQe 1 f 0
2
归一化谐振函数
N( f ) Uo UA A i u u U 00 U i Au 0 Au 0 1 2 fQe 1 f 0
n2 U U o c n1
1 1 ' 2 YL 2 ( g e 0 jC n2 yie ) n1 j L
U Y ' I c c L
YL
U o A u U i
y U I c fe i yoeU c
' y Y oe L U U i c y fe
An 1 n 2 2 An 0 2fQe 1 f 0
n
单位谐振函数
N( f )
n级放大器通频带
BWn 2f 0.7 21/ n 1
f0 21/ n 1 BW0.7 Qe
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第二章 高频小信号放大电路
1.2 谐振放大器
晶体管双端口网络Y参数等效电路
yU y U I ie b re c b y U y U I fe b oe c c
电路结构及其等效电路
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第二章 高频小信号放大电路
电压放大倍数
根据自耦变压器特性
/U n ,U /U n U c p 1 o p 2
第二章 高频小信号放大电路
gΣ=n21goe+n22gie+ge0
n1n2 y fe U 00 Au 0 Ui g
结论
为了增大Au0,
应选取|yfe|大, goe小的晶体管。 为了增大Au0, 要求负载电导小, 如果负载是下一级放 大器, 则要求其gie小。 回路谐振电导ge0越小, Au0越大。而ge0取决于回路空 载Q值Q0, 与Q0成反比。 Au0与接入系数n1、n2有关, 但不是单调递增或单调递 减关系。由于n1和n2还会影响回路有载Q值Qe, 而Qe 又将影响通频带,所以n1与n2的选择应全面考虑, 选取 最佳值。
1 6 ge0 37 . 9 10 S 6 6 Q0 0 L 100 2 10 1.4 10
所以
2 g g 0 e n12 g 0 e n2 gie
1
37.9 10 400 10 0.3 1.2 10 0.55 10 S
第二章 高频小信号放大电路
2.1 概述
高频小信号放大器的分类
按所用的器件：晶体管（BJT)、场效应管（FET)、
集电电路（IC)
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
谐振放大器的主要性能指标
电压增益 通频带 矩形系数 噪声系数
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第二章 高频小信号放大电路
gΣ=n21goe+n22gie+ge0
解: （忽略ｙre的作用。）因为
n1n2 y fe U 00 Au 0 Ui g
第二章 高频小信号放大电路
谐振频率
f0
1 2 LC
或
0
1 2 LC
回路有载Q值 通频带
Qe
0 C
g
1 0 Lg
g f0 BW Qe 2 C
n1n2 y fe U 00 Au 0 Ui g
谐振频率处的电压增益
谐振频率处电压增益振幅
第二章 高频小信号放大电路
2.2 多级单调谐放大器
定义
如果多级放大器中的每一级都调谐在同一频率上,
则
称为多级单调谐放大器。
性能分析
总电压增益振幅：An＝Au1Au2…Aun
若每一级参数结构均相同，则
An ( Au1 )
n
(n1n2 )n | y fe |n 2 fQe g 1 f 0
2 1
2 2
3 g 0.55 10 BW 4.38MHz 12 2 C 2 3.14 20 10
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第二章 高频小信号放大电路
例2.1 图中, 已知工作频率f0＝30MHz, UCC＝6V,Ie＝2mA。 晶体管采用3DG47型高频管。其Y参数在上述工作条件和工 作频率处的数值如下：gie=12mS, Cie=12 pF；goe=400μS, Coe=9.5pF； |yfe|=58.3mS, ∠φfe=-22°； |yre|=310 μS, ∠φre=-88.8°, 回路电感L＝1.4μH, 接入系数n1＝1, n2＝ 0.3, Q0＝100。负载是另一级相同的放大器。 求谐振电压 增益振幅Au0和通频带 BW0.7。并问回路电容C是多少时, 才能使回路谐振？
其中ｇΣ与ＣΣ分别为谐振回路总电导和总电容：
gΣ=n21goe+n22gie+ge0 CΣ=n21Coe+n22Cie+C
一般来说, 放大器输出电压与输入电压之间的相位并非正好相差 180°
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2.1 概述
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 小信号：信号较小故工作在线性范围内(甲类放大器)
fo –fs = fi