高频电子线路(第三章高频小信号放大器)教程
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《高频电子线路》课件—03高频小信号放大器
中波广播： BW0.7 =（6~8）KHz 电图视3.1信.1 号调谐：放B大W0器.7 电=6压M增Hz益的频率特性曲线
2.1.1
3、选择性
表示放大电路从各种干扰信号中选择有用信号，抑制
干扰信号的能力，等于在中心频率 f0 上的电压放大
倍数 A0 与偏离 f0 为f 处的放大倍数 An 的比值，即
Ib yieVbe yreVce Ic y V fe be yoeVce
2.2.1
图3.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
其中
yie
Ib Vbe
Vce 0
y fe
Ic Vbe
Vce 0
yre
Ib Vce
Vbe 0
yoe
Ic Vce
Vbe 0
式中，yie、yre、y fe、yoe 分别称为输入导纳、反向传输导纳
V2 0
(S)
y12
I1 V2
V1 0
(S)
y21
I2 V1
V2 0
(S)
y22
I2 V2
V1 0
(S)
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。
2.2.1
如共发射极接法的晶体管, 如图2.2.4所示, 相应的Ｙ参 数方程为
图3.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
1、增益
（1） 电压放大倍数
A
Vo Vi
或 电压增益
20 lg
A
20lg Vo Vi
dB
（2）功率放大倍数
Ap
po pi
或 功率增益
10 lg
Ap
10 lg
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：
高频电子线路小信号放大器资料
➢ 通频带 放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所
对应的频率宽度称为放大器的通频带。
常用 B 表2示f0.7， 也2称f为0.73dB带宽。
AV AV 0
1
0.7 2f0.7
f0
f
图3-1 通频带的定义
放大器的通频带取决于回路的结构形式和回
路的等效品质因素 QL。放大器的总通频带随着
级数的变化和改变。 放大器的增益带宽积为常数。
gm
0
rb ' e
1 re
简化混合 型等效电路
在一定高频段工作时，由于电路中的电阻、电容
并联，混合 型等效电路可进一步简化如图3-6示。
图3-6 简化混合 型等效电路
工作频率范围不同时，其等效电路可进行不同 的简化。
3.2.3 晶体管共发射Y参数和混合 参数间的关系
➢ 根据定义，令
V2
0,
求yie、y
直流偏置由 RB1、RB来2、实RE 现，决定工作点； 为 CE 高频旁路电容；LF、为CF滤波电路，负压供电； C、L
组成LC谐振回路，R 用来加宽回路通频带； 假设 R是p 并联回路本身的损耗
采用分压式稳定偏置电路； 晶体管工作在甲类放大状态； 输出端采用并联谐振回路，起选频作用，晶体管
的集电极采用部分接入，以提高谐振回路的有载 Q值；
➢ 功率增益 Ap 讨论谐振时的功率增益
Ap 0
po pi
p：o 输出端负载 g上ie获2 得的功率；
p：i 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
高频电子线路(高频小信号放大器)研究课件
验与测试
实验前的准备与注意事项
实验器材
准备所需的高频小信号放大器、信号 源、示波器、频谱分析仪等实验器材 ，确保其性能良好，精度满足实验要 求。
实验原理
安全注意事项
了解实验过程中可能存在的安全隐患 ，遵循实验室安全规定，确保实验过 程的安全。
熟悉高频小信号放大器的原理、特性 以及应用场景，为实验的进行提供理 论支持。
02
高频小信号放大器的基本原理
放大器的基本概念与分类
放大器的基本概念
放大器是一种电子器件，能够将输入的微弱信号放大到所需的幅度和功率水平 ，以满足各种应用需求。
放大器的分类
根据不同的分类标准，放大器可以分为多种类型。按工作频带可分为窄带放大 器和宽带放大器；按输出信号的方式可分为电压放大器、功率放大器和电流放 大器等。
实验结果的评价与改进建议
结果评价
根据实验目的和要求，对实验结果进 行评价，如评估放大器的性能指标是 否满足设计要求，分析实验误差来源 等。
改进建议
根据实验结果的评价，提出针对性的 改进建议，如优化放大器电路设计、 改善信号源质量等，以提高高频小信 号放大器的性能。
06
高频小信号放大器的应用实例
无线通信系统中的应用
高频小信号放大器的性能指标
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
增益
增益是衡量放大器性能 的重要指标，表示放大 器输出信号幅度与输入 信号幅度之比。高频小 信号放大器的增益通常 较高，能够达到几十 dB甚至更高。
带宽
带宽是衡量放大器工作 频率范围的指标。高频 小信号放大器的带宽通 常较窄，只适用于特定
的高频频段。
线性度
线性度表示放大器对输 入信号的线性响应程度 。高频小信号放大器的 线性度较好，能够保证 对输入信号的准确还原
实验前的准备与注意事项
实验器材
准备所需的高频小信号放大器、信号 源、示波器、频谱分析仪等实验器材 ，确保其性能良好，精度满足实验要 求。
实验原理
安全注意事项
了解实验过程中可能存在的安全隐患 ，遵循实验室安全规定，确保实验过 程的安全。
熟悉高频小信号放大器的原理、特性 以及应用场景，为实验的进行提供理 论支持。
02
高频小信号放大器的基本原理
放大器的基本概念与分类
放大器的基本概念
放大器是一种电子器件，能够将输入的微弱信号放大到所需的幅度和功率水平 ，以满足各种应用需求。
放大器的分类
根据不同的分类标准，放大器可以分为多种类型。按工作频带可分为窄带放大 器和宽带放大器；按输出信号的方式可分为电压放大器、功率放大器和电流放 大器等。
实验结果的评价与改进建议
结果评价
根据实验目的和要求，对实验结果进 行评价，如评估放大器的性能指标是 否满足设计要求，分析实验误差来源 等。
改进建议
根据实验结果的评价，提出针对性的 改进建议，如优化放大器电路设计、 改善信号源质量等，以提高高频小信 号放大器的性能。
06
高频小信号放大器的应用实例
无线通信系统中的应用
高频小信号放大器的性能指标
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
增益
增益是衡量放大器性能 的重要指标，表示放大 器输出信号幅度与输入 信号幅度之比。高频小 信号放大器的增益通常 较高，能够达到几十 dB甚至更高。
带宽
带宽是衡量放大器工作 频率范围的指标。高频 小信号放大器的带宽通 常较窄，只适用于特定
的高频频段。
线性度
线性度表示放大器对输 入信号的线性响应程度 。高频小信号放大器的 线性度较好，能够保证 对输入信号的准确还原
(完整版)高频电子线路教案第三章高频功率放大器
5。 三种工作状态比较
（1）欠压状态：Po、C均低，Pc较大，ic为尖顶余弦脉冲.
(2）临界状态：Po最大，C较高，ic为尖顶余弦脉冲-—最佳状态。
条件:EC－Ucm=UCESIcmax=gcrUCES
（3)过压状态:弱过压时C最高,但Po逐步减小,ic为有凹陷的余弦脉冲。Ucm随Re变化不大,即Ucm较为稳定。
图3—4 各级电压和电流波形
丙类（C类）高频功率放大器的折线分析法
由于丙类高频功率放大器工作在大信号非线性状态,所以，晶体管的小信号等效电路的分析方法是不适用的.虽然采用静态特性曲线经过理想化成为折线来进行近似分析会存在一定的误差，但是，用它对高频功率放大器进行定性分析是一种较为简便的方法.
一、晶体管特性曲线的理想化及其解析式
其中 IC0＝0(）iCmaxIC1m＝1（）iCmaxIC2m＝2（）iCmax……ICnm＝n(）iCmax
二、输出功率PoPo=UcmIc1m/ 2 =I2c1mRP/ 2
三、两个利用系数
⒈集电极电压利用系数= Ucm/UCC= RPIc1m/UCC
⒉电流利用系数g1（）= a1（）/ a0(）
(3-8）
式中, .
在放大区,根据理想化原理，集电极电流与集电极电压无关。那么，各条特性曲线均为平行于uCE轴的水平线.又因=△iC／△iB为常数，故各平行线对等差的△iB来说,间隔应该是均匀相等的。
一、集电极余弦电流脉冲的分解
（一)余弦电流脉冲的表示式
余弦电流脉冲是由脉冲高度ICM和通角C来决定的。只要知道这两个值，脉冲形状便可完全确定。
第三章 高频功率放大器
概述
一、高频功率放大器的应用和任务
二、高频功率放大器的特点
1．高频功率放大器与低频功率放大器的异同点
（1）欠压状态：Po、C均低，Pc较大，ic为尖顶余弦脉冲.
(2）临界状态：Po最大，C较高，ic为尖顶余弦脉冲-—最佳状态。
条件:EC－Ucm=UCESIcmax=gcrUCES
（3)过压状态:弱过压时C最高,但Po逐步减小,ic为有凹陷的余弦脉冲。Ucm随Re变化不大,即Ucm较为稳定。
图3—4 各级电压和电流波形
丙类（C类）高频功率放大器的折线分析法
由于丙类高频功率放大器工作在大信号非线性状态,所以，晶体管的小信号等效电路的分析方法是不适用的.虽然采用静态特性曲线经过理想化成为折线来进行近似分析会存在一定的误差，但是，用它对高频功率放大器进行定性分析是一种较为简便的方法.
一、晶体管特性曲线的理想化及其解析式
其中 IC0＝0(）iCmaxIC1m＝1（）iCmaxIC2m＝2（）iCmax……ICnm＝n(）iCmax
二、输出功率PoPo=UcmIc1m/ 2 =I2c1mRP/ 2
三、两个利用系数
⒈集电极电压利用系数= Ucm/UCC= RPIc1m/UCC
⒉电流利用系数g1（）= a1（）/ a0(）
(3-8）
式中, .
在放大区,根据理想化原理，集电极电流与集电极电压无关。那么，各条特性曲线均为平行于uCE轴的水平线.又因=△iC／△iB为常数，故各平行线对等差的△iB来说,间隔应该是均匀相等的。
一、集电极余弦电流脉冲的分解
（一)余弦电流脉冲的表示式
余弦电流脉冲是由脉冲高度ICM和通角C来决定的。只要知道这两个值，脉冲形状便可完全确定。
第三章 高频功率放大器
概述
一、高频功率放大器的应用和任务
二、高频功率放大器的特点
1．高频功率放大器与低频功率放大器的异同点
高频电子线路第3章-高频功率放大器
中间级
输出级
特点： （1）输入信号大，一般在几百毫
伏～几伏数量级 （2）一般VBB < UBZ，发射结反偏，
保证放大器工作于丙类状态。 （3）负载为LC回路，调谐于输入信号
的中心频率，选频滤波和阻抗变换 作用。 （4）采用近似的分析方法——折线法 来分析其工作原理和工作状态。
6
三、丙类高频功率放大器的工作原理
U0 VCC Ucm cosc
故动态特性的表示形式：
iC gd (uCE U0 )
uBE UBZ
iC 0
uBE UBZ
可见动态特性为折线，而不是一条直线。
21
4.动态特性的画法
iC
(一) 截距法
（1）在输出特性的 uCE 轴上取截距为
U0 VCC Ucm cosc得B点
A
•
gd
（2）u通be过m aBx点线作于斜A率点为，则gdB的A直直线线交即为
iC
iB
+
uBE
+ uCE
–
iC
iC
•
-
gc
uc
ICM
+
• • VBB
c
UBZ
uBEc c
c
ub
Ubm
设ub Ubm cost
则uBE VBB Ubm cost,VBB U BZ
iC 为尖顶余弦脉冲 ,可用傅立叶级数展开
7
uBE
UBZ
VBB
0 c
t
iB
iBmax
iC IC0 Ic1m cost （基波）
段的动态特性，则AB-BC为总动态特性
22
(二）虚拟电流法 在uCE VCC时，iC IQ
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
高频电子线路(第五版)_第三章_高频小信号放大器
1
yre 表示输出电压对输入电流的控制作用 反向控制）； （反向控制）； yre 表示输入电压对输出电流的 y 控制作用（正向控制）。 越大, 控制作用（正向控制）。 yre 越大, 表示晶体管 的放大能力越强； 越大, 的放大能力越强； yre 越大, 表示晶体管的内部 反馈越强。 的存在, 反馈越强。yre信号等效电路与参数
第二节
形式等效电路(网络参数等效电路 网络参数等效电路) 一、形式等效电路 网络参数等效电路
& & 设输入电压 V1和输出电压 V2为自变量
& & & I1 = yieV1 + yreV2 & & & I =y V +y V
2 fe 1
& I1
& V1
& I2 & V2
I 1 = yie V 1 + yre V 2
•
•
•
I 2 = yfe V 1 + yoe V 2
•
•
•
I 2 = −YL V 2
•
•
• yie − yre yfe V 1 消去 V 2与 I 2 得： I 1 = yoe +YL • 第二节 I1 因此输入导纳为： 因此输入导纳为： Yi = • = yie − yreyfe yoe+YL V1 上式说明， 有关， 上式说明，输入导纳 Yi 与负载 YL 有关，这反映 了晶体管有内部反馈， 了晶体管有内部反馈，而这个内部反馈是由反向传输 所引起的。 导纳 yre 所引起的。
, β =
β0 f 1+ f β
2
虽然β 虽然 0>>1，在频率为 β时,| β |虽然下降到原来的 ，在频率为f 虽然下降到原来的 但是仍然比1大的多 因此晶体管还能起到放大的作用。 大的多,因此晶体管还能起到放大的作用 但是仍然比 大的多 因此晶体管还能起到放大的作用。
yre 表示输出电压对输入电流的控制作用 反向控制）； （反向控制）； yre 表示输入电压对输出电流的 y 控制作用（正向控制）。 越大, 控制作用（正向控制）。 yre 越大, 表示晶体管 的放大能力越强； 越大, 的放大能力越强； yre 越大, 表示晶体管的内部 反馈越强。 的存在, 反馈越强。yre信号等效电路与参数
第二节
形式等效电路(网络参数等效电路 网络参数等效电路) 一、形式等效电路 网络参数等效电路
& & 设输入电压 V1和输出电压 V2为自变量
& & & I1 = yieV1 + yreV2 & & & I =y V +y V
2 fe 1
& I1
& V1
& I2 & V2
I 1 = yie V 1 + yre V 2
•
•
•
I 2 = yfe V 1 + yoe V 2
•
•
•
I 2 = −YL V 2
•
•
• yie − yre yfe V 1 消去 V 2与 I 2 得： I 1 = yoe +YL • 第二节 I1 因此输入导纳为： 因此输入导纳为： Yi = • = yie − yreyfe yoe+YL V1 上式说明， 有关， 上式说明，输入导纳 Yi 与负载 YL 有关，这反映 了晶体管有内部反馈， 了晶体管有内部反馈，而这个内部反馈是由反向传输 所引起的。 导纳 yre 所引起的。
, β =
β0 f 1+ f β
2
虽然β 虽然 0>>1，在频率为 β时,| β |虽然下降到原来的 ，在频率为f 虽然下降到原来的 但是仍然比1大的多 因此晶体管还能起到放大的作用。 大的多,因此晶体管还能起到放大的作用 但是仍然比 大的多 因此晶体管还能起到放大的作用。
(完整版)高频电子线路教案第三章高频功率放大器
三极管四种工作状态根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分甲类：一个周期内均导通晶体管在输入信号的整个周期都导通静态I C较大，波形好, 管耗大效率低。
乙类：导通角等于180°晶体管只在输入信号的半个周期内导通，静态I C=0，波形严重失真, 管耗小效率高。
甲乙类：导通角大于180°晶体管导通的时间大于半个周期，静态I C 0，一般功放常采用。
丙类：导通角小于180°图3-4 各级电压和电流波形丙类(C类)高频功率放大器的折线分析法图3-5 3DA21静态特性曲线及其理想化cos cnm I +()cd t θωcos θ出电路 。
宽频带功率放大器没有选频作用。
因此谐波的抑制成了一个重要的问题。
为此，放大管的工作状态就只能选在非线性畸变比较小的甲类或甲乙类状态，效率较低，也就是说宽频带放大器是以牺牲效率作为代价来换取宽频带输出的 。
传输线变压器是将两根等长的导线紧靠在一起，并绕在高导磁率低损耗的磁芯上构成的。
最高工作频率可扩展到几百兆赫甚至上千兆赫。
传输线变压器与普通变压器在传输能量的方式上是不相同的，传输线变压器负载两端的电压不是次级感应电压，而是传输线的终端电压。
两根导线紧靠在一起，所以导线任意长度处的线间电容很大，且在整个线上均匀分布。
其次，两根等长导线同时绕在高μ磁芯上，所以导线上均匀分布的电感量也很大，这种电路通常又叫分布参数电路。
在传输线变压器中，线间的分布电容不影响高频能量的传输，电磁波以电磁能交换的形式在导线间介质中传播的。
u su su sR LR LR LR s R sR s (a) 结构示意图(c) 普通变压器的原理电路(b) 原理电路图u 1u 2u 1u 2u 1u 2。
高频通信电子线路课件高频小信号放大器PPT课件
频率参数的关系: fmax fT f
--
24
§3.3 晶体管谐振放大器
3.3.1 单级单调谐回路谐振放大器
R1、R2、R3为偏置电
阻，决定工作点；
R1
LF、CF为滤波电路，负压 C1
供电；
C4、L组成LC谐振回路； Vi C1 、 C2 为 耦 合 电 容 ， 隔 直 ； C3为射极旁路电容；
yb'c )
yoe
gce
yb'c
yb'c rbb' ( gm yb'c ) 1 rbb' ( yb'e yb'c )
考虑到前面讨论的混合π等效电路的简化，以及yb’e >>yb’c , gce >>gb’c , gm>>yb’c 等条件，上述公式可作简化。
--
20
yie
yb 'e
1 rbb' yb 'e
0 ,
0
1 j f f
2
1
f f
由于β0比1大的多,在频率为fβ时,|β|虽然下降到原 来的0.707倍,但是仍然比1大的多,因此晶体管还能起到放 大的作用。
--
22
2）特征频率fT
定义：当频率增高，使 |β|下降到1时的频率。
0
1
1
fT f
2
fT f 02 1
由于0 1,所以fT 0 f
Ib
yie
yre yfe yoe YL
Vi
所以放大器的输入导纳为
Yi
Ib Vi
yie
yre yfe yoe YL
yie为晶体管共发连接时的短路输入导纳（内参数），Yi为 晶体管接成放大器且接有负载YL的输入导纳。
--
24
§3.3 晶体管谐振放大器
3.3.1 单级单调谐回路谐振放大器
R1、R2、R3为偏置电
阻，决定工作点；
R1
LF、CF为滤波电路，负压 C1
供电；
C4、L组成LC谐振回路； Vi C1 、 C2 为 耦 合 电 容 ， 隔 直 ； C3为射极旁路电容；
yb'c )
yoe
gce
yb'c
yb'c rbb' ( gm yb'c ) 1 rbb' ( yb'e yb'c )
考虑到前面讨论的混合π等效电路的简化，以及yb’e >>yb’c , gce >>gb’c , gm>>yb’c 等条件，上述公式可作简化。
--
20
yie
yb 'e
1 rbb' yb 'e
0 ,
0
1 j f f
2
1
f f
由于β0比1大的多,在频率为fβ时,|β|虽然下降到原 来的0.707倍,但是仍然比1大的多,因此晶体管还能起到放 大的作用。
--
22
2）特征频率fT
定义：当频率增高，使 |β|下降到1时的频率。
0
1
1
fT f
2
fT f 02 1
由于0 1,所以fT 0 f
Ib
yie
yre yfe yoe YL
Vi
所以放大器的输入导纳为
Yi
Ib Vi
yie
yre yfe yoe YL
yie为晶体管共发连接时的短路输入导纳（内参数），Yi为 晶体管接成放大器且接有负载YL的输入导纳。
高频电子线路-高频小信号放大器-课件
似认为不能通过放大器
高频小信号放大器的指标
4 矩形系数 Kr0.1
➢ 矩形系数表征放大器选择性好坏的一个 ➢ 选择性：表示选取有用信号，抑制无用信号的能力 ➢ 理想：——矩形
Kr0.1
2f0.1 2f0.7
高频小信号放大器的指标
5 工作稳定性
➢ 指放大器的直流偏置、晶体管参数、电路元器件参数等发 生变化时，放大器主要性能的稳定程度
y11 y12U2 y21U1
U 1
I2
y22 U 2
共发射极晶体管
＋
b
.
.
Ib
Ube
－
c . Ic
V
e
I b Yie U be Yre U ce I c Y fe U be Yoe U ce
.
.
Ib
Ic
b
c
＋
＋
＋
. Uce
. Ube
Yie
.
Yoe .
.
U ce
Y reU ce
Y feU b e
已知 Rb1 15 k , Rb 2 6.2 k , Re 1.8k , C b C e 0.01uF , RL 5k ，工作频率 f0 10 .7 MHz ,回路电感 L13 4uH , Q0 100 , N 13 20 , N 23 6, N 45 5,晶体管在直流 工作点和工作频率为 10 .7 MHz 时的参数为：
Ui=Ube; Uc即Uce;
信号源用电流源代替；
输出电压在第二级；
y y Ib
ie yreUce y feUi oe Ic
Is
Ys
U i
U c
C
35
2
L 1
高频小信号放大器的指标
4 矩形系数 Kr0.1
➢ 矩形系数表征放大器选择性好坏的一个 ➢ 选择性：表示选取有用信号，抑制无用信号的能力 ➢ 理想：——矩形
Kr0.1
2f0.1 2f0.7
高频小信号放大器的指标
5 工作稳定性
➢ 指放大器的直流偏置、晶体管参数、电路元器件参数等发 生变化时，放大器主要性能的稳定程度
y11 y12U2 y21U1
U 1
I2
y22 U 2
共发射极晶体管
＋
b
.
.
Ib
Ube
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V
e
I b Yie U be Yre U ce I c Y fe U be Yoe U ce
.
.
Ib
Ic
b
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＋
＋
＋
. Uce
. Ube
Yie
.
Yoe .
.
U ce
Y reU ce
Y feU b e
已知 Rb1 15 k , Rb 2 6.2 k , Re 1.8k , C b C e 0.01uF , RL 5k ，工作频率 f0 10 .7 MHz ,回路电感 L13 4uH , Q0 100 , N 13 20 , N 23 6, N 45 5,晶体管在直流 工作点和工作频率为 10 .7 MHz 时的参数为：
Ui=Ube; Uc即Uce;
信号源用电流源代替；
输出电压在第二级；
y y Ib
ie yreUce y feUi oe Ic
Is
Ys
U i
U c
C
35
2
L 1
第3章 高频小信号放大电路
1 Q00 L
34mS
回路总电导：g n12 goe n22 gL g0 1.48 ´10－4 S
3、Qe
1
g0
L
，Q0
1
g00 L
Qe
g0 g
Q0
23
B W0.7
f0 Qe
1.37MHz
§3.4 多级单调谐放大器
目的：提高增益（各级增益相乘）；改善频率选择性。
1，即两放大器的调谐频
率很接近中心频率
f
时，
0
谐振曲线为单峰，在 0处，AVΣ 达到最大值。
1，谐振曲线为单峰，在 0处，AVΣ 达到最大值,
此 时 ， 矩 形 系 数 较 好 ，通 频 带 较 宽 。
1， 即 两 放 大 器 的 调 谐 频率 相 距 较 远 时 ， 谐 振 曲 线为 出 现 双 峰 ， 且 随 着的 增 加 ， 曲 线 峰值高度也随之下降。
干扰信号的能力。
矩形系数K0.1：2△f0.1与2△f0.7之比。
抑制比d：谐振电压增益Auo与干扰电压增益Aun之比。
4、工作稳定性（stability）：指放大器的工作状态（偏置）、晶体管参数、电路元 件参数等发生变化时，放大器的增益、中心频率、通频带、特性曲线等稳定程度。
5、噪声系数NF：指放大器输入端信噪比(Psi/Pni)与输出端信噪比(Pso/Pno)的比值。
+
3、输出端采用并联谐振电路，起 选频作用，T的集电极采用部分接 入，以提高谐振回路的有载Q值；
2
C
Uo 4、信号输入与输出为实现阻抗匹
L
配、满足最大功率传输均采用变压
高频电子线路第二版 第3章 高频小信号放大器
高频电子线路
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①对于共发射极组态的y参数等效电路
I1 Ib
U1 U be
yie Ib /U be Uce0
yfe Ic /U be Uce0
I2 Ic
U 2 U ce
yre Ibe /Uce Ube 0
yoe Ic /Uce Ube 0
高频电子线路
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Ic YLU c
U c
yfe yoe
YL
U
i
高频电子线路
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Ib
yieU i
yre yfe yoe YL
Ui
放大器的输入导纳Yi为
Yi
UIbi
yie
yfe yre yoe YL
同理可得出放大器的输出导纳Yo
Yo
Ic U c
yoe
yfe yre yie Ys
由于yre的存在，放大器负载导纳YL 的变化会引起放 大器输入导纳Yi的变化。Ys的变化会引起放大器输出导 纳Yo变化。也就是放大器前后级参数的变化会产生相互 影响。
(2)回路有损耗和失配时的功率增益
AApp00
UUUUoi22oi22ggggiieeii21ee21
p1pp1gp2g2yfye fe 2
2
g gie2ie2 gige1ie1
p12 p22 yfe 2 gie2 g2 gie1
yfe 2 4goe gie1
4
p12
goe p22 g2
gie2
yfe 2 4goe gie1
U 2 U ec
yic Ib /U bc Uec0
yrc Ib /Uec Ubc 0
yfc Ie /U bc Uec0
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+ V2
-
称为输出短路时的输入 导纳
y参数可能是
传输导纳 0 称为输出短路时的正向 V 2
0 V 1
复数，如
(25+10j)mS
I yr 1 V
课上思考：
称为输入短路时的反向 传输导纳
2
复数意味着什 么物理含义？
第三章 高频小信号放大器
电路性质：线性、甲类放大器
基础知识：
- 并联谐振回路 - 抽头等效变换
第三章 高频小信号放大器
本章内容
§3.1 概述 §3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数 §3.3 单调谐回路谐振放大器 §3.4 多级单调谐回路谐振放大器 §3.5 双调谐回路谐振放大器* 注意：§3.6~3.10节不讲
这个等效电路非常重要，希望同学们记住。
I1 I2
yi yr V2 yfV1 yo
I2
I1 + V1
-
+ V2
-
等效
+ V1
-
+ V2
-
用三极管引脚b,c,e来表示
ib + ube
-
ic
yie yreuce yfeube yoe
+ uce
-
第三章 高频小信号放大器 §3.2.1 形式等效电路（y参数）
-
+ V2
-
yV yV I 1 i 1 r 2 yV yV I
2 f 1
o 2
其中的 yi、yr、yf、yo 合称为 y 参数 可以看出4个参数均为导纳量纲，故其称为 y 参数
第三章 高频小信号放大器 §3.2.1 形式等效电路（y参数）
根据y参数公式画出y参数等效电路
2f 0.7
后面将会 证明谐振 放大器的 通频带与 谐振回路 的通频带 是类似的
20lg 2
调谐放大器电压增益的频率特性曲线
第三章 高频小信号放大器 §3.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（3）选择性
定义：表示放大电路从混合信号（有用信 号与干扰信号的叠加信号）中选出有用信 号，并抑制干扰信号的能力。 衡量指标
高频小信号 放大器
此信号功率为 Psi
此信号功率为 Pni
此信号功率为 Pno
N F 通常大于 1,越接近于 1越好, 有多级放大器时 , 前2级起决定作用
第三章 高频小信号放大器
§3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数
为什么要提出小信号等效电路?
回答：由于信号幅度很小（mV级），所以可认
为晶体三极管工作于线性区，如果把它等效成 我们学过的线性元件的组合电路，那么就可以 用我们学过的线性电路知识进行分析了。 把这一段
等效方法
重点
近似看作 一段Biblioteka 线 形式等效电路（如y参数、h参数） iC 物理模拟等效电路（π
参数）
vBE
第三章 高频小信号放大器
§3.2 晶体管高频小信号等效电路和参数
§3.2.1 形式等效电路（主要介绍y参数）
I2
图中，若以V1和V2为 自变量， I1和I2为参 变量，列出表达式：
I1 + V1
第三章 高频小信号放大器 §3.2.1 形式等效电路（y参数）
y参数的求法和含义
I yi 1 V 1
I yf 2 V
1
I2
yV yV I 1 i 1 r 2 yV yV I 2 f 1 o 2
2 f 1 o 2
0 V 2
+ V1
-
I1
§3.1 概述
二、高频小信号放大器分类
按所用的材料分类：
晶体管（BJT） 场效应管（FET） 集成电路（IC）
通过学习基于晶体管的谐振放 大器来掌握基本原理，其他类 型的放大器原理基本相同。
按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器 按电路形式：单级放大器和多级放大器 按负载性质：
谐振放大器（以谐振电路作为负载）
利用y参数求单纯三级管放大电路的 电压增益
I2 + V1
-
yie
yre V2
yfeV1
yoe
+ V2
-
Y’L
根据I 2的电流方程: V 2 YL' y fe V1 yoe V2
y fe V2 单纯三极管电压增益 AvT V1 yoe YL (教材P63公式3.2.10)
矩形系数 抑制比
矩形系数 K r 0.1
2f 0.1 2f 0.7
矩形系数越小，曲线越接近矩形，选择 调谐放大器电压增益的频率特性曲线 性越好，矩形系数最小值为 1
第三章 高频小信号放大器 §3.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（4）工作稳定性
一个理想的放大器其主要指标（如增益、 通频带、中心频率等）应不随时间和外界 变化而变化，谓之稳定。 反之则为不稳定，不稳定的极限情况是自 激（无规则的、失控的正反馈）。 提高稳定性，避免自激的措施有
第三章 高频小信号放大器
§3.1 概述
一、高频小信号放大器的特点 ① 频率较高
中心频率一般在几百kHz到几百MHz
带宽（2△f0.7）在几kHz到几十MHz
把这一段 近似看作 一段直线
② 小信号
信号较小，所以工作在
iC
线性范围内(甲类 放大器)
vBE
第三章 高频小信号放大器
非谐振放大器（以阻容耦合电路作为负载）
第三章 高频小信号放大器
§3.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（1）增益（放大倍数）
Vo 电压增益Av Vi
用分贝（dB）表示应为Av 20lg Vo Vi
Po 功率增益Ap Pi Ap 10lg
Po Pi
举例：若一个小信号放大器的电压增益为40dB，其实际电压放大倍数是多少?
Vo 解 : 因为Av 20lg 40dB Vi 所以lg Vo 2 Vi V 放大倍数 o 100(倍) Vi
第三章 高频小信号放大器
§3.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（2）通频带
定义：放大器的电压增益下降到最大值的 0.7（即1/ 2 ）倍时，上、下限频率之间的 频率范围称为放大器的通频带，用 B 2f 0.7 表示。也称为3dB带宽。
合理选择器件、合理设计PCB布局布线 单级的增益不要过高 加入稳定电路（如负反馈电路）等
第三章 高频小信号放大器 §3.1 概述
三、高频小信号放大器的质量指标
（5）噪声系数
) 定义： N F Psi / Pni (输 入 信 噪 比
Pso / Pno (输 出 信 噪 比 )
此信号功率为 Pso