通信电子线路基础解析

y fe
gm jCb'c 1 rbb' [ gb'e j(Cb'e
Cb'c )]
三点结论：
1)Y参数与静态工作点有关，在这点上与H参数一样； 2)Y参数与三极管的工作频率有关。在下一章将要讨论的小信号谐振放大器 中，由于电路的通频带很窄，三极管的工作频率被局限在一个较小的范围内， Y参数在此可以近似看成常数；
0L
1
0C
L C
（4）广义失谐ξ：能够清楚的反映失谐的大小
zs
r
j(L 1 ) C
r 1
j
1 r
(L
1
C
)
r 1
j 0L ( r 0
0
)
r 1
jQ(
0
0
)
r(1
j )
其中， Q( 0 ) 当＝0时，Z r，电路谐振 0 当 0时，Z r，电路失谐；
0，Z为容性阻抗； 0，Z为感性阻抗
第2章 通信电子线路基础
2.1 高频电路中的有源器件 2.2 无源谐振电路分析 2.3 干扰和噪声
2.1 高频电路中的有源器件
2.1 有源器件：
BJT、FET、变容二极管：高频应用 集成电路：通用集成宽带放大电路，
专用高频集成电路。 任务：完成信号的放大、非线性变换等主要功能。
2.1.1 BJT的高频小信号模型
3)如果工作频率对三极管来讲不是特别高，即满足：
j(Cb'e Cb'c ) gb'e
jrb'e (Cb'e Cb'c ) 1
Y参数均为容性参数，为了今后分析电路方便，我们将Y参数记为：
Yie
Ib Ube
Uce 0 gie j C ie
Yre
Ib Uce
Ube 0 gre j C re
K 0.1
BW0.1 BW0.7
9.95
-/2 相频特性
f、直接接入信号源和负载的LC并联谐振回路
Is Rs C
L
CL
R rL
Ro
CL
Is Rs C L
R
L
谐振频率： fo
2
1 LC
(C´=C+CL)
谐振阻抗：Re=Rs//Ro//RL
(Ro
QooL
Qo ) oC
L
R´
Is C´
o
有载品质因数：
_ s
rD
2.2 无源谐振网络
任务：信号传输、频率选择和阻抗变换等。
一、LC串联谐振回路：r是L和C的损耗之和
zs
r
jL
1
jC
r
j(L 1 ) C
（1）串联谐振频率：0
1 LC
L r
（2）品质因数：回路谐振时无功功率 与损耗功率之比
Q 0L 1
r
r0C
C ZS
（3）特性阻抗ρ： 谐振时容抗或感抗的值
通信电路中用到的谐振电路多为窄带电路，即ω与ω0很接
近，则有
Q(
0
)
Q(
0
)(
0
)
0
0
因为 0 2，令－0＝，
则＝2Q 2Q f ，其中是失谐量
0
f0
二、并联谐振回路
1、基本概念： LC理想，
+ I
g0是L和C的损 U
C
耗之和。
-
y
g0
jC
1y
jL
g0
j(C 1 ) L
g0 1
j
1 g0
(C
1
L
)
g0 1
j 0C
g0
(
0
0
)
g0 1
Байду номын сангаас
jQ(
0
0
)
g0 (1 j )
+
I
L
U
C
L go
r
-
y
a、并联谐振频率
o
1 LC
或f o
2
1 LC
b、品质因数
Qo
oC
g0
1
g0o L
c、广义失谐
Q( 0 ) 2Q
0
0
2、并联谐振回路的幅频特性和相频特性
Ib yieUbe yreUce
Ic
y feUbe
yoeU
c
e
并由这个电流方程画出三极管的交流Y参数等效
电路如图：
Ib
yreUce yfeUbe Ic
+
+
Ube yie
_
yoe
Uce
_
其中：
yie
Ib U be
Uce 0
是输出交流短路时的输入导纳；
yre
Ib Uce
Ube 0
是输入交流短路时的反向传输导纳，这是造成三 极管输入回路与输入回路耦合的主要因数，也称为 反馈导纳；
Ic c
b Ib
+
+ Ub_e
U_ ce
e
e
（a）
三极管的二端口模型
Ib
+
Ube yie
_
yreUce
yfeUbe yoe
Ic
+
Uce
_
（b）
Y参数等效电路
已知线性二端口网络的y参数方程为：
I1 I2
y11U1 y21U1
y12U 2 y22U 2
将其移植到上图（a）中，得到三极管共发射极 接法的y参数电流方程：
曲线越窄，选
频特性越好， 定义当U下降 到U0的1 2 时，对应的频
率范围为通频 带——BW0.7
U
U
Uo
1
(2Qo
o
)2
Uo
12
∆ω0.7
U0
0.707U0
z
arctg(2Qo
o
)
arctg
BW0.7
o
ξ
幅频特性
d、 通频带
/2 z
BW0.7
2
o
Qo
或BW0.7
2f
fo Qo
o
ω
e、 矩形系数
Qe
Re
o L
ReoC
通频带：BW0.7
fo Qe
例：已知并联振荡回路的 fo=465KHz，C=200pF， BW=8kHz，求: (1) 回路的电感L和有载QL； (2) 如将通频带加宽为10kHz，应在回路两端并 接一个多大的电阻？
Y fe
Ic Ube
g Uce 0
m
Yoe
Ic Uce
Ube 0 goe j Coe
2.1.2 二极管和场效应管的高频小信号模型
一、二极管的高频小信号模型
二、FET的高频小信号模型
室温条件下：
Cgd
rD
26mV ID
g +
gmUgs
d +
CJ CT CD
Ugs
Cgs
rgs
Uds
CJ
_ s
一、混合π等效电路
Ib
b +
Ube
_ e
b' +
Ube
_
Cb'c
Cb'e
gmUbe
混合型等效电路
gm
rbe
(1 )re
1 re
I EQ 26m v
Ic
c +
Uce
_ e
二、三极管的Y参数等效电路
三极管处在小信号线性放大状态时，可以近似为线性器 件。因此，我们避开三极管的内部结构，将其看成一个线性 二端口网络，如下图所示，从而可以用网络参数等效电路来 等效三极管。
y fe
Ic U be
Uce 0
是输出端交流短路时的正向传输导纳，这是体现三极管电 流控制作用的参数，其作用相当于H参数等效电路中的；
yoe
Ic Uce
Ube 0
是输入端交流短路时的输出导纳，即受控电流源的内导纳。
混合π等效电路和Y参数等效电路所反映的是同一只三极管，所以 两种等效电路之间存在着确定的关系，根据Y参数的上述定义，从混 合π等效电路可以推导出：
yoe
jCb'c[1 rbb' ( gm gb'e jCb'c )]
1
rbb'
[
g b
'e
j (Cb'e
Cb'c )]
，
gb'e
1 rb'e
yre
jCb'c 1 rbb' [ gb'e j(Cb'e
Cb'c )]
yie
gb'e j (Cb'e Cb'c ) 1 rbb' [ gb'e j (Cb'e Cb'c )]