无线电通信-3.1 晶体管高频小信号等效电路与参数
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不稳定状态有增益变化，中心频率偏移，通频带变窄，谐振曲线变形，极端情况 是放大器自激（主要由晶体管内反馈引起），使放大器完全不能工作。
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数 等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。
hoe
iC vCE
IB
输入端交流开路时的输出电导;
3.2.1 形式等效电路
• 晶体管放大器是双端口(two port) • 晶体管放大器 ｙ参数等效电路
图 3.2.1 晶体管共发射极电路
图 3.2.2 ｙ参数等效电路
yi yr
I1 VI11 V2
V2 0称为输出短路时的输入导纳； V1 0 称为输入短路时的反向传输导纳；
3.1 概述
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。通过的频带和中心频率之比是很小的 （窄带），一般都采用选频网络组成谐振或非谐振放大器。
普通调幅无线电广播所占带宽应为９kHz，电视信号的带宽为６MＨz左右。
fo–fs=fi
解得：放大器输出导纳Yo
Yo
I2 V2
yoe
yre yfe yie Ys
Yi
yie
yre yfe yoe YL
V y
高频放大
混频
fs
fs
中频放大
检波
低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
3.1 概述
高频小信号放大器的分类
高频小信号放大器
谐振放大器（窄带） （调谐与非调谐）
非谐振放大器（宽带） 本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。
单振荡回路 耦合振荡回路
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
窄带谐振放大器
3.2 晶体管高频小信号等效电路与 参数
• 3.2.1 形式等效电路 • 3.2.2 混合π等效电路 • 3.2.3 混合π等效电路参数与
形式等效电路y参数的转换 • 3.2.4 晶体管的高频参数
3.2.1 形式等效电路
VCC 输入回路 晶体管 输出回路
Rb1
C
Tr1
T
L
1 2
Tr2 4 yL
3
5
Tr1
T
3
5
L
2 1
4
C
yL
Tr2
Rb2
Cb
Re
Ce
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。
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。
双口网络示意图
h参数系
z参数系
y参数系
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。
3.1 概 述
高频小信号放大器的分析方法
几十μ V～几mV
fo–fs=fi
1V左右
高频放大 混频
fs
fs
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
晶体管工作在线性区（放大区），可看成线性元 件，可用双端口理论中有源四端网络参数微变等效电 路来分析。
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
K r0.01
2f 0.01 2f 0.7
3. 高频小信号放大器
• 3.1 概述 • 3.2 晶体管高频小信号等效电路与参数 • 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 • 3.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 • 3.7 谐振放大器常用电路和集成电路谐振放大器 • 3.9 放大器中的噪声 • 3.10 噪声的表示和计算方法
F
A A
低频小信号模型
高频小信号模型
分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至以后讨论。
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
5) 噪声系数：应力求使放大器的内部噪声越 小越好，即要求噪声系数接近1。
放大器的噪声性能可用噪声系数表示：
NF
Psi Pso
/ /
Pni (输入信噪比) Pno (输出信噪比)
yf
I2 V1
V2 0称为输出短路时的正向传输导纳；
yo
I2 V2
V1 0称为输入短路时的输出导纳。
图 3.2.1 晶体管共发射极电路
图 3.2.2 ｙ参数等效电路
计算Yi
节点电流法
I1
yie V1
yre V2
I2
yfe V1
yoe V2
宽带非谐振放大器
有源器件
谐振回路
宽带非谐振 放大器
滤波器
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
1) 增益：（放大系数）
电压增益：
Av
Vo Vi
功率增益：
Ap
Po Pi
分贝表示：
Av
20 log Vo Vi
2) 通频带：
Ap
10 log
Po Pi
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
0.1
理想
2f0.7 2f0.1
实际 f
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
3) 选择性
② 抑制比：表示对某个干扰信号fn 的抑制能力，
用dn表示。
A
dn
Av0 (谐振点放大倍数) Avn (干扰的放大倍数)
Av0 Avn
f fn f0
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数 等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。
晶体管H参数及小信号模型
vBE f1(iB , vCE ) iC f2 (iB , vCE )
hie
vBE iB
VCE
低频小信号模型 输出端交流短路时的输入电阻;
h fe
iC iB
VCE
输出端交流短路时的正向电流传输比;
hre
vBE vCE
IB
输入端交流开路时的反向电压传输比;
I 2 YL V2
解得, 放大器输入导纳Yi
Yi
I1 V1
yie
yre yfe yoe YL
Av
V
2
V1
yfe yoe YL
计算YO 节点电流法
I1
yie V1
yre V2
I2
y fe
V1
yoe V2
I1 Ys V1 (I s 0)
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数 等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。
hoe
iC vCE
IB
输入端交流开路时的输出电导;
3.2.1 形式等效电路
• 晶体管放大器是双端口(two port) • 晶体管放大器 ｙ参数等效电路
图 3.2.1 晶体管共发射极电路
图 3.2.2 ｙ参数等效电路
yi yr
I1 VI11 V2
V2 0称为输出短路时的输入导纳； V1 0 称为输入短路时的反向传输导纳；
3.1 概述
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。通过的频带和中心频率之比是很小的 （窄带），一般都采用选频网络组成谐振或非谐振放大器。
普通调幅无线电广播所占带宽应为９kHz，电视信号的带宽为６MＨz左右。
fo–fs=fi
解得：放大器输出导纳Yo
Yo
I2 V2
yoe
yre yfe yie Ys
Yi
yie
yre yfe yoe YL
V y
高频放大
混频
fs
fs
中频放大
检波
低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
3.1 概述
高频小信号放大器的分类
高频小信号放大器
谐振放大器（窄带） （调谐与非调谐）
非谐振放大器（宽带） 本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。
单振荡回路 耦合振荡回路
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
窄带谐振放大器
3.2 晶体管高频小信号等效电路与 参数
• 3.2.1 形式等效电路 • 3.2.2 混合π等效电路 • 3.2.3 混合π等效电路参数与
形式等效电路y参数的转换 • 3.2.4 晶体管的高频参数
3.2.1 形式等效电路
VCC 输入回路 晶体管 输出回路
Rb1
C
Tr1
T
L
1 2
Tr2 4 yL
3
5
Tr1
T
3
5
L
2 1
4
C
yL
Tr2
Rb2
Cb
Re
Ce
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。
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。
双口网络示意图
h参数系
z参数系
y参数系
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。
3.1 概 述
高频小信号放大器的分析方法
几十μ V～几mV
fo–fs=fi
1V左右
高频放大 混频
fs
fs
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
晶体管工作在线性区（放大区），可看成线性元 件，可用双端口理论中有源四端网络参数微变等效电 路来分析。
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
K r0.01
2f 0.01 2f 0.7
3. 高频小信号放大器
• 3.1 概述 • 3.2 晶体管高频小信号等效电路与参数 • 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 • 3.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施 • 3.7 谐振放大器常用电路和集成电路谐振放大器 • 3.9 放大器中的噪声 • 3.10 噪声的表示和计算方法
F
A A
低频小信号模型
高频小信号模型
分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至以后讨论。
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
5) 噪声系数：应力求使放大器的内部噪声越 小越好，即要求噪声系数接近1。
放大器的噪声性能可用噪声系数表示：
NF
Psi Pso
/ /
Pni (输入信噪比) Pno (输出信噪比)
yf
I2 V1
V2 0称为输出短路时的正向传输导纳；
yo
I2 V2
V1 0称为输入短路时的输出导纳。
图 3.2.1 晶体管共发射极电路
图 3.2.2 ｙ参数等效电路
计算Yi
节点电流法
I1
yie V1
yre V2
I2
yfe V1
yoe V2
宽带非谐振放大器
有源器件
谐振回路
宽带非谐振 放大器
滤波器
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
1) 增益：（放大系数）
电压增益：
Av
Vo Vi
功率增益：
Ap
Po Pi
分贝表示：
Av
20 log Vo Vi
2) 通频带：
Ap
10 log
Po Pi
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
0.1
理想
2f0.7 2f0.1
实际 f
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
3) 选择性
② 抑制比：表示对某个干扰信号fn 的抑制能力，
用dn表示。
A
dn
Av0 (谐振点放大倍数) Avn (干扰的放大倍数)
Av0 Avn
f fn f0
3.1 概 述
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数 等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。
晶体管H参数及小信号模型
vBE f1(iB , vCE ) iC f2 (iB , vCE )
hie
vBE iB
VCE
低频小信号模型 输出端交流短路时的输入电阻;
h fe
iC iB
VCE
输出端交流短路时的正向电流传输比;
hre
vBE vCE
IB
输入端交流开路时的反向电压传输比;
I 2 YL V2
解得, 放大器输入导纳Yi
Yi
I1 V1
yie
yre yfe yoe YL
Av
V
2
V1
yfe yoe YL
计算YO 节点电流法
I1
yie V1
yre V2
I2
y fe
V1
yoe V2
I1 Ys V1 (I s 0)