高频小信号放大器绝对有用
高频电子技术第1章高频小信号放大器
fn f0
f
BW0.7
BW0.1
矩形系数越接近1，放大器在满足通频带 高频小信号放大器的典型幅频曲线 的性况下选择性越好。
1.2谐振回路
谐振回路也称振荡回路，是最常用的选频网络，它由电感线圈和 电容组成。
简单的谐振回路分为3大类： 1、串联谐振回路 2、并联谐振回路 3、耦合谐振回路
+r
L
+
+
Ůg
+ Ůg
-
L
+
İ
C
Ůc
-
串联谐振回路 理想电路
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
串联谐振回路 等效电路
1.2.1串联谐振回路2
由等效电路可知，串联谐振回路的 阻抗为：
回路电流为：
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
串联谐振回路
上两式中，容抗ZC、感抗ZL为：
1.2.1串联谐振回路3
当信号源的感抗ωL和容抗1/ω C将随之
谐振放大器常由晶体管等放大器件与LC串、并联谐振回路构成。 集中选频放大器由集中宽带放大器与集中选频性滤波器构成，集中选频性滤 波器常用有，LC带通滤波器、晶体管滤波器、陶瓷滤波器及声表面滤波器等。
集中选频放大器相对谐振放大器线路简单，性能可靠，调整方便。
1.1.2高频小信号放大器的主要参数
1. 谐振增益：放大器在谐振点处的电压
AUO
带比实曲线所示通频带要宽，此时的选择性S比
较大，选择性较差。
为使放大器的通频带与幅频特性同时达到 理想的要求，应尽量使放大器的幅频特性曲线 接近理想矩形，如实曲线。
高频小信号谐振放大器实验总结(第五组)
高频小信号谐振放大器（总结）高频小信号谐振放大器=高频+小信号+谐振+放大；高频：由于高频频率高波长短，不同于低频，所以在线路中会存在反射、串扰；以及整块电路板的寄生参数的影响会导致效果会一点也出不来。
因为此次的频率在6M频率不算很高，总结一些解决方法：①反射：器件之间的连线要短，最好是直接相连，背面焊接不要出现就90°转折。
②串扰：级与级之间的地线处理好，最好是单点供地，并且地线要是所有传输线中最粗的一根，信号线不要裸露的从地线上方走过。
③寄生参数：是个不好处理的参数，但是可以通过输出的波形分析出，然后实施相应方法避免或解决，如布线不要有平行线，减小接入系数可以减小晶体管极间电容的影响。
注：自制扼流线圈或电感在绕制好后需用绝缘胶布固定，防止其因线圈变动影响稳定性。
小信号：小信号的输入大小影响晶体管的基极偏置，但是不能太小，因为学校的数字合成信号发生器在输出小于10mv的时候会有寄生波纹输出，在示波器上显示的可能是几百Hz属于低频信号，但是此时的信号仍然是高频信号，出现这种现象是因为示波器导致的视觉误差。
因为这种波纹的存在导致输出的波形上下浮动，很容易认为是电路的寄生振荡。
解决方法是提高小信号的输出幅度，一般在100mv时寄生波纹很小。
（注：有的数字合成信号发生器输出没有寄生波纹）谐振：涉及到输出的中心频率和带宽，如图：电容和电感可由计算可得，而这个电位器的作用是在输出带宽窄的情况下，调节电位器，减小其接入阻值，可以增加带宽。
放大：此次的核心是放大，其他的工作做的再好，不放大就是做无用功，只有放大了，再出现问题就好解决。
出现不放大的情况有以下几种：①输出增益为负值②增益不够高③输出波形失真，如图：解决方法：①静态工作点没有设置好，基极偏置跟低频不一样，经验值为+5V左右；②增益不够高很大程度上是因为晶体管的截止频率不够（静态工作点合理），可以尝试换截止频率高的晶体管，如9018 的截止频率为1G，足够放大。
高频小信号放大器(绝对有用)
I1
y ie V1
y re V 2
I2
y fe V1
y oe V 2
I 1 Y s V1 ( I s 0 )
Yo
yoe
yreyfe yie Ys
Av
V 2 V1
yfe yoeYL
图 3.2.3 晶体管放大器及其ｙ参数等效电路
yfe 1 rbb' [gb'e
gm
jw
Cb'e ]
yre
1
rbb'
[ gb 'e
Байду номын сангаас
j wCb'c j w Cb'e
]
yoe
jwCb'c
rbb' gm
1
gb'e j wCb'e rbb' [gb'e j w
Cb'e ]
19
.2.3 等效电路参数的转换 显然, 在高频工作时由于晶体管结电容不可忽略, y参数是一个复数。晶体 管Ｙ参数中输入导纳和输出导纳通常可写成用电导和电容表示的直角坐 标形式, 而正向传输导纳和反向传输导纳通常可写成极坐标形式, 即:
C
集射极间电容
ce
rb e 是发射结电阻 C b e 是发射结电容
16
.2.3 等效电路参数的转换
图 3.2.5 ｙ参数及混合π等效电路
17
.2.3
等效电路参数的转换
Ib yieVbyreVc
高频小信号放大器
2）放大电路的等效电路
3 5 2 L 4 1
V
Yie 2
C
忽略管子内部的反馈, 即令Yre =0
3 5 2 L 4 1
V
Yie 2
Yie1
YfeUbe Y oe
C
Yie1
p1Y feU be
2 p1 Yoe
C R0
L
L2
Yie 2
1 Rb1 V C Ce 2 L 3 4 RL 5
Rb2
Cb Re
2． 晶体管共射接法的高频等效电 路------Y参数等效电路
b
Ib
＋ . Ube Yie . YreUce . YfeU be
Ic
＋ Yoe . U ce －
c
e
－
晶体三极管共射接法Y参数等效电路
e
Y参数方程：
Y U Y U I b ie be re ce Y U Y U I
集成电路高频小信号放大器的组成下图所示。选 频器一般设置于电路链的低电平端，以对可能进 入宽带放大器的干扰与噪声信号进行一定的衰减， 改善传输信号的质量。匹配器一般为LC网络，以
保证选频器能满足对信号的选择性要求。
m
•
多级单调谐放大器的总电压增益是各级电压 增益的乘积。若由完全相同的单级放大器组成， 各级电压增益相等，则m级放大器的总电压增益 为
Am Au1
2）单位谐振函数
Am Nf Am 0
1 2fQ e 1 f0
m 2 2
m级相同的放大器级联时，它的单位谐 振函数等于各单级放大器单位谐振函 数的乘积 1 3）通频带
高频小信号谐振放大器的应用
• 从式（2-19）可以看出，在谐振点Δf=0，U/U0=1。随着|Δf|的增大， U/U0 将减小。对于
• 同样的偏离值Δf，Q0 越高，U/U0 衰减就越多，谐振曲线就越尖锐。
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2.2 小信号选频放大器
• 2.2.2 小信号谐振放大器
• LC 谐振回路小信号放大器由放大器和LC 谐振回路组成。放大器件可 采用单管、双管组合电路和集成放大电路等。谐振回路可以是单谐振 回路或双耦合谐振回路。
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2.3 集中选频放大器
• 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。石英 晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面滤波器等固体滤波器已被广泛地应 用在通信电子线路中。
• 1. 陶瓷滤波器 • 在通信、广播等接收设备中，陶瓷滤波器有着广泛的应用。陶瓷滤波
器是利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，常用的陶瓷滤波器 是由锆钛酸铅［Pb(ZrTi)O3］压电陶瓷材料（简称PZT）制成的。把 这种陶瓷材料制成片状，两面涂银作为电极，经过直流高压极化后就 具有压电效应。压电效应就是当陶瓷片发生机械变形时，其表面会产 生电荷，两电极间产生电压；
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图2-2 所示。图中与电感线圈L 串联的电阻R 代表线圈的损耗，电容 C 的损耗不考虑。 为信号电流源。为了分析方便，在分析电路时也 暂时不考虑信号源内阻的影响。
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2.2 小信号选频放大器
• 1）并联谐振回路阻抗的频率特性 • 如图2-2 所示，并联谐振回路阻抗表达式为
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• 在集中选频放大器里，先采用矩形系数较好的集中滤波器进行选频， 然后利用单级或多级集成宽带放大电路进行信号放大。前者以集中预 后者可充分发挥线性集成电路的优势。集中滤波器的任务是选频，要 求在满足通频带指标的同时，矩形系数要好。其主要类型有集中LC 滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等。
高频小信号谐振放大器
任务一高频小信号谐振放大器任务引入我们知道，无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是（μV）到几毫伏（mV），而接收电路中的检波器（或鉴频器）的输入电压的幅值要求较高，最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此，我们就需要设计高频小信号放大器，完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大，即从众多的无线电波信号中，选出需要的频率信号并加以放大，而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以提高信号的幅度与质量。
在此，首先引入应用广泛的高频小信号谐振放大器。
任务分析高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理，与低频小信号放大电路是基本一致的。
不同的是：一是在高频小信号谐振放大器中，所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高；二是高频小信号谐振放大器的频宽是窄带（要求只放大某一中心频率的载波信号）。
因此，首先在电路组成上应将低频放大电路中的低频三极管换成具有更高截止频率的高频三极管，将集电极负载换成了LC选频网络；再是在电路分析与设计中，应重点考虑电路的高频特性与选频特性。
高频小信号谐振放大器的核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
相关知识一、高频小功率晶体管与LC并联谐振回路1．高频小功率晶体管高频小信号放大电路中采用的高频小功率晶体管与低频小功率晶体管不同，主要区别是工作截止频率不同。
低频晶体管只能工作在3MHz以下的频率上，而高频晶体管可以工作在几十到几百兆赫兹，甚至更高的频率上。
目前高频小功率晶体管工的作频率可达几千兆赫，噪声系数为几个分贝。
高频小功率晶体管的作用与低频小功率晶体管一样，工作在甲类工作状态，起电流放大作用。
2．LC并联谐振回路在接收机的各级高频小信号放大器中，利用LC并联谐振回路的选频作用，对谐振点频率的电流信号呈现较大的阻抗，而且是纯电阻性的，将电流信号转换成电压信号输出，而对失谐点频率的电流信号呈现很小的阻抗，抑制失谐点频率电流信号的输出，起到选择出所需接收的信号，抑制无用的信号和干扰的目的。
高频小信号放大器课件
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。
高频功放与高频小信号放大器的比较
比较不同点3:
设计目的 小信号放大器：信号波形 放大、传输 功率放大器：将电源的能 量尽可能 以信号的形式输 出 电路性质 小信号放大器：线性 功率放大器：非线性
高频功放与高频小信号放大器
比较
制作者：陈资钦 学号：130351353
比较不同点1：
作用 小信号放大器：主要放大 的是电压信号。 功率放大器：主要放大的 是电流信号。 构成 小信号放大器：主要利用 共射、共基电路为基础。 功率放大器：主要以谐振 放大电路为基础。
比较不同点送 给功放到信号接收机天线 送来的信号。 功率放大器：发射机末端 指标 小信号放大器：电压增益 功率放大器：效率
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
第四章 高频小信号放大器(高频电子技术)
高频电子技术第四章 高频小信号放大器§4.1 概述低频放大器：工作频率较低，但带宽较宽；高频放大器：工作频率很高（中心频率在几百千赫至几百兆赫以上），但带宽很窄。
故高频放大器一般都是采用选频网络组成谐振放大器或非谐振放大器。
(1)谐振放大器：采用谐振回路（串、并联或耦合回路）作负载的放大器。
它又分为调谐放大器（高频放大器）和频带放大器（中频放大器）。
(2)非调谐放大器：由滤波器和阻容放大器组成的各种窄带、宽带放大器。
高频小信号放大器的主要质量指标：(1)增益：放大器输出电压与输入电压之比；(2)通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.7倍（2/1）时对应的频率范围：3db 带宽； 放大器的电压增益下降到最大值的0.5倍（2/1）时对应的频率范围：6db 带宽； (3)选择性：抑制干扰的能力。
(4)工作稳定性：电路元件参数发生改变时放大器的稳定程度。
(5)噪声系数：噪声系数＝输入端信噪比/输出端信噪比，如放大器内部噪声接近于零，则噪声系数接近于1，说明放大器本身引入的噪声很小。
§4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路的两种形式：形式等效电路和物理模拟等效电路。
形式等效电路：将晶体管等效为有源线性四端网络。
优点：分析电路方便，具有普遍意义；缺点：网络参数与频率有关。
物理模拟等效电路：用RLC 元件表示晶体管内部的复杂关系，即每一元件与晶体管内发生的某种物理过程有明显的关系，用这种物理模拟的方法得到的物理等效电路就是混合π等效电路。
优点：各个元件在很宽的频率范围内保持常数；缺点：分析电路不够方便。
4.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）（P91） 一、双口网络压控型伏安关系V AR （y 参数）：1V 2端口1和端口2都外接电压源。
端口电流1I 的表示式：sc1212111111211y y )1N ()1()1(I V V I I IV V I ++='''+''+'=++=产生的电流口中所有独立源作用在端只由网络产生的电流单独作用在端口电压源产生的电流单独作用在端口电压源端口电流2I 的表示式： sc21212222y y I V V I ++=其中，0,0111112===sc I V V I y 为端口1（输出）短路策动点（输入）导纳；i y,0211211===sc IV V I y 为端口1（输入）短路反向转移导纳；r y0,0122122===sc I VV I y 为端口2（输出）短路正向转移导纳；f y,0222221===sc IV V I y 为端口2（输入）短路策动点（输出）导纳；o y0,01sc121===V V I I 为两端短路时端口1的短路电流； 0,02sc221===V V I I 为两端短路时端口2的短路电流；写成矩阵形式：sc I V Y I +=，即⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡21212221121121sc sc I I V V y y y y I I一个双口网络可以用短路导纳矩阵Y 和短路电流向量scI 来表征，矩阵Y 中的各元素称为y 参数。
高频小信号放大器
图3-5 双调谐放大器
1、电路的组成与特点
图中，Rb1、Rb2和Re组成分压式偏置电路，Ce为高频旁 路电容，ZL为负载阻抗(或下级输入阻抗)，Tr1、Tr2为高频 变压器，其中Tr2的初、次级电感L1、L2分别与C1、C2组成 的双调谐耦合回路作为放大器的集电极负载，三极管的输 出端与初级回路采用了部分接入的方法，负载阻抗与次级 回路也采用了部分接入的方式。 电路特点： 1） 集电极负载为双调谐耦合回路 2） 初、次级均采用了部分接入方式
第三章 高频小信号放大器
本章重点：高频小信号谐振放大器的 工作原理及性能指标计算。
难 点：谐振放大器的性能分析。
3.1 概述
高频小信号放大器广泛应用于接收机中， 其主要作用是选择有用信号进行放大，同时对其 它无用信号进行抑制。比如在广播通信中，有众
多电台的无线电广播信号，而听众却可以通过拨
动调谐旋钮选听自己喜爱的电台节目，其主要原
2.性能指标 （1）中心频率 高频小信号的工作频率，即其谐振频率。 （2）电压增益 U 即电压放大倍数 A U
O i U
谐振电压增益Au0—放大器在谐振频率上的电压增益， 衡量对有用信号的放大能力。其值可用分贝（dB） 表示。 A U 0 (dB ) 20 lg A U 0
(3)通频带BW0.7 通频带是指放大器电压增益下降到谐 振电压增益Au0的0.707倍时所对应的频率 范围。一般用BW0.7（或2△f0.7）表示。 小信号谐振放大器的谐振曲线如图3-1所 示，图中f0 表示放大器的中心谐振频率 Au/Au0表示相对电压增益，由图可见BW0.7 = fH-fL 。 U
0
2 L C
L
1 ( 2 f 0 ) C
2
高频小信号放大器的主要技术指标
高频小信号放大器的主要技术指标一、引言高频小信号放大器是现代电子通信系统中的重要组成部分，它用于放大微弱的高频信号，以便在电信、广播、无线通信等领域中进行数据传输和通信。
本文将详细讨论高频小信号放大器的主要技术指标及其影响因素，以及如何优化这些指标以提高放大器的性能。
二、频率响应频率响应是高频小信号放大器的重要技术指标之一。
它描述了放大器对不同频率信号的增益特性。
在设计放大器时，需要保证频率响应尽可能平坦，以便在整个频率范围内都能够实现高增益。
频率响应的平坦度可以通过调整电路的带宽和谐振频率来实现，同时还需要考虑放大器的稳定性和噪声特性。
1. 带宽带宽是指放大器能够放大信号的频率范围。
在设计放大器时，需根据实际应用需求选择适当的带宽。
带宽的选择取决于信号频率范围和需要放大的信号的带宽。
2. 谐振频率谐振频率是指放大器在谐振状态下的工作频率。
谐振频率取决于放大器的电感和电容参数，通过调整这些参数可以改变谐振频率。
谐振频率的选择与应用场景密切相关，不同的应用可能需要不同的谐振频率。
三、增益增益是高频小信号放大器另一个重要的技术指标，它描述了放大器对信号的放大倍数。
增益的大小直接影响到放大器的灵敏度和信噪比。
1. 功率增益功率增益是指放大器输出功率与输入功率之间的比值。
放大器的功率增益越大，表示放大器将输入信号放大得更强，提高了信号传输的距离和可靠性。
2. 电流增益电流增益是指放大器输出电流与输入电流之间的比值。
电流增益反映了放大器对信号电流的放大效果，也是判断放大器性能优劣的重要指标之一。
3. 电压增益电压增益是指放大器输出电压与输入电压之间的比值。
电压增益决定了放大器对信号电压的放大倍数，也是评估放大器性能的关键指标。
四、线性度线性度描述了放大器输出信号与输入信号之间的线性关系，也反映了放大器的失真程度。
线性度越高，表示放大器输出的信号与输入信号的关系越接近直线，失真越小。
1. 非线性失真非线性失真是指放大器输出信号与输入信号之间的偏离程度。
高频小信号放大器的基本性能指标
因此，需要在回路上并联7.97 kΩ的电阻。
第２章 高频小信号放大器
5. 常用阻抗变换电路
为了减小信号源及负载对谐振回路的影响，除了增大RS、
RL外，还可以采用阻抗变换电路。常用的阻抗变换电路有变
变压器的功能有
变压： 变流： 变阻：
U1 N L 1 1 U 2 N 2 L2
I1 N 2 I 2 N1
(3) 以上所知品质因数均是指回路没有外加负载时的值， 称为空载品质因数，用Q0来表示。当回路有外加负载时，品
质因数要用有载品质因数值Qe
第２章 高频小信号放大器
3.
并联谐振回路在高频小信号放大器、高频功率放大器、
混频器以及正弦波振荡器中常用如图2-3所示的中频放大器。
图2-3 中频放大器
第２章 高频小信号放大器
第２章 高频小信号放大器
2.1 小信号谐振放大器的分类和性能指标 2.2 LC并联谐振回路
2.3 高频小信号放大器
2.4 集成选频放大器 2.5 仿真设计与应用 小结 习题
第２章 高频小信号放大器
本章要点
·
·
·
本章难点 · · ·用Multisim 10.0仿真分析高频小信号放大器
第２章 高频小信号放大器
为纯电阻且为最大，可以用R0表示，式(2-1)变为
Z p R0 L Cr
(2-2)
第２章 高频小信号放大器
并联谐振回路的谐振频率为
0
1 LC 或 f 0 1 2π LC
(2-3)
在LC谐振回路中，为了评价谐振回路损耗的大小，常引 入空载品质因数Q0。 Q0定义为回路谐振时的感抗(或容抗)与 回路等效损耗电阻r之比，即
100(kHz )
06 第二章——高频小信号放大器
按电路形式分为单级放大器和级联放大器。
第二章 高频小信号放大器
技术指标
1. 电压增益与功率增益------Au，Ap
u 输出电压 Au o ui 输入电压
Po 输出给负载的功率 Ap Pi 输入功率
2. 通频带------B=2B0.7 （或△f0.7)
放大器所放大的一般都是已调信号，已调信号都包含一定谱宽度， 因此要有一定通频带。通频带取决于回路的形式和QL。并且通频带越宽， 放大器增益越小。
ce :极间电阻，很大。几十KΩ
Cce :极间电容，很小。
第二章 高频小信号放大器
混合π参数法是从模拟晶体管的物理机构出发,
用集中参数元件Ｒ、Ｃ和受控源来表示管内的复杂关
系。 优 点: 各元件参数物理意义明确, 在较宽的频 带内元件值基本上与频率无关。 缺 点: 随器件不同而有不少差别, 分析和测量 不方便。因而混合π型等效电路法较适合于分析宽频 带小信号放大器。
5. 噪声系数------NF
Psi / Pni N F (dB) 10 lg Pso / Pno
Psi / Pni 输入信噪功率比 NF ＝ Pso / Pno 输出信噪功率比
希望放大器本身产生的噪声越小越好，要求噪声系数接 近1。
第二章 高频小信号放大器
以上这些要求相互之间即有联系又有矛盾，故根据 需要决定主次，eg: 增益和稳定性；通频带和选择 性等。
对发射区和集电区很大。
发 射 结 正 偏 集 电 结 反 偏
be :结电阻。较小 几十Ω～几百Ω,
26 0 be Ie Cbe :结电容，较大，100pf～500pf。
bc :结电阻，很大。100KΩ~100MΩ
第二章 高频小信号放大器
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
高频电子线路模块三： 高频小信号选频放大器
3.4信号源内阻及负载对谐振回路的影响
信号源内阻或负载并联在回路两 端，将直接影响回路的Ｑ值，影响 负载上的功率输出及回路的谐振频 率的稳定度。
A
算出有载品质因数 QT 进行比较就
L
.
C
Is
知道信号源内阻与负载对谐振回路 产生了什么影响。
R B
空载时的品质因素： Q0 RP
C L
下面计算一下有载品质因数:
高频小信号谐振放大器的性能很大程度上取决于LC 并联谐振回路，LC并联谐振回路的主要作用是选频和
阻抗变换。
3.3.1 并联谐振回路 并联回路： 信号源与电感线圈和电容器并联组成的电
A 路，叫做LC并联回路
.
C L 图中与电感线圈Ｌ串联的电阻Ｒ代表
Is
R 线圈的损耗，电容Ｃ的损耗不考虑。
B IS为信号电流源。
1.05
当f/f0=2时 Z =0.75K
= 89.5
由以上计算可以看出：当并联谐振回路的Ｑ值较大 时，回路的等效阻抗随着失谐的增大显著减小。
3.3.2并联谐振回路的通频带和选择性
A 在左图中，保持电流源的幅值不变，改
. C L 变其频率，则并联电路两端的电压的变
Is
R 化规律与回路的阻抗频率特性相似。
在C图中，RT实际上是考虑了信号源内 阻和负载电阻的影响后的并联谐振回
路的等效谐振电阻，由RT可求得等效 并联谐振回路的品质因数，称为有载
品质因数，用QT表示：
C
QT RT L
Q0 RP
C L
C QT RT L
由于 RT RP 所以有载品质因数QT小于空载品质因数Q0，而且信号 源内阻和负载电阻越小，则QT就下降得越多，回路的 选择性就越差，通频带越宽。由此可见信号源内阻及
高频小信号调谐放大器
高频小信号调谐放大器目录1 绪论 (2)…………………………………………………………………3 2 电路设计方案2.1 高频小信号调谐放大器简述 (3)2.2 电路原理图........................................................................4 3 电路的工作原理........................................................................4 4 主要性能指标及测量方法 (7)4.1 电压增益 (7)谐振曲线…………………………………………………………………7 4.24.3 放大器的通频带 (8)4.4 放大器的矩形系数...............................................................8 5 电路参数的设计 (9)5.1 设置静态工作点 (9)5.2 计算谐振回路参数............................................................9 6 调试与仿真 (9)6.1 MultiSim)仿真软件简介 (10)6.2 仿真测试的内容与步骤 (10)6.3 仿真测试结果与误差分析 (10)6.3.1 仿真原理图 (11)6.3.2 仿真结果 (13)6.3.3仿真误差分析………………………………………………………16 7 总结……………………………………………………………………………17 8 鸣谢.......................................................................................17 9 参考文献.................................................................................18 10 附录原理图 (19)1 绪论20世纪末，电子通讯获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
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fs
fs
f1
f1
F
F
fo
本地振荡
通常需要多级放大器来提供足够高的增益和足够好的选择性， 从而为下一级（混频或检波）提供性能良好的有用信号。
27
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包括多级分单级、 静态分析、 动态分析、 整合系统几个基本步骤。 1. 多级分单级 前级放大器是本级放大器的信号源；后级放大器是本级放大器 的负载。
晶体管工作在线性区，可看成线性元件，用有源线性四端网络 参数微变等效电路来分析。
10
3.2.1 形式等效电路
图
3.2.1 yi
yr
晶体VVII1112管VV共21发00称称射为极为电输输路入出短短路路时时的的反输图向入3.传导2.2输纳ｙ导；参纳数；等效电路
yf yo
I2 VI12 V2
V2 0 称为输出短路时的正向传输导纳； V1 0 称为输入短路时的输出导纳。
0
1
1
f fβ
2
所以 fTfβ 021
1
0 / 2
f
通常 01, fT 0 fβ
fβ fT
当f fβ时,
0
fT fβ fT
1
f f
2
f fβ
f
即f fT
可以粗略计算在某工作频率f >> fβ的电流放大系数。
23
3.2.4 晶体管的高频参数 3. 最高振荡频率fmax 晶体管的功率增益Gp=1时所对应的频率 f ≥fmax后， Gp<1，晶体管已经不能得到功率放大。 由于晶体管输出功率恰好等于其输入功率是保证它作为自激 振荡器的必要条件，所以也不能使晶体管产生振荡。 频率参数的关系： fmaxfT fβ
不稳定状态的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。
6
3.1 概述
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。
F
A
低频小信号模型
A
高频小信号模型
出于分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至最后讨论。
0
1
f f
2
0 1
β=1时所对应的频率
0 / 2
f fβ fT
fT fβ 02 1
通常 01, fT 0 fβ。
当f > fT后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍可能有电压增 益，而功率增益还可能大于1。
22
3.2.4 晶体管的高频参数
2. 特征频率 β=1时所对应的频率
0
3.3.1 电压增益
+
Gp
p22 g ie 2
+ v31
v31
p1 yfevbe p12 goe1
-
-
Av
GP
p1p2yf e
jwC
1
jwL
谐振时
Av0
p1p2yfe GP
Gpp1p21gpo2ey1fep22gie2
35
3.3.1
电压增益
+
p22 g ie 2 +
Gp
v31
p1 yfevbe p12 goe1
7
3.1 概述
高频小信号放大器的分析方法
几十μV～几mV
f1=fo-fs
1V左右
高频放大 混频 中频放大 检波 低频放大
fs
fs
f1
f1
F
F
fo
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。
8
体管高频小信号等效电路与
3.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路） 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
AV/AVo 1
0.7
② 抑制比：表示对某个干扰信号fn
2f0.7
的抑制能力，用dn表示。 A
A v0
dn
Av 0 Av n
A vn
5
0.1
fn f0
2f0.1
f
理想 实际 f
3.1 概述
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。
Ap
10log
Po Pi
2) 通频带：
4
3.1 概述
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。
Kr 01
2f0.1 2f0.7
Kr0.01
2f0.01 2f0.7
非谐振放大器
石英晶体滤波器 陶瓷滤波器
本章重点讨论晶体管窄带谐振放大器 声表面波滤波器
窄带谐振放大器
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
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：A p
Po Pi
分贝表示：
Av
20logVo Vi
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）
VCC
输出回路
Rb1
C
Tr1
T
L
1 2
Tr2 4 YL
3
5
输入回路 晶体管
Tr1
T
3
5
L
2 1
4
C
YL
Tr2
Rb2
Cb
Re
Ce
30
3.3 单调谐回路谐振放大器
2) 画出交流小信号等效电路，
电路ｙ参数的转换 3.2.4 晶体管的高频参数
9
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。
输出回路
负载和回路之间采用了变压器
输入回路 晶体管
3
5
耦合，接入系数
Tr1
T
L2
1
4
C
YL
Tr2
p2
v54 v31
N2 N
yie
+3
+
C
v21
L
2
yoe yrevce yfevbe -
u31 1
-
晶体管集、射回路与振荡回路
5
+ 之间采用抽头接入，接入系数
4 YL v54
_-
p1
v21 v31
N1 N
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—几百MHz，频谱宽度在几kHz—几十MHz的范围内）的 放大器。
几十μV～几mV
f1=fo-fs
1V左右
高频放大 混频 中频放大 检波 低频放大
fs
fs
f1
f1
F
F
fo
本地振荡
1
3.1 概述
音 频 射 频 微波
300KHz
300MHz
yie=gie+jωCie yoe=goe+jωCoe yfe=|yfe|∠φfe yre=|yre|∠φre
Cie yie gieyreuce
yfeube
Coyeoe goe
21
3.2.4 晶体管的高频参数 1. 截止频率 β下降到β0的 1/时2所对应的频率
短路电流放大倍数
.
0
1 j f
f
2. 特征频率
yfe 1 rbb' [gb'e
gm
jw
Cb'e ]
yre
1
rbb'
[ gb 'e
j wCb'c j w Cb'e
]
yoe
jwCb'c
rbb' gm
1
gb'e j wCb'e rbb' [gb'e j w
Cb'e ]
19
.2.3 等效电路参数的转换 显然, 在高频工作时由于晶体管结电容不可忽略, y参数是一个复数。晶体 管Ｙ参数中输入导纳和输出导纳通常可写成用电导和电容表示的直角坐 标形式, 而正向传输导纳和反向传输导纳通常可写成极坐标形式, 即:
yie
yrevce
yfevbe
+
C
v21
yoe
-
+3
v3L1 2
1
-
5+
4 yL v54
-
w yoegoe 1 j C oe1
w YLgie2j Cie2
把晶体管集电极回路和负载 折合到振荡回路两端
其中：
Gp Gpp12goe1p22gie2 CCp12Coe1p22Cie2
+ u31
yfeuvbbee yyoeoe
24
3.3 单调谐回路谐振放大器
3.3.1 电压增益 3.3.2 功率增益 3.3.3 通频带与选择性 3.3.4 级间耦合网络