高频电子线路第2章高频小信号放大器解析
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小信号放大器-高频电子电路2.2.217页PPT
负载和回路之间采用了变
压器耦合，接入系数
p2
u54 u31
N1 N
晶体管集、射回路与振荡回路之间 采用抽头接入，接入系数
p1
u21 u31
N2 N
+3 5
+C
L
u31
2
+
4 yL u54
yie
yreuce
yfeube
yoeu21
-
1
-
-
二、放大器性能参数分析：
1 ． 放 大 器 输 入 导 纳 Y i ib
休息1 休息2
3 电压增益
解 法 一 ：
利用上述求解输入导
纳的方法，把振荡回 路折合到晶体管集电 极回路的等效电路
uou54p2u31
+
iS YS
yie
ube
yreuce
-
uceu21p1u31
有uo
p2 p1
uce
如 右 图 所 示 ：
uce
yfe yoeYL
ube
故 可 得Auu uo i
的 缺 点 。
休息1 休息2
二、多级单调谐放大器
若 单 级 放 大 器 的 增 益 不 能 满 足 要 求 ， 就 要 采 用 多 级 放 大 器 设 放 大 器 有 n级 ， 各 级 的 电 压 增 益 分 别 为 A u1,A u2,A u3 A un ，
则 总 电 压 增 益 A n为 ： A nA u 1A u2A u3 A un
1 2 直 高 流 e 频 偏 交 置 Y流 i电 e 等 路 效 电 YR 工 路 fee作 U为 ·R c点 e射 b1Y、 ， 极 oeR C 负 b Cb2、 反 为 C 馈 基 e偏 为 1e极 )置 旁 、分 1g电 路 压 o旁阻 电 式 4， 容 路偏 稳 。 置 电定 Y电 L静 容阻 态 ， ，耦
高频电子线路第2章高频小信号放大器
的内部反馈越强.减小 有利于放大器的稳定工作. 的内部反馈越强.减小Yre有利于放大器的稳定工作. 利用混合π型电路参数可以推导出相应的 参数 利用混合 型电路参数可以推导出相应的Y参数.为了 型电路参数可以推导出相应的 参数. 便于推导将图 等效为下图. 便于推导将图2.1-1等效为下图. 等效为下图
2.1.5
β0
2
f 1+ f β
2.1.6
2.特征频率 T 特征频率f 特征频率 晶体管的放大性能有时还用特征频率f 表示. 晶体管的放大性能有时还用特征频率 T表示.特征频率 时的频率. 是β=1时的频率.根据定义 时的频率 根据定义: β0
fT 1+ f β
2
=1
Ib | 输出交流短路时的输入导纳 Yie = U c =0 Ub Ic Y fe = | 输出交流短路时的正向传输导纳 U c =0 U
b
根据式2.1.17可以很容易得到如图所示的Y参数 可以很容易得到如图所示的 参数 根据式 c 可以很容易得到如图所示 是受控电流源,正向传输导纳 等效电路. 正向传输导纳Y 等效电路.其中 Y U 和Y U 是受控电流源 正向传输导纳
U be
U ce
其中, 其中,
Yb 'e = g b 'e + jωCb 'e Yb 'c = g b 'c + jωCb 'c
三个节点列出节点电流方程: 以b,bˊ,c三个节点列出节点电流方程: , ˊ 三个节点列出节点电流方程
= U be U b 'e Ib rbb' U be U b 'e + (U ce U b 'c ) = U b 'eYb 'e rbb' Ic = (U ce U b 'e )Yb 'c + g mU b 'e + U ce g ce
高频电路基础课件：第2章 高频小信号放大器
高频电路基础
16
晶体管高频小信号调谐放大器
晶体管高频小信号调谐放大器一般采用LC谐振回路作为负 载。根据LC谐振回路的不同，可分为单调谐回路放大器和 双调谐回路放大器。
高频调谐放大器的主要指标是增益（电压增益和功率增 益）、频率特性（通频带以及矩形系数）等。其中频率特 性与谐振回路的参数有关，增益不仅与谐振回路有关，还 与晶体管参数及阻抗匹配情况有关。
晶体管 ←→ 四端网络 ←→ 形式参数
y参数（导纳参数）
以网络端口上的电压和电流表示
z参数（阻抗参数） h参数（混合参数）
A参数（级联参数）
以网络端口上的入射波和反射波表示 → S参数（散射参数）
2020/9/16
高频电路基础
9
以网络端口上的电压电流表示的形式参数
i1
i2
v1+
四端网络
+v2
i1 i2
vb 0
y fe
ic vb
vc 0
yre
ib vc
vb 0
输出短路时的输入导纳 输入短路时的输出导纳 输出短路时的正向传输跨导 输入短路时的反向传输跨导
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高频电路基础
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混合p 参数与 y 参数的转换
yie
1
ybe ybc
,
rb ( ybe ybc )
y fe
1
gm ybc , rb ( ybe ybc )
输到输入端，形成晶体管的内反馈。频率越高，此内反馈 越强烈
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高频电路基础
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晶体管参数在高频条件下的变化—— yie , yoe
0.015 6 10 4 0.010 4 10 4 0.005 2 10 4
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
高频电路 第二章 高频小信号放大器
2.1
高频小信号放大器：用以放大微弱的高频小信号。 分类： （一）.按负载性质分： 1.小信号调谐放大器：用LC谐振回路作负载。 又可分为谐振放大器（频率可调，主要做高频放 大级，接收天线后第一级放大器）和中频（频带）放大 器（频率固定的中放电路）； 2. 集中选频放大器：用集中选择性滤波器做负载。 （二）.按带宽分： 1.窄频带放大器：窄带放大器用LC谐振回路或集 中选频滤波器做负载，具有放大、选频的功能。其中 心频率在（几百-几百M）Hz范围内，频带宽度约（几～ 几十M）Hz。 2几M～几百M）Hz。
所以 Vo n2Vo n2 n1 y feVi y
f0
0 1 C Re0 1 ， Q0 0 Re00C 2 2 LC ge0 ge00 L 0 L
Qe
0C
g
1 g0 L
， ge0
1 1 Re0 Q0
C 0C 1 L Q0 Q00 L
图2.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
其中
Ib yie Vbe V 0 ce y Ib re V ce Vbe 0
Ic y fe Vbe Ic yoe Vce
Vce 0
Vbe 0
yie、yre、y fe、yoe 分别称为输入导纳、反向传输导纳 式中，
2.2.2
谐振电压放大倍数（增益） A Vo 0 0
n1n2 y fe g
Vi
负号表示输出电压和输入电压之间的相位相差 180o 。 同时，由于 y fe 是复数，其相角为 fe 故放大器在回路谐振时， 输出电压 Vo 和输入电压 Vi 之间 的相位差并不是180o，而是 180o fe 。当工作频率较低时， fe 0 Vo 和 V 相位才相 i 差180o ，即输出电压 Vo 和输入电压 Vi 反相位。 谐振电压放大倍数（增益）的振幅值
高频小信号放大器：用以放大微弱的高频小信号。 分类： （一）.按负载性质分： 1.小信号调谐放大器：用LC谐振回路作负载。 又可分为谐振放大器（频率可调，主要做高频放 大级，接收天线后第一级放大器）和中频（频带）放大 器（频率固定的中放电路）； 2. 集中选频放大器：用集中选择性滤波器做负载。 （二）.按带宽分： 1.窄频带放大器：窄带放大器用LC谐振回路或集 中选频滤波器做负载，具有放大、选频的功能。其中 心频率在（几百-几百M）Hz范围内，频带宽度约（几～ 几十M）Hz。 2几M～几百M）Hz。
所以 Vo n2Vo n2 n1 y feVi y
f0
0 1 C Re0 1 ， Q0 0 Re00C 2 2 LC ge0 ge00 L 0 L
Qe
0C
g
1 g0 L
， ge0
1 1 Re0 Q0
C 0C 1 L Q0 Q00 L
图2.2.4 共发射极接法的晶体管Ｙ参数等效电路
其中
Ib yie Vbe V 0 ce y Ib re V ce Vbe 0
Ic y fe Vbe Ic yoe Vce
Vce 0
Vbe 0
yie、yre、y fe、yoe 分别称为输入导纳、反向传输导纳 式中，
2.2.2
谐振电压放大倍数（增益） A Vo 0 0
n1n2 y fe g
Vi
负号表示输出电压和输入电压之间的相位相差 180o 。 同时，由于 y fe 是复数，其相角为 fe 故放大器在回路谐振时， 输出电压 Vo 和输入电压 Vi 之间 的相位差并不是180o，而是 180o fe 。当工作频率较低时， fe 0 Vo 和 V 相位才相 i 差180o ，即输出电压 Vo 和输入电压 Vi 反相位。 谐振电压放大倍数（增益）的振幅值
高频电子线路第二章 高频小信号放大器
(2) 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。 (3) 回路谐振电导ｇe0越小, Ａu0越大。 (4) 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。
结论：
以上这些质量指标，相互之间即有联系又有矛盾。 增益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一 对矛盾。
应根据需要决定主次，进行分析和讨论。
4、 晶体管的高频小信号等效电路
形式等效电路（网络参数等效电路） 包括：Y参数、h参数、z参数、s参数等效电路 混合π型等效电路(物理模拟等效电路)
2.2.1 单管单调谐放大器※
1.电路组成及特点
●右图是一个典型的单管单调谐放大器。
Ｃ b 与 Ｃ c 分别是和信号源（或前级放大器）、 负载（或后级放大器）的耦合电容, Ｃe是旁路
UCC R2 L Cc
电容。 ●电容Ｃ与电感Ｌ组成的并联谐振回路作为晶 体管的集电极负载 , 其谐振频率应调谐在输入 有用信号的中心频率上。 ● 回路与晶体管的耦合采用自耦变压器耦合方 式 , 这样可减弱晶体管输出导纳对回路的影响。 ● 负载（或下级放大器）与回路的耦合采用自 耦变压器耦合和电容耦合方式, 这样, 既可减弱 负载（或下级放大器）导纳对回路的影响 , 又 可使前、 后级的直流供电电路分开。 ● 另外 , 采用上述耦合方式也比较容易实现前、 后级之间的阻抗匹配。
指在电源电压变化或器件参数变化时以上三参数的稳定程 度。 为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级 增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。
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。
高频电子线路复习
高频电子线路复习第2章 高频小信号放大器高频小信号放大器与低频小信号放大器的主要区别：（1）晶体管在高频工作时，其电流放大系数与频率有关，晶体管的两个结电容将不能被忽略。
（2）高频小信号放大器的集电极负载为调谐回路，因此高频小信号放大器的主要性能在很大程度上取决于谐振回路。
1．LC 谐振回路的选频作用并联谐振回路的等效导纳：Y=G 0+j(ωC- ),谐振频率：ω0= ，并联回路的品质因数： 其中R=Q L ω0L2.串并联阻抗的等效变换：R 2≈Q 2r 1 ;X 2≈X 13.谐振回路的接入方式:变压器耦合连接，自耦变压器耦合连接，双电容分压耦合连接4.等效变换的接入系数与变换关系（上述三种耦合连接方式接入系数p 的计算公式）5.晶体管高频等效电路：晶体管y 参数等效电路6.高频谐振放大器的分析，等效电路，谐振电压放大倍数，通频带和矩形系数。
第3章 高频功率放大器高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。
高频功率放大器与高频小信号放大器的主要区别：高频小信号放大器晶体管工作在线性区域；而高频功率放大器，为了提高效率，晶体管工作延伸到非线性区域，一般工作在丙类状态。
高频功率放大器的分析方法通常采用折线分析法。
1.谐振功率放大器的用途和特点（与小信号调谐放大器进行比较）2.折线近似分析法----晶体管特性的折线化3.丙类高频功率放大器的工作原理：静态时晶体管工作在截止状态；在正弦输入信号时，输出集电极电流为余弦电流脉冲；输出为并联谐振电路，故其输出电压仍为正弦波。
4. 丙类高频功率放大器的一些重要公式：（1）导通角：(2) 集电极余弦脉冲电流的高度（幅值）：（3）集电极余弦脉冲电流波形的表达式：（4）余弦电流脉冲的傅里叶级数表达式：i c =I c0+I c1m cos ωt+I c2m cos2ωt+···+I cnm cosn ωt其中：I c0=I cM α0(θc );I c1m =I cM α1(θc )5. 丙类高频功率放大器的功率和效率：P ==V CC I C0 ;P 0=(1/2)U cm I c1m ;η=P o /P = 。
高频电子线路教案 第二章 小信号选频放大器
1、Cj L j R C j L j R Zp ωωωω11)(+++= )1(C L j R CLωω-+≈ R = )C1L (X ωω-= (1) 谐振条件：当回路总电抗X=0时，回路呈谐振状态(2)并联谐振阻抗CRLZ po ==p R jXR C L Z P +=（呈纯电阻，且取最大值）0X =ω1L -设初级线圈数为N1，，次级线圈数为N2。
在变压器紧耦合时，负载电阻载R‘L的关系为R‘L＝（N1/ N2）2 R L2. 自耦变压器的耦合联接3. 变压器自耦变压器的耦合联接1. 组成2. 元件作用3. 工作原理高频信号电压互感耦合基极电压管子be结回路谐振电压互感耦合负载电流i L在负载上产生较大的高频信号电压二、电路分析1.直流通路2. 交流通路3. 高频Y参数等效电路晶体管接入回路的接入系数n 1＝负载接入回路的接入系数n 2＝I‘S＝n1 2 I S＝n1 Y fe Ug‘oe＝n1 2 g oe，C‘oeg‘L＝n2 2 g L，C‘＝G ∑＝g‘oe＋g‘C ∑＝C‘oe＋C‘导纳Y ∑＝G ∑＋jw C输出电压U‘o＝－I‘s / Y ∑＝－n三、性能指标分析3. 电抗曲线一个是串联谐振频率f s，另一个是并联谐振频率4. 四端陶瓷滤波器及电路符号5. 陶瓷滤波器的优缺点二、声表面波滤波器1. 声表面波滤波器基本结构、符号和等效电路2. 声表面波滤波器工作原理3. 均匀叉指换能器的频率特性－均匀叉指换能器是指长、指宽以及指距均为一定值的结构4.非均匀叉指换能器5. 声表面波滤波器的优点6. 声表面波滤波器与放大器的连接。
高频第2章 小信号放大器
A 1 u 2f A u0 1 jQL f0
式中，Δf=f-f0，称为一般失谐。 令ξ=QL2Δf/f0，称为广义失谐。 Au 1 A 1 u Au 0 Au 0 1 j 12
第2章 高频功率放大器
3.放大器的通频带
根据通频带的定义，Au/Au0=1/2时所对应的2Δf为 放大器的通频带。
N(f)
Q01>Q02
1 Q02
理想的幅频特性
1 / 2 Q01
0.1 f3 f1 f0 2Δ f0.7 2Δ f0.1 (c) f2
实际的幅频特性
f4
f
第2章 高频功率放大器
三、串并联阻抗的等效互换 如图是一个串联电路与并联电路的等效互换图。设串联 电路是由X1与r1组成，等效后的并联电路是由X2与R2组成。
Vcc
b
选频与阻 抗匹配
直流偏置由R1、R2 、R3来 实现 Cb 、 CC 为耦合电容，Ce 为高频旁路电容。
＋ Cb R2
C
L CC ＋
U o
R1 Ce R3 －
U i
－
第2章 高频功率放大器
(一)放大器的等效电路及其简化 若信号源用Is和Ys等效，变压器次级的负载为下一级相同 型号的放大管（即具有相同的输入导纳Yie）。则其等效电路 如下：
y fe U i
) U 稳定系数 S i ( yie YS )( yoe YL yre y fe U i
第2章 高频功率放大器
(二)单级调谐放大器的稳定增益
稳定增益，是指晶体管不加任何稳定措施，而满
足稳定系数S(例如S≥5)要求时，放大器工作于谐振频 率的最大电压增益。
L
r
式中，Δf=f-f0，称为一般失谐。 令ξ=QL2Δf/f0，称为广义失谐。 Au 1 A 1 u Au 0 Au 0 1 j 12
第2章 高频功率放大器
3.放大器的通频带
根据通频带的定义，Au/Au0=1/2时所对应的2Δf为 放大器的通频带。
N(f)
Q01>Q02
1 Q02
理想的幅频特性
1 / 2 Q01
0.1 f3 f1 f0 2Δ f0.7 2Δ f0.1 (c) f2
实际的幅频特性
f4
f
第2章 高频功率放大器
三、串并联阻抗的等效互换 如图是一个串联电路与并联电路的等效互换图。设串联 电路是由X1与r1组成，等效后的并联电路是由X2与R2组成。
Vcc
b
选频与阻 抗匹配
直流偏置由R1、R2 、R3来 实现 Cb 、 CC 为耦合电容，Ce 为高频旁路电容。
＋ Cb R2
C
L CC ＋
U o
R1 Ce R3 －
U i
－
第2章 高频功率放大器
(一)放大器的等效电路及其简化 若信号源用Is和Ys等效，变压器次级的负载为下一级相同 型号的放大管（即具有相同的输入导纳Yie）。则其等效电路 如下：
y fe U i
) U 稳定系数 S i ( yie YS )( yoe YL yre y fe U i
第2章 高频功率放大器
(二)单级调谐放大器的稳定增益
稳定增益，是指晶体管不加任何稳定措施，而满
足稳定系数S(例如S≥5)要求时，放大器工作于谐振频 率的最大电压增益。
L
r
08-第二章——高频小信号放大器解析
第二章 高频小信号放大器
1. Y参数等效电路
设电压u1和u2为自变量， 电流i1和i2为参数量，
可得Y参数系的约束方程：
I1 y11 U 1 y12 U 2
I 2 y21 U 1 y22 U 2
i1
+
I1 yi U 1 yr U 2
U1
I 2 y f U 1 yo U 2
-
i1 + u1
ｙf越大, 表示晶体管的放大能力越强；
ｙr越大, 表示晶体管的内部反馈越强。 ｙr的存在, 对实际工作带来很大危害, 是谐振放大器自激 的根源, 同时也使分析过程变得复杂, 因此应尽可能使其减小, 或削弱它的影响。
第二章 高频小信号放大器
Y参数的物理意义
yie
Ib Ub
UC 0
输入导纳
yi yru2
第二章 高频小信号放大器
放大器 特点
工作频率高，中心频率几百KHz-几百MHz
具有选频特性，一般负载采用谐振回路 晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用双端网 络参数微变等效电路来分析。
按所用负载的性质分为谐振放大器和非谐振放大器。 谐振放大器——采用谐振回路作为负载的放大器，具有放
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
Ie yibUeb yrbUcb
Ic y U fb eb yobUcb
*对于共集接法，y参数用 yic、yrc、y fc、yoc 表示，则:
Ib yicUbc yrcUec
Ie y U fc bc yocUec
第二章 高频小信号放大器
Ｙ参数法从测量和使用的角度出发, 把晶体管作为一个有 源线性双口网络, 用一组网络参数构成其等效电路。
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
－
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
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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退出
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
。
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
高频电子线路第2章-谐振与小信号放大器-2详解
窄、谐振曲线变形等。其极限状态是放大器产生
自激。
主要原因：晶体管的寄生反馈作用。
措 施：限制每级增益；减小晶体管的内反馈
（中和或失配方法等）。
➢ 噪声系数 噪声系数是用来表征放大器本身产生噪声电
平大小的一个参数。
NF
Psi Pso
Pni (输入信号噪声比) Pno (输出信号噪声比)
N越F 接近1越好。
短路时,集电极电流Ic与基极电流Ib的比值。
IIbc
Uc 0
1
gmrb'e
jrb'e (Cb'e
Cb'c )
0
1 j
f
f
其中
0 gmrb'e
1
f 2rb'e (Cb'e Cb'c )
可见, 的幅值随频率的增高而下降。
高频晶体管发射极电流放大系数 下降到低频电流放大系数
的0 1倍时2 ，所对应的频率称为共射晶体管截止频率 f
2、混合π型等效电路
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
所以混合π型等效电路法较适合于分析宽频带小信号放大器
缺点： 随器件不同而有不少差别,分析和测量不方便
基区体电阻, 约１５～５０ Ω
这样, 既可减弱负载（或下级放大器）导纳对回路的影响, 又可使前、后级的直流供电电路分开。另外, 采用上述耦 合方式也比较容易实现前、后级之间的阻抗匹配。
单调谐回路共发放大器等效电路
思路： 2 放大器的主要技术指标
➢电压增先益求Uc与Ui的关系式, 然后求出Uc与Uo的关系, 即
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L L r0 C
C
LC串联谐振回路
+ -
( j ) U
1 ) (1)阻抗： Z r0 j (L 1 C (2)谐振频率： 0 LC (3)空载品质因数： 谐振时无功功率 I 20 L 0 L Q0 2 谐振时有功功率 I r0 r0 (4)串联负载后：r r0 rL L
高频小信号放大器的分类
窄频带放大器 高频小信号放大器
（按放大信号的频谱宽窄）
宽频带放大器 谐振放大器
ห้องสมุดไป่ตู้
高频小信号放大器
（按放大器负载的性质）
非谐振放大器
本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。
三 、高频小信号放大器的主要技术指标 1.电压增益Au和功率增益Ap ： U 0 uo 输出电压 分贝表示： Au 20 log Au Ui ui 输入电压
0
幅频特性
品质因数越大，曲线越尖锐，通频带越小，选择性越好
0 ( ) arct anQL ( ) 相角： 0
( )
QL1 QL 2 QL 2 QL1
0
相频特性
1 一、阻抗： Z r j (L ) r jX Z s e j C 1 1、电抗: X L C
L + ( j ) U
r
C
( j ) I (7)频率特性： I ( j )
0
0 1 jQL ( ) 0 I ( ) 1 模： I (0 ) 0 2 2 1 QL ( ) 0
1
等效电路
( j ) I
I ( ) I (0 )
QL1 QL 2 QL1 QL 2
一 、滤波器的分类 按频率特性分：低通、高通、带通、带阻 按所用器件分：有源滤波器、无源滤波器 按处理信号分：模拟滤波器、数字滤波器、 抽样数字滤波器。 二 、LC串并联谐振回路的特性 （一）电感线圈的高频特性 高频电路中电感元件的损耗不能忽略，等效电 路中应考虑损耗电阻 当电感元件工作在高频时，线圈的有效电阻将会 明显变大，且随工作频率升高而增加。
po 输出给负载的功率 Ap pi 输入功率
2.通频带 定义：放大器 的电压增益下 降到最大值的 0.707倍时所对 应的宽度。常 用 2f 0.7 来表示
分贝表示：
Au Au 0
Po Ap 10 log Pi
1 0.707
2f 0.7
f0
f
3.矩形系数（选择性）： (1) 选择性：选取有用信号抑制无用信号的能力。 (2) 矩形系数：表征选择性的一个参量,其定义为 2f 0.1 A K r 0.1 A 2f 0.7 1 2f 0.7 (3) 理想放大器的频率响应 0.707 特性曲线为矩形，矩形 2f 0.1 0.1 系数等于1。
fo–fs=fi
几十μ V～几mV
高频放大和中频放大 是高频小信号放大器
1V左右
fs
高频放大
fs fo
混频
中频放大
fi
检波
F
低频放大
F
本地振荡
一 、高频小信号放大器的功能 1. 高频：放大器的工作频率在几百kHz~几百MHz，必 须考虑放大器件的极间电容。 2. 小信号：放大器的输入信号小，放大器件在线性范 围内工作。 3. 功能：高频小信号放大器的功能是对微弱高频信号 进行不失真放大。 二 、高频小信号放大器的分类 1.按频带宽窄分：窄带放大器和宽带放大器。 2.按负载性质分：谐振式放大器和非谐振式放大器
第二章 高频小信号放大器
第一节 概 述 第二节 分析小信号放大器的有关知识 第三节 晶体管高频小谐振放大器信号 第四节 小信号谐振放大器的稳定性 第五节 场效应管高频放大器 第六节 线性宽带放大集成电路与集中滤波器 第七节 放大电路的噪声
第一节 概述
在高频电路中，调谐放大器是一种最基本、最常见的电 路形式。 它是由调谐回路与晶体管相结合而成的，其突出的优点 是增益高，有明显的选频性能，广泛地应用于各类接收设备 中。它的增益、通频带和选择性，决定了接收机的主要质量 指标。
1 ) 阻抗: Z r j (L C
r0 rL
等效电路
( j ) I
+
-
( j ) U
C
有载品质因数： QL
0 L
r
( j ) I
U U ( j ) (5)回路电流：I Z r j (L 1 ) C ( j ) U (6)谐振电流：I 0 r
在无线电技术中通常不是直接用等效电阻r，而是引入线圈的 品质因数这一参数来表示线圈及回路的损耗性能，品质因数 定义为无功功率与有功功率之比。
L Q0
电感
L r0
L
g0
1 r0 ，g 0 Q0 0 LQ0
0 L
电感的两种等效电路
（二）电容线圈的高频特性：损耗电阻小可忽略
（三）LC串联谐振回路
u u0
(4) 实际放大器与矩形有差异， 1 矩形系数大于1。 0.707 (5) 矩形系数表示实际曲线 接近矩形的程度。矩形系 数越小，选择性越好。
0.1
Au Au 0
f
2f 0.7 2f 0.1
f0
f
第二节
高频电路的基础知识
各种无线电发射设备和接收设备主要是由一些处理高频信号的 功能电路组成，无论工作原理还是实际电路，都有各自特点，但 是它们之间有些共同之处。如：各种高频电路基本上是由有源器 件、无源元件和无源网络组成的。 高频电路中使用的元器件与在低频电路中使用的元器件基本相 同，但是注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻（器）、电容（器）和电感 （器）, 它们都属于无源的线性元件。 高频电路中完成信号的放大，非线性变换等功能的有源器件主 要是二极管，晶体管和集成电路。 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡（谐振）回 路、高频变压器、谐振器与滤波器等。它们完成信号的传输、频 率选择及阻抗变换等功能。
放大器
谐振回路
负载
接收机天线所感应的电台的高频信号是很微弱的，一般只 有几十微伏到几毫伏，而接收设备内检波器的输入电压，最好 能达到1伏左右。 这就是说，要求接收机对高频信号的放大能力要达到1千倍 至10万倍左右，相当于60分贝至100分贝。显然，这就需要先对 高频信号进行放大，必要时要用多级高频放大电路。
C
LC串联谐振回路
+ -
( j ) U
1 ) (1)阻抗： Z r0 j (L 1 C (2)谐振频率： 0 LC (3)空载品质因数： 谐振时无功功率 I 20 L 0 L Q0 2 谐振时有功功率 I r0 r0 (4)串联负载后：r r0 rL L
高频小信号放大器的分类
窄频带放大器 高频小信号放大器
（按放大信号的频谱宽窄）
宽频带放大器 谐振放大器
ห้องสมุดไป่ตู้
高频小信号放大器
（按放大器负载的性质）
非谐振放大器
本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。
三 、高频小信号放大器的主要技术指标 1.电压增益Au和功率增益Ap ： U 0 uo 输出电压 分贝表示： Au 20 log Au Ui ui 输入电压
0
幅频特性
品质因数越大，曲线越尖锐，通频带越小，选择性越好
0 ( ) arct anQL ( ) 相角： 0
( )
QL1 QL 2 QL 2 QL1
0
相频特性
1 一、阻抗： Z r j (L ) r jX Z s e j C 1 1、电抗: X L C
L + ( j ) U
r
C
( j ) I (7)频率特性： I ( j )
0
0 1 jQL ( ) 0 I ( ) 1 模： I (0 ) 0 2 2 1 QL ( ) 0
1
等效电路
( j ) I
I ( ) I (0 )
QL1 QL 2 QL1 QL 2
一 、滤波器的分类 按频率特性分：低通、高通、带通、带阻 按所用器件分：有源滤波器、无源滤波器 按处理信号分：模拟滤波器、数字滤波器、 抽样数字滤波器。 二 、LC串并联谐振回路的特性 （一）电感线圈的高频特性 高频电路中电感元件的损耗不能忽略，等效电 路中应考虑损耗电阻 当电感元件工作在高频时，线圈的有效电阻将会 明显变大，且随工作频率升高而增加。
po 输出给负载的功率 Ap pi 输入功率
2.通频带 定义：放大器 的电压增益下 降到最大值的 0.707倍时所对 应的宽度。常 用 2f 0.7 来表示
分贝表示：
Au Au 0
Po Ap 10 log Pi
1 0.707
2f 0.7
f0
f
3.矩形系数（选择性）： (1) 选择性：选取有用信号抑制无用信号的能力。 (2) 矩形系数：表征选择性的一个参量,其定义为 2f 0.1 A K r 0.1 A 2f 0.7 1 2f 0.7 (3) 理想放大器的频率响应 0.707 特性曲线为矩形，矩形 2f 0.1 0.1 系数等于1。
fo–fs=fi
几十μ V～几mV
高频放大和中频放大 是高频小信号放大器
1V左右
fs
高频放大
fs fo
混频
中频放大
fi
检波
F
低频放大
F
本地振荡
一 、高频小信号放大器的功能 1. 高频：放大器的工作频率在几百kHz~几百MHz，必 须考虑放大器件的极间电容。 2. 小信号：放大器的输入信号小，放大器件在线性范 围内工作。 3. 功能：高频小信号放大器的功能是对微弱高频信号 进行不失真放大。 二 、高频小信号放大器的分类 1.按频带宽窄分：窄带放大器和宽带放大器。 2.按负载性质分：谐振式放大器和非谐振式放大器
第二章 高频小信号放大器
第一节 概 述 第二节 分析小信号放大器的有关知识 第三节 晶体管高频小谐振放大器信号 第四节 小信号谐振放大器的稳定性 第五节 场效应管高频放大器 第六节 线性宽带放大集成电路与集中滤波器 第七节 放大电路的噪声
第一节 概述
在高频电路中，调谐放大器是一种最基本、最常见的电 路形式。 它是由调谐回路与晶体管相结合而成的，其突出的优点 是增益高，有明显的选频性能，广泛地应用于各类接收设备 中。它的增益、通频带和选择性，决定了接收机的主要质量 指标。
1 ) 阻抗: Z r j (L C
r0 rL
等效电路
( j ) I
+
-
( j ) U
C
有载品质因数： QL
0 L
r
( j ) I
U U ( j ) (5)回路电流：I Z r j (L 1 ) C ( j ) U (6)谐振电流：I 0 r
在无线电技术中通常不是直接用等效电阻r，而是引入线圈的 品质因数这一参数来表示线圈及回路的损耗性能，品质因数 定义为无功功率与有功功率之比。
L Q0
电感
L r0
L
g0
1 r0 ，g 0 Q0 0 LQ0
0 L
电感的两种等效电路
（二）电容线圈的高频特性：损耗电阻小可忽略
（三）LC串联谐振回路
u u0
(4) 实际放大器与矩形有差异， 1 矩形系数大于1。 0.707 (5) 矩形系数表示实际曲线 接近矩形的程度。矩形系 数越小，选择性越好。
0.1
Au Au 0
f
2f 0.7 2f 0.1
f0
f
第二节
高频电路的基础知识
各种无线电发射设备和接收设备主要是由一些处理高频信号的 功能电路组成，无论工作原理还是实际电路，都有各自特点，但 是它们之间有些共同之处。如：各种高频电路基本上是由有源器 件、无源元件和无源网络组成的。 高频电路中使用的元器件与在低频电路中使用的元器件基本相 同，但是注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻（器）、电容（器）和电感 （器）, 它们都属于无源的线性元件。 高频电路中完成信号的放大，非线性变换等功能的有源器件主 要是二极管，晶体管和集成电路。 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡（谐振）回 路、高频变压器、谐振器与滤波器等。它们完成信号的传输、频 率选择及阻抗变换等功能。
放大器
谐振回路
负载
接收机天线所感应的电台的高频信号是很微弱的，一般只 有几十微伏到几毫伏，而接收设备内检波器的输入电压，最好 能达到1伏左右。 这就是说，要求接收机对高频信号的放大能力要达到1千倍 至10万倍左右，相当于60分贝至100分贝。显然，这就需要先对 高频信号进行放大，必要时要用多级高频放大电路。