高频小信号放大器
07-08 第二章——高频小信号放大器
m
4rbbCbeCce
通常，为使电路工作稳定，且有一定的功率增益，晶体 管的实际工作频率应等于fmax的1/3~1/4。
以上三个频率参数的大小顺序为： f max fT f 。
第二章 高频小信号放大器
2.3.1单调谐回路谐振放大器
一、电路结构和工作原理
1 直流偏置电路
第二章 高频小信号放大器
第二章 高频小信号放大器
uo Au ui
其中：
2 p1g oey p2 g ie p2 fe 2 p1 p2 y fe g g o p1 A u 1 1 2 C 2 1 g p g (1 ( jC )) Cie C C 1jCoe p2L j g jL
rbb ybe
b
I2 c + I g mVbe V2 I rbb 1 ybe rbb
ybc
I1 yre V2
V1 0
Vbe rbbV2
e
Vbe I 1 ybe rbb
I V2 1 1 ybc y 1 be rbb V2 ybc 1 rbb ybe 1 rbb ybe rbb ybc
第二章 高频小信号放大器
3. Y参数与π参数转换
Cb'c rbb' rb'c Cb'e ub'e rb'e gm ub’e rce
b + V1 -
I1
rbb ybe
b
ybc
I
g mVbe
I2 c + V2 -
ybc 1 / rbc jCbc jCbc ybe 1 / rbe jCbe gbe jCbe ybe ybc
高频小信号放大器工作原理
高频小信号放大器工作原理高频小信号放大器是一种广泛应用于电子设备中的放大电路，它能够将输入的小信号放大到更高的幅度，以实现信号的传输和处理。
本文将介绍高频小信号放大器的工作原理和特点。
一、工作原理高频小信号放大器的工作原理基于晶体管的放大特性。
晶体管是一种半导体器件，常用的有双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)两种。
这两种晶体管的工作原理略有不同，但都能实现信号的放大功能。
以双极性晶体管为例，高频小信号放大器一般采用共射极放大电路。
在这种电路中，输入信号通过耦合电容进入晶体管的基极，通过电流放大作用，输出信号从晶体管的集电极获取。
当输入信号进入晶体管的基极时，根据输入电压的变化，晶体管的基极电流也会相应地发生变化。
这导致晶体管的发射极电流发生变化，进而影响集电极电流。
通过适当的偏置电路，可以使晶体管工作在放大状态。
输出信号从晶体管的集电极获取，经过耦合电容进入负载电阻，最终输出到外部电路。
由于晶体管的放大特性，输入的小信号经过放大后，输出信号的幅度会大大增加，实现了信号的放大功能。
二、特点1. 高频特性：高频小信号放大器能够在高频范围内工作，通常可达到数百MHz甚至几GHz。
这使得它在无线通信、雷达、电视等领域得到广泛应用。
2. 小信号放大：高频小信号放大器主要用于放大小幅度的信号。
由于晶体管的放大特性和适当的偏置电路，它能够将微弱的输入信号放大到足够的幅度，以便后续的信号处理和传输。
3. 线性特性：高频小信号放大器通常要求具有良好的线性特性，即输入和输出之间的关系应该是线性的。
这样才能更好地保持信号的原始信息，并避免失真和干扰。
4. 稳定性：高频小信号放大器要求具有良好的稳定性，能够在不同的工作条件下保持一致的放大性能。
为了实现稳定性，通常需要采取一些措施，如负反馈和温度补偿等。
5. 噪声特性：高频小信号放大器的噪声特性对于信号处理和传输至关重要。
为了降低噪声，可以采用低噪声晶体管、降噪电路和屏蔽技术等手段。
高频小信号放大器工作原理
高频小信号放大器工作原理高频小信号放大器是一种电子器件，可以放大高频小信号。
它的工作原理是通过放大器内部的晶体管或场效应管等电子元件来实现的。
高频小信号放大器的核心部件是晶体管或场效应管。
晶体管是一种半导体器件，由P型和N型半导体材料组成，具有放大电流和电压的特性。
场效应管也是一种半导体器件，由栅极、漏极和源极组成，通过控制栅极电压来改变漏极和源极之间的电流。
当输入一个高频小信号时，它经过输入端进入放大器的输入电路。
输入电路的作用是将输入信号与放大器内部电路相匹配，以便信号能够被有效地传递到放大器的放大部分。
在放大器的放大部分，晶体管或场效应管起到放大信号的作用。
它们根据输入信号的大小和电压，通过电流放大的方式将信号放大到所需的幅度。
放大部分还会根据放大器的设计和要求，对信号进行滤波、调整相位和增加功率等处理。
放大后的信号经过输出电路，输出到负载或其他电路中。
输出电路的作用是将放大后的信号与负载匹配，以便信号能够被负载有效地接收和利用。
为了保证高频小信号放大器的稳定性和性能，放大器通常还会加入反馈电路。
反馈电路通过将一部分输出信号反馈到放大器的输入端，来控制放大器的增益和稳定性。
反馈电路可以使放大器的增益更加稳定，减少失真和噪声。
除了晶体管和场效应管，高频小信号放大器还包括其他辅助元件，如电容、电阻和电感等。
这些辅助元件在放大器中起到滤波、隔离、匹配和耦合等作用，以提高放大器的性能和稳定性。
总的来说，高频小信号放大器的工作原理是通过晶体管或场效应管等电子元件来放大输入的高频小信号。
通过适当的电路设计和元件选择，可以实现对高频小信号的放大、滤波和调整等处理，以满足不同的应用需求。
高频小信号放大器在通信、雷达、无线电和音频等领域有着广泛的应用。
《高频小信号放大器》课件
3
集成电路设计
利用集成电路技术，将放大器等组件集成到单个芯片上。
实现
PCB布局
优化电路的物理布局，以提高性 能和减少干扰。
结构优化
通过改进放大器的电路结构，进 一步提高性能和稳定性。
System-on-chip
利用现代集成电路设计技术，将 放大器功能集成到更大的系统中。
实例
低噪声放大器
专门设计用于音频处理等对信 号质量要求高的应用。
根据输入信号和输出 信号的比值计算放大 器的增益。
带宽计算
确定放大器能够工作 的频率范围。
噪声计算
评估放大器引入的噪 声水平。
阻抗匹配
确保放大器输入/输出 与周围电路之间的阻 抗匹配。
设计
1
线性设计方法
通过分析放大器的线性特性，进行电路设计和参数选择。
2
非线性设计方法
针对特定的应用要求，设计具有非线性特性的放大器电路。
高增益放大器
提供高增益的放大器，用于需 要放大微弱信号的应用。
差分放大器
用于抑制共模噪声，提高信号 传输的可靠性。
结论
高频小信号放大器是电子设备中重要的组成部分，具有广泛的应用领域。通 过了解放大器的原理、参数和设计方法，可以提高电路性能和稳定性，实现 更好的信号放大效果。
未来，随着集成电路技术的不断发展，高频小信号放大器将继续在各个领域 发挥重要作用。
作用与应用领域
作用
放大小信号，增加信号的强度。
应用领域
通信、无线电、音频等领域。
原理
1
放大器基本结构
由放大元件、电源和输入/输出端口组成
小信号模型
2
的电路。
通过分析放大器中的小信号行为，得到
高频小信号放大器和高频功率放大器相同点
高频小信号放大器和高频功率放大器相同点高频小信号放大器和高频功率放大器虽然在应用上有很大的差异，但是它们之间也存在一些相同点。
首先，高频小信号放大器和高频功率放大器都是通过对输入信号进行放大来增强电路输出的信号。
在具体应用中，高频小信号放大器一般用于放大微弱信号，以提高接收机的灵敏度；而高频功率放大器则用于放大较大功率信号，以驱动高功率负载。
其次，高频小信号放大器和高频功率放大器都需要注意相应的高频特性。
在高频电路中，信号传输速度较快，传输线路的电感和电容效应较明显，集总参数的影响也比较难以避免。
因此，对于高频小信号放大器和高频功率放大器，都要考虑输入和输出阻抗的匹配，以充分利用设备的传输带宽，提高信号传输质量。
此外，应对高频电路的噪声特性也是高频小信号放大器和高频功率放大器所共同面临的问题。
在高频环境中，噪声来源很多，包括来自电源的杂波、器件本身的噪声等。
要想保证放大电路的高信噪比，就需要采用适当的抑制噪声的技术，比如使用低噪声放大器、添加抗噪声电路等。
最后，高频小信号放大器和高频功率放大器都需要考虑电路的可靠性和稳定性。
高频电路对工作环境的温度、湿度、压力等要求比较高，还要考虑电子零件的寿命、稳定性等因素。
因此，在设计高频小信号放大器和高频功率放大器时，除了关注放大器本身的性能指标外，还要关注整个电路的可靠性和稳定性，以避免电路出现不稳定、失效等问题。
总之，高频小信号放大器和高频功率放大器虽然在应用场景上存在差异，但它们之间仍然存在一些共同点。
这些共同点为设计人员提供了一些启示，可以根据高频电路的特性和应用需求，选择适合的电路拓扑、器件和抑制噪声等技术，以实现高性能、高可靠性的高频放大器设计。
高频功率放大器和高频小信号放大器的异同
高频功率放大器和高频小信号放大器的异同你说到“高频功率放大器”和“高频小信号放大器”，是不是有点迷糊，像两个高科技的“外星人”站在那儿，听得懂但又搞不懂？嘿，别担心，我们一块儿拆解这个话题。
这两者看似高大上，实际上也没那么难懂。
咱们先来瞧瞧它们的区别，再聊聊它们的共同点。
只要细心一瞧，你会发现它们的“性格”和用途就像是两位性格各异的好朋友，一个专注于大场面，一个则偏爱细节，跟咱们生活中的人一样，有大有小，各有特色。
高频功率放大器，它的任务听起来就很“霸气”——主要是放大信号的功率。
你想想，它就像是个肌肉男，肌肉一上来，信号的力量就能倍增，通常它的工作是让信号的能量达到足够的强度，才能驱动像天线那样的设备进行无线传输。
常见的应用呢，就是无线通信，卫星，广播，甚至你拿个手机打电话时背后，可能就有功率放大器在默默地推波助澜。
说白了，它的角色就是让信号变得更“壮实”，把信息传得远，信号覆盖大。
而高频小信号放大器呢？它跟功率放大器不一样，更多的是在“听力”上较为出色，注重对微弱信号的放大。
这就好比一位擅长“放大”细微声音的耳机——不让任何一点点声音丢失。
通常它是在信号比较弱的时候“站出来”，把那些微小的、难以捕捉的信号放大，好让后续的设备能够处理更清楚的信号。
你比如在一些低噪音的环境下工作时，小信号放大器就发挥了巨大的作用。
也许你没有注意到，它每次都默默为你加油，让微弱的信号也能被精准传递。
你看，两者的功能不同，应用领域也大有区别。
功率放大器就像是个大力士，靠的是能量，靠的是“推”的力量，它重视的是信号的传递距离和强度。
而小信号放大器呢，侧重的是信号的细节放大，注重“音质”而非“音量”。
这个就像是跟音响比拼时的表现，有人追求低音炮的震撼力，有人却在意高音的清晰透彻。
但是，不要以为它们完全没有交集。
实际上，很多时候这两者是搭档，一起工作的。
比如说，在无线电的信号处理中，信号从接收到处理再到传输过程中，既需要小信号放大器来捡拾和放大微弱信号，也需要功率放大器来将信号推送出去，覆盖更广的区域。
高频小信号放大器
第2章 高频小信号放大器
16
. I ( ) R N ( ) I (0 ) R j(L 1 ) C
I ( ) N ( ) I (0 )
0 1 jQ ( ) 0
1
2
1
N ( )e j ( )
1. 频率选择性
0 2 1 Q ( ) 0
N(ω)
Q1
见右图，频率ω偏离ω0越远，N(ω) 因此，可以用ω－ω0 表 下降得越多。 示频率偏离谐振的程度，称为失谐量 。
ω0 ω 选频特性曲线
第2章 高频小信号放大器
17
I ( ) N ( ) I (0 )
1
0 2 1 Q ( ) 0
2
图 2.1.4 串联振荡回路 的谐振曲线
大器等。
选频滤波部分的核心：LC谐振回路或固定滤波器。
第2章 高频小信号放大器
4
高频小信号放大器的基本性能指标如下：
1）增益 增益定义为放大器的输出信号电量与输入信号电量的比值， 用A加下标（类似于低频放大器的增益）来表示。 图2-1（b）为一典型增益的幅频特性曲线。
图2-1 高频小信号放大器的幅频特性曲线
对于同样的频率ω和ω0，回路的Q值愈大， N(ω)下 降的越多。 回路的Q值愈高，谐振曲线愈尖锐，对外加 电压的选频作用愈显著，回路的选择性就愈好。
第2章 高频小信号放大器
18
因此，要衡量电路偏离谐振的程度，必须包含Q和 失谐量的综合效果。
第2章 高频小信号放大器
19
2. 通频带
20.7 (2 0 ) (0 1 ) 2 1
t
第2章 高频小信号放大器
26
谐振时
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。
3、高频小信号放大器解析
•
Av
V
•
2
V1
yfe yoe YL
ｙre表示输出电压对输入电流的控制作用（反向控制）； ｙfe表示输入电压对输出电流的控制作用（正向控制）。 ｙre越大表示晶体管的内部反馈越强；ｙfe越大表示晶体管
的放大能力越强。
ｙre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
p22 gie2
则可得最大功率增益为：
p1 yfevbe
11
放大器输入导纳Yi
•
I1
•
yie V1
•
yre V2
•
I2
•
yfe V1
•
yoe V2
•
•
I2 YL V2
Yi
yie
yre yfe yoe YL
图 3.2.3 晶体管放大器及其ｙ参数等效电路
12
放大器输出导纳Yo
I•1
•
yie V1
•
yre V2
I•2
y fe
•
V1
•
yoe V2
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
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。
7
高频小信号放大器的分析方法
p1 p2 yfe
jwC
1
jwL
谐振时
Av 0
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。
小信号高频放大器与小信号低频放大器的区别
音 频 射（高频频）微 波
300KHz
100M 0 Hz
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。
3
小信号高频放大器与小信号低频放大器的区别
4
小信号低频放大器
单级小信号放大器：工作频率在20Hz到20KHz内，电压与电流较小的 单体放大电路。
单级小信号放大器的工作特点： （1）为了不失真地放大信号，放大器必须设置合适的静态工作点。 （2）共射极放大器对输入的信号电压具有放大和倒相作用。 （3）在交流放大器中同时存在着直流分量和交流分量两种成分。直流
高频小信号功率放大器常用在接 低频功率放大器用在频段相对比
收天线端
较低的领域，如音响
高频电路集电极负载常用电感， 常有频率补偿，常用隔直放大， 很多是谐振放大，输入输出阻抗 低，增益低，常用共基组态
低频电路集电极负载常用电阻或 恒流源，通常不进行频率补偿， 常用多级直藕放大，强反馈，很 多是多倍频程放大，输入阻抗高 输出阻抗低，增益高，常用共射 组态
小信号高频放大器与小信号低频放大 器的区别
组员:陈嘉伟
1
小信号高频放大器
高频小信号放大器：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。
fo–fs=fi
高频放大 混频 中频放大 检波 低频放大
fs
fs
fi
F
F
foห้องสมุดไป่ตู้本地振荡
2
小信号高频放大器
分量反映的是直流通路的情况；交流分量反映的是交流通路的情况。
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
高频小信号放大器在现代通信领域，小信号放大器作为关键组件发挥着重要的作用。
而在高频领域，高频小信号放大器则更加重要。
本文将就高频小信号放大器的原理、设计和应用进行探讨。
一、原理高频小信号放大器是一种专门用于放大高频小信号的电路。
其工作原理基于三极管的放大特性。
三极管由一个发射极、一个基极和一个集电极组成。
在高频领域，三极管的输入和输出电容以及自激振荡等问题需要特别注意。
二、设计设计高频小信号放大器需要考虑频率响应、增益、稳定性和线性度等因素。
在频率响应方面，放大器应能够传输高频小信号而不产生明显的衰减。
增益是指输入信号经过放大器后的输出信号相对于输入信号的增加倍数，高频小信号放大器一般需要有较高的增益。
稳定性和线性度是保证放大器正常工作的关键，应采取相应的措施来避免产生不稳定和非线性失真。
三、应用在通信系统中，高频小信号放大器被广泛应用于射频放大、中频放大和功率放大等方面。
射频放大是指将信号从射频频段放大到中频频段的过程，高频小信号放大器在该过程中能够保持信号的稳定和线性度。
中频放大是指将信号从射频频段放大到基带频段的过程，高频小信号放大器在该过程中能够提供较高的增益和良好的频率响应。
功率放大是指将信号从较低功率放大到较高功率的过程，高频小信号放大器在该过程中能够提供高功率输出，并保持信号的稳定性和线性度。
四、优化为了进一步提高高频小信号放大器的性能，可以采取一些优化措施。
例如，可以通过选择合适的放大器拓扑结构来降低噪声和失真；可以采用高速、低噪声和低功耗的元件来提高放大器的工作效率；可以通过负反馈等技术手段来提高放大器的稳定性和线性度等。
综上所述，高频小信号放大器在现代通信系统中发挥着关键作用，设计和优化高频小信号放大器需要考虑频率响应、增益、稳定性和线性度等因素。
通过不断的研究和应用，相信高频小信号放大器的性能将得到进一步提升，为通信技术的发展做出更大的贡献。
通信电子线路第3章 高频小信号放大器
电路是由物理模拟方法得到的物理等效电路，如图所
示。
Cbc
b
rbb'
b＇ rb'c
c
r Cbe b'e
Cb'c
Cb'e
g mVb 'e
rce Cce
e
e
混合π等效电路
把晶体管内部的物理过程用集中元件RLC表示，每一
个元件与发生的某种物理过程有明显的关系。
3.2.2 混合π等效电路（物理模拟等效电路） （续1）
来组成等效电路。
I1
I2
+
V1
yi
-
yrV2 y f V1
+
yo
V2
-
晶体管共射极电路
晶体管（共射极）的y参数等效电路
I1 yiV1 yrV2
I2 y f V1 yoV2
3.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）（续1）
yi yr yf yo
VVVIIVII11122221
V2 0 称为输出短路时的输入导纳 V10 称为输入短路时的反向传输导纳 V2 0 称为输出短路时的正向传输导纳 V10 称为输入短路时的输出导纳
2
y fe
g
2
gie
gie2
( Av0 )2
gie2 gie
( Av0 )2
用分贝表示
如前后级采用
Ap0 (dB) 10 lg Ap0
相同晶体管
3.3 单调谐回路谐振放大器（续8）
忽略回路本身的损耗 Gp，则匹配条件为 p12 goe p22 gie2
故最大功率增益为（前后级采用相同的晶体管）
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。
第2章 高频小信号放大器(1)
1 ' 0 LC
1 LC
结论： 并联谐振回路谐振频率降低，并且CS、CL的不稳定将影响 回路的频率特性不稳定。 在实际应用的谐振回路中， CS、CL常常是晶体管的输出 电容和输入电容，当更换管子或温度变化时， CS、CL也要变 化，这将引起f0的不稳定。显然C 值越大， CS、CL变化影响 就越小。在设计高频谐振回路时应考虑这个问题。
N RL ( 1 )2 RL N2
R0 // RS // RL ' QL 0 L
N
结论：可通过改变 1 ( 1)比值调整RL‘ 的大小，提高回路 N2 QL的值。
⑵ 回路抽头的阻抗变换
高频电路的实际应用中，常用到激励信号源或负载与振荡回路中的电 感或电容部分接入并联振荡回路，常称为抽头振荡回路或部分接入并联 振荡回路。 抽头的目的是：减小信号源内阻和负载对回路和影响。
Q0 QL Rs RL 1 R R
结论：并联谐振适用于信号 源内阻RS很大，负载电阻RL 也较大的情况，以使QL较高 而获得较好的选择性。
结论：串联谐振回路通常适用 于信号源内阻Rs很小(恒压源） 和负载电阻RL也不大的情况。
（2）实际信号源内阻和负载并不一定都是纯电阻，也有可能有 电抗成分（一般是容性）。 考虑信号源输出电容和负载电容时的并联谐振回路 回路的谐振频率：
1 1 2
同样定义并联（串联）谐振回路端电压（电流）的相位为
P tg
P 或 S
S tg 1
P 或
S
1
Q1
Q2
Q2 > Q1
Q1 Q2
O
O
●通频带
定义：
并联 谐振回路：
u 1 令： i uio 2
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
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Cb'c )
1
0 jrb'e(Cb'e
Cb'c )
式中 0 gmrb'e 是低频时的电流放大系数。
高频电子线路
定义:
截止频率fβ的： 当
0 的频率。
2
可求得：
0
1 j f
f
| |
0
2
1
f f
高频电子线路
2、特征频率fT
晶体管的放大性能有时还用特征频率fT表示。特征频率
0
0 f fT f fT
2
1
f f
f
f f
f
上式说明，在f > fβ的区域，工作频率每增加一倍，β减 少一半（下降6dB），故此区域称为每倍频程下降6dB工作 区。
高频电子线路
3、 截止频率fα及其与fβ和fT的关系
当晶体管用作共基极联接时，其输出端交流短路的电流
放大倍数 也是随频率提高而降低的，当α下降到
0时，所
2
对应的频率称为 截 止频率。由于共基极短路电流放大系数
的近 似表示式为:
根据 和 的关系式:
0
1 j f f
1
1
高频电子线路
可以求出 截止频率fα与β截止频率fβ的关系:
f
1
10
f
1 0 f
用近似公式 fT 0 f 代入得
fT 0 f
故fβ，fT，fα三个频率的关系是:
. Ic
Yoe . YfeUb
V＋
C
. Uc
－
(b)
3 5
2
L
RL
4
1YL′
通常Yre很小，可 以忽略不计。
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高频电子线路
3、将输入、输出折合到LC回路两端
3
.
.
5
Ib
Ic
2
＋
V＋
L
RL
C
. IS
.
YS
Ub
Yie
.
.
Yoe .
Uc
4
1YL′
－
YreUc
2
V
L
RL
C
4
1
（2）直流电压源短路、电流
(b)
源开路。
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高频电子线路
2、Y参数高频等效电路
将交流等效电路中的晶体三极 管T用其Y参数模型代替，得 到Y参数高频交流等效电路。
. Ib
＋
. IS
.
YS
Ub
Байду номын сангаасYie
.
－
YreUc
V C
3 5
2
L
RL
4 1
(b)
高频电子线路
第3章 高频谐掁放大器
第一节 高频小信号放大器 第二节 高频功率放大器 第三节 高频功放的高频效应 第四节 高频功率放大器的实际线路 第五节 高频功放、功率合成与射频模块放 大器
高频电子线路
第一节 高频小信号放大器
小信号放大器的相关知识点 单级调谐放大器 多级单调谐放大器的级联
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是β=1时的频率。根据定义:
0
1
fT f
2
1
解之得:
fT 02 1 f
当β0远远大于1时
fT 0 f
高频电子线路
由于0
fT
rb'e re
rb'e ，代入上式得：
re
1
2 rb'e Cb'e Cb'c 2
re
1 Cb'e
Cb'c
若工作频率 f 3～5 f 时，则β可用下式近似计算。
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2
高频电子线路
小信号放大器的相关知识点
晶体管 的频率 特性
高频晶体 管的Y参数 模型
晶体管的频率特性 高频晶体管的Y参数模型
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3
高频电子线路
晶体管的频率参数
1、短路电流放大系数 和 截止频率fβ
Ic Ib
U c 0
Ic Ib
1
gmrb'e
b＋ . Ube Yie
. YreUce
－ e
(b)
. YfeUbe
＋c . Yoe Uce －
e
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11
高频电子线路
2、三极管Y参数的求法
在忽略rb′e及满足Cπ»Cμ的条件下, Y参数与混Π 参数之间的关系为
Yie
1
jC jC rbb
gie
jCie
Yoe
jC
jC rbb gm 1 jC rbb
goe jCoe
Y fe
gm
jC rbb
Yre
jCu 1 jC rbb
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高频电子线路
单级调谐放大器
学习思路：
作用与 组成
工作 原理
性能 分析
放大器的 性能改进
一 放大器的作用与电路组成 二 工作原理 三 性能分析 四 稳定性 五 多级其它形式的放大器
YfeUb
……
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高频电子线路
晶体三极管＋LC并联谐振回路的放大器组成
线性放大共 射组态
Rb1
输入回路： 输入变压器
V C
选频网络： LC回路，T的 负载
14
2
L
RL
3 5
Rb2
Cb Re
(a)
Ce
输出变压器和 负载阻抗，部
分接入。
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路
2、画出Y 参数交流 等效电路
3、将输入、 输出折合 到LC回路
两端
4、 归类 合并
5、主要 性能分
析
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高频电子线路
1
Rb1
2
V
L
C
3
Rb2
Cb Re
Ce
1:画出交流等效电路
4
RL 5
3 5
(a)
画交流等效电路的原则：
（1）高频旁路电容、耦合电 容短路，高频扼流圈开路。
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高频电子线路
二 工作原理
ic
gc ic
IQ
输出电压：
uo () icZP ( j)
uomax ic RP
uo ()
0
u U BQ be
0
t
0
us (t)
0
t
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高频电子线路
三 放大器的性能分析
分析方法：Y参数分析法 分析步骤：
1、画 出交流 等效电
fβ<fT<fα fα,fβ,fT是晶体管三个重要频率参数。
高频电子线路
高频晶体管的Y参数模型
1、三极管Y参数的定义
输出导纳
正向传输
•
I1 b •
U1
•
c I2
导纳
•
U2
反向传输 导纳
e
Y•
oe
•
I2
•
•
| u1
u2
Y•
fe
•
I2
•
•
| u2
u1
Y•
re
•
I1
•
•
| u1
u2
Y•
ie
•
I1
•
•
| u2
u1
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输入导纳
Ib YieUbe YreUce
晶体管Y参数等 Ic YoeUce YfeUbe
效电路的Y参数
方程 湖北大学物电学院 余琼蓉
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高频电子线路
晶体管Y参数等效 电路的Y参数方程 导出T的Y参数模型
Ib YieUbe YreUce Ic YoeUce YfeUbe
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高频电子线路
一 放大器的作用与电路组成
作用－－不失真的放大各种无线电设备中的高频小信号 电路组成模型：
ui (t)
有源放 大器件
＋
选频 uo (t)
网络
重点 讲解
晶体三极管＋LC并联谐振回路 场效应管＋LC并联谐振回路 运算放大器＋晶振 IC＋集中滤波器