通信电路知识-高频小信号放大器
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第一章 高频小信号放大器
高 频 电 子 线 路
4、单级单调谐放大器
① 集电极负载为LC并联谐振回路 ② 采用了部分接入方式
单级单调谐放大器的性能分析：
高 频 电 子 线 路
谐振频率： f 0 • 通频带：BW0.7
1 2 LC
其中：C∑为等效的回路总电容。
BW0.1 • 矩形系数： K 0.1 9.95 BW0.7
基极补 偿 射 极 补 偿
③ 集电极回路补偿
并联补偿 串联补偿 串、并联复合补偿
补偿法示例：
高 频 电 子 线 路
1.3 小信号谐振放大器
高 频 电 子 线 路
1、什么是谐振放大器？ 采用调谐回路作为负载的放大器。选 频或滤波是其基本特点。 2、分类
1.3 小信号谐振放大器
高 频 电 子 线 路
通 频 带
增 输 益 入 阻 抗
失 真
2、分析方法
分析宽带放大器的频率特性，可以采用与分析一 般音频放大器频率特性相似的方法，即稳态（又称 频域分析法）。也可以用另一种分析方法，就是考 察阶跃信号通过放大器后的失真情况，称为暂态法 （又称时域分析法）。
高 频 电 子 线 路
关于稳态分析法 关于暂态分析法
依据：任一信号都可看成由许多起始时间不 同、幅度不同的矩形脉冲的叠加。 方法：通过观察矩形脉冲经宽带放大器放大 后波形的失真情况，来判断该放大器的相关 特性。 应用连接图示
1.2 扩展通频带的方法
高 频 电 子 线 路
1、负反馈法
1.2 扩展通频带的方法
高 频 电 子 线 路
2、组合电路法
n
n ( A ) = u1
BW0.1 100 1 K 0.1 1 N级的矩形系数为 BW0.7 2 n 1
4、单级单调谐放大器
① 集电极负载为LC并联谐振回路 ② 采用了部分接入方式
单级单调谐放大器的性能分析：
高 频 电 子 线 路
谐振频率： f 0 • 通频带：BW0.7
1 2 LC
其中：C∑为等效的回路总电容。
BW0.1 • 矩形系数： K 0.1 9.95 BW0.7
基极补 偿 射 极 补 偿
③ 集电极回路补偿
并联补偿 串联补偿 串、并联复合补偿
补偿法示例：
高 频 电 子 线 路
1.3 小信号谐振放大器
高 频 电 子 线 路
1、什么是谐振放大器？ 采用调谐回路作为负载的放大器。选 频或滤波是其基本特点。 2、分类
1.3 小信号谐振放大器
高 频 电 子 线 路
通 频 带
增 输 益 入 阻 抗
失 真
2、分析方法
分析宽带放大器的频率特性，可以采用与分析一 般音频放大器频率特性相似的方法，即稳态（又称 频域分析法）。也可以用另一种分析方法，就是考 察阶跃信号通过放大器后的失真情况，称为暂态法 （又称时域分析法）。
高 频 电 子 线 路
关于稳态分析法 关于暂态分析法
依据：任一信号都可看成由许多起始时间不 同、幅度不同的矩形脉冲的叠加。 方法：通过观察矩形脉冲经宽带放大器放大 后波形的失真情况，来判断该放大器的相关 特性。 应用连接图示
1.2 扩展通频带的方法
高 频 电 子 线 路
1、负反馈法
1.2 扩展通频带的方法
高 频 电 子 线 路
2、组合电路法
n
n ( A ) = u1
BW0.1 100 1 K 0.1 1 N级的矩形系数为 BW0.7 2 n 1
第三章-高频小信号放大器
➢ yoe yo1 go1 jCo1 为晶体管的输出导纳。
➢ Y为L' 晶体管在输出端1、2两点之间看来的负载导纳，即下级晶 体管输入导纳与LC 谐振回路折算至1、2两点间的等效导纳。
➢ yoe YL' 可以看成是1、2两点之间的总等效导纳。
所有元件折算到LC 回路两端得图（a），再简化为图（b）
yre yfe yie Ys
图 4.2.3 晶体管放大器及其 ｙ参数等效电路
End
y（导纳）参数的缺点：随频率变化；物理含义不明显。
图 4.2.4 混合π等效电路
优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 缺点：
rbc 集电结电阻
Cbc 集电结电容 rbe 基射极间电阻
C b'e 发射结电容 rbb 基极电阻
rce 集射极间电阻
图 4.2.4 混合π等效电路
gm 晶体管跨导
附加电容 Cbe、Cbc、Cce：由晶体管引线和封装等结构所形成，数
值很小，高频下可以忽略。
rb'e
26 0
IE
0 为共射组态晶体管的低频电流放大系数；
I E 为发射极电流，单位为mA。
gm Vb'e 表示晶体管放大作用的等效电流发生器。
电压增益改写为：
Av
V o1 V i1
yfe yoe YL'
p12 yfe Y'
本级实际电压增益为：
Av
V i2 V i1
N2 V o1
N1
V i1
p2 V o1
p1
V i1
p2 p1
p12 yfe Y'
p1 p2 yfe Y'
由右图知：
《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
第2章高频小信号放大器
或
RL RL
u12 u22
N
2 1
N
2 2
\
RL
( N1 N2
)2 RL
设接入系数
p N2 U2 N1 U1
则
RL
1 p2
RL
注：（1） 反p 映(fǎnyìng)电压比
（2）若 p 1 则 RL R，L实现从低阻向高阻的变换，
实现阻抗匹配，同时(tóngshí)回路品质因数大大提高
26 26
28.141012(F) 28.14pF
由Q0
Rp
0 L
得：
Rp Q00 L 100 2π 30 106 1 106
18.85kΩ
20 20
精品资料
例2 下图中，L = 586 H, C = 200 pF, r = 12 , Rs = RL= 100k ， 试 分析(fēnxī)信号源及负载对谐振回路特性的影响。
主要特点： 选频、滤波作用
分为： LC 并联谐振回路 LC 串联谐振回路
7
精品资料
（一）LC 并联谐振(xiézhèn)回 路
L
.
rC
Is
G0 （R0）
1.回路阻抗
L 的等效 损耗
(sǔnhào)
L R0 Cr
(r
jC
电阻
(r jL)
1
jC
r j(L 1 )
C
f0 f
ff0
f0
f 为失谐量
U
U0
1 (Q 2f )2
12
f 0 精品资料
12
U 常用的谐振曲线为归一化谐振曲线，即为
U0
1 1 (Q 2f )2
f0
Q1 Q2
09-10 第二章——高频小信号放大器
6
Z
2
2
-1
同理, 当ｎ＝３时, 要求每一级带宽
BW
0 .7
6 10
1
6
11 . 77 10 Hz
6
2
3
-1
第二章 高频小信号放大器
可知: ｎ级相同的单调谐放大器的总增益比单级放大器
的增益提高了, 而通频带比单级放大器的通频带缩小了,
且级数越多, 频带越窄。 In another word：如多级放大器的频带确定以后, 级 数越多, 则要求其中每一级放大器的频带越宽。所以,
第二章 高频小信号放大器
单级放大器的增益不能满足要求
设放大器有 n 级，各级增益分别为 Au 1 , Au 2 , Au 3 Aun ，则 总电压增益 A n 为： An Au 1 Au 2 Au 3 Aun
Au1
谐振时总电压增益为：
Au2
Aun
Au 02 Au 03 Au 0 n ，
第二章 高频小信号放大器
2.4 小信号谐振放大器的稳定性
共射电路由于电压增益和电流增益都较大, 所以是谐振放 大器的常用形式。
以上我们在讨论谐振放大器时, 都假定了反向传输导纳ｙre ＝０, 即晶体管单向工作, 输入电压可以控制输出电流, 而输出 电压不影响输入。 实际上ｙre≠0, 即输出电压可以反馈到输入端, 引起输入电 流的变化, 从而可能引起放大器工作不稳定。
外部反馈电路（中和电路）, 以抵消晶体管内部参数ｙ re的反馈
作用。由于ｙre的实部（反馈电导）通常很小, 可以忽略, 所以常 常只用一个电容Ｃ N来抵消yre的虚部（反馈电容）的影响, 就可 达到中和的目的。
第二章 高频小信号放大器
Z
2
2
-1
同理, 当ｎ＝３时, 要求每一级带宽
BW
0 .7
6 10
1
6
11 . 77 10 Hz
6
2
3
-1
第二章 高频小信号放大器
可知: ｎ级相同的单调谐放大器的总增益比单级放大器
的增益提高了, 而通频带比单级放大器的通频带缩小了,
且级数越多, 频带越窄。 In another word：如多级放大器的频带确定以后, 级 数越多, 则要求其中每一级放大器的频带越宽。所以,
第二章 高频小信号放大器
单级放大器的增益不能满足要求
设放大器有 n 级，各级增益分别为 Au 1 , Au 2 , Au 3 Aun ，则 总电压增益 A n 为： An Au 1 Au 2 Au 3 Aun
Au1
谐振时总电压增益为：
Au2
Aun
Au 02 Au 03 Au 0 n ，
第二章 高频小信号放大器
2.4 小信号谐振放大器的稳定性
共射电路由于电压增益和电流增益都较大, 所以是谐振放 大器的常用形式。
以上我们在讨论谐振放大器时, 都假定了反向传输导纳ｙre ＝０, 即晶体管单向工作, 输入电压可以控制输出电流, 而输出 电压不影响输入。 实际上ｙre≠0, 即输出电压可以反馈到输入端, 引起输入电 流的变化, 从而可能引起放大器工作不稳定。
外部反馈电路（中和电路）, 以抵消晶体管内部参数ｙ re的反馈
作用。由于ｙre的实部（反馈电导）通常很小, 可以忽略, 所以常 常只用一个电容Ｃ N来抵消yre的虚部（反馈电容）的影响, 就可 达到中和的目的。
第二章 高频小信号放大器
高频小信号放大器课件
根据放大器性能指标和实际应 用需求，选择合适的电路形式 ，如共射、共基、共集等。
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。
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。
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。
2.第二章 高频小信号放大器
④一个实际电感可用串联电路等效。
如图（b）
0
L
Q0
⑤一个实际电感可用并联等效。 如图 (c) 当 Q0 1 时：
g0 1
LQ0
(3)电容元件的高频特性 一个实际的电容元件也是有损耗的，但在高频电路中损 耗很小,一般认为是无损元件。
QL
（4）LC串联谐振回路
①谐振频率： 0 ② 阻抗特性：
时，呈感性。 时，纯电阻。 时，呈容性
③电压特性:谐振时回路的输出电压最大 U O I S RP ④电压特性：谐振时流过电感线圈和电容的电流模值相等(方向相反) 且等于外加电流源的 QL倍。即 I L I C QL I S ⑤品质因数: Q L
R
其中 0 L C 0 R0 RL R RO RL
感抗 容抗
一、串并联谐振回路的特性 1、滤波器（选频回路）的分类及功能
（1）滤波器的功能:根据某一特定的性能要求实现对信号 的频谱进行处理的电路。 （2）滤波器的分类： 按频率特性分：低通、高通、带通和带阻滤波器 按所用器件分：无源和有源滤波器
2、LC串并联谐振回路的特性
（1）LC串并联谐振回路的作用：选频和阻抗变换 （2）电感线圈的高频特性 ①电感在高频电路中不是理想无损电感，它的损耗电阻是不 能忽略的。 ②一个实际的电感元件，可以用一个理想无损电感L和一个串 联的损耗电阻r0 来等效。损耗电阻随频率增高而增大。 ③一个电感线圈的损耗可以用空载品质Q0因数表示，而Q0的 大小反映损耗的大小。一般情况下，线圈Q0的值通常在几十 到三百左右。
1
为特性阻抗
⑥阻抗特性和相频特性
阻抗特性
相频特性
二、串并联阻抗的等效互换
1、“等效”的概念 在工作频率 相同的条件下，AB两端的
通信电子线路第三章高频小信号放大器
p1＝N12/ N13 p 2＝N45/ N13
第三章 高频小信号放大器
Uo' Uo / p2 Is' / Y p1YfeUbe / Y
倒相
第三章 高频小信号放大器
二.动态分析
Au
U o U be
－p1
p2Yfe/Y－p1p2Yfe/〔g（1＋j2QLf/f0）〕
e
c
C
Yoe
YfeU·be
14
2 L
YL U·o
C
35
YfeU·be goe Coe
(a).1Fra bibliotekI s'
C
go' e
L
gP gL'
p1YfeU·be
Co' e
3
(c)
(b)
CL' U·o'
14 2 L 35
YL U·o
第三章 高频小信号放大器
晶体管接入回路的接入系数 负载接入回路的接入系数
Is' p1Is p1YfeUbe
第三章 高频小信号放大器
α
不应
小于√￣ 1_2_
η>1
η<1
fo
η=1 f
双调谐回路的次级电压谐振曲线
强耦合时曲线出现双峰，中心下陷；弱耦 合时曲线为单峰，但峰值较小。比较理 想的是临界耦合时的情况，谐振曲线既 为单峰，峰值又大。
第三章 高频小信号放大器 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 3.3 单管双调入的阻初谐抗、）次高，级频电Tr1感小、LT1信r、2为L号高2分频放别变与大压C器1器、，C其2组中成T的r2 双调谐耦合回路作为放大器的集电极负载，
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。
高频通信电子线路课件高频小信号放大器PPT课件
频率参数的关系: fmax fT f
--
24
§3.3 晶体管谐振放大器
3.3.1 单级单调谐回路谐振放大器
R1、R2、R3为偏置电
阻，决定工作点；
R1
LF、CF为滤波电路，负压 C1
供电；
C4、L组成LC谐振回路； Vi C1 、 C2 为 耦 合 电 容 ， 隔 直 ； C3为射极旁路电容；
yb'c )
yoe
gce
yb'c
yb'c rbb' ( gm yb'c ) 1 rbb' ( yb'e yb'c )
考虑到前面讨论的混合π等效电路的简化，以及yb’e >>yb’c , gce >>gb’c , gm>>yb’c 等条件，上述公式可作简化。
--
20
yie
yb 'e
1 rbb' yb 'e
0 ,
0
1 j f f
2
1
f f
由于β0比1大的多,在频率为fβ时,|β|虽然下降到原 来的0.707倍,但是仍然比1大的多,因此晶体管还能起到放 大的作用。
--
22
2）特征频率fT
定义：当频率增高，使 |β|下降到1时的频率。
0
1
1
fT f
2
fT f 02 1
由于0 1,所以fT 0 f
Ib
yie
yre yfe yoe YL
Vi
所以放大器的输入导纳为
Yi
Ib Vi
yie
yre yfe yoe YL
yie为晶体管共发连接时的短路输入导纳（内参数），Yi为 晶体管接成放大器且接有负载YL的输入导纳。
--
24
§3.3 晶体管谐振放大器
3.3.1 单级单调谐回路谐振放大器
R1、R2、R3为偏置电
阻，决定工作点；
R1
LF、CF为滤波电路，负压 C1
供电；
C4、L组成LC谐振回路； Vi C1 、 C2 为 耦 合 电 容 ， 隔 直 ； C3为射极旁路电容；
yb'c )
yoe
gce
yb'c
yb'c rbb' ( gm yb'c ) 1 rbb' ( yb'e yb'c )
考虑到前面讨论的混合π等效电路的简化，以及yb’e >>yb’c , gce >>gb’c , gm>>yb’c 等条件，上述公式可作简化。
--
20
yie
yb 'e
1 rbb' yb 'e
0 ,
0
1 j f f
2
1
f f
由于β0比1大的多,在频率为fβ时,|β|虽然下降到原 来的0.707倍,但是仍然比1大的多,因此晶体管还能起到放 大的作用。
--
22
2）特征频率fT
定义：当频率增高，使 |β|下降到1时的频率。
0
1
1
fT f
2
fT f 02 1
由于0 1,所以fT 0 f
Ib
yie
yre yfe yoe YL
Vi
所以放大器的输入导纳为
Yi
Ib Vi
yie
yre yfe yoe YL
yie为晶体管共发连接时的短路输入导纳（内参数），Yi为 晶体管接成放大器且接有负载YL的输入导纳。
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3章 高频小信号放大电路
1 Q00 L
34mS
回路总电导：g n12 goe n22 gL g0 1.48 ´10－4 S
3、Qe
1
g0
L
，Q0
1
g00 L
Qe
g0 g
Q0
23
B W0.7
f0 Qe
1.37MHz
§3.4 多级单调谐放大器
目的：提高增益（各级增益相乘）；改善频率选择性。
1，即两放大器的调谐频
率很接近中心频率
f
时，
0
谐振曲线为单峰，在 0处，AVΣ 达到最大值。
1，谐振曲线为单峰，在 0处，AVΣ 达到最大值,
此 时 ， 矩 形 系 数 较 好 ，通 频 带 较 宽 。
1， 即 两 放 大 器 的 调 谐 频率 相 距 较 远 时 ， 谐 振 曲 线为 出 现 双 峰 ， 且 随 着的 增 加 ， 曲 线 峰值高度也随之下降。
干扰信号的能力。
矩形系数K0.1：2△f0.1与2△f0.7之比。
抑制比d：谐振电压增益Auo与干扰电压增益Aun之比。
4、工作稳定性（stability）：指放大器的工作状态（偏置）、晶体管参数、电路元 件参数等发生变化时，放大器的增益、中心频率、通频带、特性曲线等稳定程度。
5、噪声系数NF：指放大器输入端信噪比(Psi/Pni)与输出端信噪比(Pso/Pno)的比值。
+
3、输出端采用并联谐振电路，起 选频作用，T的集电极采用部分接 入，以提高谐振回路的有载Q值；
2
C
Uo 4、信号输入与输出为实现阻抗匹
L
配、满足最大功率传输均采用变压
3.1 高频小信号放大器
由交流通路图可知，电容Cb、Ce对高频旁路。图中采用抽头 由交流通路图可知， 电容 对高频旁路。 图中采用抽头 并联谐振回路作为放大器负载， 对输入信号频率谐振， 并联谐振回路作为放大器负载 ， 对输入信号频率谐振 ， 即 ω=ω0，完成选频滤波功能。 完成选频滤波功能。
8
第3章 高频谐振放大器
高频小信号放大器工作在A（ 的定义） 高频小信号放大器工作在 （甲）类状态（见教材p.75的定义） 类状态（见教材 的定义
输出导纳Y 得 ⑶输出导纳Yo
ɺ Ic YreYfe Yo = = Yoe − ɺ Uc Ys + Yie
第一项为晶体管的输出导纳；第二项为反向传输导纳Yre引入的输出导纳 第一项为晶体管的输出导纳；
18
第3章 高频谐振放大器
戴维南定理
一个含独立电源、 一个含独立电源 、 线性电阻和受控源的单口网 对外电路来说， 络 ， 对外电路来说 ， 可以用一个电压源和电阻的串 联组合等效变换。 联组合等效变换。 此电压源的电压等于单口网络的开路电压， 此电压源的电压等于单口网络的开路电压 ， 电 阻等于单口网络的全部独立电源置零后的等效电阻。 阻等于单口网络的全部独立电源置零后的等效电阻 。
12
Y fe
gm ≈ 1 + j ω C π rb b ′
Yre ≈
－j ωC µ 1 + jωC π rbb′
第3章 高频谐振放大器
2． 放大器的性能参数 是高频小信号放大器的高频等效电路， 图3-3是高频小信号放大器的高频等效电路，图中将晶体管用 是高频小信号放大器的高频等效电路
ɺ 表示， Y Y参数等效电路进行了等效，信号源用电流源 I S 表示， S 是电 参数等效电路进行了等效， 参数等效电路进行了等效
8
第3章 高频谐振放大器
高频小信号放大器工作在A（ 的定义） 高频小信号放大器工作在 （甲）类状态（见教材p.75的定义） 类状态（见教材 的定义
输出导纳Y 得 ⑶输出导纳Yo
ɺ Ic YreYfe Yo = = Yoe − ɺ Uc Ys + Yie
第一项为晶体管的输出导纳；第二项为反向传输导纳Yre引入的输出导纳 第一项为晶体管的输出导纳；
18
第3章 高频谐振放大器
戴维南定理
一个含独立电源、 一个含独立电源 、 线性电阻和受控源的单口网 对外电路来说， 络 ， 对外电路来说 ， 可以用一个电压源和电阻的串 联组合等效变换。 联组合等效变换。 此电压源的电压等于单口网络的开路电压， 此电压源的电压等于单口网络的开路电压 ， 电 阻等于单口网络的全部独立电源置零后的等效电阻。 阻等于单口网络的全部独立电源置零后的等效电阻 。
12
Y fe
gm ≈ 1 + j ω C π rb b ′
Yre ≈
－j ωC µ 1 + jωC π rbb′
第3章 高频谐振放大器
2． 放大器的性能参数 是高频小信号放大器的高频等效电路， 图3-3是高频小信号放大器的高频等效电路，图中将晶体管用 是高频小信号放大器的高频等效电路
ɺ 表示， Y Y参数等效电路进行了等效，信号源用电流源 I S 表示， S 是电 参数等效电路进行了等效， 参数等效电路进行了等效
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gbc
对工作频率范围不同时，
等效电路可进行不同的简化。
Cbe
频率低时可忽略电容的作用。
e
c gmVbe
四、Y参数等效电路与混合π等效电路参数的转换
(一) 令V2 = 0，求yie、yfe。 简化混合π等效电路，如图所示。 b
I1
rbb
b Cbc
I2 c
(1)
yie
I1 V1
V2 0
V1 yie
I
V2 =0
3 选择性
从各种不同频率的信号的总和（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 按理想情况，谐振曲线应为一矩形。为了表
示实际曲线接近理想曲线的程度，引入“矩形系 数”，它表示对邻道干扰的抑制能力。
K ro1
2f 0.1 2f 0.7
Ybe
Cbe
gmVbeV2
e
I rbb
1 rbbYbe
3 高频小信号放大器的质量指标
1 增益（放大系数）
电压增益： 分贝表示： 2 通频带
AV
功 V率o增益： Vi
AV
20 log
V0 Vi
APP0 Pi来自Ap10 log
Po Pi
放大器的电压增益下降到最大值的0.7（即1/ 2) 倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带，
用 B 2表f0示.7 。2f 0.7也称为3分贝带宽。
An为干扰信号的放大倍数，Av0为谐振点f0的放大倍数。
例 Av0 = 100 An = 1 用分贝表示dn(dB) = 20 lgdn
dn
100 1
100
dn( dB ) 40dB
4 工作稳定性：
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。
Charpter3 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 双调谐回路谐振放大器 §3.5 谐振放大器的稳定性 §3.6 调谐放大器的常用电路与集成电路
谐振放大器
§3.1 概述
1 高频小信号放大器的特点
① 频率较高 中心频率一般在几百kHz到几百MHz 频 带宽度在几khz到几十MHz
② 小信号 信号较小故工作在线性范围内(甲类 放大器)
2 高频小信号放大器的分类
按所用的材料： 晶体管（BJT)、场效应管（FET)、集电电路（IC) 按频谱宽度：窄带放大器和宽带放大器 按电路形式：单级放大器和多级放大器 按负载性质：谐振放大器和非谐振放大器
谐振放大器是采用谐振回路作负载的放大器，具 有放大、滤波和选频的作用。非谐振由阻容放大器 和各种滤波器组成，其机构简单，便于集成。
的电流放大系数
三、混合π等效电路的简化
混合π等效电路中，电容，电阻并联，在一定的频率 下：
•rbc与Cbc引起的容抗相比rbc可视为开路。 •rbe与Cbe引起的容抗相比，rbe可以忽略（视为开路）
•rce与回路负载比较，可视为开路。
简化后的等效电路如图：
b rbb b Cbc
这是对工作频率较高时的简化电路，
AV
AP
AV 0
AP 0
1
0.7
1 0.5
2f0.2
2
f f0
f0
f
2f0.7
为什么要求通频带？ 放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号都包
含一定谱宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必要的信 号频谱分量通过放大器。
与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回路的形式和回路 的等效品质因数QL。此外，放大器的总通频带，随着级数的增 加而变。并且通频带愈宽，放大器增益愈小。
Cbe
gmVbe
e
yie rbb
1 1
j (Cbe Cbc )
1
rbb
1 Ybe
Ybe 1 rbbYbe
Ybe j(Cbe Cbc )
(2)
y fe
I2 V1
又 Vbe
V2V10
1
rbb Ybe
I2 gmVbe I
Ybe
V1
1 rbbYbe
V1小引起I小I2
g mVbe
bb是基极电阻 be是发射结电阻 bc是集电结电阻
Cbe是发射结电容 Cbc是集电结电容
gmvb'e表示晶体管放大作用的等效电流发生器
gm称为跨导, gm 0 b'e Ic (mA) 26(mV )
Cbc将输出的交流电压反馈一部分到输入端.可能引起自激
在
bb'
共集电极电
路中引起高频反
馈,降低晶体管
5 噪声系数：
放大器的噪声性能可用噪声系数表示：
NF
Psi Pso
/ /
PPnnoi ((输输入出信信 NF越号号接噪噪近比1比越))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。
以上这些要求，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。故应根据需要决
K r0.01
2f 0.01 2f 0.7
AV/AVo 1
0.7
0.1
理想
2f0.7 2f0.1
实际 f
2f 0.1, 2f 0.01分别为放大倍数下降至0.1和
0.01处的带宽，Kr愈接近于1越好。
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 An
AV AVn
f fn f0
定主次，进行分析和讨论。
3. 2 晶体管高频小信号等效电路与参数
一、形式等效电路（网络参数等效电路）
设输入电压V1和输出电压V2为自变量
I1 yiV1 yrV2 I2 y f V1 yoV2
即
:
I1 I2
yi yf
yr yo
VV12
式中：
yi
yr yf yo
VIVVIVII11221221
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
二、混合π参数等效电路
把晶体管内部的物理过程用集中原器件RLC表示。用这 种物理模型的方法所涉及到的物理等效电路就是所谓的π参 数等效电路。
混合π参数等效电路
y fe
I2 V1
V1 0
I2
g mV1 1 rbbYbe
gm
1 rbbYbe
Ybe j(Cbe Cbc )
(二) 令 V1 ，0求yre、yoe
I1 rbb b Cbc
c I2 c
I
(3)
yre
I1 V 2
V1 0
Vbe I / g bb
I1
Vbe rbb
jCbe I
V1
1 rbb