(完整版)高频小信号放大器——典型例题分析
chapter03高频小信号放大器3例题.ppt
3）通频带 2f0.7 ；
单调谐回路谐振放大器（例题）
R1
L p1 C2
R2
R3
C
C1
CF
p2
LF
Vcc
单调谐回路放大器电路图
单调谐回路谐振放大器（解例题）
等效电路图
p12 goe
C
p12Coe
L Rp
p22Cie p22 gie
单调谐回路谐振放大器（解例题）
1）谐振时的电压增益
2 go1
10 106 2 400106 0.112
p2
N2 N
G
' p
2gi2
10 106 21.2 103
0.065
单调谐回路谐振放大器（设计性例题续）
计算本级增益：
.
Av
0
y fe
58.3 103
42
max
2 go1 gi2
2 400106 1.2103
Ap0 max ( Av0 )m2 ax 1764
2）谐振回路电容C
1
1
C 2f0 2 L 2 107 2 1.4106 180 pF
C C p12Coe p22Cie
C C p12Coe p22Cie
C 180 (0.9)2 9.5 (0.3)2 12 171pF
单调谐回路谐振放大器（解例题）
3）通频带
回路的有载品质因数
单调谐回路谐振放大器（例题）
单调谐回路放大器中，工作频率为10MHz，晶体管参数：
y fe 58.3mS, gie 1.2mS, Cie 1 pF, goe 400S
Coe 9.5 pF, L 1.4H, p1 0.9, p2 0.3, Q0 100
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
第3章习题参考解答
第3章习题参考解答3－1 对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？ 答3-1：对高频小信号器的主要要求是: 1. 比较高的增益2. 比较好的通频带和选择性3. 噪音系数要小4. 稳定性要高高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。
根据选频电路的不同，又可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。
3－2一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。
已知f o =465kHz ，晶体管经中和后的参数为：g ie =0.4mS,C ie =142pF ，g oe =55μS ，C oe=18pF ，Y ie =36.8mS,Y re=0，回路等效电容C=200pF ，中频变压器的接入系数p 1=N 1/N=0.35，p 2=N 2/N=0.035,回路无载品质因数Q 0=80，设下级也为同一晶体管，参数相同。
试计算：（1）回路有载品质因数 Q L 和 3 dB 带宽 B 0.7;（2）放大器的电压增益；(3) 中和电容值。
（设Cb’c=3 pF ）题3－1图解3-2：根据已知条件可知,能够忽略中和电容和y re 的影响。
得：2222122000.35180.035142202oe ie C p C p C pF ∑=++=+⨯+⨯≈回路总电容为C答：品质因数Q L 为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益为30.88,中和电容值为1.615pF3－3 高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放大器稳定工作，可以采取哪些措施？答3-3集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放大器自激振荡；环境温度的改变会使晶体管参数发生变化，如C oe 、C ie 、g ie 、g oe 、y fe 、引起频率和增益的不稳定。
负载阻抗过大，增益过高也容易引起自激振荡。
一般采取提高稳定性的措施为：（1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法 （2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益 （3）选用f T 比较高的晶体管（4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。
第1章 高频小信号谐振放大器答案(1)
第1章 高频小信号谐振放大器1.1给定串联谐振回路的0 1.5MHz f =，0100pF C =，谐振时电阻5R =Ω，试求0Q 和0L 。
又若信号源电压振幅1mV ms U =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路上的电感电压振幅Lom U 和电容电压振幅Com U 。
解：（1）串联谐振回路的品质因数为061200112122 1.510100105Q C R ωπ-==≈⨯⨯⨯⨯⨯根据0f =有：40212221200111.125810(H)113μH (2)100104 1.510L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯⨯ （2）谐振时回路中的电流为010.2(mA)5ms U I R === 回路上的电感电压振幅为02121212(mV)Lom ms U Q U ==⨯=回路上的电容电压振幅为02121212(mV)Com ms U Q U =-=-⨯=-1.2在图题1.2所示电路中，信号源频率01MHz f =，信号源电压振幅0.1V ms U =，回路空载Q 值为100，r 是回路损耗电阻。
将1－1端短路，电容C 调至100pF 时回路谐振。
如将1－1端开路后再串接一阻抗x Z （由电阻x R 与电容x C 串联），则回路失谐；C 调至200pF 时重新谐振，这时回路有载Q 值为50。
试求电感L 、未知阻抗x Z 。
图题1.2xZ u解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路u u根据0f =42122120112.53310(H)253μH (2)10010410L C f ππ--==≈⨯=⨯⨯⨯ 根据00011L Q C r rωω==有： 6120101115.92()21010010100r C Q ωπ-==≈Ω⨯⨯⨯⨯（2）有载时的电路图如图(b)所示。
空载时，1100pF C C ==时回路谐振，则0f =00100LQ rω==；有载时，2200pF C C ==时回路谐振，则0f =050L xLQ r R ω==+。
第一章 高频小信号放大器
第一章高频小信号放大器思考题与习题一、填空题1-1晶体管的截止频率fß是指当短路电流放大倍数|ß|下降到低频短路电流放大倍数ß 0的倍时所对应的工作频率。
1-2矩形系数是表征放大器好坏的一个物理量。
1-3消除晶体管y re的反馈作用的方法有和。
二思考题1-1 影响谐振放大器稳定的因素是什么？反向传输导纳的物理意义是什么？1-2.声表面波滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器各有什么特点,各适用于什么场合?1-3说明fβ、f T、fɑ和f max的物理意义，分析它们之间的关系。
1-4为什么晶体管在高频工作时要考虑单向化,而在低频工作时,可以不必考虑?三、习题1-1 晶体管3DG6C的特征频率f T=250MHZ z，0=80，求f=1MHz和20MH z、50MH z时该管的值。
1-2.已知某高频管在U CEQ=6V,I EQ=2mA时的参数为f T=250MHz，r bb’=50Ω,C b’c=3pF,βo=60,求f=465kHz时的共发射极Y参数。
1-3.晶体管组成的单谐振回路中频放大器如图题3.3-3所示。
已知f o=465kHz,晶体管经中和后的Y 参数为:g ie =0.4mS,G e=142pF,g ie=55μS,C oe=18pF,y fe=36.8mS,y re=0。
回路电容C=200pF,中频变压器接入系数p1=N1/N=0.35,p2=N2/lV=0.035,回路无载品质因数Q o=80,设下一级也为上述参数的同一晶体管。
试计算图题3-3(1)回路有载Q L值和3dB带宽B0.7(2)放大器的电压放大倍数;(3)中和电容C N的值。
1-4.三级相同的谐振放大器级联,中心频率f o=465kHz,若要求总带宽B0.7=10kHz,试求每级回路的带宽和有载Q L值。
1-5在图题1-5中,放大器的工作频率f o=10.7MHz,谐振回路的L13=4μH、Q o=100,N23=5、N13=20、N45=6,晶体管在直流工作点的参数为g oe=200μS,C eo=7PF,g ie=2860μS,C ie=18PF,|y fe|=45mS,Φfe=-54o，y re=0。
第二章习题解答.doc
8第二章 高频小信号放大器典型例题分析与计算例2-1 图2-18所示电路为一等效电路，其中L =0.8uH,Q 0=100,C =5pF,C 1 =20pF,C 2 =20pF,R =10k Ω,R L =5k Ω，试计算回路的谐振频率、谐振电阻。
题意分析 此题是基本等效电路的计算，其中L 为有损电感，应考虑损耗电阻0R (或电导0g )。
解由图2-18可画出图2-19所示的等效电路。
图2-18 等效电路 图2-19 等效电路(1)回路的谐振频率0f由等效电路可知L =0.8H μ，回路总电容C ∑为12122020515(pF)2020C C C C C C ∑⨯=+=+=++则0f ==45.97(MHz)=(2)R L 折合到回路两端时的接入系数p 为211212121112C C p C C C C C C ωω===++则9()2233110.50.0510s 510L P R -=⨯=⨯⨯ 电感L 的损耗电导0g 为0660011245.97100.810100g LQ ωπ-==⨯⨯⨯⨯⨯ ()643.3010s -=⨯总电导 23-3031110.0433100.05101010L g g P R R ∑-=++=+⨯+⨯⨯ ()30.193310s -=⨯谐振电阻 ()P 1 5.17k R g ∑==Ω例2-2 有一个RLC 并联谐振电路如图2-20所示，已知谐振频率f 0=10MHz,L =4μH ,Q 0=100,R =4k Ω。
试求(1)通频带20.7f ∆;(2)若要增大通频带为原来的2倍，还应并联一个多大电阻?题意分析 此题是一个RLC 并联谐振电路的基本计算，了解通频带的变化与回路电阻的关系。
解 (1)计算通频带电感L 的损耗电导0g 为 图2-20 RLC 并联谐振回路066001121010410100g LQ ωπ-==⨯⨯⨯⨯⨯()639.810s -=⨯回路总电导6031139.810410g g R ∑-=+=+⨯⨯ ()6289.810s -=⨯10回路的有载品质因数L Q 为666011g 21010410289.810L Q L ∑ωπ--==⨯⨯⨯⨯⨯⨯13.74=回路通频带()()6600.7101020.72810Hz 0.728MHz 13.74L f f Q ∆⨯===⨯= (2)若通带增大一倍，即20.71.456MHz f ∆=，计算应再并多大电阻R '根据题意要求通频带增大一倍，则回路的有载品质因数应减小一倍，即16.872LL Q Q '== 对应的'g ∑应该增大一倍，即 ()6'2579.610s g g ∑∑-==⨯ 因为0'11g g R R∑=++' 所以0''11g g g g R R ∑∑∑⎛⎫=-+=- ⎪'⎝⎭()6289.810s -=⨯则 3.45k R '=Ω图2-21 单调谐放大电路11例2-3 单调谐放大器如图2-21所示。
高频电子线路最新版课后习题解答第三章 高频小信号放大器习题解答
第三章 思考题与习题3.1 高频小信号放大器采用 LC 谐振回路 作为负载，所以分析高频小信号放大器常采用 Y 参数 等效参数电路进行分析，而且由于输入信号较弱，因此放大器中的晶体管可视为 线性元件 。
高频小信号放大器不仅具有放大作用，还具有 选频滤波的功能 。
衡量高频小信号放大器选择性的两个重要参数分别是 通频带 和 矩形系数 。
3.2 单级单调谐回路谐振放大器的通频带0.7BW ＝ef Q ，矩阵系数0.1r k ＝ 9.95 。
3.3 随着级数的增加，多级单调谐放大器的（设各级的参数相同）增益 增加 ，通频带 变窄 ，矩阵系数 减小 ，选择性 变好 。
3.4 试用矩形系数说明选择性与通频带的关系。
放大器的矩形系数定义为：0.70.10.1r BW k BW =，通频带0.7BW ，显然通频带越宽，矩形系数越大，选择性越差。
3.5 影响谐振放大器稳定性的因素是什么？反馈导纳的物理意义是什么？解：影响谐振放大器稳定性的因素是内部反馈b c C '，输出信号通过该电容反馈回到输入端，将会使放大器性能指标变差，严重时会使放大器产生自激振荡。
反馈导纳re Y 又称为反向传输导纳，其物理意义是输入端短路时，输出电压与其在输入端产生的电流的大小之比。
3.6 在工作点合理的情况下，图3.2.5（b ）中的三极管能否用不含结电容的小信号等效电路等效？为什么？解：不能用不含结电容的小信号等效电路等效，因为结电容对电路是否有影响，与静态工作点无关，而是与放大器的工作频率有关，只有在低频工作的情况下，结电容的影响才能够忽略，此时才能用不含结电容的小信号等效电路等效。
3.7 说明图3.2.5（b ）中，接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标有何影响？ 解：接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标的影响体现在对回路阻抗的影响和对放大倍数的影响上，合理的选择接入系数的大小，可以达到阻抗匹配，使放大倍数最大，传输效果最佳。
高频功率放大器——典型例题分析
高频功率放大器——典型例题分析1.丙类放大器为什么一定要用谐振回路作为集电极的负载？谐振回路为什么一定要调谐在信号频率上？答：这是因为放大器工作在丙类状态时，其集电极电流将是失真严重的脉冲波形，如果采用非调谐负载，将会得到严重失真的输出电压，因此必须采用谐振回路作为集电极的负载。
调谐在信号频率上集电极谐振回路可以将失真的集电极电流脉冲中的谐波分量滤除，取出其基波分量，从而得到不失真的输出电压。
2.已知谐振功率放大器输出功率Po＝4W，ηC＝60％，VCC＝20V，试求Pc和Ic0。
若保持Po不变，将ηC提高到80％，试问Pc和Ic0减小多少？解：已知Po＝4W，ηC ＝60％，VCC＝20V，则PDC=Po/ηC =4/0.6≈6.67WPc= PDC －Po=6.67－4=3.67WIc0= PDC / VCC =6.67/20（A）≈333.3mA若保持Po不变，将ηC提高到80％，则Po/ηC －Po=4/0.8－4=5－4=1W3.67－1=2.67W（A）=83mA3．已知谐振功率放大器VCC＝20V，Ic0＝250mA，Po＝4W，Ucm＝0.9VCC，试求该放大器的PDC、Pc、ηC和Ic1m为多少？解：已知VCC＝20V，Ic0＝250mA，Po＝4W，Ucm ＝0.9VCC，则PDC= VCC× Ic0＝20×0.25=5WPc= PDC－Po=5－4=1WηC = Po / PDC =4/5=80%Ucm＝0.9VCC=0.9×20=18VIc1m＝2Po /Ucm＝2×4/18≈444.4mA4．已知谐振功率放大器VCC＝30V，Ic0＝100mA，Ucm＝28V，θ＝600，g1(θ)＝1.8，试求Po、RP和ηC为多少？解：已知VCC＝30V，Ic0＝100mA，Ucm ＝28V，θ＝600，g1(θ)＝1.8，则PDC= VCC× Ic0＝30×0.1=3Wξ＝Ucm / VCC＝28/30≈0.93ηC＝g1(θ)ξ＝×1.8×0.93=83.7%Po =ηC×PDC =0.837×3≈2.51W由于，则156.2Ω5．某谐振功率放大器，原工作于过压状态，现分别调节Rp、VCC、VBB和Uim使其工作于临界状态，试指出相应Po的变化。
高频小信号放大器——典型例题分析
⾼频⼩信号放⼤器——典型例题分析1．集成宽带放⼤器L1590的内部电路如图7.5所⽰。
试问电路中采⽤了什么⽅法来扩展通频带的？答：集成宽放L1590是由两级放⼤电路构成。
第⼀级由V1、V2、V3、V6构成；第⼆级由V7~V10构成，三极管V11~V16、⼆极管V17~V20和有关电阻构成偏置电路。
其中第⼀级的V1、V3和V2、V6均为共射－共基组合电路，它们共同构成共射－共基差动放⼤器，这种电路形式不仅具有较宽的频带，⽽且还提供了较⾼的增益，同时，R2、R3和R4引⼊的负反馈可扩展该级的频带。
V3、V6集电极输出的信号分别送到V7、V10的基极。
第⼆级的V7、V8和V9、V10均为共集－共射组合电路，它们共同构成共集－共射差动放⼤器，R18、R19和R20引⼊负反馈，这些都使该级具有很宽的频带，改变R20可调节增益。
应该指出，V7、V10的共集组态可将第⼀级和后⾯电路隔离。
由于采取了上述措施，使L1590的⼯作频带可达0~150MHZ。
顺便提⼀下，图中的V4、V5起⾃动增益控制（AGC）作⽤，其中2脚接的是AGC电压。
图7.5 集成宽放L1590的内部电路2．通频带为什么是⼩信号谐振放⼤器的⼀个重要指标？通频带不够会给信号带来什么影响？为什么？答：⼩信号谐振放⼤器的基本功能是选择和放⼤信号，⽽被放⼤的信号⼀般都是已调信号，包含⼀定的边频，⼩信号谐振放⼤器的通频带的宽窄直接关系到信号通过放⼤器后是否产⽣失真，或产⽣的频率失真是否严重，因此，通频带是⼩信号谐振放⼤器的⼀个重要指标。
通频带不够将使输⼊信号中处于通频带以外的分量衰减，使信号产⽣失真。
3．超外差接收机（远程接收机）⾼放管为什么要尽量选⽤低噪声管？答：多级放⼤器的总噪声系数为由于每级放⼤器的噪声系数总是⼤于1，上式中的各项都为正值，因此放⼤器级数越多，总的噪声系数也就越⼤。
上式还表明，各级放⼤器对总噪声系数的影响是不同的，第⼀级的影响最⼤，越往后级，影响就越⼩。
高频电子线路最新版课后习题解答第三章 高频小信号放大器习题解答
第三章 思考题与习题3.1 高频小信号放大器采用 LC 谐振回路 作为负载，所以分析高频小信号放大器常采用 Y 参数 等效参数电路进行分析，而且由于输入信号较弱，因此放大器中的晶体管可视为 线性元件 。
高频小信号放大器不仅具有放大作用，还具有 选频滤波的功能 。
衡量高频小信号放大器选择性的两个重要参数分别是 通频带 和 矩形系数 。
3.2 单级单调谐回路谐振放大器的通频带0.7BW ＝ef Q ，矩阵系数0.1r k ＝ 9.95 。
3.3 随着级数的增加，多级单调谐放大器的（设各级的参数相同）增益 增加 ，通频带 变窄 ，矩阵系数 减小 ，选择性 变好 。
3.4 试用矩形系数说明选择性与通频带的关系。
放大器的矩形系数定义为：0.70.10.1r BW k BW =，通频带0.7BW ，显然通频带越宽，矩形系数越大，选择性越差。
3.5 影响谐振放大器稳定性的因素是什么？反馈导纳的物理意义是什么？解：影响谐振放大器稳定性的因素是内部反馈b c C '，输出信号通过该电容反馈回到输入端，将会使放大器性能指标变差，严重时会使放大器产生自激振荡。
反馈导纳re Y 又称为反向传输导纳，其物理意义是输入端短路时，输出电压与其在输入端产生的电流的大小之比。
3.6 在工作点合理的情况下，图3.2.5（b ）中的三极管能否用不含结电容的小信号等效电路等效？为什么？解：不能用不含结电容的小信号等效电路等效，因为结电容对电路是否有影响，与静态工作点无关，而是与放大器的工作频率有关，只有在低频工作的情况下，结电容的影响才能够忽略，此时才能用不含结电容的小信号等效电路等效。
3.7 说明图3.2.5（b ）中，接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标有何影响？ 解：接入系数1n 、2n 对小信号谐振放大器的性能指标的影响体现在对回路阻抗的影响和对放大倍数的影响上，合理的选择接入系数的大小，可以达到阻抗匹配，使放大倍数最大，传输效果最佳。
第三章 高频小信号放大器习题答案
第三章高频小信号放大器一、填空题：1．高频小信号放大器的主要技术指标有_________、________、__________。
（增益、通频带、选择性）2.高频小信号谐振放大器的常用的稳定方法有________和________；引起其工作不稳定的主要原因是_________；该放大器级数的增加，其增益将________，通频带将_________。
（中和法、失配法、Cbc’大、变大、变窄）二、问答题1、晶体管低频小信号放大器与高频小信号放大器的分析方法有什么不同？高频小信号放大器能否用静态特性曲线来分析，为什么？解：晶体管低频小信号放大器采用的分析方法是折线分析法，在小信号条件下，叠加在BJT工作点上的交变电流电压之间的关系近似为线性关系。
而高频小信号放大器，由于信号小，也可以认为它工作在晶体管的线性范围内。
可用“线性四端网络”来等效，对线性网络的分析方法都适用于分析高频小信号放大器。
为分析方便起见，低频小信号放大器采用h参数进行分析，高频小信号放大器采用y 参数进行分析。
高频小信号放大器不能用静态特性曲线来分析。
因为晶体管特性曲线是在伏安平面上作出的反映晶体管直流电流电压的关系。
如果电流电压以高频率变化，三极管内PN结的电容应必须考虑，电流电压关系不能在伏安平面上画出。
2、高频小信号放大器为什么要考虑阻抗匹配问题?解：获得最大功率增益，而且匹配是“共扼匹配”，负载电纳和源内阻电纳部分都影响谐振频率，必须进行匹配。
三、计算题：1．对于收音机的中频放大器，其中心频率为f=465KHz，B=8KHz，回路电容C=200pF，试计算回路电感QL 值。
若电感线圈的Q=100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求？解：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联236.66k Ω的电阻。
2.一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。
已知0465f KHz =，晶体管经中和后的参数为：g m =4.4mS ，Cie=142pF ，goe=55μS ，Coe=18pF ，Yfe=36.8mS ，Yoe=0。
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
第三章 高频小信号放大器
I b = Yie U b + Yre U c I c = Y fe U b + Yoe U c
(3-5a) (3-5b)
2． 放大器的性能参数 放大器的性能参数
根据图3 可以画出其高频等效电路如图3 所示。 根据图3-1可以画出其高频等效电路如图3-3所示。忽略管子内 部的反馈, 部的反馈, 即令Yre =0, 由图3-3可得： 由图3
ω0
ω0
由上式可得 上式可得： 上式可得 (1) 当 回路谐振时 ， Yir为一电容 （ 由反向传输导纳引入的输入 回路谐振时， 为一电容（ 导纳） 导纳）； (2) 当ω> ω0时， Yir的电导为正，是负反馈。 的电导为正，是负反馈。 的电导为负，是正反馈， (3) 当ω < ω0 时， Yir的电导为负，是正反馈，将导致放大器不 稳定。 稳定。
正反馈使放 大倍数增大
负反馈使放 大倍数下降
2. 提高放大器稳定性的方法 提高放大器稳定性的方法 （1）中和法 ） 是利用中和电容C 图3-5(a)是利用中和电容 n的中和电路。 为了抵消 re的 是利用中和电容 的中和电路。 为了抵消Y 反馈, 通过C 反馈 从集电极回路取一与 U c 反相的电压 U n , 通过 n反馈到输 入端。根据电桥平衡有： 入端。根据电桥平衡有：
1 Rb1 V C 2 L 3 Ce
4 RL 5
Rb2
Cb Re
(a)
3 5 2 L 4 1 RL
V
C
(b)
图 3-1 高频小信号谐振放大器 (a) 实际线路; (b) 交流等效电路
2、分类
单级单调谐放大器性能分析 二、单级单调谐放大器性能分析 1．晶体管的高频等效电路 晶体管的高频等效电路
第三章(高频小信号放大器)习题答案
13.5 73.5
1004pF
go
20106S ， Gp1
0C1 Q0
2
465103 10041012 100
29.3333S ，
g go Gp1 49.3333S ，
L1
1 p2C1
(2
1 465103)2 10041012
0.116811mH
4
16.278
回路通频带 2f0.7
fp QL
10.7 106
16.278
0.657MHz
4）回路插入损耗 K1
1/(1
QL )2 Q0
1 (116.278 /100)2
1.427 ，10lg K1
1.54dB
5）本级输入端的等效电路如图。 yfeV 为
前级输出电流源。前级晶体管输出电导折 算到本级输入端
注：此题隐含需要调 L 或 C 使电路调谐于10.7MHz 。由于 C 较小，所以本题应使用 L 求
QL，若用 C 求 QL 将引起误差。
4.14 用晶体管 CG30 做一个 30MHz 的中频放大器，当工作电压 VCE 8V ， IE 2mA 时，
其 y 参数是： yie (2.86 j3.4)mS ， yre (0.08 j0.3)mS ， yfe (26.4 j36.4)mS，
yoe (0.2 j1.3)mS 。求此放大器的稳定电压增益 (Av0）s ，要求稳定系数≥5。
解：1）由于前级与本级一样，所以有 gs
gie
goe
GL
g
和g
yfe A v0
，稳定系数为
S (gs gie )(goe GL )(1 2 ) g2 (1 2 )
yfe yre
实验三 高频小信号放大器实验
实验三 高频小信号放大器实验一、实验原理高频小信号放大器的作用就是放大无线电设备中的高频小信号，以便作进一步变换或处理。
所谓“小信号”，主要是强调放大器应工作在线性范围。
高频余地频小信号放大器的基本构成相同，都包括有源器件（晶体管、集成放大器等）和负载电路，但有源器件的性能及负载电路的形式有很大差异。
高频小信号放大器的基本类型是以各种选频网络作负载的频带放大器，在某些场合，也采用无选频作用的负载电路，构成宽带放大器。
频带放大器最典型的单元电路如图4—1所示，由单调谐回路做法在构成晶体管调谐放大器。
图4—1电路中，晶体管直流偏置电路与低频放大器电路相同，由于工作频率高，旁路电容b C 、e C 可远小于低频放大器中旁路电容值。
调谐回路的作用主要有两个：第一， 选聘作用，选择放大o f f =的信号频率，抑制其它频率信号。
第二， 提供晶体管集电极所需的负载电阻，同时进行阻抗匹配变换。
高频小信号频带放大器的主要性能指标有：（1） 中心频率o f ：指放大器的工作频率。
它是设计放大电路时，选择有源器件、计算谐振回路元件参数的依据。
（2） 增益：指放大器对有用信号的放大能力。
通常表示为在中心频率上的电压增益和功率增益。
电压增益 vo o i A V V =功率增益 po o i A P P =式中o V 、i V 分别为放大器中心频率上的输出、输入电压幅度，o P 、i P 分别为放大器中心频率上的输出、输入功率。
增益通常用分贝表示。
（3） 通频带：指放大电路增益由最大值下降3db 时对应的频带宽度。
它相当于输入不变时，输出电压由最大值下降到0.707倍或功率下降到一半时对应的频带宽度，如图4—2所示。
（4） 选择性：指放大器对通频带之外干扰信号的衰减能力。
通常有两种表征方法： 其一，用矩形系数说明邻近波道选择性的好坏。
设放大器的幅频特性如图4—3所示，矩形系数0.1Kr 定义为：0.10.10.722f Kr f ∆=∆ （4—3） 式中0.72f ∆为相对电压增益（或相对电压输出幅度）下降到0.7时的频带宽度，亦即放大器的通频带B ；0.12f ∆为相对电压增益下降到0.1师的频带宽度。
第2章 高频小信号放大器(小结和例题)
若负载导纳 y 'L >> yoe
Yi ≈ yie
从而消除了yre的反馈作用对Yi的影响； 从而消除了yre的反馈作用对Yi的影响； yre的反馈作用对Yi的影响 失配法的典型电路如： 失配法的典型电路如：
共发一共基级联放大器的交流等效电路
Ψ P 或Ψ S
回路电压与工作频率之间的关系
αP或 αS
1
Q1 Q2
Q2 > Q1
Q1 Q2 O
ξ
O
ξ
归一化谐振曲线
概念1 概念1——品质因数Q 品质因数 定义：谐振时回路感抗值（或容抗值） 定义 ： 谐振时回路感抗值 （ 或容抗值 ） 与回路电阻 R 的比值 称为回路的品质因数， 表示。它表示回路损耗的大小。 称为回路的品质因数，以Q表示。它表示回路损耗的大小。
分析思路 ①交流通路
② Y参数等效电路
③将所有参数都”折算到”LC谐振回路两端的等效电路 将所有参数都”折算到”LC谐振回路两端的等效电路
④高频小信号放大器的“质量指标”：电压增益等 高频小信号放大器的“质量指标”
具体如下： 具体如下：
原理图
①交流通路
②由交流通路得： Y参数等效电路 由交流通路得： 参数等效电路
二、单级单调谐回路谐振放大器
为偏置电阻， R1、R2、R3为偏置电阻，决定工作点 为滤波电路； LF、CF为滤波电路；负压供电 C4、L组成L、C谐振回路 是加宽回路通频带用， R4是加宽回路通频带用，有时没有 通常在实际 Rp是并联回路本身的损耗 ，通常在实际
电路中不画出来；而在等效电路中必须画 电路中不画出来； 出；
1、基本特性
（1）回路阻抗频率特性 ） 指外加电压或电流一定时， （2）谐振曲线 ）谐振曲线——指外加电压或电流一定时，回路两端的电压或回路 指外加电压或电流一定时 中的电流与频率的关系曲线
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高频小信号放大器——典型例题分析
1．集成宽带放大器L1590的内部电路如图7.5所示。
试问电路中采用了什么方法来扩展通频带的？答：集成宽放L1590是由两级放大电路构成。
第一级由V1、V2、V3、V6构成；第二级由V7~V10构成，三极管V11~V16、二极管V17~V20和有关电阻构成偏置电路。
其中第一级的V1、V3和V2、V6均为共射－共基组合电路，它们共同构成共射－共基差动放大器，这种电路形式不仅具有较宽的频带，而且还提供了较高的增益，同时，R2、R3和R4引入的负反馈可扩展该级的频带。
V3、V6集电极输出的信号分别送到V7、V10的基极。
第二级的V7、V8和V9、V10均为共集－共射组合电路，它们共同构成共集－共射差动放大器，R18、R19和R20引入负反馈，这些都使该级具有很宽的频带，改变R20可调节增益。
应该指出，V7、V10的共集组态可将第一级和后面电路隔离。
由于采取了上述措施，使L1590的工作频带可达0~150MHZ。
顺便提一下，图中的V4、V5起自动增益控制（AGC）作用，其中2脚接的是AGC电压。
图7.5 集成宽放L1590的内部电路2．通频带为什么是小信号谐振放大器的一个重要指标？通频带不够会给信号带来什么影响？为什么？答：小信号谐振放大器的基本功能是选择和放大信号，而被放大的信号一般
都是已调信号，包含一定的边频，小信号谐振放大器的通频带的宽窄直接关系到信号通过放大器后是否产生失真，或产生的频率失真是否严重，因此，通频带是小信号谐振放大器的一个重要指标。
通频带不够将使输入信号中处于通频带以外的分量衰减，使信号产生失真。
3．超外差接收机（远程接收机）高放管为什么要尽量选用低噪声管？答：多级放大器的总噪声系数为由于每级放大器的噪声系数总是大于1，上式中的各项都为正值，因此放大器级数越多，总的噪声系数也就越大。
上式还表明，各级放大器对总噪声系数的影响是不同的，第一级的影响最大，越往后级，影响就越小。
因此，要降低整个放大器的噪声系数，最主要的是降低第一级（有时还包括第二级）的噪声系数，并提高其功率增益。
综上所述，超外差接收机（远程接收机）高放管要尽量选用低噪声管，以降低系统噪声系数，提高系统灵敏度。
4．试画出图7.6所示放大器的交流通路。
工作频率f=465kHZ。
答：根据画交流通路的一般原则，即大电容视为短路，直流电源视为短路，大电感按开路处理。
就可以很容易画出其交流通路。
对于图中0.01μF 电容，因工作频率为465kHZ，其容抗为，相对于与它串联和并联的电阻而言，可以忽略，所以可以视为短路。
画出的交流通路如图7.7所示。
图7.6
图7.75．共发射极单调谐放大器如图7.2所示，试推导出
谐振电压增益、通频带及选择性（矩形系数）公式。
解：单调谐放大器的交流通路如图7.8所示。
在谐振放大器中，由于晶体管工作在较高的频率段上，则其输出电容Co、输入电容Ci和rbb′的影响就不能忽略，但考虑到由于电子技术的飞速发展使器件性能不断提高，在实际工作中，用于调谐放大器的晶体管的特征频率fT都远远大于其工作的中心频率f0，故可采用简化混合π型等效电路。
考虑到一般高频管的rbb′较小，器件的工作电流也很小，故rbb′的影响可忽略，则，于是可得到图7.9所示的输出端等效电路，图中goe和Coe为晶体管的输出电导和输出电容，
gL=1/RL为负载电导（RL为负载阻抗ZL的电阻部分），CL 为负载电容（即ZL中的电容部分）。
在抽头LC谐振回路中，有一个重要参数─—接入系数P，它是回路与外电路之间的调节因子。
P定义为与外电路相连的那一部分电抗与同一回路内参与分压的同性质总电抗之比。
对于图7.9所示的等效电路而言，若回路线圈L的1-2间的匝数为N1-2，2-3间的匝数为N2-3，4-5间的匝数为N4-5，且N1-2+N2-3=N。
不计互感时，晶体管接入回路的接入系数可以写为负载接入回路的接入系数
图7.8 交流通路（a）等效电路
（b）等效电路的简化图7.9 单调谐放大器输出端等效电路按照自耦变压器耦合回路及变压器耦合电路的等效原理，
将所有元件电压和电流折算到整个回路两端，便得到图7.9的等效电路。
图中式中，Ｃ∑为回路总电容，g∑为回路总电导，其中g0为电感线圈的自损耗电导。
由图7.9可得，回路的总导纳式中，称作一般失调，它是在很小时得出的；Qe是回路的有载品质因数；而；f0为放大器谐振回路的谐振频率（中心频率）；称为相对失调。
又
根据放大器电压放大倍数的定义有其电压增益的模为Au = 式中，谐振时，由于，，则谐振电压增益Auo为可见，调谐放大器在谐振时的电压增益最大，且Auo和回路总电导g∑成反比，和晶体管跨导gm成正比。
与此同时，不难得到相对电压增益为当时，可求得3dB带宽，即通频带BW0.7为同理可以求出单调谐放大器的矩形系数为6．如图7.10所示并联谐振回路，信号源与负载都是部分接入的。
已知Rs、RL，并已知回路参数L1、L2、C1、C2和空载品质因数Q0，试求谐振频率f0与带宽
BW0.7。
解：1.求谐振频率f0回路总电感（不考虑互感）L=L1+L2 回路总电容谐振频率
2.求带宽BW0.7设信号源对回路的接入系数为P1，负载RL 对回路的接入系数为P2，则把gs=1/Rs和gL=1/RL折合到回路两端，变为回路的自身损耗电导，它与、并联，构成总的回路电导，即因此，有载品质因数Qe和带宽BW0.7分别为BW0.7= 7．在图7.2（a）所示的电路中，
调谐回路是由中频变压器构成的，其f0=465kHZ，
L=560μH，Q0=100，N1-2=46匝，N1-3=162匝，N4-
5=13匝；三极管的goe=110μS，工作电流IE=1mA。
若负载电导gL=1.0mS，试求：（1）谐振电压增益Au0；（2）通频带BW0.7。
解：接入系数分别为回路的自损耗电导μS（1）三极管的跨导又（μS）则谐振电压（2）有载品质因数为则通频带为（kHZ）8．外接负载阻抗对小信号谐振放大器有哪些主要影响？答：外接负载电阻使LC回路总电导增大，即总电阻减小，从而使Qe下降，带宽
BW0.7展宽；外接负载电容使放大器的谐振频率f0降低。
因此，在实用电路中，三极管的输出端和负载阻抗都将采用部分接入的方式与LC回路相连，以减小它们的接入对回路Qe值和谐振频率的影响。
9．图7.2所示的单调谐放大器中，若谐振频率f0=10.7MHZ，CΣ= 50pF，
BW0.7=150kHZ，求回路的电感L和Qe。
如将通频带展宽为300kHZ，应在回路两端并接一个多大的电阻？解：（1）求L和Qe （H）= 4.43μH（2）电阻并联前回路的总电导为47.1（μS）电阻并联后的总电导为94.2（μS）因
故并接的电阻为10．一单调谐振放大器，集电极负载为并联谐振回路，其固有谐振频率f0=6.5MHZ，回路总电容C= 56pF，回路通频带BW0.7=150kHZ。
（1）求回路调谐电感、品质因数；（2）求回路频偏Δf=600kHZ时，对干扰信
号的抑制比d。
解：（1）已知f0=6.5MHZ，C= 56pF，BW0.7=150kHZ，则（H）= 10.7μH（2）根据定义，抑制比，故（dB）11．调谐在中心频率为f0=10.7MHZ的三级相同的单调谐放大器，要求BW0.7≥100kHZ，失谐
±250kHZ时的衰减大于或等于20dB。
试确定每个谐振回路的有载品质因数Qe值。
解：由带宽要求得由选择性指标得（dB）即故取Qe=5012．在三级相同的单调谐放大器中，中心频率为465kHZ，每个回路的Qe=40，试问总的通频带等于多少？如果要使总的通频带为10kHZ，则允许最大的Qe为多少？解：（1）总的通频带为（kHZ）（2）每个回路允许最大的Qe为13．中心频率都是
6.5MHZ单调谐放大器和临界耦合的双调谐放大器，若Qe 均为30，试问两个放大器的通频带各为多少？解：单调谐放大器的通频带为kHZ临界耦合的双调谐放大器的通频带为kHZ14．在小信号谐振放大器中，三极管与回路之间常采用部分接入，回路与负载之间也采用部分接入，这是为什么？解：这是因为外接负载阻抗会使回路的等效电阻减小，品质因数下降，导致增益下降，带宽展宽，谐振频率变化等，因此，采用部分接入，可以减小它们的接入对回路Q值和谐振频率的影响，从而提高了电路的稳定性，且使前后级的阻抗匹配。