射频电子线路总复习_ok

高频小信号放大器工作于放大器的线性区，放大器可用
线性四端网络来等效。
•高频晶体管小信号等效电路模型与参数 高频晶体管网络参数模型
I1 yie V1 yre V2 I 2 y fe V1 yoe V2




yie gie jCie
yre yre re
y fe y fe fe
A V A V1 A V 2 A Vn
由完全相同的单级放大器组成 AV AnV 1 2．级联放大器的通频带与选择性
2f 0.707 2 1
1 n
f0 QL
2 1
Kr 0.1
1 n
：级联放大器3dB带宽的缩小因子
1 n
f 0.1 100 1 1 f 0.707 2n 1
式 计算。
回路品质因数 QL 愈高，相频特性愈陡峭，| |变大。
t0
d t0 d

各频率分量通过系统的延时都为 t 0 合成的信号包络也仅延时 t 0 波形包络的形状不变，不会产生相位失真。
•串并联阻抗等效互换
串并联互换前后的品质因
数不会发生变化
X 1 R2 QL R1 X2
0 C
g
广义失谐
QL
2f f0
AV 0

谐振时 f 0 归一化抑制比
0


PP 1 2 y fe g
AV AV 0



1 1 j
最佳接入系数
Q0 ( 1)GP QL 2 goe
( p2opt Q0 1)GP QL 2 gie
p1opt
p1 p2 y fe 3.电压增益 AV 1 2QL f g j C g [1 j ] j L f0
2 2 g GP p1 goe p2 gie2
2 2 C C p1 Coe p2 Cie2
p1 p2 y fe
回路的有载品质因数
QL
响。
(1)中和法 (2)失配法
例：一并联回路，其通频带B过窄，在L、C不变的条件下， 怎样能使B增宽?
B f0 QL
解：通频带
要使B增宽，应增大 f 0 或减小 QL 。 本题要求L、C不变，故不能增大 f 0，只能减小 QL 。 R Q 并联回路的品质因素 L 0 L 应减小 R 在回路两端并联一电阻就可使B增宽。
例：如图所示
y fe
[解题思路] 将图 (a)简化为图 (b) ，画出其输出同路等效 电路如图 (c)所示，再化简为图 (d)即可进行计算：注意： 下一级放大器的输入导纳就是上一级放大器的负载导纳，
而本例小放大管为同—型号，故有
gie2 gie1
p1 p1
p2
2 p1
p2
2 p2
g
yoe goe jCoe
频率的函数 •晶体管的高频参数
•截止频率 f ： | | 下降到 0 / 2时对应的频率。 • 特性频率 f T： | | 下降到l所对应的频率。
fT f


02 1
0 1
f 工作 f

fT 0 f
| | fT / f f 工作 / f fT f 工作
是无集电极电流的，集电极耗散功率等于集电极电压与
集电极电流之乘积，因而大部分时间是无集电极耗散功 率的。
电源提供的功率 Pdc 输出的交流功率 P0
P dc P 0 P c
集电极耗散功率 P c P0 Pdc Pc Pc 1 集电极效率 c Pdc Pdc Pdc
vc IC1 RP cost Vcm cost
| y fe |2
失配损耗
4 PP ： (1 PP ) 2
表征的是负载与晶体管的失配，
最大值为1。
插入损耗 (1
QL 2 ) ： 回路本身的损耗，表征回路固 Q0
有损耗使功率增益 A 降低的
P
比例。
回路本身损耗为零 回路对功率增益
Q0
AP 0 max
(1
QL 2 ) 1 Q0
•品质因数的物理意义 品质因数实际上描绘的是系统储能与耗能之间的 关系。 特性阻抗
Q0
L C
1 1 1 L L r LC r C
P L
r
回路储能 Q 2 每周耗能
•串并联谐振回路的通频带与选择性
•三分贝通频带(半功率点通频带)，即 | |下降到0.707 或
1 时的通频带。 2
GP
Cr L
B C
1 L
并联谐振回路的谐振电阻
感性
RP
1 L GP Cr
X L
1 C
P
容性

1 0 L 0 0C
B C
P
串联谐振时的谐振频率
0
并联谐振回路的谐振频率
1 LC L ZP RP Cr

1 0 L
X 0
高频功放 高（一个工 作频率 f 0 ）
窄
f / f 0
百分之零点 几到百分之 几
高
•高频谐振功率放大器的基本工作原理
谐振功放工作于丙类
在基极回路加入合适的偏置电压
VBB 可正可负
谐振回路的基本功用: 作为负载接受、储存和传送高频能量，具有阻抗匹配和滤
波作用。正是其滤波作用因而晶体管可以工作于丙类状态。 输出集电极电流虽然失真，但输出信号的谐波分量由于谐 振回路的作用而被抑制和滤除。 丙类可提高集电极效率的原因: 因为晶体管仅在部分时间内有电流流通，大部分时间内
I c1 g1 I c0
Vcm 电压利用系数 k VCC
•高频谐振功率放大器折线近似分析法
ic g c (vbe VBZ ) vbe VBZ ic 0 vbe VBZ
I

1 LC
Z r 纯阻性
vs 1 ) C
纯阻性
1 ) L
r j( L
V
Is GP j (C

串联谐振时的电流
V I0 S I0 r


谐振时的端电压
VP

IS L IS GP Cr

V L0 jQ0 V S
V C 0 jQ0 VS
•最高振荡频率 f max ： 晶体管功率增益 AP 1时的工作频
率。
f max fT f
1.2.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器
1. 放大器的输入导纳： Yi
Ib Vi


yie
y re y fe
' yoe y L
2. 放大器的调谐回路的谐振频率

1 f0 2 LC
Av 0
max

y fe QL (1 ） Q0 2 goe gie 2
4．功率增益 谐振时
AP 0 Av 0

2
gie 2 gie1
4PP QL 2 1 AP (1 ) 2 4 goe gie1 (1 PP ) Q0 1 2
2 2 PP 1 g P 匹配条件： P 1 oe 2 gie 2
Av 0
p1 p2 y fe g
p1 p2 y fe g gie 2 ) gie1
2
Ap 0 (
C
g B 2 C
f0 QL B
QL 2 (1 ) Q0
1 或 Q0 0 LGP
1 QL 0 Lg
Q0 g QL GP
Q0GP 100 6.11 QL 14.4 g 42.4
•高频小信号调谐放大器的稳定性 放大器的输入导纳为： Yi yie
yre y fe
' yoe y L
第—项反映晶体管的输入导纳，第二项表示由反向传 输导纳 y re 引入的输出回路对输入回路的影响，因此是
一种“反馈”。
稳定性系数
2( g s gie )( goe GL ) KS | y fe || yre | [1 cos( fe re )]
f0 465 B 32.3KHz QL 14.4
1.4 高频谐振功率放大器
与低频功放的比较 共同点：输出功率大、效率高 不同点：
工作频率
低频功放 低 （20Hz20KHz）
相对带 工作状态 宽
宽
f max / f min 1000
负载
效率
低
甲类、推 无调谐负载 挽乙类 阻性 丙类 选频网络
KS 1 稳定
KS 1 临界状态
KS 1 不稳定
输入、输出回路都是部分接入的
KS 2 g1 g 2 2 0Cre | y fe | p12 p2
AV 0
2 | y fe | K s 0C re
2．提高放大器稳定性的措施 为保证放大器的稳定，增益不能太高，为保证稳定 的高增益，应选 | y fe |大且 C re 小的晶体管。 在晶体管选定后在电路上采取措施，抵消 y fe的影
第1章 选频放大器
1.1 谐振电路的基本特性
谐振回路用途：
选频网络、移相网络、相频转换网络、作负载。
•简单串并联谐振电路的基本特性
工程近似
vs VS cost 电压谐振
1 Z r j ( L ) r jX C
电流谐振
Y Cr 1 j ( C ) GP jB L L
乘积是一个常数，带宽愈窄，增益愈高，反之亦然。 与 C 成反比，C 愈小，带宽增益积愈大。
2 2 C C P C P 1 oe 2 Cie2 不稳定 必须外接—定值的电容
•矩形系数
K r 0.1 2f 0.1 102 1 9.95 2f 0.707
•高频小信号单调谐回路谐振放大器级联 1.级联放大器的电压增益
2 R2 (1 QL )R1
wk.baidu.com
X 2 (1
QL 1
2 R2 QL R1
1 ) X1 2 QL
X 2 X1
•回路抽头时阻抗的变比关系
L N 接入系数 P 1 1 L N
N N1 N 2
C1 P C1 C 2
0
Zab p2 Zdb
电流源

2f QL f0
2f 0.707
f0 QL
QL 谐振回路的通频带与 QL成反比， 愈大，通频带愈窄。
矩形系数 2f 0.1 K r 0.1 2f 0.707
K r 0.1愈接近1，选择性愈好。
简单谐振回路
Kr 0.1 9.95
•谐振回路的相频特性——群延时特性 以 P为载频的调幅波通过谐振回路后引起的群延时可由
有载品质因数
QL 1 P L(GP GS GL )



1 1 jQ0 (
0 ) 0

1 1 j
| |
1 1 2
arctg
广义失谐
Q0 (
0 ) 0
0 (谐振点)时取最大值1
回路的品质因数愈高，曲线愈尖锐。


I CP j I S QP
I LP j I s QP


串联谐振回路的品质因数
Q0
并联谐振回路的品质因数
QP
0 L
r

1 0Cr
P L
r

PC
GP
PCRP
RP 1 P L P LGP
有载品质因数 0 L QL RS R L r
' IS PI S
部分接入的作用： 阻抗匹配、提高谐振回路的有载品质因数。
1.2高频小信号调谐放大器 谐振放大器，用串联或并联谐振回路或耦合谐振回路作
为放大器的负载，谐振回路的谐振频率(考虑晶体管影响
后)位于输入信号的中心频率，信号带宽与谐振回路的通 频带基本一致。 对信号有极大的增益，信号带宽外，增益迅速减小。因 此，谐振放大器具有很好的选频能力。
2
AP 无影响
谐振状态时的最大增益
y fe
4 g oe g ie1
5．小信号单调谐回路谐振放大器的通频带与选择性 •3dB通频带与简单谐振回路相同
B0.7 2f 0.707
Av 0 2f 0.707

f0 QL
p1 p2 y fe 2 C
增益带宽积
当晶体管选定，电路完全确定以后，放大器的带宽增益
Vcm IC1 RP
vce VCC Vcm cost
放大器输出的交流功率
2 1 1 2 1 Vcm P0 I c1Vcm I c1RP 2 2 2 RP
电源输入的直流功率(平均功率) 1 T Pdc icVcc dt I c 0Vcc T 0 P c P dc P 0 1 I c1 Vcm 1 I V 1 c1 cm 2 c P0 / Pdc g1 k I c 0Vcc 2 I c 0 Vcc 2 波形系数