f第二章第二節(jié)(15.3已改)

2.2高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器

高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器的電路組成：

晶體管和LC諧振回路。2.2.1晶體管高頻等效電路參數(shù)等效電路）。另一是形式等效電路(

優(yōu)點(diǎn):測(cè)量方便,表達(dá)式有普遍意義.

缺點(diǎn):參數(shù)與f有關(guān).）等效電路一是物理模擬（混合

優(yōu)點(diǎn):意義明確,元件值與f無關(guān).

缺點(diǎn):測(cè)量不方便.2.2請(qǐng)同學(xué)們注意

不要玩手機(jī)，人機(jī)分離；不要打瞌睡，認(rèn)真聽講；不要講小話，保持安靜。一、混合型等效電路*圖2.2.1晶體管高頻共發(fā)射極混合π型等效電路；

2.2.1各主要參數(shù)有關(guān)的公式如下：

另外，常用的晶體管高頻共基極等效電路如圖2.2.2圖（a）所示，圖(b)是簡(jiǎn)化等效電路。

(注意:輸入與輸出之間沒有元件連接.)圖2.2.2晶體管高頻共基極等效電路及其簡(jiǎn)化電路2.2.1二、Ｙ參數(shù)等效電路1.雙口網(wǎng)絡(luò)

(1)網(wǎng)絡(luò)與方程

雙口網(wǎng)絡(luò)即具有兩個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)，如圖2.2.3所示。

Y參數(shù)方程是選取各端口的電壓為自變量,電流為應(yīng)變量,其方程如下:

圖2.2.3雙口網(wǎng)絡(luò)2.2.1(2)Y參數(shù):

四個(gè)參量均具有導(dǎo)納量綱，即

所以Ｙ參數(shù)又稱為交流短路導(dǎo)納參數(shù),即確定這四個(gè)參數(shù)時(shí)必須使某一個(gè)端口電壓為零,也就是使該端口交流短路。2.2.12.2.1

2.共發(fā)射極接法的晶體管雙口網(wǎng)絡(luò)(1)電路如圖2.2.4所示,相應(yīng)的Ｙ參數(shù)方程為式中，

分別稱為輸入導(dǎo)納、反向傳輸導(dǎo)納正向傳輸導(dǎo)納和輸出導(dǎo)納。為輸出電壓對(duì)輸入電流的控制作用;為輸入電壓對(duì)輸出電流的控制作用.(2)Y參數(shù):

(3)y參數(shù)的求法a.將一端交流短路,在另一端加直流偏壓和交流信號(hào),測(cè)量輸入端或輸出端交流電壓和電流,代入y參數(shù)方程計(jì)算即得.b.通過查閱晶體管手冊(cè)可得y參數(shù).(4)y參數(shù)的復(fù)數(shù)表示法因?yàn)殡S著f的增高,電容效應(yīng)不可忽略,所以,y參數(shù)為復(fù)數(shù).

輸入導(dǎo)納:

輸出導(dǎo)納:

正向傳輸導(dǎo)納:

反向傳輸導(dǎo)納:

三、Ｙ參數(shù)與混合參數(shù)的關(guān)系2.2.1請(qǐng)同學(xué)們注意

不要玩手機(jī)，人機(jī)分離；不要打瞌睡，認(rèn)真聽講；不要講小話，保持安靜。2.2.2單管單調(diào)諧放大器一、電路組成及工作原理圖2.2.5高頻調(diào)諧放大器的典型線路（a）原理電路（b）交流通路

構(gòu)成晶體管的分壓式電流反饋直流偏置電路，以保證晶體管工作在甲類狀態(tài)。2.2.2旁路電容CB、CE對(duì)高頻旁路，電容值比低頻放大器中小得多。

LC振蕩回路作為晶體管放大器的負(fù)載，為放大器提供選頻回路。振蕩回路采用抽頭連接，可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。二、電路性能分析1、放大器的小信號(hào)等效電路及其簡(jiǎn)化圖2.2.6單管放大器的小信號(hào)（a）小信號(hào)等效電路（b）簡(jiǎn)化電路2.2.2圖中設(shè):其中

2.2.2由圖知：所以

2、電路性能分析（1）電壓放大倍數(shù)（增益）2.2.2諧振電壓放大倍數(shù)（增益）式中負(fù)號(hào)表示輸出電壓和輸入電壓之間的相位相差。同時(shí)，由于是復(fù)數(shù)，其相角為故放大器在回路諧振時(shí)，。(當(dāng)工作頻率較低時(shí)，和相位才相差，即輸出電壓和輸入電壓反相位。)諧振電壓放大倍數(shù)（增益）的振幅值

2.2.2和輸入電壓之間，而是的相位差并不是輸出電壓結(jié)論：電壓增益振幅與晶體管參數(shù)、負(fù)載電導(dǎo)、回路諧振電導(dǎo)和接入系數(shù)有關(guān)：因（A）為了增大,應(yīng)選取大,小的晶體管。

（B）為了增大,要求負(fù)載電導(dǎo)小,如果負(fù)載是下小。一級(jí)放大器,則要求其（C）回路諧振電導(dǎo)越小,

越大。而取決于值,與成反比?；芈房蛰d品質(zhì)因數(shù)（D）

與接入系數(shù)有關(guān),但不是單調(diào)遞增或單調(diào)遞減關(guān)系。由于還會(huì)影響回路有載品質(zhì)因數(shù)值而又將影響通頻帶,所以

的選擇應(yīng)全面考慮,選取最佳值。

2.2.2（2）放大器的頻率特性:（因其中幅頻特性表達(dá)式為圖2.2.7放大器的諧振曲線2.2.2

放大器的頻率特性曲線如圖示。（3）放大器的通頻帶令，得到放大器的通頻帶為越高，放大器的通頻帶越窄，反之越寬。（4）放大器的增益帶寬積:由

和得到放大器的增益帶寬積為常數(shù)：

2.2.2（5）矩形系數(shù)*（6）結(jié)論A、由上式，晶體管選定后（

確定），接入系數(shù)不變時(shí)，放大器的諧振電壓增益只決定于回路的總電容和通頻帶

的乘積。電容越大，通頻帶越寬，則增益越小。B、要想既得到高的增益，又保證足夠?qū)挼耐l帶，除2.2.2了選用大的晶體管外，還應(yīng)該盡量減小諧振回路的總電容。C、

的減小與電路的穩(wěn)定性相矛盾，減小即應(yīng)該減小外接電容C，但分布參數(shù)的影響將加大，會(huì)造成電路不穩(wěn)定。解決的方法采用部分接入的方式。

2.2.22.2.3多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器

當(dāng)多級(jí)放大器中的每一級(jí)都調(diào)諧在同一頻率上時(shí)，稱為多級(jí)單調(diào)諧放大器。n級(jí)放大器級(jí)聯(lián)的質(zhì)量指標(biāo)：一、電壓增益

若每一級(jí)參數(shù)均相同，則諧振電壓增益

2.2.3所以，單位諧振函數(shù)二、通頻帶n級(jí)放大器的通頻帶*由上式知，級(jí)聯(lián)的放大器級(jí)數(shù)越多，總增益

越大，但通頻帶越窄。換句話說，當(dāng)多級(jí)放大器帶寬確定后，級(jí)數(shù)越多，要求每一級(jí)的帶寬越寬。2.2.3

例2.2.2某中頻放大器的通頻帶為6MHz，現(xiàn)采用兩級(jí)或三級(jí)相同的單調(diào)諧放大器，對(duì)每一級(jí)放大器的通頻帶要求各是多少？解：根據(jù)式(2.2.25)，當(dāng)n=2時(shí)所以要求每一級(jí)放大器的帶寬同理，當(dāng)n=3時(shí)，要求每一級(jí)放大器的帶寬2.2.3三、矩形系數(shù)n級(jí)單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)為由該表知，級(jí)聯(lián)的放大器級(jí)數(shù)越多，

雖有所改善，但效果不大。123456789109.954.83.753.43.23.13.02.942.922.92.56

由以上分析知，單調(diào)諧放大器的選擇性差，增益和通頻帶的矛盾突出。改善放大器選擇性和解決其增益與通頻帶之間的矛盾的有效方法之一是采用參差調(diào)諧放大器。2.2.3矩形系數(shù)與級(jí)數(shù)n的關(guān)系如下表所示：請(qǐng)同學(xué)們注意

不要玩手機(jī)，人機(jī)分離；不要打瞌睡，認(rèn)真聽講；不要講小話，保持安靜。2.2.4參差調(diào)諧放大器

1、作用：增加總帶寬，減小矩形系數(shù)。

2、特點(diǎn)：各級(jí)放大器結(jié)構(gòu)基本相同，

但諧振頻率不同。

3、應(yīng)用：較寬頻帶的放大。

一、雙參差調(diào)諧放大器

所謂雙參差調(diào)諧，是將兩級(jí)單調(diào)諧回路放大器的諧振頻率，分別調(diào)整到略高于和略低于信號(hào)的中心頻率。圖2.2.8雙參差調(diào)諧放大器的頻率特性曲線(a)雙參差調(diào)諧放大器的交流通路(b)雙參差調(diào)諧放大器的頻率特性曲線2.2.4兩級(jí)放大器的諧振頻率分別為

對(duì)于單個(gè)諧振電路而言，它是工作于失諧狀態(tài)的。相應(yīng)的廣義參差失諧量分別是參差調(diào)諧的綜合頻率特性與參差失諧量

有關(guān)，即與

有關(guān)。平坦的情況。

）(愈大，則雙峰的距離愈遠(yuǎn)，且中間下凹愈嚴(yán)重。2.2.4理論推導(dǎo)表明，當(dāng)時(shí)綜合頻率特性曲線為單峰；

時(shí)為雙峰；

為兩者的分界線，相當(dāng)于單峰中最二．三參差調(diào)諧放大器

三參差調(diào)諧回路，是使其中的兩級(jí)工作于參差調(diào)諧的雙峰狀態(tài)，第三級(jí)調(diào)諧于。

合成的諧振曲線就比較平坦。圖2.2.9三參差調(diào)諧放大器的頻率特性曲線由合成諧振曲線可見：利用三參差調(diào)諧電路，并適當(dāng)?shù)剡x擇每個(gè)回路的有載品質(zhì)因數(shù)和，既加寬了頻帶，又不造成曲線顯著下凹。2.2.4三、放大倍數(shù)：