22小信号谐振放大器

EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2小信号谐振放大器以谐振回路为选频网络的高频小信号放大器称为小信号谐振放大器或小信号调谐放大器。构成：小信号放大器＋LC谐振回路作用：选出有用频率信号并加以放大，而对无用频率信号予以抑制。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2小信号谐振放大器•小信号选频放大器可分为两类：一类是以调谐回路为负载的调谐放大器，另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器。•调谐放大器常由晶体管等放大器件与LC并联谐振回路或耦合谐振回路构成。•集中选频放大器把放大和选频两种功能分开，放大作用由宽频带放大器承担，选频作用由晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等承担。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2小信号谐振放大器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。具有放大和选频两方面的功能。2、高頻放大器分类EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2小信号谐振放大器3、主要性能指标①谐振电压增益Au0—放大器在谐振频率上的增益，衡量对有用信号的放大能力。②通频带BW0.7—放大器电压增益下降到谐振电压增益的0.707倍时所对应的频率范围。③选择性—矩形系数：K0.1=BW0.1/BW0.7EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路4、单级单调谐放大器2.2小信号谐振放大器图2.2.4单调谐放大器集电极负载为LC并联谐振回路EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路单级单调谐放大器的性能：谐振频率：LCf210•通频带：•矩形系数：其中：C∑为等效的回路总电容。e07.0QfBW95.97.01.01.0BWBWK其中：可见其矩形系数远大于1，选择性较差。其中：Qe为回路的有载品质因数。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路主要要求：理解晶体管Y参数等效电路及其意义和应用掌握单调谐回路谐振放大器的组成、工作原理和主要性能指标的计算。了解多级谐振放大器了解谐振放大器的稳定性2.2小信号谐振放大器EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2.1晶体管的Y参数等效电路一、晶体管的Y参数等效电路),(CEBEBuufi),(CEBECuufi对小信号称为晶体管输出端交流短路时的输入导纳称为晶体管输出端交流短路时的正向传输导纳称为晶体管输入端交流短路时的反向传输导纳称为晶体管输入端交流短路时的输出导纳EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路),(CEBEBuufi),(CEBECuufi对小信号对小信号Y参数通过仪器测量，或查手册，或由混合π型等效电路求取2.2.1晶体管的Y参数等效电路EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路晶体管混合π型等效电路rbb’—基区的体电阻rb‘e—发射结电阻re折算到基极回路的电阻eerg''bb1ETeeb)1()1(IUrrgm—低频互导或低频跨导eTEebm1rUIrg—发射结电容—集电结电容CbeCbcTmeb2fgC从手册中查出TcbfC和rce—晶体管输出电阻UA为厄尔利电压CQAceIUrEXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路晶体管混合π型等效电路根据混合π型等效电路，由Y参数的定义可得EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路混合π型参数与频率无关,Y参数与频率有关.在窄带放大器中，可以近似认为晶体管Y参数与频率无关。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路Y参数可简化为mfegY0reYbeUCBEeb'Ceb'gbe.mUg+–b.Icegcb'C+–ceUc.I简化高频小信号等效电路高频管的rbb’很小，通常可略。实用中要采取措施使内部反馈很小，故分析时看成Yre=0EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路小结：实用的高频小信号等效电路Cb.Ic.IbeUBEeiYbe.feUY+–+–ceUoeY用Y参数表示beUCBEeb'Ceb'gbe.mUg+–b.Icegcb'C+–ceUc.I用混合π型参数表示beUCBEieCieGbe.feYU+–b.IoeGoeC+–ceUc.I用电导、电容等表示EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2.2单调谐回路谐振放大器一、放大电路及其工作原理LC+VCCRERB1RB2CECBRL+–51234+–iUoU保证晶体管工作在甲类状态L+VCCRERB1RB2+–123直流通路LCRL53214+–iUoU+–CBE交流通路晶体管的输出及负载电阻均通过阻抗变换电路接入。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路二、单调谐放大器的等效电路LCRL53214+–iUoU+–CBEGieCieimUgGoeCoe21311NNn自耦变压器匝比变压器初次级匝比45312NNn有时把P1＝1/n1，称为晶体管输出端对谐振回路的接入系数把P2＝1/n2，称为负载对谐振回路的接入系数放大器的Y参数等效电路EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路LCRL53214+–iUoU+–CBEGieCieimUgGoeCoe21311NNn自耦变压器匝比变压器初次级匝比45312NNn放大器的Y参数等效电路L13C31C谐振回路的等效电路.'sIG’oeC’oeGpG’Lo'U+–根据功率相等得13'12m)(UIUUgsi因此1.m.'nUgIis由阻抗变换得21oeoe'nGG21oeoe'nCC'LL22GGn而Gp=1/RpU’o=n2Uo二、单调谐放大器的等效电路EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路L1331CE1im/nUgGTCT+–o2Un参数合并后的谐振回路的等效电路22L12oePTnnGGGG12oeTnCCCoeLT2212CCCCnn或:0oeL221211f2CC2LCnnTLC（）EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带L1331CE1im/nUgGTCT+–o2Un参数合并后的谐振回路的等效电路－gm－gm)21(1)(0T1.i.'.'offjQGnUgZIUTmsEXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路－gm－gm－gm因此归一化电压增益的幅频特性为..uouAAO1.0f0.7070.1BW0.7BW0.1T07.0QfBW101.0K选择性较差三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路作业P542.7，2.8EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2.3多级单调谐回路谐振放大器每级谐振回路均调谐在同一频率上各级谐振回路调谐在不同频率上同步调谐放大器—参差调谐放大器—总电压放大倍数unuuuAAAA21Σ一、同步调谐放大器)dB()dB()dB()dB(.n.2.1.ΣuuuuAAAAOf0uuAA1.00.707级数增多级数越多，则谐振增益越大，选择性越好，通频带越窄。总通频带窄于各级的。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路1．电压增益12nuuunAAAA每一级放大器的参数结构均相同12fe120()||()21nnnnunppYAAfQGf谐振时总的电压增益120fe||nnnppAYG2．通频带11012121nnnfBWBWQ级数n1234510.640.510.430.39121n频带缩减因子EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路3．矩形系数1/0.101001nnBWfQ1/0.10.11/100121nnnnnBWKBW级数n123456∞9.954.663.743.383.193.072.560.1nKEXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路二、双参差调谐放大器Au1Au2uiuof1=f0+ff2=f0–fuAfuAf02uAf21uAf1总幅频特性更接近于矩形，选择性比单调谐放大器好总通频带可宽于各级的。诺每级谐振回路均调谐在同一频率上，称为同步调谐。否则叫参差调谐，有双参差调谐放大器，也有三参差调谐放大器。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.2.4调谐放大器的稳定性一、共发射极单管谐振放大器不稳定的原因Yre引起内部反馈。其主要由CB间结电容Cb’c引起。谐振回路阻抗特性剧烈变化的特性更使这种内反馈随频率变化而剧烈变化，使放大器的频率特性发生变化，增益、通频带、选择性等都发生变化，导致放大器工作不稳定。严重时会在某频率点满足自激条件，产生自激振荡。频率越高，回路Q值越大，放大器工作越不稳定。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路二、提高谐振放大器稳定性的方法选用Yre（或Cb’c）小的晶体管从电路上消除内反馈的影响中和法失配法1.中和法CNCB’C交流通路＋.cU.fI.nU－中和法只能在很窄的频率范围内起作用，且不易调节.nI通过Cn产生的In，中和掉IfEXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.失配法增大负载导纳YL，使回路总导纳增大，导致输出回路失配，输出电压减小，从而减小内反馈。失配法以牺牲增益为代价。在设计小信号谐振放大器时，通常不追求很高的增益，而是以稳定工作为前提。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路2.失配法增大负载导纳YL，使回路总导纳增大，导致输出回路失配，输出电压减小，从而减小内反馈。L+–iUoU+–V1V2C共射－共基组合电路调谐放大器V2输入阻抗很小，即V1的负载导纳很大，从而削弱了结电容的内反馈作用。而V2构成共基放大电路，CB’C不能引入反馈。该电路中，V1提供较大电流增益，V2提供较大电压增益，故总电路可获得较大的电压增益和电流增益。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路三、集成调谐放大器uoMC159013485627AGCVCCui是一个双端输入、双端输出的全差动式电路。带宽为10MHz。内反馈很小。输入采用共射－共基组合差分放大电路，输出采用复合管差分放大电路组成。EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路电源去耦滤波器隔直耦合，实现单端输入单端输出uoC2L1L2+12VRLMC1590L313485627AGCC3C4ui输入、输出回路均调谐在信号的中心频率上。三、集成调谐放大器EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路总结EXITEXIT2.2小信号谐振放大器高频电子线路－gm对单调谐回路共发射极小信号谐振放大器：增益T07.0QfBW101.0K22L12oePTnnGGGG12oeTnCCC