高频谐振放大器课件.ppt

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1、第3章高频谐振放大器高频小信号放大器高频功率放大器的原理与特性高频功放的高频效应高频功率放大器的实际线路D类高频功放和高频功率合成器简介7/28/20211一、高频小信号放大器1、概述功能：不失真地放大高频小信号和选频滤波。“小信号”的含义：使放大器工作在线性放大区(属于A类或甲类放大器)。小信号放大器的分类：(1)窄带放大器和宽带放大器窄带放大器：放大的是窄带信号，相对带宽千分之几。负载为并联谐振回路、耦合回路或其它谐振回路，负载的功能是阻抗变换和选频滤波。所以这种放大器又称为高频小信号谐振放大器。宽带放大器：指需要放大多个高频信号，或者中心频率要随时改变的高频小信号放大器

2、，它的负载为电阻、高频变压器或传输线变压器。7/28/20212分立元件：用作窄带放大器，工作频率较高，但调整困难；集成放大器：用作宽带放大器，增益高，性能稳定，但噪声性能要差一些。主要要求：①增益要高：接收机中频放大器需要电压增益80dB~100dB，需要多级放大器级联才能实现；②频率选择性要好：选择性描述的是放大器选择有用信号、抑制无用信号的能力，衡量选择性好坏的参数是放大器的带宽和矩形系数；③工作稳定可靠：包括放大器的温度稳定性、受电源电压等外界因素的影响要小、不产生任何自激；④接收机前级放大器：要求内部噪声要小。本章主要讲分立元件高频小信号谐振放大器。(2)分立元件和

3、集成放大器7/28/202132、工作原理直流偏置：直流偏置和低频电路完全一样。只不过基极和发射极高频旁路电容Cb和Ce的电容值比低频电路要小得多。7/28/20214交流等效电路：去掉直流偏置电路。高频旁路电容Cb和Ce交流短路；直流电源对地交流短路；放大器的负载：是一个抽头并联谐振回路，对信号频率ω0谐振，完成阻抗匹配和选频滤波的功能。工作状态：放大器工作在A(甲)类状态。7/28/202153、性能分析对晶体管的要求：特征频率fT要高、β要高、噪声系数要低。晶体管的高频等效电路：包括混π等效电路和Y参数等效电路。晶体管混π等效电路：混π等效电路能全面反映双极晶体管在高频

4、运用时物理过程，也是分析晶体管高频应用时的基本等效电路。宽带放大器通常采用混π等效电路来分析。：发射结电容；：集电结电容；：晶体管的跨导。7/28/20216晶体管Y参数等效电路：由混π等效电路导出，比混π等效电路使用方便，仅适合分析窄带放大器。Yoe：基极和发射极交流短路时输出导纳；Yie：集电极和发射极交流短路时的输入导纳；Yfe：集电极和发射极交流短路时的正向传输导纳；Yre：基极和发射极交流短路时的反向传输导纳。Y参数等效电路的参数方程：7/28/20217说明：Y参数不仅与静态工作点有关，而且还与工作频率有关。只有当放大器工作在窄带时Y参数可以近似看作常数。Y参数和

5、混π参数关系：Y参数实际应用中的近似:7/28/20218放大器的性能参数：忽略管子内部的反馈，即令Yre=0，这时放大器的电流、电压关系为Y'L：代表负载等效到晶体管ce两端的等效导纳。根据上述关系可以计算放大器的电压放大倍数、输入导纳、输出导纳以及通频带和矩形系数。7/28/20219通频带B0.707与矩形系数K0.1:电压放大倍数K：输入导纳Yi:输出导纳Yo:放大器的五个性能参数：7/28/2021104.高频谐振放大器的稳定性放大器不稳定的原因：集电结电容Cb'c引入的电流反馈。也可以用Yre解释。放大器不稳定的表现：电流反馈如果在某个频率点上满足正反馈的相位和幅

6、度条件，就会产生自激振荡。在输入导纳Yi中，反馈表现为Yre引入的输入导纳Yir：△ω<0：Yir的电导为负，形成正反馈，会引起放大器不稳定。7/28/202111内部反馈对放大器频率特性的影响：7/28/202112提高放大器稳定性的方法：①选择Yre小的晶体管：这是解决问题的最根本的方法；②中和法：人为地在输出、输入端引入一个附加的负反馈电路，来抵消Yre的正反馈，附加的反馈电路称为中和电路。利用中和电容Cn的中和电路：为了抵消Yre的反馈,，从集电极回路取一与Uc反相的电压Un，通过Cn反馈到输入端。根据电桥平衡原理有7/28/202113实际中和电路：用Cb'c来表示

7、晶体管的反馈是一种近似，因此中和电路的效果是有限的，用的比较少，一般用在收音机电路中，如下图。7/28/202114③失配法：从输入导纳Yi的关系式可以看出，要降低Yre对输入端的影响，可以通过增加负载导纳来实现。但这意味着负载和晶体管的输出导纳不匹配，因此这种方法称为失配法。下图的共发—共基电路可以用失配法解释：V2的输入导纳很大，意味着V1的负载导纳很大。7/28/202115双栅极场效应管放大器提高稳定性的原理也可以用失配法解释。双栅极场效应管放大器可以看作是共源-共栅两个场效应管的级联，共栅放大