1、關于通信電子線路高頻小信號放大器第一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3.1概述1、高頻小信號放大器的特點 頻率較高 中心頻率一般在幾百kHz到幾百MHz頻帶寬度在幾khz到幾十MHz 小信號 信號較小故工作在線性范圍內(甲類放大器)第二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月第三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月2、高頻小信號放大器的分類按所用的器件：晶體管（BJT)、場效應管（FET)、集電電路（IC)按頻譜寬度：窄帶放大器和寬帶放大器按電路形式：單級放大器和級聯放大器按負載性質：諧振放大器和非諧振放大器諧振放大器是采用諧振回路作負載的放大器，具有放大、濾波和選頻的作用。

2、非諧振放大器由阻容放大器和各種濾波器組成，其機構簡單，便于集成。第四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月1)增益：（放大系數） 電壓增益： 功率增益：分貝表示：2)通頻帶： 放大器的電壓增益下降到最大值的0.707倍時，所對應的頻率范圍稱為放大器的通頻帶，用B=2f 0.7表示。 2f 0.7也稱為3分貝帶寬。3、高頻小信號放大器的質量指標第五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月0.5為什么要求通頻帶？放大器所放大的一般都是已調制的信號，已調制的信號都包含一定譜寬度，所以放大器必須有一定的通頻帶，讓必要的信號頻譜分量通過放大器。與諧振回路相同，放大器的通頻帶決定于回路的形式和回路的

3、等效品質因數QL。此外，放大器的總通頻帶，隨著級數的增加而變。并且通頻帶愈寬，放大器增益愈小。第六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3)選擇性從各種不同頻率的信號的總和（有用的和有害的）中選出有用信號，抑制干擾信號的能力稱為放大器的選擇性。選擇性常采用矩形系數和抑制比來表示。 矩形系數按理想情況，諧振曲線應為一矩形。為了表示實際曲線接近理想曲線的程度，引入“矩形系數”，它表示對鄰道干擾的抑制能力。第七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月2f 0.1, 2f 0.01分別為放大倍數下降至0.1和0.01處的帶寬，Kr愈接近于1越好。第八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 抑

4、制比表示對某個干擾信號fn 的抑制能力，用dn表示。An為干擾信號的放大倍數，Av0為諧振點f0的放大倍數。 例 Av0 = 100 An = 1 用分貝表示dn(dB) = 20 lgdn第九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月5)噪聲系數：放大器的噪聲性能可用噪聲系數表示： NF越接近1越好在多級放大器中，前二級的噪聲對整個放大器的噪聲起決定作用，因此要求它的噪聲系數應盡量小。以上這些要求，相互之間即有聯系又有矛盾。增益和穩定性是一對矛盾，通頻帶和選擇性是一對矛盾。故應根據需要決定主次，進行分析和討論。 4)工作穩定性：指在電源電壓變化或器件參數變化時以上三參數的穩定程度。為使放大器

5、穩定工作，必須采取穩定措施，即限制每級增益，選擇內反饋小的晶體管，應用中和或失配方法等。 第十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3. 2晶體管高頻小信號等效電路與參數3.2.1形式等效電路（網絡參數等效電路）將晶體管看成四端網路第十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月式中：3. 2晶體管高頻小信號等效電路與參數Y參數等效電路第十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 把晶體管內部的物理過程用集中原器件RLC表示。用這種物理模型的方法所涉及到的物理等效電路就是所謂的參數等效電路。3.2.2混合參數等效電路第十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 rbc與Cbc引起的

6、容抗相比rbc可視為開路。rbe與Cbe引起的容抗相比，rbe可以忽略（視為開路）rce與回路負載比較，可視為開路。簡化后的等效電路如圖：這是對工作頻率較高時的簡化電路，對工作頻率范圍不同時，等效電路可進行不同的簡化。頻率低時可忽略電容的作用。 混合等效電路中，電容，電阻并聯，在一定的頻率下：3.2.3混合等效電路的簡化第十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 (一) 令V2 = 0，求yie、yfe。簡化混合等效電路，如圖所示。 (1) 3.2.4Y參數等效電路與混合等效電路參數的轉換第十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月(2) V1小引起I小又第十六張，PPT共六十一頁，

7、創作于2022年6月 (二) 令 ，求yre、yoe (3) 第十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月故(1)、(2)、(3)、(4)中的Ybe可認為相同。(4)第十八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月晶體管的高頻參數1）截止頻率由于0比1大的多,在頻率為f時,|雖然下降到原來的0.707但是仍然比1大的多,因此晶體管還能起到放大的作用。2）特征頻率當頻率增高，使|下降到1時的頻率。第十九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月電流放大系數與f 的關系：故可以粗略計算在某工作頻率下的電流放大系數。3）最高振蕩頻率fmaxfmax表示晶體管所能夠適應的最高極限頻率。在此工作頻率

8、時晶體管已經不能得到功率放大，當ffmax時,無論使用什么方法都不能使晶體管產生振蕩。晶體管的功率增益 時的工作頻率可以證明:第二十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月R1、R2、R3為偏置電阻，決定工作點， LF、CF為濾波電路，負壓供電 C4、L組成L、C諧振回路 R4是加寬回路通頻帶用 Rp是并聯回路本身的損耗所謂單調諧回路共發放大器就是晶體管共發電路和并聯回路的組合。所以前面分析的晶體管等效電路和并聯回路的結論均可應用。3.3單調諧回路諧振放大器第二十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月等效電路分析因為討論的是小信號，略去直流參數元件即可用Y參數等效電路模擬。 數學分析：

9、由圖可知： YL代表由集電極C向右看的回路導納（對外電路而言Vc是上負下正，故Ic有一負號） 第二十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月(3) = (2)(4) 代入(1) (4)放大器的輸入導納:第二十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月放大器的質量指標1）電壓指標根據電壓變比關系：所以：由于：所以：第二十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月第二十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月第二十六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月電壓增益的相關結論第二十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月2）功率增益第二十八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月

10、第二十九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3）放大器的通頻帶第三十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月當 和 為定值時（電路定了，其值也定了，帶寬增益乘積為常數）決定于 與 ，因為選擇管子時應選取 大的，應減少 ，但 也不能取的太小，因為不穩定的電容的影響大。設 P1、P2 =1帶寬增益乘積為一常數第三十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月討論：1、當 確定，p1和p2不變時， 只取決于 和 的乘積，電容越大，通頻帶越寬， 變小。2 、為了獲得高增益，寬頻帶，除了選用 較大的晶體管外，應該盡量減小諧振回路的總電容 ，但是這樣會導致系統的穩定性變差。3、 對于寬帶而言，要使

11、 盡量大，諧振曲線不穩定是次要的，因為頻帶很寬，對于窄帶放大器， 盡量大，使諧振曲線穩定（不會使通頻帶改變，以至引起頻率失真）。第三十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月4）單調諧放大器的選擇性所以單調諧回路放大器的矩形系數遠大于1，故其鄰道選擇性差，這是單調諧回路放大器的缺點。第三十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月4、多級單調諧回路諧振放大器若單級放大器的增益不能滿足要求，就可以采用多級級聯放大器。級聯后的放大器的增益、通頻帶和選擇性都將發生變化。1）增益2）通頻帶第三十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月根據通頻帶的定義可以求m級放大器的通頻帶上面的分析表明:

12、為了使總的通頻帶不變,每級的帶寬都要增加為原來的X倍。 當每級通頻帶加寬X倍時,每級的增益都會降低為原來的1/X。第三十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3）選擇性(以矩形系數為例)結論:單調諧回路特點是電路簡單,調試容易,但選擇性差,增益和通頻帶的矛盾比較突出。第三十六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月本部分的內容自學它是改善放大器選擇性和解決放大器增益和通頻帶之間矛盾的有效方法之一。3. 4雙調諧回路諧振放大器第三十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3.5.1自激產生的原因gF改變了回路的QL值, bF引起回路失諧。3. 5諧振放大器的穩定性第三十八張，PPT共

13、六十一頁，創作于2022年6月 gF是頻率的函數，在某些頻率上可能為負值，即呈負電導性，使回路的總電導減小，QL增加，通頻帶減小，增益也因損耗的減少而增加，即負電導gF供給回路能量，出現正反饋。當gF = gs + gie（回路原有電導）則回路總電導g = 0，QL ，放大器失去放大性能，處于自激振蕩工作狀態。第三十九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月當Ys + Yi = 0 回路總電導g = 0 放大器產生自激。此時放大器的反饋能量抵消了回路損耗能量，且電納部分也恰好抵消。表明放大器反饋的能量抵消回路損耗的能量，且電納部分也切好得到抵消。 3.5.2放大器產生自激的條件第四十張，PP

14、T共六十一頁，創作于2022年6月還可推導穩定系數S5101S一般要求時穩定時產生自激， 當當 為穩定系數定義：=1SS第四十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3.5.3Avo與S的關系第四十二張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 討論： (Avo)s與f有關，f(Avo)s，f yre內反饋厲害。 選管應選 大些的為好 (Avo)s只考慮內部反饋，未考慮外部反饋。當S = 5時，(Avo)s是保持放大器穩定工作所允許的電壓增益，稱為穩定電壓增益，為保證放大器穩定工作，Avo不允許超過(Avo)s。第四十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月由于yre的存在，晶體管是一個

15、雙向的器件，增強放大器的穩定性可以考慮晶體管的單向化。單向化的方法有：中和法 消除yre的反饋失配法 使GL或gs的數值增大，因而使輸入和輸出回路與晶體管匹配。在實際運用中，中和法是外加一個電容抵消正反饋電容的作用失配法： 信號源內阻不與晶體管輸入阻抗匹配； 晶體管輸出端負載不與晶體管的輸出阻抗匹配。 即以犧牲電壓增益來換取放大器的穩定性3.5.4克服自激的方法第四十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月(1) 中和法： 在放大器線路中插入一個外加的反饋電路，使它的作用恰好和晶體管的內反饋互相抵消。 具體線路： 電橋平衡時，CD兩端的回路電壓 不會反映到AB兩端,即對應兩邊阻抗之比相等。

16、第四十五張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月使Yi = yie，即使后項0，則必須加大YL晶體管實現單向比，只與管子本身參數有關，失配法一般采用共發一共基級聯放大。則信號源內阻不與晶體管輸入阻抗匹配，晶體管輸出端負載阻抗不與本級晶體管的輸出阻抗匹配。原理：由于阻抗不匹配，輸出電壓減小，反饋到輸入電路的影響也隨之減小。使增益下降，提高穩定性。(2) 失配法 第四十六張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月復合管y參數公式：第四十七張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3. 中和法與失配法比較中和法：優點：簡單，增益高缺點： 只能在一個頻率上完全中和，不適合寬帶 因為晶體管離散性大，實

17、際調整麻煩，不適于批量生產。 采用中和對放大器由于溫度等原因引起各種參數變化沒有改善效果。失配法：優點： 性能穩定，能改善各種參數變化的影響； 頻帶寬，適合寬帶放大，適于波段工作； 生產過程中無需調整，適于大量生產。缺點：增益低。第四十八張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月3.6.1二級共發-共基級聯中頻放大器電路下圖表示國產某調幅通信機接收部分所采用的二級中頻放大器電路。3.6 調諧放大器的常用電路與集成電路諧振放大器第四十九張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月器件MC1590具有工作頻率高，不易自激的特點，并帶有自動增益控制的功能。其內部結構為一個雙端輸入、雙端輸出的全差動式電

18、路。 器件的輸入和輸出各有一個單諧振回路。輸入信號V1通過隔直流電容C4加到輸入端的引腳“1”，另一輸入端的引腳“3”通過電容C3交流接地，輸出端之一的引腳“6”連接電源正端，并通過電容C5交流接地，故電路是單端輸入、單端輸出。由L3和C6構成去耦濾波器，減小輸出級信號通過供電電源對輸入級的寄生反饋。3.6.2由MC1590構成的選頻放大器：第五十張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月MC1110集成塊是一種適合于放大頻率高達100MHz信號的射極耦合放大電路，其內部電路及由它制成的100MHz調諧放大器的實用電路如圖所示。片內電路如虛線框內所示，兩只晶體管VT1和VT2組成共集一共基組合

19、放大電路，使電路的上限截止頻率得以提高，且輸入、輸出阻抗均較高，故對外接調諧回路的影響減小。 3.6.3MC1110制成的100MHz調諧放大電路第五十一張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月片內電容C約30pF，跨接在VT1的集電極與VT2的基極之間，對于100MHz以上的工作頻率，C的容抗較小，以構成這兩極間的高頻短路，使VT1的集電極在管內經C至VT2的基極，形成良好的高頻接地，實現共集共基（CCCB）放大對。由C1、C2、L1構成的回路調諧于信號頻率，為了減弱信號源對回路的影響，信號是部分接入的。L2、C3、C4組成并聯諧振回路，RL是負載，阻值較小，也是部分接入回路的。 第五十二

20、張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月本 章 小 結一、高頻小信號放大器是通常分為諧振放大器和非諧振放大器，諧振放大器的負載為串、并聯諧振回路或耦合回路。 二、小信號諧振放大器的選頻性能可由通頻帶和選擇性兩個質量指標來衡量。用矩形系數可以衡量實際幅頻特性接按近理想幅頻特性的程度，矩形系數越接近于1，則諧振放大器的選擇性愈好。第五十三張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月三、高頻小信號放大器由于信號小，可以認為它工作在管子的線性范圍內，常采用有源線性四端網絡進行分析。Y參數等效電路和混合等效電路是描述晶體管工作狀況的重要模型。Y參數與混合參數有對應關系，Y參數不僅與靜態工作點有關，而且是

21、工作頻率的函數。 四、單級單調諧放大器是小信號放大器的基本電路，其電壓增益主要決定于管子的參數、信號源和負載，為了提高電壓增益，諧振回路與信號源和負載的連接常采用部分接入方式。第五十四張，PPT共六十一頁，創作于2022年6月 五、由于晶體管內部存在反向傳輸導納Yre，使晶體管成為雙向器件，在一定頻率下使回路的總電導為零，這時放大器會產生自激。為了克服自激常采用“中和法”和“失配法”使晶體管單向化。保持放大器穩定工作所允許的電壓增益稱為穩定電壓增益，用(Avo)s表示，(Avo)s只考慮了內部反饋，未考慮外部其他原因引起的反饋。六、非調諧式放大器由各種濾波器和線性放大器組成，它的選擇性主要決定于濾波器，這類放大器的穩定性較好。第五十五