高频电子线路高频小信号放大器-PPT.pptx

高频电子线路高频小信号放大器 接收机天线所感应得电台得高频信号就是很微弱得接收机天线所感应得电台得高频信号就是很微弱得,一般只一般只有几十微伏到几毫伏有几十微伏到几毫伏,而接收设备内检波器得输入电压而接收设备内检波器得输入电压,最好能最好能达到达到1 1伏左右。伏左右。这就就是说这就就是说,要求接收机对高频信号得放大能力要达到要求接收机对高频信号得放大能力要达到1 1千千倍至倍至1010万倍左右万倍左右,相当于相当于6060分贝至分贝至100100分贝。显然分贝。显然,这就需要先对这就需要先对高频信号进行放大高频信号进行放大,必要时要用多级高频放大电路。必要时要用多级高频放大电路。几十几十VV几几mVmV1V1V左右左右高频放大和中频放大高频放大和中频放大就是高频小信号放大就是高频小信号放大器器一一、高频小信号放大器得功能、高频小信号放大器得功能1、高频高频:放大器得工作频率在几百放大器得工作频率在几百kHz几百几百MHz,必必须考虑放大器件得极间电容。须考虑放大器件得极间电容。2、小信号小信号:放大器得输入信号小放大器得输入信号小,放大器件在线性范放大器件在线性范围内工作。围内工作。3、功能功能:高频小信号放大器得功能就是对微弱高频信高频小信号放大器得功能就是对微弱高频信号进行不失真放大。号进行不失真放大。二二、高频小信号放大器的分类、高频小信号放大器的分类1.按频带宽窄分：窄带放大器和宽带放大器。按频带宽窄分：窄带放大器和宽带放大器。2.按负载性质分：谐振式放大器和非谐振式放大器按负载性质分：谐振式放大器和非谐振式放大器高频小信号放大器高频小信号放大器窄频带窄频带放大器放大器宽频带宽频带放大器放大器高频小信号放大器得分类高频小信号放大器得分类本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。高频小信号放大器高频小信号放大器非谐振放大器非谐振放大器谐振放大器谐振放大器(按放大信号得频谱宽窄按放大信号得频谱宽窄)(按放大器负载得性质按放大器负载得性质)三三、高频小信号放大器得主要技术指标、高频小信号放大器得主要技术指标1、电压增益、电压增益Au和功率增益和功率增益Ap:2.通频带通频带定义：放大器定义：放大器的电压增益下的电压增益下降到最大值的降到最大值的0.707倍时所对倍时所对应的宽度。常应的宽度。常用用来表示来表示10.707分贝表示分贝表示:分贝表示分贝表示:3、矩形系数、矩形系数(选择性选择性):(1)选择性：选取有用信号抑制无用信号的能力。选择性：选取有用信号抑制无用信号的能力。(2)矩形系数：表征选择性的一个参量矩形系数：表征选择性的一个参量,其定义为其定义为(3)理想放大器的频率响理想放大器的频率响应特性曲线为矩形，矩应特性曲线为矩形，矩形系数等于形系数等于1。10.7070.1(4)实际放大器与矩形有差实际放大器与矩形有差异，矩形系数大于异，矩形系数大于1。10.7070.1(5)矩形系数表示实际曲矩形系数表示实际曲线接近矩形得程度。矩形线接近矩形得程度。矩形系数越小系数越小,选择性越好。选择性越好。各种无线电发射设备和接收设备主要就是由一些处理高频信号各种无线电发射设备和接收设备主要就是由一些处理高频信号得功能电路组成得功能电路组成,无论工作原理还就是实际电路无论工作原理还就是实际电路,都有各自特点都有各自特点,但但就是她们之间有些共同之处。如就是她们之间有些共同之处。如:各种高频电路基本上就是由有源各种高频电路基本上就是由有源器件、无源元件和无源网络组成得。器件、无源元件和无源网络组成得。高频电路中使用得元器件与在低频电路中使用得元器件基本相高频电路中使用得元器件与在低频电路中使用得元器件基本相同同,但就是注意她们在高频使用时得高频特性。但就是注意她们在高频使用时得高频特性。高频电路中得元件主要就是电阻高频电路中得元件主要就是电阻(器器)、电容、电容(器器)和电感和电感(器器),她们都属于无源得线性元件。她们都属于无源得线性元件。高频电路中完成信号得放大高频电路中完成信号得放大,非线性变换等功能得有源器件主非线性变换等功能得有源器件主要就是二极管要就是二极管,晶体管和集成电路。晶体管和集成电路。高频电路中得无源组件或无源网络主要有高频振荡高频电路中得无源组件或无源网络主要有高频振荡(谐振谐振)回路、回路、高频变压器、谐振器与滤波器等。她们完成信号得传输、频率选高频变压器、谐振器与滤波器等。她们完成信号得传输、频率选择及阻抗变换等功能。择及阻抗变换等功能。第二节第二节 高频电路得基础知识高频电路得基础知识一一、滤波器得分类、滤波器得分类按频率特性分按频率特性分:低通、高通、带通、带阻低通、高通、带通、带阻按所用器件分按所用器件分:有源滤波器、无源滤波器有源滤波器、无源滤波器按处理信号分按处理信号分:模拟滤波器、数字滤波器、模拟滤波器、数字滤波器、抽样数字滤波器。抽样数字滤波器。二二、LC串并联谐振回路得特性串并联谐振回路得特性当电感元件工作在高频时当电感元件工作在高频时当电感元件工作在高频时当电感元件工作在高频时,线圈得有效电阻将会明线圈得有效电阻将会明线圈得有效电阻将会明线圈得有效电阻将会明显变大显变大显变大显变大,且随工作频率升高而增加。且随工作频率升高而增加。且随工作频率升高而增加。且随工作频率升高而增加。(一一)电感线圈得高频特性电感线圈得高频特性 高频电路中电感元件得损耗不能忽略高频电路中电感元件得损耗不能忽略,等效电路等效电路中应考虑损耗电阻中应考虑损耗电阻在无线电技术中通常不就是直接用等效电阻在无线电技术中通常不就是直接用等效电阻r r,而就是引入线圈而就是引入线圈得品质因数这一参数来表示线圈及回路得损耗性能得品质因数这一参数来表示线圈及回路得损耗性能,品质因数品质因数定义为无功功率与有功功率之比。定义为无功功率与有功功率之比。(二二)电容线圈得高频特性电容线圈得高频特性:损耗电阻小可忽略损耗电阻小可忽略LQ0Lr0Lg0电感电感电感得两种等效电路电感得两种等效电路(三三)LC串联谐振回路串联谐振回路LCr0等效电路等效电路(1)阻抗：阻抗：(2)谐振频率：谐振频率：(3)空载品质因数：空载品质因数：+-(4)串联负载后：串联负载后：LCr0rL阻抗阻抗:有载品质因数：有载品质因数：+-LCLC串联谐振回路串联谐振回路(7)频率特性频率特性：(5)回路电流：回路电流：(6)谐振电流：谐振电流：模：模：幅频特性幅频特性相角：相角：相频特性相频特性品质因数越大品质因数越大,曲线越尖锐曲线越尖锐,通频带越小通频带越小,选择性越好选择性越好LCr等效电路等效电路+-12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流LC串联谐振回路得补充内容串联谐振回路得补充内容:一、阻抗一、阻抗:1、电抗、电抗:2、阻抗模的幅频特性：、阻抗模的幅频特性：时，阻抗模最时，阻抗模最小。故小。故LC串联谐振串联谐振回路常用来消除噪声，回路常用来消除噪声，也称陷波器。也称陷波器。二、通频带公式二、通频带公式:由通频带定义：由通频带定义：10.707注注:此通频带定义同样适用于并联谐振回路此通频带定义同样适用于并联谐振回路三、负载得影响三、负载得影响有载品质因数有载品质因数:空载品质因数空载品质因数:LCr0rL有载通频带有载通频带空载通频带空载通频带可见可见:负载使品质因数下降、通频带变宽、选择负载使品质因数下降、通频带变宽、选择性变差。且负载越大性变差。且负载越大,品质因数下降越严重品质因数下降越严重,故串联故串联谐振回路适宜带小负载。谐振回路适宜带小负载。例1:已知LC串联谐振回路得解：解：例2:某电感线圈L在时测得。试求与L串联得等效电阻r。解：解：(四四)LC并联谐振回路并联谐振回路(1)导纳：导纳：(3)谐振频率：谐振频率：(2)空载品质因数空载品质因数：LCr0等效电路等效电路LCLC并联谐振回路并联谐振回路+-(4)谐振电阻谐振电阻RpLCr0等效电路等效电路LCR0并联等效电路并联等效电路(5)并联负载后并联负载后:有载品质因数：有载品质因数：LCR0LCR并联电路并联电路RL+-导纳：导纳：谐振频率：谐振频率：(6)频率特性频率特性:幅频特性幅频特性相频特性相频特性时，阻抗模最大，故时，阻抗模最大，故LCRLCR并联电路常作选频器并联电路常作选频器且且Q Q越大越大,曲线越尖锐曲线越尖锐,通频带越小通频带越小,选择性越好。选择性越好。(6)负载得影响负载得影响有载品质因数有载品质因数空载品质因数空载品质因数有载通频带有载通频带空载通频带空载通频带可见可见:负载使品质因数下降、通频带变宽、选负载使品质因数下降、通频带变宽、选择性变差。且负载越小择性变差。且负载越小,品质因数下降越严重品质因数下降越严重,故故并联谐振回路适宜带大负载。并联谐振回路适宜带大负载。LC串并联相比较串并联相比较例例3:已知已知LC并联谐振回路得电感并联谐振回路得电感L在在时测得时测得,试求谐振频率试求谐振频率时得时得C和和并联谐振电阻并联谐振电阻解：解：例例4:已知已知LCR并联谐振回路并联谐振回路,谐振频率谐振频率,电感电感L在在试求回路谐振时得电容C,谐振电阻谐振电阻和回路得有载品质因数和回路得有载品质因数时测得时测得解解:等效电路如下等效电路如下:LCR0等效电路等效电路R（2 2）例例5:LCR并联谐振回路如下图并联谐振回路如下图,已知已知谐振频率为谐振频率为,试求试求:(1)通频带通频带(2)若要增大通频带为原来得若要增大通频带为原来得2倍倍,还应并联一个多大得电阻。还应并联一个多大得电阻。解解:等效电路如下等效电路如下:LCR0等效电路等效电路R若要求通频带增大一倍若要求通频带增大一倍,则有载品质因数应减小一倍则有载品质因数应减小一倍(2)设并联电阻为设并联电阻为对应得对应得应减小一倍应减小一倍例例6:AM调幅广播得频段范围为调幅广播得频段范围为535kHz1605kHz,设计一个选频网络设计一个选频网络,其中其中L固固定定,C可调可调,现有两种可调电容现有两种可调电容,C1变化范围为变化范围为12pF100pF,C2变化范围为变化范围为15pF450pF,问问:为覆为覆盖整个波段盖整个波段,应选哪个电容。应选哪个电容。解：解：可见应该选择电容可见应该选择电容C2三、串并联阻抗得等效互换三、串并联阻抗得等效互换X1r1X2R2图图2-8等效互换电路等效互换电路AABB+-将式将式2-11代入上式得：代入上式得：当当Q1时有：时有：X1r1X2R2图图2-8等效互换电路等效互换电路AABB例例1:已知已知LCR并联谐振回路并联谐振回路,谐振频率谐振频率f0=10MHz,电感电感L在在f0=10MHz时测得时测得L=3 H,Q0=100,利用串并联等利用串并联等效互换求谐振电阻效互换求谐振电阻Rp解：解：LCr0RLCR0R由串并联等效互换有：由串并联等效互换有：分析问题分析问题:分析如图并联谐振回路分析如图并联谐振回路,评价其选频评价其选频性能。性能。并回答以下问题并回答以下问题:1、回路总导纳回路总导纳Y=？2、谐振频率谐振频率f=？3、谐振电阻谐振电阻R=？4、品质因数品质因数Q=？5、通频带通频带2 f0、7=？负载和信号源内阻负载和信号源内阻影响谐振回路选频性能得因素有哪些？影响谐振回路选频性能得因素有哪些？谐振频率谐振频率 有载品质因数有载品质因数 空载品质因数空载品质因数 谐振电阻谐振电阻 所所以以,谐谐振振回回路路有有载载时时与与空空载载时时相相比比,回路通频带回路通频带,选择性选择性。即即,谐振回路得选频性能下降。谐振回路得选频性能下降。有载品质因数有载品质因数 空载品质因数空载品质因数 下面介绍下面介绍:并联谐振回路得耦合连接与接入系数并联谐振回路得耦合连接与接入系数因此因此,当并联谐振回路作为放大器得负载时当并联谐振回路作为放大器得负载时,其连接其连接得方式将直接影响放大器得性能。一般来看直接接入就得方式将直接影响放大器得性能。一般来看直接接入就是不适用得是不适用得,因为晶体管得输出阻抗低因为晶体管得输出阻抗低,会降低谐振回路会降低谐振回路得品质因数得品质因数Q。通常。通常,多采用部分接入方式多采用部分接入方式,以完成阻抗以完成阻抗变换得要求。接入系数变换得要求。接入系数p定义为转换前得圈数定义为转换前得圈数(或容抗或容抗)与转换后得圈数与转换后得圈数(或容抗或容抗)得比值。得比值。四、并联谐振回路得耦合连接与阻抗变换四、并联谐振回路得耦合连接与阻抗变换:(一一)变压器耦合连接得阻抗变换变压器耦合连接得阻抗变换+-CL1N1L2N2RL+-CL1N1+-图2-9 变压器耦合连接的变换(a)变换前电路变换前电路(b)变换后电路变换后电路变换前有变换前有：变换后有变换后有：由等效有由等效有：定义接入系数定义接入系数：则对此电路有则对此电路有：(二二)自藕变压器耦合连接得阻抗变换自藕变压器耦合连接得阻抗变换+-CN1N2RL+-CN1N2+-图2-10 自藕变压器耦合连接的变换(a)变换前电路变换前电路(b)变换后电路变换后电路变换前有变换前有：变换后有变换后有：由等效有由等效有：接入系数接入系数：(三三)双电容分压耦合连接得阻抗变换双电容分压耦合连接得阻抗变换并联变串联并联变串联：接入系数接入系数：串联变并联串联变并联：LC1C2RL图2-11 双电容分压耦合连接的变换(a)变换前电路变换前电路LC1C2RLS(b)中间转换电路中间转换电路LC1C2(c)变换后电路变换后电路五、接入系数与变换关系五、接入系数与变换关系:接入系数接入系数:变换关系变换关系:例例1:1:右图等效电路中右图等效电路中计算回路得谐振频率、谐振电阻。计算回路得谐振频率、谐振电阻。解：画出等效电路如右图：解：画出等效电路如右图：谐振频率谐振频率:谐振电阻谐振电阻:例例2:电路如图所示电路如图所示,给定参数为给定参数为分析分析:计算之前要画等效电路计算之前要画等效电路,画等效电路时要注意两点画等效电路时要注意两点:(1):(1)L L为有损电感要补充损耗电阻为有损电感要补充损耗电阻(2)(2)要进行等效电路变换要进行等效电路变换 解解:等效电路如下等效电路如下:(1)求求L13(2)求求QL第三节第三节晶体管高频小信号谐振放大器晶体管高频小信号谐振放大器一一,晶体管高频小信号等效电路晶体管高频小信号等效电路(一一)y参数等效电路参数等效电路二端口网络理论：二端口网络理论：称为输入短路时得反向传输导纳称为输入短路时得反向传输导纳;称为输出短路时得正向传输导纳称为输出短路时得正向传输导纳;称为输入短路时得输出导纳。称为输入短路时得输出导纳。其中其中,称为输出短路时得输入导纳称为输出短路时得输入导纳;共射接法共射接法y参数：参数：简化的共射接法简化的共射接法y参数：参数：(二二)混合混合 等效电路等效电路混合混合 等效电路在低频中已介绍过等效电路在低频中已介绍过,在此在此,本节仅对高频电子线本节仅对高频电子线路所对应得频率范围得混合路所对应得频率范围得混合 等效电路进行说明。等效电路进行说明。图图1、3-2就是晶体管混合就是晶体管混合 等效电路。其中等效电路。其中就是发射结电阻。就是发射结电阻。当工作于放大状态时当工作于放大状态时,发射结就是处于正向偏置发射结就是处于正向偏置,所以所以数值很小数值很小,可表示为可表示为eb rcerbcreeCbeCbcrbbrbecrccbgm vbe由于集电结处于反向偏置由于集电结处于反向偏置,得数值很大。得数值很大。表示晶表示晶体管放大作用得等效电流源体管放大作用得等效电流源,而而,表示晶体管得放表示晶体管得放大能力大能力,称为跨导称为跨导,单位为单位为S。因为因为得值在所讨论得频率范得值在所讨论得频率范围内比围内比得容抗大得多得容抗大得多,通常对等效电路进行简化时用通常对等效电路进行简化时用代替代替和和得并联电路。得并联电路。二二,单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器图图2-142级单调谐级单调谐;R1、R2、Re:提供直流偏压提供直流偏压;Cb、Ce:高频旁路电容高频旁路电容2L3C14R1R2CbReCe5T1CR1R2CbReCeT2放大器放大器谐振回路谐振回路负载负载放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗并联组成。放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗并联组成。本节要求掌握本节要求掌握:画出单调谐放大电路得高频等效电路画出单调谐放大电路得高频等效电路;技术指标得计算。技术指标得计算。若晶体管用若晶体管用若晶体管用若晶体管用y y参数等效电路等效参数等效电路等效参数等效电路等效参数等效电路等效,信号源用信号源用信号源用信号源用 I Is s 和和和和Y Ys s等效。等效。等效。等效。变压变压变压变压器次级得负载为下一级放大器得输入导纳器次级得负载为下一级放大器得输入导纳器次级得负载为下一级放大器得输入导纳器次级得负载为下一级放大器得输入导纳Y Yie2ie2。则其等效电路如。则其等效电路如。则其等效电路如。则其等效电路如图图图图yie22L1C354图图2-15图1、4-2单级调谐放大器高放大器高频等效等效电路路信号源信号源晶体管晶体管并联谐并联谐振回路振回路负负载载电电阻阻因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载阻抗并联组成并联组成,采用导纳分析比较方便。采用导纳分析比较方便。(一一)放大器得等效电路及其简化放大器得等效电路及其简化yie22L1C354图图2-15等效电路如图等效电路如图2-15：下面介绍如何画出图下面介绍如何画出图2-15及图及图2-16图图2-16（a）yie22L1C354其简化电路如图其简化电路如图2-16(a),进一步等效为图进一步等效为图2-16(b)图图2-16（b）L1C3(1)如何由图如何由图2-14得到图得到图2-15:2L3C14R1R2CbReCe5T1CR1R2CbReCeT2图图2-14首先画交流通路如下首先画交流通路如下：T12L1C354T2C交流通路交流通路知识点：知识点：Vcc：交流接地交流接地Cb、Ce：高频旁路电容高频旁路电容T12L1C354T2C交流通路交流通路然后将交流通路中的三极管用然后将交流通路中的三极管用Y Y参数等效电路取代可得下图：参数等效电路取代可得下图：yie22L1C354Y参数等效电路参数等效电路C知识点知识点:(1)Y参数等效电路参数等效电路;(2)Ui=Ube;Uc=Uce;(3)信号源用信号源用电流源代替；电流源代替；yie22L1C354Y参数等效电路参数等效电路Cyie22L1C354图图2-15最后将最后将Y Y参数等效电路进行简化得到图参数等效电路进行简化得到图2-152-15：知识点知识点:忽略第二级对第一级的影响，简化成单级放大器忽略第二级对第一级的影响，简化成单级放大器(2)如何由图如何由图2-15得到图得到图2-16:yie22L1C354图图2-15图图2-16（a）yie22L1C354首先对首先对图图2-15进行进行简化，得到简化，得到图图2-16(a):知识点：知识点：令令yre=0,忽略后级对前级的反馈作用忽略后级对前级的反馈作用.图图2-16（a）yie22L1C354知识点知识点:图图2-16（b）L1C3最后对图最后对图2-16(a)进行阻抗变换进行阻抗变换得到得到图图2-16(b):yieyoeyreuceyfeubeCiegiegoeCoe6363将电导、电容、电流源从将电导、电容、电流源从将电导、电容、电流源从将电导、电容、电流源从1 12 2端等效折合到端等效折合到端等效折合到端等效折合到1 13 3端端端端空载谐振电导空载谐振电导g g0 0=1/=1/LQLQ0 0图图2-16（b）L1C3图图2-16（a）yie22L1C354下面求出放大器得输入导纳和输出导纳。下面求出放大器得输入导纳和输出导纳。yie22L1C3541、输入导纳、输入导纳由于由于又又又又得得得得得得得得 由于由于由于由于y yrere得存在得存在得存在得存在,使得放大器得输入导纳不仅与晶体管得输入导使得放大器得输入导纳不仅与晶体管得输入导使得放大器得输入导纳不仅与晶体管得输入导使得放大器得输入导纳不仅与晶体管得输入导纳有关纳有关纳有关纳有关,而且还与放大器得负载导纳有关。而且还与放大器得负载导纳有关。而且还与放大器得负载导纳有关。而且还与放大器得负载导纳有关。2、输出导纳、输出导纳 经推导经推导经推导经推导 放大器得输出导纳不仅与晶体管得输出导纳有关放大器得输出导纳不仅与晶体管得输出导纳有关放大器得输出导纳不仅与晶体管得输出导纳有关放大器得输出导纳不仅与晶体管得输出导纳有关,而且还与放大器得输入端得信号源内导纳有关。而且还与放大器得输入端得信号源内导纳有关。而且还与放大器得输入端得信号源内导纳有关。而且还与放大器得输入端得信号源内导纳有关。通常通常通常通常,为了分析得简化为了分析得简化为了分析得简化为了分析得简化,在分析电路时在分析电路时在分析电路时在分析电路时,假设晶体管得假设晶体管得假设晶体管得假设晶体管得y yrere=0=0。yie22L1C354求放大器得输出导纳时独立求放大器得输出导纳时独立源用开路代替源用开路代替(二二)放大器得技术指标放大器得技术指标1 1、电压增益、电压增益图图2-16（b）L1C3由电路有由电路有:2 2、谐振曲线、谐振曲线1 10.7070.7070 0-1-11 1下图就是分别用下图就是分别用 、和和 表示得放大器得谐振特性曲线。表示得放大器得谐振特性曲线。用频率表示用频率表示用一般失谐表示用一般失谐表示用广义失谐表示用广义失谐表示3 3、通频带、通频带1 10.7070.7070 0-1-11 1通频带定义：放大器的电压增益下降到最大值的通频带定义：放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所对应的宽度。倍时所对应的宽度。4.4.矩形系数矩形系数例例:(1)(课堂作业课堂作业)画高频等效电路画高频等效电路(2)求求电容电容C(3)忽略忽略Yre,求电压增益求电压增益(4)求带宽和矩形系数求带宽和矩形系数分析画高频等效电路得步骤如下分析画高频等效电路得步骤如下分析画高频等效电路得步骤如下分析画高频等效电路得步骤如下原图原图交流通路交流通路Y参数等效电路参数等效电路高频等效电路高频等效电路简化电路简化电路Y参数等效电路参数等效电路解解:(1)高频等效电路如下高频等效电路如下:(2)求求C:(3)求电压增益求电压增益(4)求带宽和矩形系数求带宽和矩形系数总结总结:怎样由原理图一步到位画出高频等效电路怎样由原理图一步到位画出高频等效电路2L3C14R1R2CbReCe5T1CR1R2CbReCeT2L1C3以以LC并联谐并联谐振回路为中振回路为中心心,再画出其再画出其左右连接部左右连接部件。件。L1C3三、多级单调谐回路谐振放大器三、多级单调谐回路谐振放大器（一）多级单调谐谐振放大器的电压增益（一）多级单调谐谐振放大器的电压增益设放大器有设放大器有m级，各级电压增益分别为级，各级电压增益分别为Au1、Au2、Au3、Aum，则总电压增益为，则总电压增益为Am为为：若多级放大器是由完全相同的单级放大器组成时，各若多级放大器是由完全相同的单级放大器组成时，各级电压增益相等，则级电压增益相等，则m级放大器的总电压增益为：级放大器的总电压增益为：（二）多级单调谐谐振放大器的谐振曲线（二）多级单调谐谐振放大器的谐振曲线单级放大器的谐振曲线：单级放大器的谐振曲线：多级相同放大器的谐振曲线：多级相同放大器的谐振曲线：（三）多级单调谐谐振放大器的通频带（三）多级单调谐谐振放大器的通频带单级放大器的通频带：单级放大器的通频带：多级相同放大器的通频带：多级相同放大器的通频带：可见，级数越多通频带越小。可见，级数越多通频带越小。（四）矩形系数（四）矩形系数可见，级数越多矩形系数越小，选择性越好。可见，级数越多矩形系数越小，选择性越好。第四节第四节 小信号谐振放大器得稳定性小信号谐振放大器得稳定性一、谐振放大器存在不稳定得原因一、谐振放大器存在不稳定得原因 原因：晶体管存在着反向传输原因：晶体管存在着反向传输导纳导纳yre ，通过，通过yre输出电压可反向输出电压可反向作用到输入端，这种反馈作用将可作用到输入端，这种反馈作用将可能产生自激等不良后果。能产生自激等不良后果。理解理解：yre存在的主要原因是晶体管存在结电容存在的主要原因是晶体管存在结电容 。此。此电容低频时阻抗大相当于开路；高频时阻抗小相当于通路，电容低频时阻抗大相当于开路；高频时阻抗小相当于通路，使得晶体管成为双向元件。此电容的存在反映在混合使得晶体管成为双向元件。此电容的存在反映在混合 等效等效电路中电路中 晶体管的结电容晶体管的结电容混合混合 等效电路中等效电路中 二、放大器得稳定系数二、放大器得稳定系数设调谐放大器的等设调谐放大器的等效电路如右图：效电路如右图：beec图图2-19 2-19 调谐放大器等效电路调谐放大器等效电路放大作用：放大作用：反馈作用：反馈作用：定义稳定系数：定义稳定系数：则稳定系数越大，放大器越稳定，一般要求则稳定系数越大，放大器越稳定，一般要求三、三、提高放大器稳定性得措施提高放大器稳定性得措施(一一)中和法中和法单向化单向化:由于由于yre得反馈作用得反馈作用,晶体管就是一个双晶体管就是一个双向元件。使晶体管向元件。使晶体管yre得反馈作用消除得过程称得反馈作用消除得过程称为单向化。单向化得方法有中和法和失配法。为单向化。单向化得方法有中和法和失配法。中和法中和法：在晶体管放大器的输出与输入之间：在晶体管放大器的输出与输入之间引入一个附加的外反馈电路，以抵消晶体管引入一个附加的外反馈电路，以抵消晶体管内部内部yre的反馈作用。由于的反馈作用。由于yre存在的主要原因是存在的主要原因是晶体管存在结电容晶体管存在结电容 ，故可以在输出与输入，故可以在输出与输入之间引入一个电容之间引入一个电容CN ，以抵消，以抵消 的反馈作的反馈作用。用。中和法得原理中和法得原理:图图2-20 2-20 具有中和电路的放大器具有中和电路的放大器图图2-20为具有中和电路为具有中和电路的放大器，其中的放大器，其中YN为附加为附加的外反馈电路的外反馈电路,一般为电一般为电容容CN，为内反馈电路为内反馈电路。由同名端有由同名端有相位相反，所以相位相反，所以满足相位相反条件；满足相位相反条件；当当时满足时满足大小相等的条件。大小相等的条件。当当时，有时，有,为消除反馈作用，为消除反馈作用，应有应有,即即大小相等相位相反大小相等相位相反.总结：电路能消除反馈，条件为总结：电路能消除反馈，条件为2、5为同名端，为同名端，即即 和和CN必必须接在相位相反的两点。且满足须接在相位相反的两点。且满足+-+-设设的参考方向如图所示的参考方向如图所示例图例图1:图图2-21中和电路的连接中和电路的连接图图2-21(a)是是中和电路中和电路的常用电路，的常用电路，CN接在变接在变压器原边。压器原边。因因2端交流接地端交流接地,1、3端相位相反端相位相反,故满足相位故满足相位条件。条件。Ui=0时，因时，因2端交流接地，端交流接地，CN上所加电压为上所加电压为U32，上所加电压为上所加电压为U12，CN的数值应满足的数值应满足:例图例图2:由同名端有由同名端有1、4端相位端相位相反相反,故满足相位条件。故满足相位条件。Ui=0时，因时，因2、5端交流接地，端交流接地，CN上所加电压为上所加电压为U45，上所加电压为上所加电压为U12，CN的数值应满足的数值应满足:图图2-21(b)是是中和电路中和电路的另一种形式，的另一种形式，CN接在接在变压器副边。由同名端变压器副边。由同名端保证相位条件保证相位条件图图2-21中和电路的连接中和电路的连接例例:分析分析:CN得位置可选择得位置可选择:A6和和1之间之间B6和和3之间之间C6和和4之间之间D6和和5之间之间因为因为3和和5交流接地交流接地,故故B、D不可能。不可能。考虑考虑A:3交流接地则交流接地则1、2端相位相同端相位相同,将不能保证相位条件将不能保证相位条件,故故A不可能不可能。所以只能选所以只能选C(2)同名端同名端:为保证相位条件为保证相位条件,1、5为同名端。为同名端。（3）CN的值：的值：3和和5交流接地，故加在交流接地，故加在上的电压为上的电压为U23，加在加在CN上的电压为上的电压为U45,试画出图示电路得中和电路试画出图示电路得中和电路,标出线圈得同名端标出线圈得同名端,写出中和电写出中和电容得表示式。容得表示式。（1）画中和电路：首）画中和电路：首先画出先画出，接在，接在6、2之间。之间。主要问题是主要问题是CN的位置。的位置。612345图题图题2-1412345图题图题2-14因为并联谐振回路得因为并联谐振回路得3端交流接地端交流接地,中和电路得中和电容中和电路得中和电容CN不能接在初级不能接在初级,只能接在次级只能接在次级4端。根据中和电容端。根据中和电容CN得反馈应与晶体管内部得得反馈应与晶体管内部得得反馈反相位得特点得反馈反相位得特点,则同则同名端如下图所示。而名端如下图所示。而CN得数值应满足得数值应满足:解解:6(二二)失配法失配法指信号源内阻不与晶体管得输入阻抗匹配指信号源内阻不与晶体管得输入阻抗匹配,晶体管输出晶体管输出端得负载不与本级晶体管得输出阻抗匹配。端得负载不与本级晶体管得输出阻抗匹配。原理原理:由于阻抗不匹配由于阻抗不匹配,输出电压减小输出电压减小,反馈到输入反馈到输入 电路得影响也随之减小。使增益下降电路得影响也随之减小。使增益下降,提高稳定性。提高稳定性。使使Yi=yie,即使即使 后项后项0,则必须加大则必须加大Y L 晶体管实现单向化晶体管实现单向化,只与管子本身参数有关只与管子本身参数有关,失配法失配法一般采用共发一共基级联放大一般采用共发一共基级联放大、则则三种接法得比较:空载情况下接法接法 共射共射共集共集 共基共基Au大大小于小于1大大Ai大大1大大,小于小于1Ri中中大大小小Ro大大小小大大频带频带窄窄中中(较宽较宽)宽宽用途用途多级放大电多级放大电路中间级路中间级输入级、中输入级、中间级、输出间级、输出级级高频或宽频高频或宽频带电路带电路图共射共射-共基共基级联放大器放大器在实际运用中在实际运用中在实际运用中在实际运用中,较多得就是采用共射较多得就是采用共射较多得就是采用共射较多得就是采用共射-共基级联放大器共基级联放大器共基级联放大器共基级联放大器,其其其其等效电路如下图等效电路如下图等效电路如下图等效电路如下图 二级共发二级共发-共基级联中频放大器电路共基级联中频放大器电路 下下图图表表示示国国产产某某调调幅幅通通信信机机接接收收部部分分所所采采用用得得二二级级中中 频频放大器电路。放大器电路。第七节第七节 放大电路得噪声放大电路得噪声一、放大电路内部噪声得来源和特点一、放大电路内部噪声得来源和特点什么是噪声：电子电路的输出端与有用信号同时存在的什么是噪声：电子电路的输出端与有用信号同时存在的一种随机变化的电流或电压，没有有用信号时，它也存在。一种随机变化的电流或电压，没有有用信号时，它也存在。电子电路内部噪声的主要来源：电阻热噪声和放大器电子电路内部噪声的主要来源：电阻热噪声和放大器件（晶体管、场效应管）的噪声。件（晶体管、场效应管）的噪声。(一一)电阻热噪声电阻热噪声（1）电阻热噪声是电阻材料的自由电子在外界温度作用下）电阻热噪声是电阻材料的自由电子在外界温度作用下产生的无规则运动，在电阻两端产生起伏电压。产生的无规则运动，在电阻两端产生起伏电压。（2）噪声电压）噪声电压un(t)是随机变化的，在相当长的时间内平均是随机变化的，在相当长的时间内平均值为值为0。但平方后的平均值。但平方后的平均值(即方均值即方均值)不为不为0，可表示为，可表示为:（3）电阻热噪声）电阻热噪声un(t)具有很宽的频谱，而且各个频率分量具有很宽的频谱，而且各个频率分量的强度是相等的，称为白噪声。的强度是相等的，称为白噪声。（4）电阻热噪声的方均值可以用噪声功率谱密度）电阻热噪声的方均值可以用噪声功率谱密度S(f)表示表示.而功率谱密度表示单位频带内的功率。热噪声在极宽的频带而功率谱密度表示单位频带内的功率。热噪声在极宽的频带内具有均匀的功率谱密度。电阻热噪声功率谱密度为：内具有均匀的功率谱密度。电阻热噪声功率谱密度为：(二二)晶体三极管的噪声晶体三极管的噪声（1）由基区电阻）由基区电阻产生的热噪声产生的热噪声,其功率谱密度为其功率谱密度为（2）散粒噪声是流过）散粒噪声是流过PN结的载流子在平均电流结的载流子在平均电流I0上随机起上随机起伏引入的噪声，其功率谱密度为伏引入的噪声，其功率谱密度为,其中其中I0为结的平均电流。为结的平均电流。（3）分配噪声是集电极电流随基区载流子复合数量的起伏）分配噪声是集电极电流随基区载流子复合数量的起伏变化所引起的噪声。变化所引起的噪声。（4）闪烁噪声是由于半导体表面清洁处理的工艺不完善而）闪烁噪声是由于半导体表面清洁处理的工艺不完善而产生，主要在低频范围。产生，主要在低频范围。(三三)场效应管的噪声场效应管的噪声（1）由导电沟道电阻产生的热噪声。）由导电沟道电阻产生的热噪声。（2）沟道热噪声通过沟道和栅极电容的耦合作用在栅极上）沟道热噪声通过沟道和栅极电容的耦合作用在栅极上的感应噪声。的感应噪声。二、噪声电路得计算二、噪声电路得计算(自习自习)三、线性网络的噪声系数三、线性网络的噪声系数（一）噪声系数（第七节的重要知识）（一）噪声系数（第七节的重要知识）若用分贝表示：若用分贝表示：它表示信号通过网络后，信噪功率比变坏的程度。如果线它表示信号通过网络后，信噪功率比变坏的程度。如果线性网络无噪声则性网络无噪声则NF=1；如果线性网络本身有噪声则；如果线性网络本身有噪声则NF1定义：定义：（三）噪声温度（三）噪声温度噪声温度是把网络中的内部噪声等效为由信号源内阻噪声温度是把网络中的内部噪声等效为由信号源内阻Rs在在温度温度Ti时所产生的噪声。其中时所产生的噪声。其中Ti称为噪声温度。噪声系数用噪称为噪声温度。噪声系数用噪声温度表示的形式为：声温度表示的形式为：(二二)噪声系数另一表示法噪声系数另一表示法:,Ap称为线性网络得功率增益称为线性网络得功率增益（四）级联网络的噪声系数（第七节的重要知识）：（四）级联网络的噪声系数（第七节的重要知识）：设级联网络的每级额定功率为设级联网络的每级额定功率为Ap1、Ap2、Ap3、.,每级每级噪声系数为噪声系数为NF1、NF2、NF3、.,则总的噪声系数为：则总的噪声系数为：可见第一级的噪声系数对总的噪声系数影响最大。故对前可见第一级的噪声系数对总的噪声系数影响最大。故对前级的要求最高级的要求最高,要采用低噪声放大器。要采用低噪声放大器。四、接受机灵敏度与最小可检测信号四、接受机灵敏度与最小可检测信号:自习自习五、低噪声放大器五、低噪声放大器:前级要用低噪声放大器前级要用低噪声放大器,设计低噪声放大器可采取得措施有设计低噪声放大器可采取得措施有:1,选用低噪声得元器件选用低噪声得元器件2,正确选择放大器得直流工作点。正确选择放大器得直流工作点。放大器得噪声系数放大器得噪声系数NF与晶体管得参数有关与晶体管得参数有关,而晶体管得参而晶体管得参数与直流工作点有关。数与直流工作点有关。3,选择合适得信号源内阻。选择合适得信号源内阻。4,选择合适得工作带宽。选择合适得工作带宽。5,选择合适得放大电路。选择合适得放大电路。低频用共射放大低频用共射放大,高频用共基放大。高频用共基放大。总结第总结第2章主要知识点章主要知识点LCLC串联谐振回路串联谐振回路公式公式:作用作用:滤波滤波LCLC并联谐振回路并联谐振回路公式公式:作用作用:选频选频串并联阻抗得等效互换串并联阻抗得