高频电子电路ppt课件

LOGO高频电子线路高频电子线路任课：谢胜 :13071661008 :914486798LOGO2.2 高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器45123Rb1Rb2ReYLCbCeCB1B2VTVcc一、电路结构及典型电路一、电路结构及典型电路分析第步：直流变交流分析第步：直流变交流（即画小信号等效电路）（即画小信号等效电路）直流变交流的画法原则：直流变交流的画法原则：(i)地与地与Vcc都接入交流地都接入交流地(ii)旁路电容视为短路旁路电容视为短路(iii)大电阻可视为开路大电阻可视为开路1.实际电路图实际电路图LOGO45 1 2 3Rb1Rb2ReyLCbCeCB1B2 TLVcc附录附录1、单调谐小信号放大器实际电路图、单调谐小信号放大器实际电路图LOGO2.交流交流(小信号小信号)等效电路图等效电路图32154B1B2C YLTpGppRG1图中LOGO3.将三极管用将三极管用y参数模型等效后的电路图参数模型等效后的电路图32154yieyoeyreVo1yfeVi1 CYL+Vi2-+Vi1-pGLOGO4.忽略忽略yre参数参数(不考虑反馈不考虑反馈)后的电路图后的电路图yfeVi1yoe1LC2LYL匝总共22NL)2,1(11匝点之间为点与匝总共NNL12345pGLOGO5.L1与与L2紧耦合时相当于抽头的电路图紧耦合时相当于抽头的电路图yfeVi1yoe1LCYL1235NNLLp113121NNLLp2122pGLOGO6.将将yoe和和YL看作实际器件电导与电容的看作实际器件电导与电容的并联后的电路图并联后的电路图yfeVi1go11LC1235NNLLp113121NNLLp2122Co1gi2Ci2pG+Vo1-+Vi2-才是。并不是最终输出电压注意21 !:ioVVLOGO32154yieyoe yreuce yfeubeCyLLieLoefereieiyYyyyyY 二、放大器性能参数分析：二、放大器性能参数分析：1放放大大器器输输入入导导纳纳Yi bebiuiY ib+ube-iC+uce-LY 而而回回路路 3、1 端端之之间间总总电电导导为为：2021()LLYgp yj CjL其其中中0g为为回回路路的的自自损损耗耗电电导导 2022211111()LLLYYgp yj CppjL由由上上两两式式可可求求出出：beLoefeceuYyyu Yi0giC yfeubeyoeLY+uce-LOGO可可见见上上式式中中第第一一项项oey为为晶晶体体管管的的短短路路输输出出导导纳纳，第第二二项项是是由由rey引引起起的的输输出出导导纳纳，且且与与信信号号源源的的内内导导纳纳sY有有关关。yoeyfeubeyreuceyieYSyLYSyieyreuceyfeubeyoeCiSyfeubeyoeyreuceyieYS2放放大大器器输输出出导导纳纳+ceu Yo0icecosuiY Yo )yY(uuyguuyiiesbecereoecebefec由由（2）式式可可得得：ceiesrebeuyyyu iC代代入入（1）式式得得：iesfereoeoyYyyyY 一一 般般 在在 忽忽 略略rey的的 作作 用用 时时，oeoyY+beu LOGO3.电压增益的分析电压增益的分析v分析目标：分析目标：Av=Vi2/Vi1v采用采用“彻底等效法分析：彻底等效法分析：v“彻底等效法彻底等效法”：即将所有从抽头接入电路的元件：即将所有从抽头接入电路的元件都进行都进行“去抽头等效变换去抽头等效变换”LOGO分析方法一电路）分析方法一电路）yfeVi11LC1235NNp11NNp22+-Vi2p1yfeVi11211oogpg+-2213pVVi抽头等抽头等效效Co1go1pGgi2Ci21LC13pG1211ooCpC2222iigpg2222iiCpCLOGO分析方法一计算任意频率下电压增分析方法一计算任意频率下电压增益益Av）1322VpViLjCpCpCjgpgpGVypioiopife1)()(22212122212111YVypife11总导纳电流pG记为C记为)1(11LjCjGVyppife)1(2112LjCjGyppVVApfeiiv此为任意频率下的电压增益此为任意频率下的电压增益LOGO分析方法一计算谐振频率下分析方法一计算谐振频率下Av0）0,谐振时总导纳虚部为根据谐振条件LC001即pfepfevGyppLjCjGyppA2100210)1(此时22212121iopfegpgpGypp我们通常只关心其幅度222121210iopfevgpgpGyppALOGO例题例题三极管三极管T1与与T2同型号同型号HL5601000Q匝16213N匝461N匝132NkHzf4650三极管的参数如下三极管的参数如下 mSgie0.1pFCie400Sgoe110pFCoe62mSyfe28|求谐振电压增益求谐振电压增益 解：28.0162461311NNp08.0162131322NNpLOGO例续）例续）SLQRGpp663001012.610560104652100111LRQp00LQRp00222121ioppgpgpGGieoepgpgpG2221S632626102110108.01011028.01012.6301021102808.028.0|63210gyppAfevpGLOGO例续）例续）并并的公式将变为那么，为了扩展通频带如果电路图中还存在需要注意的是GgpgpGGGRieoeppp2221)(,并并RG1LOGO)ff2jQ1(gyppLj1CjgyppAoLfe21fe21v LoeofefeogpgpgyppgyppA22212121 4 放放 大大 器器 的的 通通 频频 带带归归一一化化电电压压增增益益为为：j11ff2jQ11AAoLo oLff2Q 为为广广义义失失谐谐因因子子。22oLo11)ff2Q(11AA 为为放放大大器器谐谐振振曲曲线线。oAA 如如果果令令21112 oAA即即可可求求出出放放大大器器的的通通频频带带为为：Lo7.0Qff2B 可可见见：QL B1B另另外外，电电压压增增益益oA 与与通通频频带带之之间间的的关关系系：gCQoL CfffCfQCgooLo7.07.0422 Cf4yppgyppA7.0fe21fe21uo 有有 C 7.0f oA LOGOLo7.0Qff2B oAA 15单单调调谐谐放放大大器器的的选选择择性性：7.0f2 用用矩矩形形系系数数来来表表示示选选择择性性：即即7.01.01.0f2f2k 如如果果令令1.02111.01.0 oLoffQAA 可可 得得：Lo21.0Qf110f2 有有195.9110k21.0 说说明明谐谐振振曲曲线线与与矩矩形形相相差差较较远远，选选择择性性较较差差，这这是是单单调调谐谐放放大大器器的的缺缺点点。1.0f2 LOGOgobefeuyp1oegp21Lgp22二、放大器性能参数分析：二、放大器性能参数分析：6功功率率增增益益由由于于在在非非谐谐振振点点上上计计算算功功率率十十分分复复杂杂，且且一一般般用用处处不不大大，故故主主要要讨讨论论谐谐振振时时的的功功率率增增益益：iopoPPG 式式中中iP为为放放大大器器的的输输入入功功率率，oP为为输输出出端端负负载载Lg上上获获得得的的功功率率。右右图图给给出出了了谐谐振振时时的的简简化化等等效效电电路路。有有：2beieiugP LbefeLogpguypgpuP222122231 ieLuoieLfepoggAgggyppG2222221 讨讨论论：i)如如果果设设 LC 调调谐谐回回路路自自身身元元件件无无损损耗耗，且且输输出出回回路路传传输输匹匹配配。即即：222oe21ogpgp0g则则可可得得最最大大功功率率增增益益为为：oeie2feL22oe21ieL2fe2221ieL2L22oe212fe2221maxpogg4ygpgpg4gyppgggpgpyppG +u31-LOGO二、放大器性能参数分析：二、放大器性能参数分析：讨讨论论：i)如如果果设设 LC 调调谐谐回回路路自自身身元元件件无无损损耗耗，且且输输出出回回路路传传输输匹匹配配。即即：222oe21ogpgp0g则则可可得得最最大大功功率率增增益益为为：oeie2feL22oe21ieL2fe2221ieL2L22oe212fe2221maxpogg4ygpgpg4gyppgggpgpyppG 上上式式中中的的 maxpoG是是放放大大器器输输出出端端达达到到共共轭轭匹匹配配时时，在在给给定定工工作作频频率率时时放放大大能能力力的的极极限限值值。但但在在实实际际应应用用中中，因因放放大大倍倍数数太太大大，工工作作反反而而不不稳稳定定，线线路路调调节节也也较较麻麻烦烦。ii)考考虑虑到到og的的存存在在，即即 Loeogpgpg22210可可得得最最大大功功率率增增益益为为：maxpo20L20Loeie2femaxpoG)QQ1()QQ1(gg4yG 而而 值值空空载载值值有有载载QLgQQLggCQoooooL 11gobefeuyp1oegp21Lgp22+u31-LOGO例续，第例续，第2问）问）v电路图和已知不变，求功率增益电路图和已知不变，求功率增益900302200vpAA型号相同前后两级使用的三极管LOGO例续，第例续，第3问）问）v电路图和已知不变，求通频带与矩形系数电路图和已知不变，求通频带与矩形系数292LQ问时已经求出在第kHzQfBLL16291046530这里可直接套用公式,大器的矩形系数都一样由于所有单调谐回路放LOGO单级单调谐回路放大器解题思单级单调谐回路放大器解题思路路)!()1(21注意一定不能出错和先求出pp根据已知量求出未知量利用公式CRLRQpp000(2)(,2221ieoeCpCpCCC而是并不是电路图中的要注意这里C,(3)的可根据上式求出电路中如果需要pieoeppoeGGgpgpGGgy求出以及公式和参数中的实部利用给出的并)(g)4(2221ie的倒数步中求出的就是第ppRG(2)!要看电路图是否加并G此项可能有此项可能有,也也可能没有可能没有,具体具体要看电路要看电路LOGO单级单调谐回路放大器解题思单级单调谐回路放大器解题思路路求电压放大增益）利用（pfevGyppA2105求功率放大增益）利用（2006vpAALppLQLGLRQ求出利用公式001(7)求出通频带等利用公式LLQfB0(8)LOGO2n22n20Ln0uun01u1u0nn11ff2Q11AAAAAA 三、多级单调谐放大器三、多级单调谐放大器若若单单级级放放大大器器的的增增益益不不能能满满足足要要求求，就就要要采采用用多多级级放放大大器器设设放放大大器器有有 n 级级，各各级级的的电电压压增增益益分分别别为为un3u2u1uAA,A,A，则则总总电电压压增增益益nA为为：un3u2u1unAAAAA 而而谐谐振振时时的的电电压压总总增增益益为为：n0u03u02u01u0nAAAAA 如如果果各各级级放放大大器器的的参参数数及及增增益益匀匀相相同同，即即n0u03u02u01uAAAA ，且且通通频频带带匀匀相相同同，即即LnQfBBBB013121 则则有有：nunnunAAAA0101 归归一一化化电电压压增增益益为为：Au1Au2AunLOGO(1)n 级级放放大大器器的的通通频频带带令令nn1222212111 12n1 LonnnQffB12217.0 可可见见，n 级级放放大大器器级级联联后后，总总的的通通频频带带比比单单级级放放大大器器的的通通频频带带缩缩小小了了121 n倍倍，其其中中，121 n称称为为频频率率缩缩小小系系数数。由由矩矩形形系系数数的的定定义义：7.01.01.0f2f2K 如如果果令令11001.011122 nn 1100Qff2n1L01.0 121100Kn1n11.0 可可见见当当级级数数 n 增增加加时时，放放大大器器的的矩矩形形系系数数有有所所改改善善，但但这这种种改改善善是是有有限限度度的的，一一般般级级数数越越多多，1.0K的的改改善善越越缓缓慢慢。当当 n时时，1.0K也也只只有有 2.56，与与理理想想矩矩形形仍仍有有一一定定距距离离。(2)n级放大器的矩形系数LOGO带宽缩减后如何恢复带宽缩减后如何恢复,及恢复后的副作用及恢复后的副作用121mm原来的级放大器级联后带宽是121mLQ 也变成原来的要想恢复，需要将121110mppLGLGQ变为原来的需要将又LQfB0而路两端并联电阻）（实际措施是在谐振回即增大pG1210210mvpfevAGyppA下降到了原来的导致其副作用是：由于LOGO本节的重点本节的重点v单调谐回路放大器单调谐回路放大器v电压增益、功率增益、通频带电压增益、功率增益、通频带v最重要的是三个公式的应用最重要的是三个公式的应用并通频带的计算通常应用于实际电路的的计算通常应用于空载时RpgpgpGGLGQGLGLRQieoepppLppp1112222210000这项的有无要根据实际电这项的有无要根据实际电路来决定路来决定