高频电子线路--第5版ppt课件--第3章讲解

高频小信号放大器的特点：高频小信号放大器的特点：放大高频小信号放大高频小信号(中心频率在几中心频率在几百百kHz到几百到几百MHz，频谱宽度在几，频谱宽度在几kHz到几十到几十MHz的范围内的范围内)的的放大器。通过的频带和中心频率之比是很小的（窄带），一般都放大器。通过的频带和中心频率之比是很小的（窄带），一般都采用选频网络组成谐振或非谐振放大器。采用选频网络组成谐振或非谐振放大器。普通调幅无线电广播所占带宽应为普通调幅无线电广播所占带宽应为kHz，电视信号的带宽为，电视信号的带宽为Mz左右。左右。3.1概述概述 高频小信号放大器的特点：放大高频小信号(中心单振荡回路单振荡回路耦合振荡回路耦合振荡回路高频小信号放大器高频小信号放大器谐振放大器（窄带）谐振放大器（窄带）非谐振放大器（宽带）非谐振放大器（宽带）LC集中滤波器集中滤波器石英晶体滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器声表面波滤波器（调谐与非调谐）（调谐与非调谐）高频小信号放大器的分类高频小信号放大器的分类有源器件有源器件谐振回路谐振回路窄带谐振放大器窄带谐振放大器宽带非谐宽带非谐振放大器振放大器滤波器滤波器宽带非谐振放大器宽带非谐振放大器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。3.1概述概述单振荡回路耦合振荡回路高频小信号放大器 谐振放大器（窄带）非高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标1)增益：（放大系数）电压增益电压增益：分贝表示分贝表示：功率增益功率增益：2)通频带：3.1概概述述高频小信号放大器的主要质量指标1)增益：（放大系数）电压高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标3)选择性选择性矩形系数矩形系数：表示与理想滤波特性的接近程度。表示与理想滤波特性的接近程度。：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）：从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用性。选择性常采用矩形系数矩形系数和和抑制比抑制比来表示。来表示。3.1概概述述高频小信号放大器的主要质量指标3)选择性 矩形系数：表示高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标抑制比抑制比：表示对某个干扰信号表示对某个干扰信号fn的抑制能力，的抑制能力，用用dn表示。表示。3)选择性选择性3.1概概述述高频小信号放大器的主要质量指标 抑制比：表示对某个干扰信号高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标4)工作稳定性：工作稳定性：指放大器的工作状态指放大器的工作状态(直流偏置直流偏置)、晶体管、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。性的稳定。不稳定状态有增益变化，中心频率偏移，通频带变窄，谐不稳定状态有增益变化，中心频率偏移，通频带变窄，谐振曲线变形，极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反馈引振曲线变形，极端情况是放大器自激（主要由晶体管内反馈引起），使放大器完全不能工作。起），使放大器完全不能工作。3.1概概述述高频小信号放大器的主要质量指标4)工作稳定性：指放大器的工分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至以后讨论。分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至以后讨论。低频低频小信号模型小信号模型高频高频小信号模型小信号模型A AF FA A高频小信号放大器的主要质量指标高频小信号放大器的主要质量指标4)工作稳定性：工作稳定性：指放大器的工作状态指放大器的工作状态(直流偏置直流偏置)、晶体管、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。性的稳定。End3.1概概述述分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至以后讨论。低频小信号模End高频小高频小信号信号放大器的分析方法放大器的分析方法晶体管工作在线性区（放大区），可看成晶体管工作在线性区（放大区），可看成线性元线性元件件，可用双端口理论中有源四端网络参数微变等效电，可用双端口理论中有源四端网络参数微变等效电路来分析。路来分析。几十几十VV几几mVmV1V1V左右左右3.1概概述述End高频小信号放大器的分析方法 晶体管工作在3.2.1 形式等效电路形式等效电路（网络参数等效电路）（网络参数等效电路）3.2.2 混合混合等效电路等效电路3.2.3 混合混合等效电路参数与等效电路参数与 形式等效电路参数的转换形式等效电路参数的转换3.2.4 晶体管的高频参数晶体管的高频参数3.2晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路与参数3.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）3.2.2因为放大器由信号源、晶体管、并联振荡回路和负载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，采用导纳分析比较方便，为此阻抗并联组成，采用导纳分析比较方便，为此,引入引入晶体管的晶体管的y（导纳）参数等效电路。（导纳）参数等效电路。45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输入回路输出回路输出回路晶体管晶体管晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用有源有源四端网四端网络络参数微变等效电路来分析。参数微变等效电路来分析。3.2.1形式等效电路形式等效电路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，AdmittanceOccasionally we find that the reciprocal of impedance is a more convenient quantity.In this spirit,we define the admittance Y of a circuit element as the ratio of phasor current to phasor voltage(assuming that the passive sign convention is satisfied):AdmittanceOccasionally we findThe real part of the admittance is the conductance G,and the imaginary imdinri part of the admittance is the susceptance sseptns B.Thus,Equation 22 should be scrutinized carefully;it does not state that the real part of the admittance is equal to the reciprocal of the real part of the impedance or that the imaginary part of the admittance is equal to the reciprocal of the imaginary part of the impedance!Admittance,conductance,and susceptance are all measured in siemens.The real part of the admittancAdmittanceThe equivalent admittance of a network consisting of a number of parallel branches is the sum of the admittances of the individual branches.AdmittanceThe equivalent admittwo-portA general two-port with terminal voltages and currents specified.The two-port is composed of linear elements,possibly including dependent sources,but not containing any independent sources.two-portA general two-port witthe two-port，which the voltage and current at the input terminals are V1 and I1,and V2 and I2 are specified at the output port.The directions of I1 and I2 are both customarily selected as into the network at the upper conductors(and out at the lower conductors).the two-port，which the voltageSince the network is linear and contains no independent sources within it,I1 may be considered to be the superposition(叠加)of two components,one caused by V1 and the other by V2.When the same argument is applied to I2,we may begin with the set of equationsSince the network is linear anwhere the ys are no more than proportionality constants,or unknown coefficients,for the present.However,it should be clear that their dimensions must be A/V or S.They are therefore called the y parameters,and are defined by Eqs.5 and 6.where the ys are no more thanAdmittance ParametersThe y parameters,are represented concisely as matrices.Here,we define the(2 x 1)column matrix I,the(2 x 2)square matrix of the y parameters,and the(2 x 1)column matrix V,Admittance ParametersThe y parThus,we may write the matrix equation I=yV,orand matrix multiplication of the right-hand side gives us the equalityThese(2 x 1)matrices must be equal,element by element,and thus we are led to the defining equations,5 and 6.Thus,we may write the matrix a physical meaning to the y parameters is through a direct inspection of Eqs.5 and 6.Consider Eq.5,for example;if we let V2 be zero,then we see that Y11 must be given by the ratio of I1 to V1.We therefore describe Y11 as the admittance measured at the input terminals with the output terminals short-circuited(V2=0).Y11 is best described as the short-circuit input admittance.a physical meaning to the y paAdmittance ParametersAlternatively,we might describe Y11 as the reciprocal of the input impedance measured with the output terminals short-circuited,but a description as an admittance is obviously more direct.It is not the name of the parameter that is important.Rather,it is the conditions which must be applied to Eq.5 or 6,and hence to the network,that are most meaningful;when the conditions are determined,the parameter can be found directly from an analysis of the circuit(or by experiment on the physical circuit).Admittance ParametersAlternatiAdmittance ParametersEach of the y parameters may be described as a current-voltage ratio with either V1=0(the input terminals short-circuited)or V2=0(the output terminals short-circuited):Admittance ParametersEach of tAdmittance ParametersBecause each parameter is an admittance which is obtained by short-circuiting either the output or the input port,the y parameters are known as the short-circuit admittance parameters.The specific name of Y11 is the short-circuit input admittance,Y22 is the short-circuit output admittance,and Y12 and Y21 are the short-circuit transfer admittances.Admittance ParametersBecause e3.2.1 形式等效电路形式等效电路晶体管放大器是双端口晶体管放大器是双端口晶体管放大器是双端口晶体管放大器是双端口(two port)(two port)晶体管放大器晶体管放大器晶体管放大器晶体管放大器 参数等效电路参数等效电路参数等效电路参数等效电路图图图图 4.2.1 4.2.1 晶体管共发射极电路晶体管共发射极电路晶体管共发射极电路晶体管共发射极电路图图图图 4.2.2 4.2.2 参数等效电路参数等效电路参数等效电路参数等效电路3.2.1 形式等效电路晶体管放大器是双端口(two p图图图图 4.2.2 4.2.2 参数等效电路参数等效电路参数等效电路参数等效电路称为输出短路时的称为输出短路时的输入导纳输入导纳；称为输入短路时的称为输入短路时的反向传输导纳反向传输导纳；称为输出短路时的称为输出短路时的正向传输导纳正向传输导纳；称为输入短路时的称为输入短路时的输出导纳输出导纳。图 4.2.2 参数等效电路称为输出短路时的输入导纳；称高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解解得解得解得解得,放大器输入导纳放大器输入导纳放大器输入导纳放大器输入导纳Y Yi i节点电流法节点电流法计算计算Yi解得,放大器输入导纳Yi节点电流法计算Yi解得：放大器输出导纳解得：放大器输出导纳解得：放大器输出导纳解得：放大器输出导纳Y Yo o计算计算YO节点电流法节点电流法解得：放大器输出导纳Yo计算YO节点电流法yre表表示示输输出出电电压压对对输输入入电电流流的的控控制制作作用用（反反向向控控制制）yfe 表表示示输输入入电电压压对对输输出出电电流流的的控控制制作作用用（正正向向控控制制）。fe越越大大,表表示示晶晶体体管管的的放放大大能能力力越越强强；re越越大大,表表示示晶晶体体管管的的内内部部反反馈馈越越强强。re的的存存在在,对对实实际际工工作作带带来来很很大大危危害害,是是谐谐振振放放大大器器自自激激的的根根源源,同同时时也也使使分分析析过过程变得复杂程变得复杂,因此应尽可能使其减小因此应尽可能使其减小,或削弱它的影响或削弱它的影响其中：其中：Yoe为晶体管输出导纳为晶体管输出导纳YL为负载导纳为负载导纳yre表示输出电压对输入电流的控制作用（反向控制）yfe 表图图图图 3.2.4 3.2.4 混合混合混合混合等效电路等效电路等效电路等效电路y参数参数的缺点：随频率变化的缺点：随频率变化,不涉及晶体管内物理过程不涉及晶体管内物理过程y参数参数的优点：的优点：分析电路简单分析电路简单分析电路简单分析电路简单混合混合混合混合 等效电路等效电路等效电路等效电路 特点特点特点特点:优点：优点：优点：优点：各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。缺点：缺点：缺点：缺点：分析电路不够方便。分析电路不够方便。分析电路不够方便。分析电路不够方便。End3.2.2混合混合等效电路等效电路图图图图 4.2.2 4.2.2 参数等效电路参数等效电路参数等效电路参数等效电路图 3.2.4 混合等效电路 y参数的缺点：随频率变化,图图图图 4.2.4 4.2.4 混合混合混合混合等效电路等效电路等效电路等效电路End是发射结电阻是发射结电阻是集电结电阻是集电结电阻是发射结电容是发射结电容是集电结电容是集电结电容是基极体电阻是基极体电阻代表晶体管的代表晶体管的电流放大作用电流放大作用集射极间电阻集射极间电阻集射极电容集射极电容3.2.2混合混合等效电路等效电路图 4.2.4 混合等效电路End是发射结电阻是集电结电图图图图 4.2.5 4.2.5 参数及混合参数及混合参数及混合参数及混合等效电路等效电路等效电路等效电路3.2.3等效电路参数的转换等效电路参数的转换高频电路取长补短合成这两个等效电路，推导出高频电路取长补短合成这两个等效电路，推导出结合混合结合混合的的Y参数等效法参数等效法图 4.2.5 参数及混合等效电路3.2.3 等高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解上式与下面的上式与下面的Y参数方程对比系参数方程对比系数可得出右边的数可得出右边的混合混合参数表示参数表示的的Y Y参数参数：上式与下面的Y参数方程对比系数可得出右边的混合参数表示的Y混合混合参数表示的参数表示的Y参数为：参数为：输入导纳和输输入导纳和输出导纳通常可出导纳通常可写成用电导和写成用电导和电容表示。电容表示。正向传输导纳正向传输导纳和反向传输导和反向传输导纳通常可写成纳通常可写成极坐标形式。极坐标形式。通过查阅通过查阅晶体管手晶体管手册也可得册也可得到各种型到各种型号晶体管号晶体管的参数。的参数。混合参数表示的Y参数为：输入导纳和输出导纳通常可写成用电导Y参数用混合参数用混合参数参数表示为：表示为：3.2.3等效电路参数的转换等效电路参数的转换Y参数参数Yie和和Yoe中中的导纳变成混合的导纳变成混合的电导和电容产生的电导和电容产生的电纳之和的电纳之和Y参数用混合参数表示为：3.2.3 等效电路参数的转1.截止频率截止频率f12.特征频率特征频率fT当当f fT后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍后，共发接法的晶体管将不再有电流放大能力，但仍可能有电压增益，而功率增益还可能大于可能有电压增益，而功率增益还可能大于1。放大系数随频率升高而下降，定义：3.2.4晶体管的高频参数晶体管的高频参数1.截止频率 f12.特征频率 fT 当f12.特征频率特征频率图图图图4.2.6 4.2.6 截止频率和截止频率和截止频率和截止频率和特征频率特征频率特征频率特征频率可以粗略计算在某工作频率可以粗略计算在某工作频率f f的电流放大系数。的电流放大系数。3.2.4晶体管的高频参数晶体管的高频参数12.特征频率图4.2.6 截止频率和可以粗略计算在某3.最高振荡频率最高振荡频率fmaxf fmax后，后，Ap1，晶体管已经不能得到功率放大。晶体管已经不能得到功率放大。由于由于晶体管输出功率恰好等于其输入功率是保证它作为自晶体管输出功率恰好等于其输入功率是保证它作为自激振荡器的必要条件，所以激振荡器的必要条件，所以也不能使晶体管产生振荡。也不能使晶体管产生振荡。为使电路工作稳定，应有一定功率增益，实际工作频率是最高为使电路工作稳定，应有一定功率增益，实际工作频率是最高频率的频率的1/3。End3.2.4晶体管的高频参数晶体管的高频参数3.最高振荡频率fmaxf fmax后，Ap1不论其不论其Q值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远3.3.3 通频带与选择性推导见下页推导见下页2.选择性（矩形系数）=9.95 1不论其Q值为矩形系数推导矩形系数推导矩形系数推导例例 3.3.3 设计一个中频放大器，指标如下：设计一个中频放大器，指标如下：中心频率中心频率 f0=465 kHz，带宽，带宽2f0.7=8kHz。负载。负载 ZL为下级一个完全相为下级一个完全相同的晶体管的输入阻抗，采用自耦合变压器同的晶体管的输入阻抗，采用自耦合变压器-变压器耦合网络。变压器耦合网络。例 3.3.3 设计一个中频放大器，指标如下：中心频率 f0高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解例：在下图所示的单调谐回路放大器中，例：在下图所示的单调谐回路放大器中，工作频率为工作频率为10MHz，晶体管参数：，晶体管参数：回路电感接入系数回路电感接入系数p1=0.9,p2=0.3,假设假设yre=0，并且下一级采用同样的晶体管，并且下一级采用同样的晶体管,L=1.4uH,Q0=100.求：求：谐振时电压增益；谐振时电压增益；谐振回路中电容谐振回路中电容C之值；之值；通频带；通频带；谐振回路又并入谐振回路又并入R4=10k，比较电压增益，比较电压增益和通频带的变化。和通频带的变化。例：在下图所示的单调谐回路放大器中，工作频率为10MHz，晶高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解 先求GP，由图可知，由于下级用同样的晶体管，所以3 先求GP，由图可知，由于下级用同样的晶体管，所以3谐振时回路总电容为因此谐振回路中电容 C 为：所以谐振时回路总电容为因此谐振回路中电容 C 为：所以高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解图图图图4.3.4 4.3.4 单调谐放大器的级间耦合网络形式单调谐放大器的级间耦合网络形式单调谐放大器的级间耦合网络形式单调谐放大器的级间耦合网络形式End3.3.4 级间耦合网络图4.3.4 单调谐放大器的级a)b)c)适用共发射极电路，特点是调谐回路通过降压形式接入后级晶体管，使后级低输入电阻和前级高输出电阻匹配匹配。d)用于输入电阻很低的共基极电路，用前面办法，次级匝数少，不易实现。此时次级可采用谐振电阻较小的串联谐振电路。a)b)c)适用共发射极电路，特点是调谐回路通过降压形Av1Av2Avn如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则从对单管单调谐放大器的分析可知从对单管单调谐放大器的分析可知,其电压增益取决于晶体其电压增益取决于晶体管参数、管参数、回路与负载特性及接入系数等回路与负载特性及接入系数等,所以受到一定的限制。所以受到一定的限制。如果要进一步增大电压增益如果要进一步增大电压增益,可采用多级放大器。可采用多级放大器。3.4 多级单调谐回路谐振放大器Av1Av2Avn如果各如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则如果各级放大器是由完全相同的单级放大器所组成，则3.4 1.增益增益2.通频带通频带求得求得n级放大器的通频带级放大器的通频带谐振增益：谐振增益：按按定定义义1.增益2.通频带 求得n级放大器的通频带3.4 3.选择性选择性（矩形系数矩形系数）3.选择性（矩形系数）当级数当级数n增加时，放大器的矩形系数有所改善，增加时，放大器的矩形系数有所改善，但这种改善是有限度的，但这种改善是有限度的，n，Kr0.12.563.选择性选择性（矩形系数矩形系数）当级数n增加时，放大器的矩形系数有所改善，但这种改善是有限度单调谐回路放大器的选择性较差，增益和通频带的矛盾比单调谐回路放大器的选择性较差，增益和通频带的矛盾比单调谐回路放大器的选择性较差，增益和通频带的矛盾比单调谐回路放大器的选择性较差，增益和通频带的矛盾比较突出，为此，可采用双调谐回路放大器。较突出，为此，可采用双调谐回路放大器。较突出，为此，可采用双调谐回路放大器。较突出，为此，可采用双调谐回路放大器。双调谐回路具有频带宽，选择好的优点。双调谐回路具有频带宽，选择好的优点。双调谐回路具有频带宽，选择好的优点。双调谐回路具有频带宽，选择好的优点。高频电子线路高频电子线路（第四版）张肃文主编（第四版）张肃文主编 高等教育出版社高等教育出版社3.5 双调谐回路谐振放大器单调谐回路放大器的选择性集电极电路采用互感耦合的谐振回路，被放大的集电极电路采用互感耦合的谐振回路，被放大的信号经互感耦合到次级放大器基极。信号经互感耦合到次级放大器基极。晶体管晶体管T1 T1 的集电极在初级线圈接入系数为的集电极在初级线圈接入系数为 p1p1晶体管晶体管T2 T2 的基极在次级线圈接入系数为的基极在次级线圈接入系数为 p2p2集电极电路采用互感耦合的谐振回路，被放大的信号经互感耦合到次高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解本级输出导纳 goe Coe 折合到 L1 C1两端，接入系数为 p1负载导纳,即下一级的输入导纳 gie Cie折合到 L2 C2 两端，接入系数为 p2本级输出导纳 goe Coe 折合到 L1 C1两端，接入系为分析方便，设两回路参数相同，即L1=L2=LC1+p12Coe C2+p22Cie=Cp12goe p22gie=g初次级回路调谐到同一中心频率初次级回路有载品质因数相同为分析方便，设两回路参数相同，即临界耦合临界耦合=1=1，在，在(=0)=0)处，出现最大电压峰值为：处，出现最大电压峰值为：电压增益为：电压增益为：临界耦合临界耦合=1谐振曲线：谐振曲线：临界耦合临界耦合的通频带的通频带（为：为：耦合曲线通用表达式）耦合曲线通用表达式）=1临界耦合=1，在(=0)处，出现最大电压峰值为：电压增益可见，相对单可见，相对单调谐回路，调谐回路，双调谐回路改善选择性和提高带宽。双调谐回路改善选择性和提高带宽。End高频电子线路高频电子线路（第四版）张肃文主编（第四版）张肃文主编 高等教育出版社高等教育出版社 可见，相对单调谐回路，End高频电子线路（第四版）张肃图图图图4.5.2 4.5.2 对应于不同的对应于不同的对应于不同的对应于不同的 双调谐回路双调谐回路双调谐回路双调谐回路放大器的谐振曲线放大器的谐振曲线放大器的谐振曲线放大器的谐振曲线图4.5.2 对应于不同的双调谐回路放大器的谐振曲线3.6.1 谐振放大器的稳定性谐振放大器的稳定性3.6.2 单向化单向化3.6 谐振放大器的稳定性与稳定措施3.6.1 谐振放 以上分析时，假定以上分析时，假定y yre0 0，即输出电路对输入端没，即输出电路对输入端没有影响，放大器工作于稳定状态。下面，讨论内反馈有影响，放大器工作于稳定状态。下面，讨论内反馈y yrere的影响。的影响。1.1.放大器的输入导纳和输出导纳放大器的输入导纳和输出导纳引用引用引用引用 式式式式(3.2.6),(3.2.6),(3.2.6),(3.2.6),式式式式(3.2.9),(3.2.9),可知可知可知可知3.6.1 谐振放大器的稳定性 以上分析时，假定y 如果放大电路输入端也接有谐振回路如果放大电路输入端也接有谐振回路(或前级放或前级放大器的输出谐振回路大器的输出谐振回路)，那么输入导纳，那么输入导纳Y Yi i并联在放大并联在放大器输入端回路后器输入端回路后(假定耦合方式是假定耦合方式是全部接入全部接入)2.2.自激振荡的产生自激振荡的产生 (以输入导纳的影响为例以输入导纳的影响为例)图图图图4.6.1 4.6.1 放大器等效输入端回路放大器等效输入端回路放大器等效输入端回路放大器等效输入端回路Y Y Y YF F F F 称为反馈导纳称为反馈导纳称为反馈导纳称为反馈导纳(3.2.6)如果放大电路输入端也接有谐振回路(或前级放大器的输出若若g=gs+gie+gF 0，即即整个回路的能量消耗为零，整个回路的能量消耗为零，回路中储存的能量恒定，在回路中储存的能量恒定，在电感与电容之间相互转换，电感与电容之间相互转换，回路中的等幅振荡得以维持，回路中的等幅振荡得以维持，而不需外加激励。而不需外加激励。自激振荡产生自激振荡产生若 g=gs+gie+gF 0，即整个回路的能当反馈电导当反馈电导 gF为为负值负值，则：则：g=gs+gie1+gF=0 存在，存在，即发生自激振荡现象。即发生自激振荡现象。3.3.自激产生的原因自激产生的原因(以输入导纳的影响为例以输入导纳的影响为例)图图图图4.6.2 4.6.2 反馈电导反馈电导反馈电导反馈电导随频率变化随频率变化随频率变化随频率变化的关系曲线的关系曲线的关系曲线的关系曲线当反馈电导 gF 为负值，3.自激产生的原因(以输入导纳的影 为了消除自激以及提高放大器的稳定性，下面确定产生为了消除自激以及提高放大器的稳定性，下面确定产生等幅自激振荡的条件。等幅自激振荡的条件。4.4.自激产生的条件自激产生的条件(以输入导纳的影响为例以输入导纳的影响为例)回路谐振时，回路谐振时，g=gs+gie+gF=0又谐振时电纳又谐振时电纳(虚部虚部)=0导纳导纳=0Yre越大越大左边值越小左边值越小，放大器越不稳定，反之，放大器越不稳定，反之,稳定稳定 为了消除自激以及提高放大器的稳定性，下面确定产生等幅4.4.自激产生的条件自激产生的条件(以输入导纳的影响为例以输入导纳的影响为例)3.6.1 谐振放大器的稳定性4.自激产生的条件(以输5.5.稳定性分析（稳定性分析（自激的相位条件自激的相位条件）yre中电纳起主要作用中电纳起主要作用此时可以形成电感反馈三端振荡器此时可以形成电感反馈三端振荡器所以，可能所以，可能产生产生自激的相位条件自激的相位条件为：为：=1yfe中电导起主要作用中电导起主要作用5.稳定性分析（自激的相位条件）3.6.1 谐振放大器5.5.稳定性分析稳定性分析考虑到全部接入，即p1=p2=1可见：增益和稳定可见：增益和稳定性为一对矛盾性为一对矛盾代入代入(3.6.12)5.稳定性分析考虑到全部接入，即p1=p2=13.6.1如前所述，由于晶体管内存在如前所述，由于晶体管内存在y yrere的反馈，所以它的反馈，所以它是一个是一个“双向元件双向元件”。作为放大器工作时，。作为放大器工作时，y yrere的反馈的反馈作用可能引起放大器工作的不稳定。下面，讨论如何作用可能引起放大器工作的不稳定。下面，讨论如何消除消除y yrere的反馈，变的反馈，变“双向元件双向元件”为为“单向元件单向元件”。这。这个过程称为单向化。个过程称为单向化。A AF FCberbbCbcrbcrbevbercegm vbeA AF F3.6.2 单向化如前所述，由于晶体管内存在yre的反避免自激的做法有避免自激的做法有中和法和失配法。中和法和失配法。若负载导纳若负载导纳YL比晶体管比晶体管yoe大得多，即大得多，即YLyoe，那，那么输入导纳么输入导纳不发生自激的条件不发生自激的条件，回路谐振时，回路谐振时，g=gs+gie+gF 0所谓所谓“失配失配”是指：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；是指：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。避免自激的做法有中和法和失配法。若负载导纳YL比晶体管yo同理，如果把信号源导纳同理，如果把信号源导纳Ys取得比晶体管取得比晶体管yie大得多，即大得多，即YSyoe，那么输出导纳，那么输出导纳因此，所谓因此，所谓“失配失配”是指：信号源内阻不与晶体管输入阻是指：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹抗匹配；晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。失配法减弱了配。失配法减弱了yre的作用的作用如果把负载导纳如果把负载导纳YL 取得比晶体管取得比晶体管yoe大得多，大得多，即即YLyoe，那么输入导纳，那么输入导纳 同理，如果把信号源导纳Ys取得比晶体管yie可知，当可知，当Ysyie和和YLyoe，稳定系数，稳定系数S大大增加。大大增加。失配法以牺牲增益为代价换取稳定性的提高。失配法以牺牲增益为代价换取稳定性的提高。稳定系数稳定系数3.6.2 单向化 可知，当Ys yie 和YL失配法以牺牲增益为代价换取稳定性的提高。失配法以牺牲增益为代价换取稳定性的提高。典型电路：共射典型电路：共射共基共基级联放大电路级联放大电路ic1c1y yoeoey yieie1放大器能稳定工作放大器能稳定工作将所有已知参数代入求出:S=13.7 1 放大器能稳定3.103.10高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解先计算先计算QL，本题通过电容计算，也用电感计算本题通过电容计算，也用电感计算先计算QL，本题通过电容计算，也用电感计算高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解3.143.143.173.17高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解临界耦合临界耦合的通频带的通频带矩形系数矩形系数临界耦合临界耦合电压增益电压增益临界耦合矩形系数 临界耦合3.273.27高频电子线路-第5版ppt课件-第3章讲解