第3章高频谐振放大器

《第3章高频谐振放大器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章高频谐振放大器（82页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、2022-6-11第第3章章 高频谐振放大器高频谐振放大器 高频小信号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率放大器的原理与特性 高频功放的高频效应高频功放的高频效应 高频功率放大器高频功率放大器的实际线路的实际线路 D类高频功放和高频功率合成器简介类高频功放和高频功率合成器简介2022-6-12一、一、 高频小信号放大器高频小信号放大器 1、概述、概述功能：功能：不失真地放大高频小信号和选频滤波。“小信号小信号”的含义的含义：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：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和宽带放大器窄带放大

2、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阻抗变换和选频滤波选频滤波。所以这种放大器又称为高频小信号谐高频小信号谐振放大器振放大器。宽带放大器宽带放大器：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，它的负载为电阻、高频变压器或传输线变压器。2022-6-13分立元件分立元件：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：主要要求： 增益要高增益要高：接收机中频放大器需要电压增益80dB100dB，需要多级放大器级联才能实

3、现； 频率选择性要好频率选择性要好：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； 工作稳定可靠工作稳定可靠：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； 接收机前级放大器：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。本章主要讲分立元件高频小信号谐振放大器。 (2) 分立元件和集成放大器分立元件和集成放大器2022-6-142、工作原理、工作原理直流偏置：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。2022-6-15交流

4、等效电路：交流等效电路：去掉直流偏置电路。l 高频旁路电容Cb和Ce交流短路；l 直流电源对地交流短路；放大器的负载：放大器的负载：是一个抽头并联谐振回路，对信号频率0谐振，完成阻抗匹配和选频滤波的功能。工作状态：工作状态：放大器工作在A(甲)类状态。2022-6-163、性能分析、性能分析对晶体管的要求：对晶体管的要求：特征频率fT要高、要高、噪声系数要低。晶体管的高频等效电路：晶体管的高频等效电路：包括混等效电路和Y参数等效电路。l 晶体管混晶体管混等效电路：等效电路：混等效电路能全面反映双极晶体管在高频运用时物理过程，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等效电路来

5、分析。ebCCcbCCmg ：发射结电容；：集电结电容；：晶体管的跨导。2022-6-17晶体管晶体管Y参数等效电路：参数等效电路：由混等效电路导出，比混等效电路使用方便，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：参数等效电路的参数方程：coebfeccrebiebUYUYIUYUYI2022-6-18说明：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

6、参数和混参数和混参数关系：参数关系：), 0(CCrebY参数实际应用中的近似参数实际应用中的近似:)0, 0(bbebrCCr，CjYiebbiej1jrCCYmfegYbbmfej1rCgYCjYrebbrej1jrCCYbbmoej1jjrCgrCCYbbCYjoe2022-6-19放大器的性能参数：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YL：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。cLcbssbUYIUYII2022-6-110l 通频带B 0.707与矩形系

7、数K 0.1 :95. 97 . 01 . 01 . 00707. 0BBKQfBL，为空载谐振电导，为接入系数，那么和，：如果设021220021o21/1/1/2/1RgpRpRgLgQCpCCLCfppCjgYoeLLoeoeoeoe注意注意l 电压放大倍数K：LYYYUUKoefebcl 输入导纳Yi:LoefereiebbiYYYYYUIYl 输出导纳Yo:iesfereoe0ccosYYYYYUIYI放大器的五个性能参数：放大器的五个性能参数：2022-6-1114. 高频谐振放大器的稳定性高频谐振放大器的稳定性 放大器不稳定的原因：放大器不稳定的原因：集电结电容Cbc引入的电流反

8、馈。也可以用Yre解释。放大器不稳定的表现：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：irieLoerefeieiYYYYYYYY021QjGYYCjYgYLLoeremfe，考虑202020200021212)21 (LLmuLLLmuLLmuirQGgCjQGQgCQjGgCjY78.50%，放大器有一少半时间处于导通状态。 为了进一步提高效率，近年来出现了如D类、E类和S类等开关型高频谐振功放， 本章主要介绍C类高频谐振功放。负载负载：和低频功放相比，高频功放的相对带宽比较低，故高

9、频功放用选频网络作为负载，以完成阻抗匹配和滤波功能，所以高频功放称为谐振功率放大器谐振功率放大器。高频谐振功放的分析方法高频谐振功放的分析方法：对于C类高频谐振功放，由于双极晶体管(或场效应管或电子管)工作在高频、大信号非线性状态，将采用近似地方法分析。2022-6-1282. 工作原理工作原理电路特点电路特点：由晶体管、谐振回路和输入回路组成。 晶体管晶体管：采用平面工艺制造的高频大功率NPN管，有较高的特征频率，能承受高电压和高电流，为保证在C类工作，基极偏置应使晶体管静态时工作在截止区，因此基极偏压为负电压；2022-6-129 谐振回路谐振回路：功能是阻抗匹配和选频滤波。一方面从集电极

10、高频脉冲电流中取出基波分量，得到不失真的输出电压； 另一方面通过阻抗变换实现阻抗匹配，使高频功放以高效率输出大功率。 输入激励信号输入激励信号：大信号，一般在0.5V以上，可达12V。2022-6-130基极和发射极电流：基极和发射极电流：假设激励信号为单一频率的余弦波，则基极电流和集电极电流为周期性的高频余弦脉冲。 2022-6-131三类功放与通角的关系：三类功放与通角的关系：;cos tUubb基极激励电压：tUEubbbecos基极回路电压：电流流通角电流流通角(简称通角简称通角)：当t=，晶体管由放大器区进入截止区，这个最小的正值称为电流流通角，简称通角。 ：，可可以以这这样样计计算

11、算那那么么如如果果发发射射结结导导通通电电压压为为bEbbbbbbUEEUEEcoscos180类高频功放：A 90类高频功放：B 90类高频功放：C2022-6-132集电极电流分析：集电极电流分析：集电极电流波形是周期性余弦脉冲，可以利用傅里叶级数分解成直流、 基波(信号频率分量)和各次谐波分量 tnItIIicnccoccoscos1) 1()()coscos1)(1(cossin2cossin2.)()cos1 (cossin)()cos1 (cossinmax2max1maxmax10maxmaxnainnnnniIaiiIaiiIncccncccccco说明：说明：0()、1()和