《射频模拟电路》课件:2-5小信号调谐放大器电路分析看到48页.ppt
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1、第二章第二章 射频电子系统中的射频电子系统中的放大器设计放大器设计2.1 高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器 (2.1.12.1.7)2.2 高频谐振功率放大器 (2.2.12.2.6)性能指标性能指标 :电压增益 :放大器的输出信号电压(负载上的电压) 与输入信号电压之比 。 功率增益 :负载上输出信号功率与输入信号功率之 比 。VA1增益PA上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器性能指标性能指标 :上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器2通频带与选择性通频带:与谐振回路相同,决定于回路的形式和回路的等效品质因
2、数QL。放大器的总通频带,随着级数的增加而变窄。并且,通频带愈宽,放大器的增益愈小。选择性:放大器从含有各种不同频率的信号总和(有用的和有害的)中选出有用信号排除有害(干扰)信号的能力,称为放大器的选择性。通常谐振放大器的矩形系数 ,约在25的范围内。性能指标性能指标 :上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器3噪声系数:噪声系数:定义为放大器输入信噪比与输出信噪比之比。在放大器中,总是希望它本身产生的噪声愈小愈好。性能指标性能指标 :上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器4工作稳定:工作稳定:工作稳定性是指放大器的工作
3、状态(直流院置)、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时,放大器的主要特性的稳定程度。一般的不稳定象是增益变化、中心频率偏移、通频带变化、谐振曲线变形等。不稳定状态的极端情况是放大器自激以致使放大器完全不能工作。性能指标要求性能指标要求 :在稳定工作条件下,满足频带要求,在稳定工作条件下,满足频带要求,失真小,且具有尽可能大的增益。失真小,且具有尽可能大的增益。上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频晶体管小信号等效电路模型高频晶体管小信号等效电路模型112212ierefeoeIyVyVIyVyV问题:问题:1、
4、yie?2、yoe?3、yfe?4、yre?上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展高频晶体管小信号等效电路模型高频晶体管小信号等效电路模型112212ierefeoeIyVyVIyVyV输出短路时的输入导纳 0211VreVIy0122VfeVIy0221VoeVIy输入短路时的反向传输导纳 输出短路时的正向传输导纳 输入短路时的输出导纳 0112VieVIy上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展晶体管高频参数晶体管高频参数问题:1、截止频率、截止频率?2、特征频率、特征频率?3、最高振荡频率、最高振荡频率上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展晶体管高频参数晶体管高频参数01fjf201ff 1、截
5、止频率、截止频率 2、特征频率特征频率 3、最高振荡频率、最高振荡频率fTfmaxf201Tff0Tff工作工作ffffffTT/|上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展晶体管高频参数晶体管高频参数 1、截止频率、截止频率 2、特征频率特征频率 3、最高振荡频率、最高振荡频率fTfmaxf0Tff工作工作ffffffTT/|ff工作表示一个晶体管所能适用的最高极限频表示一个晶体管所能适用的最高极限频率。通率。通 常,为了使电路工作稳定,且有常,为了使电路工作稳定,且有一定的功率增益,晶体管的实际工作频一定的功率增益,晶体管的实际工作频率约为最高振荡频率的率约为最高振荡频率的1/3至至1/4。以上
6、三个频率大小的顺序是:以上三个频率大小的顺序是: maxf最高;最高; Tf次之;次之; f最低。最低。 上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器-基本电路基本电路1、部分接入、部分接入2、直流偏置电路、直流偏置电路3、RFC4、C上节内容回顾与上节内容回顾与扩展扩展晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器-基本电路基本电路RF电路中电源的去耦合每个单元电路的交流分量自行构成回路,每个单元
7、电路的交流分量自行构成回路,不通过公共电源的内阻。不通过公共电源的内阻。上节内容回顾与上节内容回顾与扩展扩展晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器-基本电路基本电路耦合电容、旁路电容及耦合电容、旁路电容及RFC电感值的选取电感值的选取上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器-基本电路基本电路1、部分接入、部分接入2、直流偏置电路、直流偏置电路3、RFC4、C5、并联谐振回路的、并联谐振回路的LC6、高频上看整个电路?、高频上看整个电路?上节内容回顾与扩展上节内容回顾与扩展晶体管高频小信号单调谐
8、回路谐振放大器晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器-基本电路基本电路6、高频上看整个电路?、高频上看整个电路?第二章第二章 射频电子系统中的射频电子系统中的放大器设计放大器设计2.1 高频小信号调谐放大器高频小信号调谐放大器 (2.1.12.1.7)45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC 其简化规则:交流输入信号为零;其简化规则:交流输入信号为零;所有电容开路;所有电感短路。所有电容开路;所有电感短路。结论:结论:Rb1、Rb2、Re为偏置电阻,提供静态工作点;为偏置电阻,提供静态工作点;1. 静态分析静态分析画出画出直流等效电路直流等效电路,Rb1Rb2ReVCC2.
9、1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)45123Rb1Rb2ReyLCbCeCTr1Tr2TLVCC 其简化规则:有交流输入信号,所有其简化规则:有交流输入信号,所有直流量为零;所有大电容短路;所有大电感开路。(谐振回路直流量为零;所有大电容短路;所有大电感开路。(谐振回路L、C保留)保留)1) 画出画出交流等效电路交流等效电路,2. 动态分析动态分析32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输入回路输出回路输出回路晶体管晶体管2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管
10、高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)32154Tr1Tr2CLyLT输入回路输入回路输出回路输出回路晶体管晶体管32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL+v54-+u31-+v21-2) 画出画出交流小信号等效电路交流小信号等效电路, 负载和回路之间采用了负载和回路之间采用了变压器耦合,接入系数变压器耦合,接入系数 NNp231542vv 晶体管集、射回路与振晶体管集、射回路与振荡回路之间采用抽头接入,荡回路之间采用抽头接入,接入系数接入系数 NNp131211vv2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放
11、大器(P86)2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)6、高频上看整个电路?、高频上看整个电路?输入信号输入信号2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)6、高频上看整个电路?、高频上看整个电路?输入信号输入信号2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(回路谐振放大器(P86)一、一、一级中放交流等效电路一级中放交流等效电路及及y参数等效电路参数等效电路2.1 高频小
12、信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(回路谐振放大器(P86)一、一、一级中放交流等效电路一级中放交流等效电路及及y参数等效电路参数等效电路YL由集电极向右看进去的回路的总导纳。由集电极向右看进去的回路的总导纳。2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大(P86)二、放大器的输入导纳二、放大器的输入导纳 Yi0reyieiyYLoefereieibiyyyyyVIYiLoefecVyyyVVc=?Ib=?2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振
13、放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的电压增益iVVVA/0YL由集电极向右看进去的回路的总导纳。由集电极向右看进去的回路的总导纳。2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的电压增益iVVVA/0YL由集电极向右看进去的回路的总导纳。由集电极向右看进去的回路的总导纳。YL 由回路两端向右看进去的回路的总导纳。由回路两端向右看进去的回路的总导纳。ccvpv11 oovpv21 ocvvLLYpY211 2.1 高频小信号调谐放大器 2
14、.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的电压增益iVVVA/02221LPieyGj Cp yj L2222111()LPieyGj Cp ypj LiLoefecVyyyVccvpv11 oovpv21 ocvvLLYpY211 102fecio eLyPVVVyyP2120211( )( )fefeVoeLoeLip yp p yVAp yypyyV2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的
15、电压增益iVVVA/02221LPieyGj Cp yj L2222111()LPieyGj Cp ypj L2120211( )( )fefeVoeLoeLip yp p yVAp yypyyV12221221feVPoeiep p yAGj Cp yp yj Lccvpv11 oovpv21 ocvvLLYpY211 2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的电压增益iVVVA/012221221feVPoeiep p yAGj Cp yp yj LieieieCjgyoeo
16、eoeCjgy1222221221221()feVPoeieoeiep p yAGp gp gjCp Cp Cj L2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的电压增益iVVVA/01222221221221()feVPoeieoeiep p yAGp gp gjCp Cp CjL22122PoeiegGp gp g22122oeieCCp Cp C12120121fefeVLp p yp p yAQfgj Cgjj Lf2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单
17、调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的电压增益iVVVA/012120121fefeVLp p yp p yAQfgjCgjjLf广义失谐02ffQL1221feVp pyAgj讨论:讨论:1、负号、负号2、增益的模、增益的模3、谐振时的增益、谐振时的增益4、通频带、通频带5、归一化抑制比、归一化抑制比12fe12fe022p1o e 12ie 2gppyppyAGpgpg v2.1 高频小信号调谐放大器 2.1.4 晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(晶体管高频小信号单调谐回路谐振放大器(P86)三、放大器的电压增益三、放大器的电
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