1、第3章 高頻諧振放大器 1本章主要內容本章主要內容（1 1）高頻小信號諧振放大器）高頻小信號諧振放大器（2 2）高頻諧振功率放大器）高頻諧振功率放大器本章重點內容本章重點內容（1 1）高頻小信號諧振放大器的電路、工作原理和分析方法）高頻小信號諧振放大器的電路、工作原理和分析方法（2 2）C C類高頻諧振功率放大器的工作原理和分析方法類高頻諧振功率放大器的工作原理和分析方法（3 3）C C類高頻諧振功率放大器的外部特性類高頻諧振功率放大器的外部特性第三章第三章 高頻諧振放大器高頻諧振放大器第3章 高頻諧振放大器 23.1 3.1 高頻小信號放大器高頻小信號放大器放大各種無線電設備中的高頻小信號，

2、以便作進一步的放大各種無線電設備中的高頻小信號，以便作進一步的變換和處理。變換和處理。 功用功用 分類分類按頻帶寬度按頻帶寬度按有源器件按有源器件窄帶放大器窄帶放大器寬帶放大器寬帶放大器以分立元件為主的高頻放大器以分立元件為主的高頻放大器以集成電路為主的集中選頻放大器以集成電路為主的集中選頻放大器 主要要求主要要求 增益要高，即放大量要大。增益要高，即放大量要大。 頻率選擇性要好。頻帶寬度和矩形系數。頻率選擇性要好。頻帶寬度和矩形系數。 工作穩定可靠。工作穩定可靠。 接收機前級放大器內部噪聲要小。接收機前級放大器內部噪聲要小。 第3章 高頻諧振放大器 3一、晶體管的高頻等效電路一、晶體管的高頻

3、等效電路1 1、混、混等效電路等效電路注意：注意：: : 可能會引起放大器自激。可能會引起放大器自激。bcC: :共基電路中引起高頻負反饋，共基電路中引起高頻負反饋， 降低晶體管電流放大倍數。降低晶體管電流放大倍數。bbrbbrbcC和和在高頻運用時不利！在高頻運用時不利！2 2、Y Y參數等效電路參數等效電路第3章 高頻諧振放大器 43、Y 參數方程參數方程feY.bU代表晶體管正向傳輸能力。代表晶體管正向傳輸能力。recY.U代表晶體管內部反饋作用。代表晶體管內部反饋作用。becoeceu0iYucebiebeu0iYucecfebeu0iYubebreceu0iYu輸入導納：輸入導納：輸

4、出導納：輸出導納：正向傳輸導納：正向傳輸導納：反向傳輸導納：反向傳輸導納：coebfeccrebiebUYUYIUYUYI第3章 高頻諧振放大器 5mboebbbbjj1jbbeceC r gYCC rmfebbb1jegYC rbrebbbj1jceCYC r4、Y參數與混參數與混參數間的關系參數間的關系biebbbj1jeeCYCr Y參數與參數與工作頻率有關，是頻率的復函數。工作頻率有關，是頻率的復函數。 當放大器工作在窄帶時，當放大器工作在窄帶時，Y 參數變化不大，可將參數變化不大，可將Y 參數看作常數。參數看作常數。說明：說明： Y re 的反饋，使放大器存在著工作不穩定的問題。的反

5、饋，使放大器存在著工作不穩定的問題。bebcCCb er在忽略在忽略 及滿足及滿足 時，有：時，有：coebfeccrebiebUYUYIUYUYI第3章 高頻諧振放大器 61 1、典型高頻小信號諧振放大器實際線路、典型高頻小信號諧振放大器實際線路二、高頻小信號諧振放大器的工作原理二、高頻小信號諧振放大器的工作原理CCU1bR2bRTeRiu+ +- -ou+ +- -cR(a)低頻放大電路1C2CeC1bR2bRbC1TeRCCU1L1CeCiu+ +- -1bR2bR2TeRou+ +- -2L123452n1nTr1Tr2(b)調諧放大器eCbC兩個電路有相似之處，但小信號調諧放大器具有

6、選擇頻率的功能！兩個電路有相似之處，但小信號調諧放大器具有選擇頻率的功能！高頻小信號諧振放大器的應用：高頻小信號諧振放大器的應用：TV高頻頭、中放、通訊接收機等。高頻頭、中放、通訊接收機等。第3章 高頻諧振放大器 72 2、小信號諧振放大器工作原理及分析、小信號諧振放大器工作原理及分析（1 1）直流偏置電路）直流偏置電路（2 2）主要元件的作用）主要元件的作用典型高頻小信號諧振放大器實際線路典型高頻小信號諧振放大器實際線路第3章 高頻諧振放大器 8典型高頻小信號諧振放大器實際線路典型高頻小信號諧振放大器實際線路（3 3）畫出交流等效電路）畫出交流等效電路放大器組成：放大器組成：輸入回路輸入回路

7、晶體管晶體管輸出回路輸出回路：LC并聯諧振回路、輸出變壓器及負載并聯諧振回路、輸出變壓器及負載YL。：由輸入變壓器構成，隔離信號源與放大器間的直流聯系，：由輸入變壓器構成，隔離信號源與放大器間的直流聯系，能耦合交流信號，同時還能實現阻抗的匹配與變換。能耦合交流信號，同時還能實現阻抗的匹配與變換。：是放大器的核心，電流控制和放大作用。：是放大器的核心，電流控制和放大作用。輸入回路輸入回路晶體管晶體管輸出回路輸出回路第3章 高頻諧振放大器 9（4）畫出）畫出Y參數等效電路參數等效電路交流等效電路：交流等效電路：Y參數等效電路：參數等效電路：LY第3章 高頻諧振放大器 101） 輸入導納輸入導納 Y

8、i2） 輸出導納輸出導納 Yo3） 電壓放大倍數電壓放大倍數 K4） 通頻帶通頻帶 B0.7075） 矩形系數矩形系數 Kr0.1三、放大器性能分析三、放大器性能分析第3章 高頻諧振放大器 11(1) (1) 輸入導納輸入導納Yire feiieoeLY YYYYYbcbiereIY UY UbbiUIYLoebfecYYUYU定義：定義：第3章 高頻諧振放大器 12(2) (2) 輸出導納輸出導納Yore fe0oeSieY YYYYYbccfeoeIY UY UsiecrebYYUYU)0(時當sccoiUIY定義：定義：re feiieoeLY YYYYY對比對比第3章 高頻諧振放大器

9、13 忽略管子內部的反饋，即忽略管子內部的反饋，即Y re =0 =0。(3) (3) 電壓放大倍數電壓放大倍數第3章 高頻諧振放大器 14(3)(3)電壓放大倍數電壓放大倍數feoeLYKYY定義：定義：已知：已知：LoebfecYYUYUbcUUK第3章 高頻諧振放大器 15(4) (4) 通頻帶寬通頻帶寬Lo0.707QfBo1/(2 LC )f001/(Lg )(C)/gLQ 通頻帶寬：通頻帶寬：221oe2ieCp CC p C 221oe02 iegp ggp g其中：其中：LieYY（令（令 ）第3章 高頻諧振放大器 16第3章 高頻諧振放大器 17四、高頻諧振放大器的穩定性四、

10、高頻諧振放大器的穩定性1. 1. 放大器的穩定性放大器的穩定性因為晶體管因為晶體管 的反饋，使放大器引起自激！的反饋，使放大器引起自激！bcCbrefeiieieiroeLbY YIYYYYYYUggmfebb1jbegYC rrebbj1jbcbeCYC r放大器輸入導納：放大器輸入導納：忽略忽略 的影響：的影響：bbrm gjbcC 0mirLL0j1j2b cCgYGQ第3章 高頻諧振放大器 181放大器的穩定性放大器的穩定性0mirLL0j1j2bcC gYGQ分析：分析：當當0時時, Yir的電導為正，是負反饋的電導為正，是負反饋;第3章 高頻諧振放大器 192. 2. 提高放大器穩

11、定性的方法提高放大器穩定性的方法從晶體管本身想辦法，減小其反向傳輸導納從晶體管本身想辦法，減小其反向傳輸導納Yre。從電路上消除晶體管的反向作用，使它單向化。從電路上消除晶體管的反向作用，使它單向化。（1 1）中和法）中和法中和法中和法失配法失配法原理電路原理電路交流等效電路交流等效電路ABCD中和電容中和電容第3章 高頻諧振放大器 20ABCD交流等效電路交流等效電路（1 1）中和法）中和法電橋形式電橋形式根據電橋平衡：根據電橋平衡：20cb010n0jj1jj1LCLC中和條件：中和條件：1nbc1c2b2NCLCLNC因此，調節因此，調節Cn的數值，可消除由的數值，可消除由 引起的內部反

12、饋，提高引起的內部反饋，提高放大器的穩定性！放大器的穩定性！bcC第3章 高頻諧振放大器 21中和法的局限性：中和法的局限性：中和電容中和電容Cn只能在某一個頻率點起到完全中和的作用，對其它只能在某一個頻率點起到完全中和的作用，對其它頻率只能有部分中和作用。頻率只能有部分中和作用。如果再考慮到分布參數的作用和溫度變化等因素的影響，則中如果再考慮到分布參數的作用和溫度變化等因素的影響，則中和電路的效果是很有限的。和電路的效果是很有限的。因此，中和法應用較少，一般用在某些收音機電路中。因此，中和法應用較少，一般用在某些收音機電路中。ABCD20cb010n0jj1jj1LCLC電橋平衡條件：電橋平

13、衡條件：第3章 高頻諧振放大器 22某收音機實際電路某收音機實際電路中和法的應用電路中和法的應用電路第3章 高頻諧振放大器 23（2 2）失配法）失配法brefeiieoeLbY YIYYYYUggieY放大器輸入導納：放大器輸入導納： 基本思想：信號源內阻抗不與晶體管的輸入阻抗匹配，晶體管的基本思想：信號源內阻抗不與晶體管的輸入阻抗匹配，晶體管的輸出阻抗不與負載匹配。其實質是降低放大器的電壓放大倍數，以確輸出阻抗不與負載匹配。其實質是降低放大器的電壓放大倍數，以確保滿足放大器穩定的要求。保滿足放大器穩定的要求。因此，失配法是用犧牲增益來換取電路的穩定。因此，失配法是用犧牲增益來換取電路的穩定

14、。共射共射共基級聯放大器共基級聯放大器iYLYibLYY共基電共基電路輸入路輸入導納較導納較大！大！第3章 高頻諧振放大器 24中和法與失配法比較中和法與失配法比較中和法優點：中和法優點：電路簡單、增益不受影響。電路簡單、增益不受影響。（1）只能在一個頻率上完全中和，不適合寬帶。只能在一個頻率上完全中和，不適合寬帶。（2）晶體管離散性大，實際調整麻煩，不適于批量生產。）晶體管離散性大，實際調整麻煩，不適于批量生產。（1）性能穩定，能改善各種參數變化的影響；）性能穩定，能改善各種參數變化的影響；（2）頻帶寬，適合寬帶放大；）頻帶寬，適合寬帶放大；（3）生產過程中無需調整，適于大量生產。）生產過程

15、中無需調整，適于大量生產。缺點：增益較低。缺點：增益較低。缺點：缺點：失配法優點：失配法優點：第3章 高頻諧振放大器 25考慮外部反饋引起的不穩定性！考慮外部反饋引起的不穩定性！電磁干擾的耦合途徑：電磁干擾的耦合途徑：（1 1）電容性耦合）電容性耦合（2 2）電感性耦合）電感性耦合（3 3）公共電阻耦合）公共電阻耦合（4 4）輻射耦合）輻射耦合接地是控制干擾的重要方法！接地是控制干擾的重要方法！第3章 高頻諧振放大器 26五、多級諧振放大器五、多級諧振放大器 在應用時，多級放大器滿足增益及頻率選擇性等方面的要求。在應用時，多級放大器滿足增益及頻率選擇性等方面的要求。1 1多級單調諧放大器多級單

16、調諧放大器 設各級諧振時的電壓放大倍數為設各級諧振時的電壓放大倍數為K01、 K02、 、 K0n， 則總的電壓放大倍數：則總的電壓放大倍數： 001020nKK KKK 設各級放大器的諧振頻率相同；設各級放大器的諧振頻率相同；已知單級放大器歸一化頻率特性：已知單級放大器歸一化頻率特性：1221設多級放大器各回路的帶寬及設多級放大器各回路的帶寬及Q Q 值相同，即值相同，即相同，相同，則多級放大器歸一化頻率特性：則多級放大器歸一化頻率特性：2/2)1 (nn第3章 高頻諧振放大器 27多級放大器的通頻帶寬、矩形系數多級放大器的通頻帶寬、矩形系數結論：結論：隨著級數隨著級數n 的增加，總帶寬將減

17、小，矩形系數有的增加，總帶寬將減小，矩形系數有所改善。所改善。2/2(1)nn 多級放大器頻率特性：多級放大器頻率特性：通頻帶：通頻帶：1/021nnLfBQ1/0.11/100121nnK矩形系數：矩形系數：多級單調諧放大器總的通頻帶比單級單調諧器的通頻帶要小，多級單調諧放大器總的通頻帶比單級單調諧器的通頻帶要小，級數越多，總通頻帶越小。級數越多，總通頻帶越小。 第3章 高頻諧振放大器 282.2.多級雙調諧放大器多級雙調諧放大器采用多級雙調諧放大器可以改善放大器的頻率選擇性。采用多級雙調諧放大器可以改善放大器的頻率選擇性。設各級均采用同樣的雙回路，并選擇臨界耦合。設各級均采用同樣的雙回路，

18、并選擇臨界耦合。2/441nn已知單級雙調諧回路歸一化頻率特性：已知單級雙調諧回路歸一化頻率特性：則：則：多級雙調諧回路歸一化頻率特性：多級雙調諧回路歸一化頻率特性：1/2414 第3章 高頻諧振放大器 29(b) (b) 總特性曲線總特性曲線3.3.參差調諧放大器參差調諧放大器參差調諧放大器可增加總帶寬，同時又得到邊沿較陡峭的頻率特性。參差調諧放大器可增加總帶寬，同時又得到邊沿較陡峭的頻率特性。多級參差調諧放大器，多級參差調諧放大器，就是各級的調諧回路和就是各級的調諧回路和調諧頻率都彼此不同。調諧頻率都彼此不同。 雙回路雙回路單回路單回路(a) (a) 單、雙回路特性曲線單、雙回路特性曲線第

19、3章 高頻諧振放大器 30例：電視機高頻放大器的簡化電路例：電視機高頻放大器的簡化電路 輸入電路：輸入電路：單調諧回路單調諧回路. .輸出電路：輸出電路：雙調諧回路雙調諧回路. .第3章 高頻諧振放大器 31六、高頻集成放大器六、高頻集成放大器1 1. 優點：優點： 線路簡單、性能穩定可靠、調整方便等，應用越來越廣泛。線路簡單、性能穩定可靠、調整方便等，應用越來越廣泛。 非選頻的高頻集成放大器，非選頻的高頻集成放大器，主要用于某些不需要選頻功能主要用于某些不需要選頻功能的設備中，通常以電阻或寬帶高頻變壓器作負載的設備中，通常以電阻或寬帶高頻變壓器作負載; ; 2.2.分類：分類： 選頻放大器，

20、選頻放大器，用于需要有選頻功能的場合，如接收機的中放用于需要有選頻功能的場合，如接收機的中放就是它的典型應用。就是它的典型應用。 集成選頻放大器，如晶體濾波器、集成選頻放大器，如晶體濾波器、 陶瓷濾波器或聲表面波濾波器等。陶瓷濾波器或聲表面波濾波器等。集成選頻放大器只適用于固定頻率的選頻放大器，集成選頻放大器只適用于固定頻率的選頻放大器， 圖圖3-103-10。第3章 高頻諧振放大器 323. 3. 集中選頻放大器組成框圖集中選頻放大器組成框圖 注意的問題：注意的問題：使集成放大器與集中濾波器之間實現阻抗匹配。使集成放大器與集中濾波器之間實現阻抗匹配。在濾波器之前加一前置放大器，以補償濾波器的

21、衰減。在濾波器之前加一前置放大器，以補償濾波器的衰減。方案一：先放大后濾波方案一：先放大后濾波方案二：先濾波后放大方案二：先濾波后放大第3章 高頻諧振放大器 33作 業 3-4 3-6 3-7 3-8（新版）第3章 高頻諧振放大器 34補充部分：晶體管的頻率參數補充部分：晶體管的頻率參數00晶體管共基極短路電流放大系數晶體管共發射極短路電流放大系數：低頻時的電流：和放大系數f隨 變和化的示意圖第3章 高頻諧振放大器 35(1) (1) 截止頻率截止頻率共射截止頻率共射截止頻率: : 下降到下降到0.707 0.707 時的頻率。時的頻率。 f 0 (2) (2) 特征頻率特征頻率 下降到下降到1 1時的頻率。時的頻率。 Tf (3) (3) 截止頻率截止頻率共基截止頻率：共基截止頻率： 下降到下降到0.707 0.707 時的頻率。時的頻率。 f 0 (4(4）最高振蕩頻率）最高振蕩頻率 晶體管的共射極接法功率放大倍數晶體管的共射