高频谐振放大器.ppt
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1、3.1 高频小信号放大器,高频小信号谐振放大器的功用就是放大各种无线电设备中的高频小信号。 3.1.1 高频小信号谐振放大器的工作原理 图3 1(a)是一典型的高频小信号谐振放大器的实际线路。 3.1.2 放大器性能分析 1 晶体管的高频等效电路 图3 2(a)是晶体管在高频运用时的混等效电路,它反映了晶体管中的物理过程, 也是分析晶体管高频时的基本等效电路。,图 3 1 高频小信号谐振放大器 (a) 实际线路; (b) 交流等效电路,在忽略rbe及满足CC的条件下, Y参数与混参数之间的关系为,(3 1),(3 2),(3 3),(3 4),由图3 2可以得到晶体管Y参数等效电路的Y参数方程
2、,(3 5a),(3 5b),图 3 2 晶体三极管等效电路 (a) 混等效电路; (b) Y参数等效电路,2 放大器的性能参数 忽略管子内部的反馈, 即令Yre =0, 由图3 3可得,(3 6a),图 3 3 图3 1高频小信号放大器的 高频等效电路,(3 6b),(3) 输出导纳Yo,(3 9),(1) 电压放大倍数K,(2) 输入导纳Yi,(3 7),(3 8),3.1.3高频谐振放大器的稳定性 1 放大器的稳定性 反向传输导纳Yre引入的输入导纳, 记为Yir。 忽略 r bb的影响, 则由式(3 3)、 (3 4)有 将Yoe归入负载中, 并考虑谐振频率0附近情况, 有,(4) 通
3、频带B 0.707与矩形系数K 0.1 通频带B 0.707为,(3 10),将Yoe归入负载中, 并考虑谐振频率0附近情况, 有,(3 11),则,2. 提高放大器稳定性的方法 是利用中和电容Cn的中和电路。 为了抵消Yre的反馈, 从集电极回路取一与 反相的电压 , 通过Cn反馈到输入端。根据电桥平衡有,则中和条件为,(3 12),图 3 5 中和电路 (a) 原理电路; (b) 某收音机实际电路,图 3 6 共发共基电路,图 3 7 双栅场效应管调谐放大器,3.1.4多级谐振放大器 1多级单调谐放大器 多级单调谐放大器的谐振频率相同, 均为信号的中心频率。,(3 13),(3 14),(
4、3 15),2. 多级双调谐放大器,(3 16),3. 参差调谐放大器,图3 8是采用单调谐回路和双调谐回路组成的 参差调谐放大器的频率特性。图3 9示出了一彩色 电视机高频头的调谐放大器的简化电路。,3.1.5 高频集成放大器 高频集成放大器有两类: 一种是非选频的高频集成放大器, 主要用于某些不需要选频功能的设备中, 通常以电阻或宽带高频变压器作负载; 另一种是选放大器, 用于需要有选频功能的场合, 如接收机的中放就是它的典型应用。 图3 10(a)中, 集中选频滤波器接于宽带集成放大 器的后面。 图3 10(b)是另一种接法。,图 3 9电视机高频放大器的简化电路,图3 10 集中选频放
5、大器组成框图,图 3 11示出了Mini Circuits公司生产的一集成放大器MRA8的应用电路, MRA8是硅单片放大器, 其主要指标见表3 3。 ,图 3 11 集成选频放大器应用举例,3.2 高频功率放大器的原理和特性,高频功率放大器的主要功用是放大高频信号, 并且以高效输出大功率为目的, 它主要应用于各种无线电发射机中。 3.2.1工作原理 图3 12是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路, 除电源和偏置电路外, 它是由晶体管、 谐振回路和输入回路三部分组成的。,图 3 12 晶体管高频功率放大器的原理线路,1电流、 电压波形 设输入信号为,则由图3 12得基极回路电压为,(3
6、17),周期性脉冲可以分解成直流、 基波(信号频率分量) 和各次谐波分量, 即,(3 18),(3 19b),(3 19a),(3 19c),0()、 1()、 n()分别称为余弦脉冲的直流、 基波、 n次谐波的分解系数, 数值见附录。 ,2 高频功放的能量关系 在集电极电路中, 谐振回路得到的高频功率(高频一周的平均功率)即输出功率P1为,(3 22),集电极电源供给的直流输入功率P0为,(3 23),直流输入功率与集电极输出高频功率之差就是集电极 损耗功率Pc, 即,(3 24),Pc变为耗散在晶体管集电结中的热能。 定义集电极效率为,(3 25),由式(3 24)、 (3 25)可以得到
7、输出功率P1和集电极 损耗功率Pc之间的关系为,(3 26),设其基波电流振幅为I b1, 且与ub同相(忽略实际存在 的容性电流), 则激励功率为,(3 27),高频功放的功率放大倍数为,(3 28),用dB表示为,(3 29),3.2.2 高频谐振功率放大器的工作状态 1 高频功放的动特性 动特性是指当加上激励信号及接上负载阻抗时, 晶 体管集电极电流ic与电极电压(ube或uce)的关系曲线, 它 在icuce或icube坐标系统中是一条曲线。 2 高频功放的工作状态 高频谐振功率放大器根据集电极电流是否进入饱和区可以分为欠压、 临界和过压三种状态,3.2.3 高频功放的外部特性 高频功
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