高频电子电路1.2.4PPT推荐.ppt

1、当|S S|1|1时，放大器不稳定。时，放大器不稳定。为使放大器远离自激状态而稳定地工作，单级放大器通常选为使放大器远离自激状态而稳定地工作，单级放大器通常选|S|510。1.2.6高频调谐放大器的稳定性高频调谐放大器的稳定性1.共发射极放大器的最大稳定增益共发射极放大器的最大稳定增益 当晶体管的工作频率远低于特征频率当晶体管的工作频率远低于特征频率fT时时:yfe|yfe|gm,yrejCbc，re90o 经推导得放大器的电压增益与稳定系数经推导得放大器的电压增益与稳定系数S的平方根成反比的平方根成反比:当取当取S=1时，称为临界稳定，其电压增益称为临界稳定电压增益。时，称为临界稳定，其电压

2、增益称为临界稳定电压增益。实际中常取实际中常取S=5，此时电压增益称为最大稳定增益。即为此时电压增益称为最大稳定增益。即为 2.提高放大器的稳定性的方法提高放大器的稳定性的方法 一是从晶体管本身想办法，减小其反向传输导纳一是从晶体管本身想办法，减小其反向传输导纳yre的值。的值。二二是是从从电电路路上上设设法法消消除除晶晶体体管管的的反反向向作作用用，使使它它单单向向化化，具具体体方方法法有中和法与失配法。有中和法与失配法。中和法通过在晶体管的输出端与输入端之间引入一个附加的外部反馈中和法通过在晶体管的输出端与输入端之间引入一个附加的外部反馈电路电路（中和电路中和电路），来抵消晶体管内部参数，

3、来抵消晶体管内部参数yre的反馈作用。的反馈作用。CNCL2L1VT2VT1ECCL1L2VT1VT2CNCbciN if 用一个电容用一个电容CN来抵消来抵消yre的虚部的虚部（反馈电容反馈电容）的影响，就可达到中和的目的影响，就可达到中和的目的。的。固定的中和电容固定的中和电容CN只能在某一个频率点起到完全中和的作用，对其只能在某一个频率点起到完全中和的作用，对其它频率只能有部分中和作用。中和电路的效果很有限。它频率只能有部分中和作用。2.提高放大器的稳定性的方法提高放大器的稳定性的方法 失配法通过增大负载电导失配法通过增大负载电导YL，进而增大总回路电导，使输出电路严进而增大总回路电导，

4、使输出电路严重失配重失配，失配法以牺牲增益来换取电路的稳定。失配法以牺牲增益来换取电路的稳定。用两只晶体管按共发一共基方式连接成一个复合管是经常采用的一种失配法。VT1VT2 由于共基电路的输入导纳较大，当它和输出导由于共基电路的输入导纳较大，当它和输出导纳较小的共发电路连接时，相当于增大共发电路的纳较小的共发电路连接时，相当于增大共发电路的负载导纳而使之失配，从而使共发晶体管内部反馈负载导纳而使之失配，从而使共发晶体管内部反馈减弱，稳定性大大提高。减弱，稳定性大大提高。共发电路在负载导纳很大的情况下，虽然电压增益减小，但电流增益仍共发电路在负载导纳很大的情况下，虽然电压增益减小，但电流增益仍

5、较大；而共基电路虽然电流增益接近较大；而共基电路虽然电流增益接近1，但电压增益却较大。所以二者级联，但电压增益却较大。所以二者级联后，互相补偿，电压增益和电流增益都比较大，而且共发一共基电路的上限后，互相补偿，电压增益和电流增益都比较大，而且共发一共基电路的上限频率很高。频率很高。返回继续1.3 集中选频放大器集中选频放大器 利用集中滤波器和宽带放大器相结合，做成的选频放大利用集中滤波器和宽带放大器相结合，做成的选频放大器，具有特性一致，成本低廉，便于大规模生产的特点，所器，具有特性一致，成本低廉，便于大规模生产的特点，所以，在大量生产的电子设备中，选频放大器无一例外地使用以，在大量生产的电子

6、设备中，选频放大器无一例外地使用集中滤波器和宽带放大器相结合的模式集中滤波器和宽带放大器相结合的模式。集中选频放大器的组成集中选频放大器的组成宽带放宽带放大器大器集成滤集成滤波器波器宽带放宽带放大器大器集成滤集成滤波器波器前置放前置放大器大器1.3.1 集中选频滤波器集中选频滤波器 集成选频滤波器包括集成选频滤波器包括LC集成选频滤波器、石英晶体集成选频滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器。滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器。1、LC集成选频滤波器集成选频滤波器CC1L1CC2L2CC3L3C前置放大 器宽带集成放大器2.石英晶体滤波器石英晶体滤波器C2R2L2C02Lq1Lq3

7、C0Lq5Cq1Cq3Cq5a.晶体符号晶体符号b.基频及各次泛音基频及各次泛音 的等效电路的等效电路b.基频附近基频附近 的的等效电路等效电路图图1.51晶体谐振器的晶体谐振器的电抗特性曲线电抗特性曲线3 陶瓷滤波器陶瓷滤波器图图aC1R1L1C01C2R2L2C02陶瓷滤波器及其等效电路陶瓷滤波器及其等效电路图图b 多个陶瓷片的组合多个陶瓷片的组合合理选择串并联陶瓷片的谐振频率进行组合，合理选择串并联陶瓷片的谐振频率进行组合，可以得到理想的衰减特性可以得到理想的衰减特性4 4声表面波滤波器声表面波滤波器（压电效应压电效应,电声换能电声换能）表面波表面波传播方向传播方向声表面波滤波器是一种以

8、铌酸锂、锆钛酸铅或石英等压电材料声表面波滤波器是一种以铌酸锂、锆钛酸铅或石英等压电材料为基体构成的一种为基体构成的一种电声换能元件电声换能元件。体积小、重量轻。中心频率可以适合于高频、超高频中心频率可以适合于高频、超高频（几（几MHz1GHz）工作。幅频特性为：工作。接入实际电路时，必须实现良好的匹配。（有三次反射现象有三次反射现象）用与集成电路相同的平面加工工艺。制造简单、重复性好。用与集成电路相同的平面加工工艺。在接入实际电路时，会有一定的损耗在接入实际电路时，会有一定的损耗。相对通频带有时可以达到相对通频带有时可以达到50%。SAWF图图 1.58SAWF在电路中的画法在电路中的画法表面

9、声波滤波器表面声波滤波器 的频率特性的频率特性一种用于通信机的表一种用于通信机的表面声波滤波器特性面声波滤波器特性均匀差指形表面均匀差指形表面声波滤波器频率声波滤波器频率例：含有声表面波滤波器例：含有声表面波滤波器的放大电路的放大电路主主中中放放声表面波声表面波滤波器（滤波器（SAWF）匹配网络匹配网络电视机中放电视机中放电路：电路：实现良好实现良好的的匹配，提供一定匹配，提供一定的的增益增益。1.3.2集成宽带放大器集成宽带放大器宽带放宽带放大器大器集成滤集成滤波器波器宽带放宽带放大器大器集成滤集成滤波器波器前置放前置放大器大器目前，宽带集成电路的型号很多，应用时，查集成电路手目前，宽带集成

10、电路的型号很多，应用时，查集成电路手册，找一种合适的集成电路，选配一个合适的选频器件。册，找一种合适的集成电路，选配一个合适的选频器件。组成集成选频放大电路。1.4电噪声电噪声（1）噪声的现象：沙沙声，雪花背景和波纹线等噪声的现象：沙沙声，雪花背景和波纹线等（2）噪声的危害：影响正常的接受效果，甚至将信号淹没）噪声的危害：影响正常的接受效果，甚至将信号淹没在噪声中，使其无法接收。在噪声中，使其无法接收。（3）噪声的特点）噪声的特点1 随机性随机性.2 出现正负电压的概率相等出现正负电压的概率相等,即平均电压为零即平均电压为零.3 热噪声随温度的变化而变化热噪声随温度的变化而变化电阻热噪声的电压

11、波形图电阻热噪声的电压波形图（4）噪声的分类）噪声的分类噪声噪声来自内部的器件（内部噪声）来自内部的器件（内部噪声）来自外部的干扰（外部噪声）来自外部的干扰（外部噪声）内部噪声主要有电阻的热噪声，晶体管和场效应管的噪声。内部噪声主要有电阻的热噪声，晶体管和场效应管的噪声。1.4.1电阻热噪声电阻热噪声电阻热噪声是由电阻内部自由电子的热运动产生的。基于噪电阻热噪声是由电阻内部自由电子的热运动产生的。基于噪声的特点。不可能测量用描述其他电信号的方法来描述噪声。声的特点。通常采用通常采用统计的方法进行描述。统计的方法进行描述。理论和实验证明，当温度为理论和实验证明，当温度为T（K）时，阻值为时，阻值

12、为R的电阻所产生的电阻所产生的的噪声电流功率谱密度和噪声电压功率谱密度分别为：噪声电流功率谱密度和噪声电压功率谱密度分别为：在频带宽度在频带宽度B内产生的热噪声电流均方根值和电压均方内产生的热噪声电流均方根值和电压均方根值分别为：根值分别为：所以，一个实际电阻可以分别用噪声电流源与理想电阻的并所以，一个实际电阻可以分别用噪声电流源与理想电阻的并联或噪声电压源与理想电阻的串联来表示。联或噪声电压源与理想电阻的串联来表示。图图 1.64 电阻热噪声等效电路电阻热噪声等效电路 噪声电压均方根值与噪声电流均方根值与电阻值，带噪声电压均方根值与噪声电流均方根值与电阻值，带宽和绝对温度有关。宽和绝对温度有

13、关。例如：一个例如：一个510K的电阻，在的电阻，在T=290K,B=100KHz时的噪时的噪声电压和噪声电流均方根值分别为：声电压和噪声电流均方根值分别为：当多个元件串联时，总噪声电压等于各个电阻所产生当多个元件串联时，总噪声电压等于各个电阻所产生的噪声电压的均方根值的相加。的噪声电压的均方根值的相加。当多个元件并联时，总噪声电流等于各个电导所产当多个元件并联时，总噪声电流等于各个电导所产生的噪声电流的均方根值的相加。生的噪声电流的均方根值的相加。例例1.5 计算两个并联电阻两端的噪声电压均方根值，设计算两个并联电阻两端的噪声电压均方根值，设R1和和R2两个电阻的温度两个电阻的温度T相同。相

14、同。并联电阻两端的噪声电压并联电阻两端的噪声电压解解（1）利用电流源进行计算，利用电流源进行计算，所以所以,计算噪声电压均方根值时，可以先算出电阻的并联值计算噪声电压均方根值时，可以先算出电阻的并联值再乘以再乘以4KTB得到噪声电压均方根值。得到噪声电压均方根值。（2）利用电压源进行计算）利用电压源进行计算计算总噪声电压时，计算总噪声电压时，将两个噪声电压当作将两个噪声电压当作两个电压源，利用叠两个电压源，利用叠加原理进行计算，先加原理进行计算，先计算出两个噪声电压计算出两个噪声电压分量分量先求出两个电阻各自的先求出两个电阻各自的噪声电压均方根值噪声电压均方根值分分压压关关系系然后进行叠加然后进行叠加两种方法两种方法计算结果计算结果相同相同 1.4.2 晶体三极管的噪声晶体三极管的噪声 晶体三极管噪声是放大器内部固有噪声的一个重要来晶体三极管噪声是放大器内部固有噪声的一个重要来源，主要包括以下四部分：源，主要包括以下四部分：1热噪声热噪声 构成晶体管发射区，基区，