《通信電子電路》全套PPT課件

《通信電子電路》全套PPT課件,通信電子電路,通信,電子電路,全套,PPT,課件 2.3 2.3 單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器按調(diào)諧回路分按調(diào)諧回路分-單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器 雙調(diào)諧放大器雙調(diào)諧放大器 參差調(diào)諧放大器參差調(diào)諧放大器按晶體管連接方法分按晶體管連接方法分-共共b b、共共e e、共共c c 放大器放大器重點(diǎn)講重點(diǎn)講共發(fā)射極（共共發(fā)射極（共e e ）單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器 圖圖2-20 2-20 單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器一、技術(shù)指標(biāo)一、技術(shù)指標(biāo)1.1.放大能力放大能力 用諧振時(shí)的放大倍數(shù)用諧振時(shí)的放大倍數(shù) K0 表示。表示。2.2.選頻性能選頻性能 (1)(1)通過有用信號(hào)的能力通過有用信號(hào)的能力 即具有一定的通頻帶即具有一定的通頻帶。放大器能有效放大的頻率范圍放大器能有效放大的頻率范圍 (2)(2)抑制無用信號(hào)的能力抑制無用信號(hào)的能力 即有足夠的選擇性即有足夠的選擇性。放大器對(duì)其他頻率信號(hào)抑制能力的衡量。放大器對(duì)其他頻率信號(hào)抑制能力的衡量。圖圖2-6 2-6 對(duì)諧振曲線的影響對(duì)諧振曲線的影響二、工作原理二、工作原理 1.1.電路組成電路組成 2 2.電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)K因?yàn)椋阂驗(yàn)椋核运裕簣D圖2-20 2-20 單調(diào)諧放大器單調(diào)諧放大器圖圖2-21 2-21 調(diào)諧放大器集電極回路的等效電路調(diào)諧放大器集電極回路的等效電路3.3.諧振電壓放大倍數(shù)諧振電壓放大倍數(shù)K0諧振時(shí)，諧振時(shí)，諧振電壓放大倍數(shù)諧振電壓放大倍數(shù) 問題：?jiǎn)栴}：以前講的信號(hào)源內(nèi)阻如何反映在單調(diào)諧電路中？以前講的信號(hào)源內(nèi)阻如何反映在單調(diào)諧電路中？三、選頻性能三、選頻性能1.Kf 特性特性2.2.K/K0f 特性特性3.3.通用諧振曲線通用諧振曲線 代入得代入得K/K0-f 特性特性K-f 特性特性 =0廣義失諧量廣義失諧量 在諧振點(diǎn)附近在諧振點(diǎn)附近 僅僅與與 有有關(guān)關(guān)，所所以以不不管管Q 如如何何變變化化，均均可可用同一條曲線表示用同一條曲線表示-通用特性曲線通用特性曲線?？梢娍梢?對(duì)應(yīng)于通頻帶的上下邊界對(duì)應(yīng)于通頻帶的上下邊界四、調(diào)諧放大器的最大增益、阻抗匹配條件四、調(diào)諧放大器的最大增益、阻抗匹配條件 K0 受多種因素影響，一般是采用通過調(diào)整匝比的方受多種因素影響，一般是采用通過調(diào)整匝比的方法獲得高的增益。法獲得高的增益。是是不是不是 ，愈大愈好愈大愈好?為什么？為什么？要保證一定的要保證一定的Q ，又要達(dá)到盡可能高的增益，又要達(dá)到盡可能高的增益，則則有一個(gè)最佳匝比。有一個(gè)最佳匝比。最佳匝比：最佳匝比：阻抗匹配阻抗匹配 最大增益：最大增益：諧振電路的效率諧振電路的效率 諧振電路的插入損耗諧振電路的插入損耗 式中：式中：當(dāng)當(dāng)變變換換到到諧諧振振電電路路的的負(fù)負(fù)載載 等等于于變變換換到到諧諧振振電電路路的內(nèi)阻的內(nèi)阻 時(shí)，可得到最大的增益。時(shí)，可得到最大的增益。晶體管在低頻工作時(shí)，常將晶體管的晶體管在低頻工作時(shí)，常將晶體管的電流放大系數(shù)（電流放大系數(shù)（）看成與頻率無關(guān)）看成與頻率無關(guān)的常數(shù)。的常數(shù)。但晶體管在高頻工作時(shí)，電流放大系但晶體管在高頻工作時(shí)，電流放大系數(shù)與頻率則有明顯的關(guān)系，頻率越高，電數(shù)與頻率則有明顯的關(guān)系，頻率越高，電流放大系數(shù)越小。這直接導(dǎo)致管子的放大流放大系數(shù)越小。這直接導(dǎo)致管子的放大能力下降，限制了晶體管在高頻范圍的應(yīng)能力下降，限制了晶體管在高頻范圍的應(yīng)用。用。2.4 2.4 晶體管高頻等效電路及頻率參數(shù)晶體管高頻等效電路及頻率參數(shù)復(fù)習(xí)晶體管低頻等效電路復(fù)習(xí)晶體管低頻等效電路一、晶體管混合一、晶體管混合 型等效電路型等效電路 晶體管在高頻工作時(shí)，常用混合晶體管在高頻工作時(shí)，常用混合 型等效型等效電路來分析。該等效電路共有電路來分析。該等效電路共有8 8個(gè)元件。個(gè)元件。圖圖2-23 2-23 晶體管混合晶體管混合 型等效電路型等效電路 1.1.Rbe是發(fā)射結(jié)的結(jié)電阻。是發(fā)射結(jié)的結(jié)電阻。一般是幾百歐。一般是幾百歐。2.2.Rbc 是集電結(jié)電阻。是集電結(jié)電阻。約為約為1010k至至1010M 。3.3.rbb 是基極體電阻。是基極體電阻。高頻晶體管在高頻晶體管在1515 5050之間。之間。4.4.rce 是集射極電阻。是集射極電阻。它表示集電極電壓對(duì)電流的影它表示集電極電壓對(duì)電流的影響。它的數(shù)值一般在幾十千歐以上，典型值響。它的數(shù)值一般在幾十千歐以上，典型值為為3030 5050k。5.5.電流源電流源 gmUbe 代表晶體管的電流放大作用代表晶體管的電流放大作用，它與加它與加到發(fā)射結(jié)上的實(shí)際電壓到發(fā)射結(jié)上的實(shí)際電壓Ube 成正比，比例系數(shù)成正比，比例系數(shù) gm 稱為晶體管的互導(dǎo)。稱為晶體管的互導(dǎo)。6Cbe是發(fā)射結(jié)電容。是發(fā)射結(jié)電容。它隨工作點(diǎn)電流增大它隨工作點(diǎn)電流增大而增大。它的數(shù)值范圍為而增大。它的數(shù)值范圍為2020pF 0.010.01F；7Cbc 是集電結(jié)電容。是集電結(jié)電容。它隨它隨c、b間反向電壓間反向電壓的增大而減小，它的數(shù)值的增大而減小，它的數(shù)值是是1010pF上下；上下；8 Cce 是集射極電容。是集射極電容。這個(gè)電容通常很小。這個(gè)電容通常很小。一般在一般在2 2 1010pF之間。之間。在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到高頻時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到高頻時(shí)，的容抗較小，的容抗較小，和它并聯(lián)的基集電阻和它并聯(lián)的基集電阻 可忽略；此外，可忽略；此外，集射極電容集射極電容 可以合并到集電極回路之中，可以合并到集電極回路之中，則得到簡(jiǎn)化的混合則得到簡(jiǎn)化的混合 型等效電路。型等效電路。在實(shí)際應(yīng)用中，可用簡(jiǎn)化的混合在實(shí)際應(yīng)用中，可用簡(jiǎn)化的混合 型等型等效電路。效電路。圖圖2-242-24 簡(jiǎn)化的混合簡(jiǎn)化的混合 型等效電路型等效電路從等效電路可以看出，輸入電流從等效電路可以看出，輸入電流分成三部分分成三部分 ,當(dāng)當(dāng)c c、e e短路時(shí)，短路時(shí)，與與 并聯(lián)，因并聯(lián)，因 ，故故 ，故在此情況下，故在此情況下 可忽略不計(jì)。可忽略不計(jì)。二、晶體管的高頻放大能力及頻率參數(shù)二、晶體管的高頻放大能力及頻率參數(shù) 1.1.晶體管的高頻放大能力晶體管的高頻放大能力 共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)：共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)：在低頻情況下，在低頻情況下，則，則 。高頻時(shí)，高頻時(shí)，故，故 ，即高頻的，即高頻的 值低于低值低于低頻頻值值 。f ，高頻放大能力高頻放大能力 計(jì)算計(jì)算 的等效電路的等效電路2.2.晶體管的頻率參數(shù)晶體管的頻率參數(shù)(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(shí)的頻率。時(shí)的頻率。(2)特征頻率特征頻率 fT 下降下降到到1 1時(shí)的頻率。時(shí)的頻率。(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(shí)的頻率。時(shí)的頻率。(4）最高振蕩頻率最高振蕩頻率 fmax 晶體管的共射極接法功率放大倍數(shù)晶體管的共射極接法功率放大倍數(shù)Kp下降到下降到1 1時(shí)的頻率時(shí)的頻率 。圖圖2-282-28 和和 隨隨頻率變化的示意圖頻率變化的示意圖 3.3.三個(gè)頻率參數(shù)之間關(guān)系三個(gè)頻率參數(shù)之間關(guān)系 、三個(gè)頻率的關(guān)系三個(gè)頻率的關(guān)系 式中式中 是一個(gè)系數(shù)，通常在是一個(gè)系數(shù)，通常在0.60.6 0.90.9之間，之間，隨晶體管類型而異。隨晶體管類型而異。例如：例如：則可推算出則可推算出（1 1）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，此時(shí)時(shí)，此時(shí) 即相當(dāng)于低頻的情即相當(dāng)于低頻的情 況；況；（2 2）在在 的附近，的附近，開始隨開始隨 f 增加而下降，當(dāng)增加而下降，當(dāng) 時(shí)，降到時(shí)，降到 的的70.770.7；（3 3）當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí),參數(shù)間的關(guān)系參數(shù)間的關(guān)系 式中式中 討論：討論：（定義（定義 ）在實(shí)際工作中，為了不使在實(shí)際工作中，為了不使 過小，過小，至少滿足至少滿足 三、晶體管三、晶體管Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路 1.1.輸入端和輸出端的電流電壓關(guān)系輸入端和輸出端的電流電壓關(guān)系、是描述這些是描述這些電流電壓關(guān)系電流電壓關(guān)系關(guān)系的參數(shù)，關(guān)系的參數(shù)，這四個(gè)參數(shù)具有導(dǎo)納的量綱，故這四個(gè)參數(shù)具有導(dǎo)納的量綱，故稱為四端網(wǎng)絡(luò)的稱為四端網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納參數(shù)，即導(dǎo)納參數(shù)，即Y參數(shù)。參數(shù)。圖圖2-252-25 晶體管晶體管Y Y參數(shù)電路模型參數(shù)電路模型4.4.Y參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義 晶體管的輸入導(dǎo)納晶體管的輸入導(dǎo)納 它說明了輸入電壓對(duì)輸入電流的控制作用。它說明了輸入電壓對(duì)輸入電流的控制作用。正向傳輸導(dǎo)納正向傳輸導(dǎo)納它表示輸入電壓對(duì)輸出電流的控制作用它表示輸入電壓對(duì)輸出電流的控制作用 反向傳輸導(dǎo)納反向傳輸導(dǎo)納 它代表晶體管輸出電壓對(duì)輸入端的反作用。它代表晶體管輸出電壓對(duì)輸入端的反作用。晶體管的輸出導(dǎo)納晶體管的輸出導(dǎo)納它說明輸出電壓對(duì)輸出電流的控制作用。它說明輸出電壓對(duì)輸出電流的控制作用。四、混合四、混合 型等效電路參數(shù)與型等效電路參數(shù)與Y參數(shù)的關(guān)系參數(shù)的關(guān)系 晶體管的混合晶體管的混合 型等效電路分析法物理概念比較型等效電路分析法物理概念比較清楚，對(duì)晶體管放大作用的描述較全面，各個(gè)參清楚，對(duì)晶體管放大作用的描述較全面，各個(gè)參量基本上與頻率無關(guān)。量基本上與頻率無關(guān)。因此，這種電路可以適用因此，這種電路可以適用于相當(dāng)寬的頻率范圍。但該等效電路比較復(fù)雜。于相當(dāng)寬的頻率范圍。但該等效電路比較復(fù)雜。Y參數(shù)等效電路是從外部來研究晶體管的作用。參數(shù)等效電路是從外部來研究晶體管的作用。而且在實(shí)際中，高頻放大器的諧振回路、負(fù)載阻而且在實(shí)際中，高頻放大器的諧振回路、負(fù)載阻抗和晶體管大都是并聯(lián)關(guān)系的。因此，在分析放抗和晶體管大都是并聯(lián)關(guān)系的。因此，在分析放大器時(shí)，用大器時(shí)，用Y參數(shù)等效電路比較適合，因?yàn)檫@時(shí)參數(shù)等效電路比較適合，因?yàn)檫@時(shí)各并聯(lián)支路的導(dǎo)納可以直接相加，運(yùn)算方便，各并聯(lián)支路的導(dǎo)納可以直接相加，運(yùn)算方便，此此外，晶體管的外，晶體管的Y參數(shù)可以用儀器直接測(cè)量。參數(shù)可以用儀器直接測(cè)量?？傊傊?，混合混合 型等效電路和型等效電路和Y參數(shù)等效電路是參數(shù)等效電路是對(duì)對(duì)同一對(duì)象（晶體管）同一對(duì)象（晶體管）兩種不同的等效分析方法，兩種不同的等效分析方法，各有特點(diǎn)，在實(shí)際中可根據(jù)具體情況選擇采用哪各有特點(diǎn)，在實(shí)際中可根據(jù)具體情況選擇采用哪一種方法。一種方法。2.5 2.5 高頻調(diào)諧放大器高頻調(diào)諧放大器一、單級(jí)高頻調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)一、單級(jí)高頻調(diào)諧放大器的電壓放大倍數(shù)圖圖2-29 2-29 三級(jí)高頻三級(jí)高頻單單調(diào)諧回路放大器調(diào)諧回路放大器1.1.單級(jí)調(diào)諧放大器高頻等效電路單級(jí)調(diào)諧放大器高頻等效電路圖圖2-30 2-30 單單級(jí)高頻級(jí)高頻單單調(diào)諧回路放大器調(diào)諧回路放大器 的高頻等效電路的高頻等效電路 是回路本身的諧振電導(dǎo)，是回路本身的諧振電導(dǎo)，是集電極是集電極c c的的接入系數(shù)，接入系數(shù)，是負(fù)載導(dǎo)納的接入系數(shù)是負(fù)載導(dǎo)納的接入系數(shù) 是放大器的輸出導(dǎo)納，是放大器的輸出導(dǎo)納，是下級(jí)放大器的輸入導(dǎo)是下級(jí)放大器的輸入導(dǎo)納，它作為諧振回路的負(fù)載。納，它作為諧振回路的負(fù)載。2.2.單級(jí)高頻調(diào)諧放大器電壓放大倍數(shù)單級(jí)高頻調(diào)諧放大器電壓放大倍數(shù)一般表示式一般表示式 式中式中 是負(fù)載回路兩端的導(dǎo)納。是負(fù)載回路兩端的導(dǎo)納。諧振時(shí)的電壓放大倍數(shù)諧振時(shí)的電壓放大倍數(shù) 或或 注意：注意：是回路輸入輸出折合到回路兩是回路輸入輸出折合到回路兩端的總電導(dǎo)。對(duì)于圖端的總電導(dǎo)。對(duì)于圖示示的高頻等效電路來的高頻等效電路來說，它為說，它為 則則諧振時(shí)：諧振時(shí)：或或令回路總電導(dǎo)令回路總電導(dǎo) 回路總電容回路總電容 G0 是回路本身的諧振電導(dǎo)，是回路本身的諧振電導(dǎo)，n1 是集電是集電極極c c的接入系數(shù)，的接入系數(shù)，n2 是負(fù)載導(dǎo)納的接入系數(shù)是負(fù)載導(dǎo)納的接入系數(shù) 是放大器的輸出導(dǎo)納，是放大器的輸出導(dǎo)納，是下級(jí)放大器的輸入導(dǎo)是下級(jí)放大器的輸入導(dǎo) 納，它作為諧振回路的負(fù)載。納，它作為諧振回路的負(fù)載。是是回回路路輸輸入入輸輸出出折折合合到到回回路路兩兩端端的的總總電電導(dǎo)導(dǎo)。它它是是一一個(gè)個(gè)很很靈靈活活的的參參量量，要要根根據(jù)據(jù)實(shí)實(shí)際際電電路來求。路來求。對(duì)于圖對(duì)于圖2-302-30的高頻等效電路來說，它為：的高頻等效電路來說，它為：注意注意：二、放大器的通頻帶放大器的通頻帶稱為廣義失諧。稱為廣義失諧。根據(jù)通頻帶定義，當(dāng)根據(jù)通頻帶定義，當(dāng) =1 時(shí)，時(shí)，得得通頻帶為通頻帶為三、放大器的選擇性三、放大器的選擇性為定量說明，常用矩形系數(shù)這個(gè)指標(biāo)來表示。為定量說明，常用矩形系數(shù)這個(gè)指標(biāo)來表示。所以高頻單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)為所以高頻單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)為