高频电子电路1.2.4王卫东.ppt

《高频电子电路1.2.4王卫东.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电子电路1.2.4王卫东.ppt（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、2.2.4 高频调谐放大器的稳定性,实际上yre0，即输出电压可以反馈到输入端，引起输入电流的变化，从而可能使放大器工作不稳定。如果这个反馈足够大，且在相位上满足正反馈条件，则会出现自激振荡现象。,1.共发射极放大器的最大稳定增益,ube,uce,由于内反馈的存在，在放大器的输入端将产生一个反馈电压ube，定义稳定系数S:,Sube(j)ube(j),ube(j)=-yreuce/(YS+yie)=-yreuce/y1uce(j)=-yfeube/(yL+yoe)=-yfeube/y2,Sube(j)ube(j)=y1 y2/yfeyre,当S为正实数时，表明ube(j)ube(j)同相，满足

2、自激振荡的相位条件。,当|S|1时，|ube(j)|ube(j)|，不满足振幅条件，放大器不会自激；当|S|1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|S|510。,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,当晶体管的工作频率远低于特征频率fT时:,yfe|yfe|gm,yrejCbc，re90o,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:,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。,实际中常取S=5，此时电压增益称为最大稳定增益。即为,讨论：(Avo)s与f有关，f(Avo)s，f yre内反馈厉害。选管应选 大些的

3、为好(Avo)s只考虑内部反馈，未考虑外部反馈。,当S=5时，,(Avo)s是保持放大器稳定工作所允许的电压增益，称为稳定电压增益，为保证放大器稳定工作，Avo不允许超过(Avo)s。,2.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yre的值。,二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化，具体方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电路(中和电路)，来抵消晶体管内部参数yre的反馈作用。,用一个电容CN来抵消yre的虚部(反馈电容)的影响，就可达到中和的目的。,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

4、其它频率只能有部分中和作用。中和电路的效果很有限。,2.提高放大器的稳定性的方法,失配法通过增大负载电导YL，进而增大总回路电导，使输出电路严重失配，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。,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。,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

5、限频率很高。,返回,继续,由于yre的存在，晶体管是一个双向的器件，增强放大器的稳定性可以考虑晶体管的单向化。单向化的方法有：中和法 消除yre的反馈 失配法 使GL或gs的数值增大，因而使输入和输出回路与晶体管匹配。在实际运用中，中和法是外加一个电容抵消正反馈电容的作用失配法：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载不与晶体管的输出阻抗匹配。即以牺牲电压增益来换取放大器的稳定性,(1)中和法：在放大器线路中插入一个外加的反馈电路，使它的作用 恰好和晶体管的内反馈互相抵消。具体线路：,电桥平衡时，CD两端的回路电压 不会反映到AB两端,即对应两边阻抗之比相等。,3.中和法与失配法比较

6、 中和法：优点：简单，增益高 缺点：只能在一个频率上完全中和，不适合宽带 因为晶体管离散性大，实际调整麻烦，不适于批量生产。采用中和对放大器由于温度等原因引起各种参数变化没有改善效果。失配法：优点：性能稳定，能改善各种参数变化的影响；频带宽，适合宽带放大，适于波段工作；生产过程中无需调整，适于大量生产。缺点：增益低。,器件MC1590具有工作频率高，不易自激的特点，并带有自动增益控制的功能。其内部结构为一个双端输入、双端输出的全差动式电路。,器件的输入和输出各有一个单谐振回路。输入信号V1通过隔直流电容C4加到输入端的引脚“1”，另一输入端的引脚“3”通过电容C3交流接地，输出端之一的引脚“6

7、”连接电源正端，并通过电容C5交流接地，故电路是单端输入、单端输出。由L3和C6构成去耦滤波器，减小输出级信号通过供电电源对输入级的寄生反馈。,MC1110集成块是一种适合于放大频率高达100MHz信号的射极耦合放大电路，其内部电路及由它制成的100MHz调谐放大器的实用电路如图所示。片内电路如虚线框内所示，两只晶体管VT1和VT2组成共集一共基组合放大电路，使电路的上限截止频率得以提高，且输入、输出阻抗均较高，故对外接调谐回路的影响减小。,片内电容C约30pF，跨接在VT1的集电极与VT2的基极之间，对于100MHz以上的工作频率，C的容抗较小，以构成这两极间的高频短路，使VT1的集电极在管

8、内经C至VT2的基极，形成良好的高频接地，实现共集共基（CCCB）放大对。由C1、C2、L1构成的回路调谐于信号频率，为了减弱信号源对回路的影响，信号是部分接入的。L2、C3、C4组成并联谐振回路，RL是负载，阻值较小，也是部分接入回路的。,本 章 小 结,一、高频小信号放大器是通常分为谐振放大器和非谐振放大器，谐振放大器的负载为串、并联谐振回路或耦合回路。二、小信号谐振放大器的选频性能可由通频带和选择性两个质量指标来衡量。用矩形系数可以衡量实际幅频特性接按近理想幅频特性的程度，矩形系数越接近于1，则谐振放大器的选择性愈好。,三、高频小信号放大器由于信号小，可以认为它工作在管子的线性范围内，常

9、采用有源线性四端网络进行分析。Y参数等效电路和混合等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型。Y参数与混合参数有对应关系，Y参数不仅与静态工作点有关，而且是工作频率的函数。四、单级单调谐放大器是小信号放大器的基本电路，其电压增益主要决定于管子的参数、信号源和负载，为了提高电压增益，谐振回路与信号源和负载的连接常采用部分接入方式。,五、由于晶体管内部存在反向传输导纳Yre，使晶体管成为双向器件，在一定频率下使回路的总电导为零，这时放大器会产生自激。为了克服自激常采用“中和法”和“失配法”使晶体管单向化。保持放大器稳定工作所允许的电压增益称为稳定电压增益，用(Avo)s表示，(Avo)s只考虑了内部反

10、馈，未考虑外部其他原因引起的反馈。六、非调谐式放大器由各种滤波器和线性放大器组成，它的选择性主要决定于滤波器，这类放大器的稳定性较好。,3-1 一单调谐回路放大器如图，已知：N12=5匝，N23=5匝，N45=5匝，晶体管的=40mS，回路通频带为12kHz，求：,1)画出高频交流等效电路，并计算Av0；2)若不并联R4，求Avo，并说明R4的作用；3)不采用R4，若采用中和法使其稳定工作，问中和电容应如何接入？,接入系数,(2)不并联R4，则,并联R4后，使损耗增大，值降低，通频带加宽，放大器增益降低，但可使放大器工作稳定性提高。,(3)假设中和电容为CN，应如图所示接入电路。,3-2 某单

11、调谐放大器如图所示，工作频率为2MHz，回路电感L=200H，晶体管的正向传输导纳，反向传输导纳，取稳定系数 S=5，接入系数，求：1）A点的谐振电压放大倍数 2）B点的谐振电压放大倍数 3）回路的有载QL=？4）回路的通频带=？,1)因为式 即是指A点稳定的谐振增益，而反向传输导纳，所以 2)B点稳定的谐振电压增益应将A点增益折合到回路端点，再折合到B点，,3)回路的有载 此时的 应由稳定电压增益求得 即,4)回路的通频带,例 3-1 在图 中，设工作频率 f=30MHz，晶体管的正向传输导纳|y fe|=58.3ms，g ie=1.2ms,C ie=12PF,g oe=400 m s,C oe=9.5pF，回路电感 L=1.4 m H，接入系数 P 1=1，P 2=0.3 空载品质因数 Q 0=100（假设 y re=0）求：单级放大器谐振时的电压增益，通频带 2 D f 0.7，谐振时回路外接电容 C。,解：因为回路谐振电阻 R P=Q0 w L,则,因此回路总电导 g S=G p+,若下级采用相同晶体管时，即 g ie1=g ie2=1.2ms,电压增益为,回路总电容为,故外加电容 C 应为,通频带为,