高频电路复习

第1章基础知识1.1LC谐振回路的选频特性和阻抗变换特性通用转换公式: )()(或容抗转换后圈数或容抗转换前圈数=nL L L Lg n g RR 221='='或, L L L L C n C X X 221='='或1.2集中选频滤波器1、晶体滤波器和陶瓷滤波器2、声表面波滤波器1.3 电噪声1.3.1电阻热噪声 1.3.2晶体管噪声热噪声，散弹噪声，分配噪声，闪烁噪声 1.3.3 场效应管噪声沟道热噪声1.3.4 额定功率和额定功率增益信号额定功率： P A =4422sS S S R I R U = 热噪声功率：电阻R 的噪声额定功率 P nA =BW T K RBWf S R U U n ⋅⋅=⋅=4)(42额定功率增益：输出输入额定功率的比值 AiA PA P P G 0= 1.3.5 线性四端网络的噪声系数 信噪比 SNR=)(lg10dB P P ns放大器的噪声系数 )(//lg1000dB P P P P NF n s nisi =单级噪声系数 BWT k G P P G P G P NF PA nAnnAi PA nAn PA nAi ⋅⋅⋅+=+=01级联噪声系数 )1(12131211 (1)1--++-+-+=n PA PA n PA PA PA G G NF G G NF G NF NF NF无源四端网络噪声系数 PAG NF 1=1.3.7 接收灵敏度接收灵敏度是指接收机正常工作时，输入端所必须正常得到的最小信号电压或功率。

NF D BW R kT E A A ⋅⋅⋅=04nosoP P D =输出端额定信噪比， R A 为接收天线等效电阻1.4 反馈控制电路的基本原理与分析方法自动增益控制（AGC ）自动频率控制（AFC ）自动相位控制（APC ）又称为锁相环路（Phase Locked Loop 简称PLL ） 1.4.1 反馈控制电路的基本原理1.4.2数学模型拉氏变换表示的数学模型闭环传递函数 T(s)=)()(1)()()(211s H s H k k s H k k s R s Y c b c b +=误差传递函数 T e (s)=)()(1)()(21s H s H k k k s R s E c b b += 章末小结(1) LC 并联谐振回路幅频曲线所显示的选频特性在高频电路里有着非常重要的作用，其选频性能的好坏可由通频带和选择性(回路Q 值)这两个相互矛盾的指标来衡量。

矩形系数则是综合说明这两个指标的一个参数，可以衡量实际幅频特性接近理想幅频特性的程度。

矩形系数越小，则幅频特性越理想。

(2) LC 并联谐振回路阻抗的相频特性是条具有负斜率的单调变化曲线，这在分析LC 正弦波振荡电路的稳定性时有很大作用，而且可以利用曲线中的线性部分进行频率与相位的线性转换，这在相位鉴频电路里得到了应用。

同样，LC 并联谐振回路阻抗的幅频特性曲线中的线性部分也为频率与幅度的线性转换提供了依据，这在斜率鉴频电路里得到了应用。

(3) LC 串联谐振回路的选频特性在高频电路里也有应用， 比如在LC 正弦波振荡电路里可作为短路元件工作于振荡频率点， 但其用途不如并联回路广泛。

LC 并联谐振回路与串联谐振回路的参数具有对偶关系，在分析和应用时要注意这一点。

(4) LC 阻抗变换电路和选频匹配电路都可以实现信号源内阻或负载的阻抗变换，这对于提高放大电路的增益是必不可少的。

区别在于后者仅可以在较窄的频率范围内实现较理想的阻抗变换，而前者虽然可在较宽的频率范围内进行阻抗变换， 但各频率点的变换值有差别。

(5) 电子系统的内部噪声对信号的接收和处理会产生严重的干扰作用。

内部噪声主要有电阻热噪声、晶体管噪声和场效应管噪声三种。

噪声系数是衡量放大器以及所有线性四端网络噪声性能好坏的一个重要指标。

在多级放大器中, 各级噪声系数对总噪声系数的影响是不同的。

降低前级放大器(尤其是第一级)的噪声系数, 提高前级放大器(尤其是第一级)的额定功率增益是减小多级放大器总噪声系数的重要措施。

第2章 高频小信号放大电路2.1概述窄频带放大电路 中心频率：几百kH Z 到几百MH Z ,频谱宽度：几kH Z 到几十MH Z 高频小信号放大电路宽频带放大电路 带宽：几MH Z 至几百MH Z2.2谐振放大器1. Ｙ参数等效电路的特性优点：导出的表达式具有普遍意义, 分析和测量方便。

缺点：网络参数与频率有关。

应用：由于高频小信号谐振放大器相对频带较窄。

2. Ｙ参数等效电路Ｙ参数方程为：c re b ie b U y U y I ⋅⋅⋅+=c oe b ie c U y U y I ⋅⋅⋅+=2.2.1单管单调谐放大器 电路组成{电压增益为： Lj C j g y n n A ieu ωω121++-=∑∑g Σ=n 12g oe +n 22g ie +g e0C Σ=n 12C oe +n 22C ie +C谐振频率 ∑=LC f π210或 ∑=LC 10ω通频带 ∑∑==C g Q f BW e π20， Q e =∑∑=∑Lg g C 001ωω谐振频率电压增益 ∑-==⋅g y n n U U A fe i u 21000谐振电压增益 ∑==gy n n U U A fei uo 2100 电压增益另一表达式202100000021)(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+====∑ffQ g y n n A f N U U U U U U Au e feuo ii例2.1 在图2.2.2中, 已知工作频率ｆ0＝30MHz, U cc ＝6Ｖ, Ｉe ＝2mA 。

晶体管采用3DG47型高频管。

其Ｙ参数在上述工作条件和工作频率处的数值如下：g ie =12mS ，C ie =12pF ；g oe =400μS ，C oe =9.5pF ；|y fe |=58.3mS ，∠φfe =-22°；|y re |=310μS, ∠φre =－88.8°,回路电感Ｌ＝1.4μH, 接入系数ｎ1＝１, ｎ2＝0.3, Ｑ0＝100。

负载是另一级相同的放大器。

求谐振电压增益振幅Ａu0和通频带ＢＷ0.7，并求回路电容Ｃ是多少时, 才能使回路谐振？解：因为 S LQ g eo 66600109.37104.11030210011--⨯≈⨯⨯⨯⨯⨯==πω所以 g Σ=g e0+n 12g oe +n 22g ie =37.9×10-6+400×10-6+0.32×12×10-3=0.55×10-3S 从而 A u0=321055.0103.583.03321≈⨯⨯⨯=--∑g y n n ef因为 pF LC 20104.1)10302(1162620≈⨯⨯⨯⨯==-∑πω 又 ie oe C n C n C C 2221++=∑所以 pF C n C n C C ie oe 4.9123.05.92022221≈⨯--=--=∑ 由 ∑∑=g C Q e 0ω可得 Z e MH C g Q BW 38.4102014.321055.02212307.0≈⨯⨯⨯⨯===--∑∑ππω 2.2.2多级单调谐放大器电压增益为： Ａn ＝Ａu 1Ａu 2…ＡunA n =(A u1)n ne nfen f fQ g y n n ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∆+=∑2021)2(1)(谐振频率处电压增益振幅 n fe nn y g n n A )(210∑= 单位谐振函数 N （f ）=2200)2(11n e n n f fQ A A ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆+= ｎ级放大器通频带 BW n =2Δf 0.7= 7.01011212BW Q f n en-=- 增益和通频带的矛盾是一个严重的问题2.3 宽频带放大器1、混合π型等效电路优点：各元件参数物理意义明确, 在较宽的频带内元件值基本上与频率无关。

缺点：随器件不同有不少差别, 分析和测量不方便。

适合分析宽频带小信号放大器。

晶体管高频共发射极混合π型等效电路把c b C '折合到输入端b ′、 e 之间, 与电容e b C '并联, C M 称为密勒电容为：C M =(1+g m R ′L ) c b C '利用密勒效应后的简化高频混合π型等效电路2.3.1 展宽放大器频带的方法 1 组合电路法在共基电路和共集电路中, Ｃb ′c 或者处于输出端, 或者处于输入端, 无密勒效应, 所以上限截止频率远高于共射电路。

２负反馈法负反馈以牺牲增益为代价, 可以扩展放大器的频带。

3电感串并联补偿法章末小结(1) 在分析高频小信号谐振放大器时, Y 参数等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型, 使用时必须注意, Y 参数不仅与静态工作点有关, 而且是工作频率的函数。

在分析小信号宽频带放大器时, 混合π型等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型, 混合π型参数同样与静态工作点有关。

(2) 单管单调谐放大电路是谐振放大器的基本电路。

为了增大回路的有载Q 值, 提高电压增益, 减少对回路谐振频率特性的影响, 谐振回路与信号源和负载的连接大都采用部分接入方式, 即采用LC 分压式阻抗变换电路。

(3) 集中选频放大器由集中滤波器和集成宽带放大器组成, 其性能指标优于分立元件组成的多级谐振放大器, 且调试简单。

展宽放大器工作频带的主要方法有组合法与反馈法和电感串并联补偿法等。

采用新的集成工艺可以使半导体器件本身的高频特性得到极大改善，上限截止频率大大提高。

（4）具有AGC 功能的小信号放大电路是通信电路中常见的一种电路形式，其中的关 键部分是可控增益放大器。

发射极负反馈增益控制电路和晶体管分流增益控制电路是集成 电路中常见的可控增益放大器。

第3章 高频功率放大电路3.1概述输出功率 效率主要技术指标 非线性失真安全工作窄带功放（谐振功放）：丙类工作状态，LC 谐振回路作选频网络,高频功放种类宽带功放： 甲类状态，传输线变压器等作匹配网络，功率合成技术增大输出功率3.2丙类谐振功率放大电路3.2.1谐振功率放大电路的作用与特点{{3.2.1 工作原理(一) 谐振功率放大电路原理图(二) 谐振功率放大电路的电压电流波形(三) 谐振功率放大电路的功率关系和效率利用基极信号控制集电极直流电源所提供的直流功率，转变为交流信号功率输出(四) 谐振功率放大电路的折线近似分析法1．折线法(五) 谐振功率放大电路章末小结1. 高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。

相比之下, 丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类大, 但效率高, 节约能源, 所以是高频功放中经常选用的一种电路形式。