通信电子线路电子LW_CH2

Ib
+ yreUce yfeUbe yoe
Ic
+
Ube yie
_
Uce
_
其中： 其中：
Ib y ie = U be
Ib y re = U ce
y fe = Ic U be
Ic U ce
是输出交流短路时的输入导纳； 是输出交流短路时的输入导纳；
U ce = 0
U be = 0
是输入交流短路时的反向传输导纳， 是输入交流短路时的反向传输导纳 ， 这是造成三 极管输入回路与输出回路耦合的主要因数， 极管输入回路与输出回路耦合的主要因数 ， 也称为 反馈导纳； 反馈导纳； 是输出端交流短路时的正向传输导纳， 是输出端交流短路时的正向传输导纳 ， 这是体现三极管电 流控制作用的参数； 流控制作用的参数；
2.1.1 BJT的高频小信号模型 的高频小信号模型
一、混合π等效电路 混合 等效电路ห้องสมุดไป่ตู้
b +
& U be
& I b b'
Cb'c
I&c
+
& U b ′e
& g m U b ′e
Cb'e
+ _
c
& U ce
e
_
_
e 混合π型等效电路 混合π
b'为理想基极 rbb ' 为基区体电阻 rb 'e为发射结电阻 rce 为电流源内阻 理想基极, 基区体电阻, 发射结电阻,
将其移植到上图（a）中，得到三极管共发射极 将其移植到上图（ ） 接法的y参数电流方程 参数电流方程： 接法的 参数电流方程：
I b = yieU be + yreU ce I c = y feU be + yoeU ce
并由这个电流方程画出三极管的交流Y参数等效 并由这个电流方程画出三极管的交流 参数等效 电路如图： 电路如图：
第2章 通信电子线路基础 章
2.1 高频电路中的有源器件 2.2 无源谐振电路分析 2.3 干扰和噪声
2.1 高频电路中的有源器件
2.1 有源器件： 有源器件：
二极管：检波、调制、解调、 二极管：检波、调制、解调、混频等 变容二极管， 管等。 变容二极管，PIN管等。 管等 BJT、FET：高频应用 、 ： 集成电路：通用集成宽带放大电路， 集成电路：通用集成宽带放大电路， 专用高频集成电路。 专用高频集成电路。 任务：完成信号的放大、非线性变换等主要功能。 任务：完成信号的放大、非线性变换等主要功能。
二、并联谐振回路
1、基本概念： 、基本概念： LC理想， 理想， 理想 g0是L和C的损 和 的损 耗之和。 耗之和。
+ U y + I I
C
L r
U
C
y
L
go
-
y = g 0 + jω C +
1 jω L
= g 0 + j (ω C −
1 ) ωL
并联谐振条件：Im[Y(jω0)]=0。 并联谐振条件： （即ω0C－1/ω0L=0，其中 0为谐振频率。） ，其中ω 为谐振频率。） （1）并联谐振频率：ω 0 = ）并联谐振频率：
U ce = 0
yoe =
是输入端交流短路时的输出导纳，即受控电流源的内导纳。 是输入端交流短路时的输出导纳，即受控电流源的内导纳。
U be = 0
混合π等效电路和Y参数等效电路所反映的是同一只三极管， 混合 π 等效电路和 Y 参数等效电路所反映的是同一只三极管， 所以 两种等效电路之间存在着确定的关系，根据Y参数的上述定义， 两种等效电路之间存在着确定的关系 ， 根据 Y 参数的上述定义 ， 从混 等效电路可以推导出： 合π等效电路可以推导出：
1 LC
或：f 0 =
1 2π LC
谐振时， 不变 不变， 谐振时，若I不变，则U和Ig0最大： 和 最大： I I U (ω0 ) = = Ig0(ω0)=g0U(ω0)=I Y ( jω 0 ) g 0
（2）并联谐振回路品质因数 ）并联谐振回路品质因数:
Q=
ω0C
g0
1 1 = = ω0 Lg0 g0
Z
L r C
串联谐振条件： 串联谐振条件：Im[Z(jω0)]=0。 （即ω0L－1/ω0C=0，其中ω0为谐振频率。） ，其中 为谐振频率。）
X
ωL X ω0
Z
π
2
ϕ
ω0
0
1 − ωC
ω
r
0
ω
ω0
ω
−
π
2
（1）串联谐振频率：ω 0 = ）串联谐振频率：
1 LC
或：f 0 =
1 2π LC
谐振时， 不变， 和 最大： 谐振时，若u不变，则I和Ur最大： 不变 U U I (ω0 ) = = Z ( jω 0 ) r Ur(ω0)=rI(ω0)=U
Cb 'e 为发射结电容 Cb 'c 为集电结电容 将输出的交流电压反馈一部 发射结电容; 集电结电容,将输出的交流电压反馈一部
分到输入端,又称内部反馈电容 分到输入端 又称内部反馈电容 又称 跨导: 跨导 I EQ 1 β gm = ≈ = = rbe (1 + β )re re 26mv
β
re :正向导通发射 正向导通发射 结交流电阻
& I = & U 1 r + j ω L − ωC I0 = 1+ j & U r 1 ωC = I0 1 + jξ
ωL −
r
I =
1+ξ2
ϕ y = − arctgξ
π/2 ϕy ω0 -π/2 π Q2 Q1
ω
I
I0
Q2>Q1 Q1 Q2
ω0
ω
相频特性 幅频特性 幅频:Q值大曲线尖锐 选择性好； 值小曲线平缓 通带宽。 值大曲线尖锐， 值小曲线平缓， 幅频 值大曲线尖锐，选择性好； Q值小曲线平缓，通带宽。 相频: 值越大曲线越陡峭 值越大曲线越陡峭。 相频 Q值越大曲线越陡峭。
1 （3）特性阻抗 ： ）特性阻抗ρ： ρ = ω0L = = ω 0C 谐振时容抗或感抗的值 L C
（4）广义失谐 ）广义失谐ξ 其定义为： 其定义为：
二、三极管的Y参数等效电路 三极管的Y
三极管处在小信号线性放大状态时， 三极管处在小信号线性放大状态时，可以近似为线性器 因此，我们避开三极管的内部结构， 件。因此，我们避开三极管的内部结构，将其看成一个线性 二端口网络，如下图所示， 二端口网络，如下图所示，从而可以用网络参数等效电路来 等效三极管。 等效三极管。
当 ξ ＝ 0 时， Z = r ，电路谐振 为容性阻抗； ξ < 0， Z 为容性阻抗；
1 Z = r + j (ωL − ) = r (1 + jξ ) ωC
;
当 ξ ≠ 0 时， Z > r ，电路失谐； 电路失谐；
ξ > 0， Z 为感性阻抗
通信电路中用到的谐振电路多为窄带电路， 通信电路中用到的谐振电路多为窄带电路，即ω与ω0很接 与 近，则有 ξ = Q ( ω − ω 0 ) = Q ( ω + ω 0 )( ω − ω 0 )
j ω ( C b 'e + C b 'c ) << g b 'e
j ω rb 'e ( C b ' e + C b 'c ) << 1
Y参数均为容性参数，为了今后分析电路方便，我们将Y参数记为： 参数均为容性参数，为了今后分析电路方便，我们将 参数记为 参数记为： 参数均为容性参数
Y ie
& Ib = & U be
∆ω
ω0 ω ω ω0 因为 ω + ω 0 ≈ 2 ω ，令 ω － ω 0 ＝ ∆ ω ，
则 ξ＝ 2Q
ω
0
∆f = 2Q ，其中 f0
∆ ω 是失谐量
(5)串联谐振曲线 串联谐振曲线 串联谐振回路中电流与外加电动势频率之间的关系曲线。 电流与外加电动势频率之间的关系曲线 串联谐振回路中电流与外加电动势频率之间的关系曲线。
谐振时，电感、电容上的电压相量为： 谐振时，电感、电容上的电压相量为：
& & & U L = jω 0 LI = jQU
& & = − j 1 I = − jQU & UC ω 0C
1 L （3）特性阻抗 ： ）特性阻抗ρ： ρ = ω0L = = ω 0C C 谐振时容抗或感抗的值 （4）广义失谐 ：能够清楚的反映失谐的大小 ）广义失谐ξ： 其定义为： 其定义为： 1 ωL − (失谐时的电抗） x 失谐时的电抗） ωC = ω 0 L ω − ω 0 = Q ω − ω 0 = ξ= ω ω r r r 0 ω 0 ω
Ic c + Uce _ Ib
+ yreUce yfeUbe yoe
Ic
+
+ Ube _
b Ib e （a） ）
Ube yie
_
Uce
_
e
（b） ）
三极管的二端口模型
Y参数等效电路 参数等效电路
已知线性二端口网络的y参数方程为： 已知线性二端口网络的 参数方程为： 参数方程为
I1 = y11U1 + y12U 2 I 2 = y21U1 + y22U 2
三点结论： 三点结论：
1)Y参数与静态工作点有关，在这点上与H参数一样； 参数与静态工作点有关，在这点上与 参数一样 参数一样； 参数与静态工作点有关 2)Y参数与三极管的工作频率有关。在下一章将要讨论的小信号谐振放大器 参数与三极管的工作频率有关。 参数与三极管的工作频率有关 由于电路的通频带很窄，三极管的工作频率被局限在一个较小的范围内， 中，由于电路的通频带很窄，三极管的工作频率被局限在一个较小的范围内， Y参数在此可以近似看成常数； 参数在此可以近似看成常数； 参数在此可以近似看成常数 3)如果工作频率对三极管来讲不是特别高，即满足： 如果工作频率对三极管来讲不是特别高， 如果工作频率对三极管来讲不是特别高 即满足：