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高频电子线路要点
第二章选频网络
所谓选频(滤波),就是选出需要的频次重量和滤除不需要的频次重量。
电抗(X)=容抗(
1
)+感抗(wL)
阻抗=电阻(R)+j电抗(L
1
)
C
C
阻抗的模把阻抗看作虚数求模
1
1
,(电抗)X
0L
0
,电容、电感消逝了,相角等于
0,谐振频次:
0
0C
LC
小=R,电流最大
,此时|Z|最
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<w0时,电流超前电压,相角小于
0,X<0阻抗是容性;当
w>w0时,电压超前电流,相角大于
0,X>0阻抗是
感性;
Q
0L
1
R
0CR
(除R),增大回路电阻,质量因数降落,谐振时,电感和电容两头的电位
差大小等于外加电压的
Q倍,相位相反
1
1
N( )ej( )
(幅频),质量因数越高,谐振时的电流越大,比值
jQ(
0)
0
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越大,曲线越尖,选频作用越显然,选择性越好
△w=w(再加电压的频次)-w(回路谐振频次),当w和w很周边时,2
ξ=X/R=Q×2△w/w是广义失谐,回路电流与谐振时回路电流之比
N( )
1
1
21,
1
2
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,w=w=w时,其值为1/√2,w-w为通频带,w,w为界限频次/半功率点,广义失谐为±1
LR
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0
,质量因数越高,选择性越好,通频带越窄
07
Q
2f07
f0
通频带相对值2f
1
Q
f0
Q
+
Vs
–
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C
arctanQ
0
arctan
Q越大,相位曲线在
w0处越峻峭
0
电抗元件电感和电容不用耗外加电动势的能量,耗费能量的只有耗费
电阻。
回路总刹时储能
w
wL
wC
1
CQ2Vsm
2sin2
t
1
CQ2Vsm2
cos2
t
1
CQ2Vsm2
2
2
2
2
回路一个周期的耗费
wR
2π1Vsm
1
2π1
CQVsm
2
1CQ2Vsm2
2
R
0
2
1
回路储能
wLwC2
Q
,
表示回路或线圈中的耗费。
wR
1
因此Q
2π
2π
2
2π
每周期耗能
CQVsm
2
,是指:回路中积蓄的
能量是不变的,但是在电感与电容之间互相变换;外加电动
就能量关系而言,所谓“谐振”
势只供应回路电阻所耗费的能量
,以保持回路的等幅振荡,并且谐振回路中
电流最大。
电源内阻与负载电阻的影响
Q0
Q
L
RS
RL
1
R
R
L
1
C
wL>>R,Z
CR
1
LC
1
jC
Rj
L
L
L
Is
反之w=√[1/LC-(R/L)2]=1/√RC·√1-Q2
C
R
CR
1电导(G)=
CR
1
(导纳)=
jC
C.
与串联不同样
电纳(B)=
L
L
L
L
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C
1
0,p
1
回路谐振电阻R=
L
LC
Qp
PL
1
Rp
RppC
(乘Rp)
R
PCR
pL
L
=QwL=Q/wC
CR
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<w时,B>0导纳是感性;当w>w时,B<0导纳是容性(看电纳)
电感和电容支路的电流等于外加电流的Q倍,相位相反
并联电阻减小质量因数降落通频带加宽,选择性变坏
QL
1
Qp
Rp
1
GsGL
R
R
Qp
pLGp
pL
PL
1
p
p
Rs
RL
由此看出,考虑信号源内阻及负载电阻后,质量因数降落,并联谐振回路的选择性变坏,通频带加宽。
→串联
Rs
RpXp2
Xs
Rp2Xp
Q=Xs/Rs
Rp2
Xp2
Rp2
Xp2
→并联
2
Rp≈RsQXp=XsQ=Rp/Xs
为了减小信号源或负载电阻对谐振回路的影响,信号源或负载电阻不是直接接入回路,而是经过一些简单的变换电路,将它们部分接入回路。
+
L
+
+
+
Rp
V
P2
RL
C
P
Is
C
Rp
RL
V
+
C
L
R
V
P
VL
Is
C
L
1
-
RL
VL
-
-
—
-
-
—(a)
—
a)
b)
(b)
—
—
C1
+
RL
12RL
P
p
+
CL
RL
V
C2
RL
VL
p
VL
-
-
b)
V
a)
—
—
考虑接入后等效回路两头电阻和输出电压的变化
第三章高频小信号放大器
:
工作频次范围、频带宽度,负载不同样;
低频:工作频次低,频带宽,采纳无调谐负载;高频:工作频次高,频带窄,采纳选频网络
(调谐)/高频放大器:凑近谐振,增益大,远离谐振,衰减
1)增益:(放大系数)
Vo
Po
Av
Vo
Ap
Po
Av
Ap
(2—3dB,—(-3dB)
20log
10log
Vi
Pi
Vi
Pi
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2)通频带增益降落到
3)选择性
1
2f07
f0
时所对应的频次范围为
Q
2
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从各样不同样频次信号的总和(合用的和有害的)中选出合用信号,控制搅乱信号的能力
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a)矩形系数Kr01
2f
2f
或K
2
f
(放大倍数降落到或)
2
f
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K→1,滤除搅乱能力越强,选择性越好
A
b)控制比表示对某个搅乱信号fn
的控制能力
dn
Av0
Av0
4)工作坚固性
Avn
Avn
不坚固惹起自激
5)噪声系数
f
fnf0
控制比
(网络参数等效电路)
参数系
输出电压、输入电流为自变量,输入电压、输出电流为参变量
参数系
输入、输出电流为自变量,输入、输出电压为参变量
y参数系(本章要点讨论)
输入、输出电压为自变量,输入、输出电流为参变量
输入导纳yi
I1
(输出短路)
输出导纳
yo
I2
V
0
(输入短路)
V
2
0
V1
V2
1
I2
I1
正向传输导纳
yf
(输出短路)
反向传输导纳
yr
(输入短路)
V1
V20
V2
V1
0
yfe越大,表示晶体管的放大能力越强;y
re越大,
表示晶体管的内部反应越强。
yreyfe
yreyfe
?
?
V2
yfe
Yi
yie
YL
Yoyoe
y
Y
Av?
y
oe
L
yoe
ies
V1
Y
弊端:虽分析方便,但没有考虑晶体管内部的物理过程,物理含义不显然,随频次变化参照书籍62页例题
长处:各个元件在很宽的频次范围内都保持常数。
弊端:分析电路不够方便。
y参数的变换
y=g+jωC
y
oe
=g+jωC
ieie
ie
oe
oe
yfe=|yfe|∠φfe
yre=|yre|∠φre
1)截止频次fβ
.
0
1j
f
f
1
放大系数β降落到β
0的
的频次
2
2)特色频次飞fT
fT
fβ
2
1,当β0>>1时,fT0fβ。
当β降落至
1时的频次
0
3)最高振荡频次fmax
频次参数的关系:fmaxfTfβ
晶体管的功率增益为
1时的工作频次
注意:f≥fmax后,Gp<1,晶体管已经不可以获得功率放大。
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等效变换
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Av0
p1p2yfe
p1p2yfe
yfe
谐振时
般配时
GP
Gp
2
2
(Avo)max
p1goe1
p2gie2
2go1gi2
APo
Po
(Avo)2gie2
Pi
gie1
Gp
0
1)假如设LC调谐回路自己元件无耗费,且输出回路传输般配
2
2
yfe
2
p1
goe1p2gie2
那么最大功率增益为
AP0
max
4gie1goe1
Gp
0
2)假如LC调谐回路存在自己耗费,且输出回路传输般配
p12goe1
p22gie2
引入扎入耗费K1
1
1
=回路无耗费时的输出功率(P)/
回路有耗费时的输出功率(P’)=
(1
(此中
)
2
(1QL)2
QL)2A
那么最大功率增益为
A
max
yfe
(1
max
此时的电压增益为
(A)
max
P0
4gie1goe1
Q0
P0
vo
Q0
2f
f0
(通频带)
QL
Kr01>>1)
选择性不论Q值为多大,其谐振曲线和理想的矩形相差甚远,选择性差(
n
Av
Av1Av2
Avn
Av1
级放大器的通频带
1
f0
1
2f2m
1
2m
12f
单级
QL
1
QL)2
Q0
|yfe|
QL
)
(1
Q0
2go1gi2
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2g2
(此中g2=g1g2)假如S=1,放大器可能产生自激振荡;假如S>>1,放大器不会产生
yfe
0Cre
2yfe
自激。
S越大,放大器走开自激状态就越远,工作就
越坚固。一般要求S=5~10,Av0
S0Cre
什么是单向化:讨论怎样除去yre(反向传输导纳)的反应,变“双向元件”为“单向元件”的过程。
为何单向化:因为晶体管内存在yre的反应,因此它是一个“双向元件”。作为放大器工作时,yre的反应作用可能惹起放大器工作的不坚固。
怎样单向化:
1)失配法
信号源内阻不与晶体管输入阻抗般配;晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗般配。
注意:失配法以牺牲增益为代价换取坚固性的提升。
2)中和法(不做讨论)
由元器件内部带电粒子的无规则运动产生,大多为白噪声(在整个频域内,功率谱密度均匀散布的噪声;亦即:全部不同样频次点上能量相等的随机噪声)
噪声电压的均方值vn
2
4kTRfn
噪声电流的均方值in
2
4kTGfn
功率谱密度S(f)
4kTR
{此中
1023J/K,波尔兹曼常数
T为绝对温度(
=摄氏温度+273),单位为K
R(或G)为内的电阻(或电导)值,单位为Ω}
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1)热噪声:主要存在于(基区体电阻)内
白噪声
2)散粒噪声(主要根源)
3)分派噪声
4)闪耀噪声(1/f噪声)
(比晶体管低得多)
1)热噪声:由漏、源之间的等效电阻产生;由沟道内电子不规则运动产生。
2)散粒噪声:由栅、源之间PN结的泄露电流惹起。
3)闪耀噪声
合用信号功率Ps
与噪声功率
n
=S/N=SNR=信号功率/噪声功率
P的比值→PS/PN
:F反应了信号经过放大后,信噪比变坏的程度
n
Fn
Psi/Pni
Fn(dB)
输入信噪比与输出信噪比的比值
分贝Fn(dB)10lgFn
Fn1010
Pso/Pno
P
P
P
放大器自己的噪声经放大
输出噪声Pnon0I
n0II
PniApn0II
输入端的噪声经放
放大器自己的噪声
Pn0II
后在输出端表现的功率
大后在输出端表现
经放大后在输出端
Fn1
的功率
Pn0I
表现的功率
输入端的噪声经过放大
=(Fn-1)T
后在输出端表现的功率
当系统的输出信噪比给准时,有效输入信号功率
P’si称为系统敏捷度,与之相对应得输入电压称为最小可检测信号
P’si=Fn(kT△fn)(P’so/P’no)===lgP’si=lgFn+lg(kT△fn)+lg(P’so/P’no)
书上116
页例题
采纳低噪声元、器件;正确选择晶体管放大级的直流工作点;选择适合的信号源内阻Rs;选择适合的工作宽度;采纳适合的放大电路;降低主要器件的工作温度
第五章高频功率放大器
谐振(高频)功放与非谐振(低频)功放的比较同样:要求输出功率大,效率高
不同样1:工作频次与相对频宽不同样不同样2:负载不同样
低频功放,采纳无调谐负载;
高频功放,一般采纳选频网络作为负载;新式宽带功放采纳传输线作为负载。
不同样3:工作状态不同样
低频功放,工作于甲类(360度)、甲乙类或乙类(180度)(限于推挽电路)状态;高频功放,一般工作于丙类(<180度)(某些特别状况下可工作于乙类)。
输出功率
=
Po
C
直流电源供应的直流功
率
P
Po
=
PC
Po
P=Po
PC
P(直流电源供应的直流功率)
Po(沟通输出信号功率)
PC(集电极耗散功耗)
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,要点在于求出电流的直流重量
Ic0与基频重量Icm1
IC
0
iCmax0(c)
IcmniCmaxn(c)
g1
Icm1
1(c)
(c)
0(c)
——向来线
Ic0
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结论:
欠压:恒流,Vcm变化,Po较小,ηc低,Pc较大
过压:恒压,Icm1变化,Po较小,ηc可达最高
临界:Po最大,ηc较高(最正确工作状态)
Vcc对工作状态的影响
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第六章正弦波振荡器
振荡器:不需要激励信号,而是由自己的正反应信号来取代外加激励信号的作用振荡器平常工作于丙类,是非线性的
回路的衰减系数
回路的固有角频次
02(R2L)
C
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一套振荡回路;一个能量根源;一个控制设施
——均衡
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1)振幅
振幅坚固条件
A
0
:
VomV
om
V
omQ
z
2)相位0
(召集、调基、调射)
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