模擬集成電路系統(tǒng)電子信息工程學院電工電子教學基地模擬集成電路系統(tǒng)電子信息工程學院電工電子教學基地1無線電發(fā)送系統(tǒng)的原理高頻振蕩高放或倍頻調(diào)幅功放低放話筒產(chǎn)生一個等幅高頻正弦信號將聲音變成音頻信號，為信息源。對高頻信號放大或倍頻，以產(chǎn)生具有一定幅度的載波信號。調(diào)制器：是以調(diào)制信號去控制載波信號振幅，使其振幅隨調(diào)制信號成比例變化。對音頻信號進行放大，以滿足調(diào)制要求。無線電發(fā)送系統(tǒng)的原理高頻高放調(diào)幅功放低放話筒產(chǎn)生一個等幅高頻2超外差式無線電接受機原理框圖混頻器高頻放大器電臺選擇電路中頻放大器（2-3級）解調(diào)器（檢波器）音頻放大器揚聲器本機振蕩器AGC電路超外差式無線電接受機原理框圖混高電中頻解調(diào)器音揚本機AGC3結(jié)論：（1）上述發(fā)送、接收原理框圖，基本適合其它無線通信系統(tǒng)，如：無繩電話、遙控電視。（2）上述框圖中，除音頻放大以外，都屬于模擬集成系統(tǒng)的課程內(nèi)容。結(jié)論：（1）上述發(fā)送、接收原理框圖，基本適合其它無線通信系統(tǒng)4第二節(jié)通信電路系統(tǒng)的發(fā)展趨勢電子系統(tǒng)的集成化——可使系統(tǒng)體積更小更可靠.通信系統(tǒng)的數(shù)字化——可使系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量更好.電子系統(tǒng)的現(xiàn)場可編程化—可使系統(tǒng)的構(gòu)成更靈活.電子系統(tǒng)的智能化—可使系統(tǒng)的自動化程度更高。第二節(jié)通信電路系統(tǒng)的發(fā)展趨勢電子系統(tǒng)的集成化——可使系5一、模擬電子電路系統(tǒng)的集成化：由于器件的發(fā)展給電子技術(shù)領(lǐng)域帶來一次又一次革命。（解決了焊接、安裝、調(diào)試、器件的分散性問題）現(xiàn)代CAD技術(shù)的發(fā)展，使計算機設(shè)計、仿真、調(diào)試成為現(xiàn)實。（擺脫了實驗板、烙鐵、基本實驗儀器）由于信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，社會進入信息時代，社會進步體現(xiàn)為3C:(communication通信control控制computer計算機)近幾十年來集成電路發(fā)展成小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模及超大規(guī)模（幾十平方毫米的片子上，可集成上百萬個元件）一、模擬電子電路系統(tǒng)的集成化：由于器件的發(fā)展給電子技術(shù)領(lǐng)域帶6數(shù)字比模擬的優(yōu)點：1．家用電視機收看數(shù)字節(jié)目，不受大氣、噪聲的影響，不受電動機和氣車點火系統(tǒng)的干擾。2．城市高樓林立，電波傳播過程會產(chǎn)生不同程度的反射，導致圖像重疊的“鬼影”;而數(shù)字電視加裝鬼影抵消器，可消除該影響。3．模擬電視節(jié)目，沿長途線路傳輸時，其沿線噪聲、非線形積累非常嚴重。而數(shù)字電視信號經(jīng)過多個再生中繼機，噪聲和非線性不會累加。數(shù)字比模擬的優(yōu)點：1．家用電視機收看數(shù)字節(jié)目，不受大氣、噪聲7綜上所述：1．通信系統(tǒng)的數(shù)字化是明顯的趨勢。一些原由模擬電路實現(xiàn)的功能改用數(shù)字化實現(xiàn)。可以使原來不完善的性能得已完善。(但不能完全取代；高精度、大功率、大電容、電感)2．雖然模擬電路數(shù)字化是明顯的趨勢，但由于模擬系統(tǒng)的制式應(yīng)用廣泛，如立即數(shù)字化資金負擔沉重，因此，完全數(shù)字化尚待時日。3．數(shù)字電路的速度，在某些領(lǐng)域還不能滿足需要，有待于集成電路的繼續(xù)發(fā)展。因此，長時間內(nèi)，將是模擬、數(shù)字并存；或模擬、數(shù)字混合構(gòu)成的局面。綜上所述：1．通信系統(tǒng)的數(shù)字化是明顯的趨勢。2．雖然模擬電路8第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路9第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述放大器的分類：1.信號頻率分：低頻：音頻0——20kHz高頻：20kHz——300MHz2.輸入信號大小分：小信號：電壓放大，甲類，線性。大信號：功率放大，丙類，非線性。3.從通信對象上分：窄帶：以調(diào)諧回路為負載。寬帶：非調(diào)諧回路為負載。第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述放大器的分類：1.信號頻率分：低10第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路11第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述小信號調(diào)諧放大器與寬帶放大器的區(qū)別1.負載是具有選頻作用的LC調(diào)諧回路；2.上限截頻/下限截頻近似等于或略大于一，即窄帶?；緲?gòu)成及完成的作用包括:甲類放大+調(diào)諧回路（可以是LC回路、石英晶體、壓電陶瓷或聲表面波器件）兩部分。完成“選頻”放大的作用。主要指標要求：電壓增益高、選擇性好、通頻帶合適、穩(wěn)定性高。第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述小信號調(diào)諧放大器與寬帶放大器的區(qū)12第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路一、LC單調(diào)諧回路:

分為：串聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路一、LC單調(diào)諧回路:串聯(lián)諧振131.串聯(lián)諧振回路ULrC如圖所示：為LC串聯(lián)回路?；芈冯娏鳛?IZ（1）組成：L、C為純電感和電容。r是回路的損耗(主要是電感線圈損耗)當信號頻率發(fā)生變化時，感抗、容抗、電流均隨之變化。當頻率為某一特定值（=0）時，X=0，電流最大，且電路為純阻性——處于諧振狀態(tài)。當0時（失諧），X0，電流減小；失諧越大，電流越小，體現(xiàn)了選頻作用。（2）原理：1.串聯(lián)諧振回路ULrC如圖所示：為LC串聯(lián)回路。回路電流為14（3）回路諧振頻率：回路電流為:廣義失諧相對失諧回路最大電流此時：=0；I=Im=U/r此為諧振電流。I為復數(shù)：幅頻特性相頻特性（3）回路諧振頻率：回路電流為:廣義失諧回路最大此時：=015（4）回路的品質(zhì)因數(shù)是諧振回路的重要指標之一，表征了LC回路的損耗效應(yīng)對品質(zhì)因數(shù)的影響。即：r大則Q低（損耗功率大），r小則Q高，Q越高越好。（5）串聯(lián)諧振特性曲線：幅頻特性（4）回路的品質(zhì)因數(shù)是諧振回路的重要指標之一，表征了LC回路16據(jù)此畫出特性曲線如圖：可見，回路失諧（即0）時，電流減小，體現(xiàn)出回路的選頻作用。Q=50100200結(jié)論：（1）f=f0時，電流最大（諧振）；f

f0時，電流減小（失諧）。（2）Q大，曲線越陡，選頻作用越好。

Q小，曲線越平緩，選頻作用越差。1據(jù)此畫出特性曲線如圖：可見，回路失諧（即0）時17并聯(lián)諧振電路CRLIU1.并聯(lián)諧振回路他和串聯(lián)諧振回路是對偶的，因此所得公式類似。即：2.回路諧振頻率3.回路的品質(zhì)因數(shù)說明G越大，其分流越大，損耗的能量越大，Q值越低。并聯(lián)諧振電路CRLIU1.并聯(lián)諧振回路他和串聯(lián)諧振回路是對偶184.諧振特性曲線：諧振特性曲線10.707Q1Q2B1B2結(jié)論：（1）=

0時，電壓最大（諧振）；

0時，電壓減?。ㄊеC）。（2）Q大，曲線越陡，選頻作用越好。

Q小，曲線越平緩，選頻作用越差。（3）(或f)小，回路為感性。(或f)大，回路為容性。容性感性4.諧振特性曲線：諧振特性曲線10.707Q1Q2B1B2結(jié)19三、信號源內(nèi)阻和負載對并聯(lián)諧振回路的影響isRSCSLRPC1RLCLiSLRC顯見，由于信號源內(nèi)阻抗和負載阻抗的介入：電路可改畫為：簡化后電路為：（1）考慮信號源內(nèi)阻抗和負載阻抗時：三、信號源內(nèi)阻和負載對并聯(lián)諧振回路的影響isRSCSLRPC20（2）回路總電容損耗增大(并聯(lián))（1）回路總電阻回路的品質(zhì)因數(shù)為：由上式可知：回路諧振頻率（2）回路總電容損耗增大(并聯(lián))21（2）阻抗匹配問題：調(diào)諧回路的目的要傳送信號能量，所以只有Rs、RL與回路電阻匹配時才能獲得最大功率。對于并聯(lián)諧振，由于Rs與RL的存在，使并可能導致阻抗不匹配。為解決上述問題：采取信號源和負載不直接與調(diào)諧回路相接——通過阻抗變換電路接入。（2）阻抗匹配問題：調(diào)諧回路的目的要傳送信號能量，所以只有R22四、常用阻抗變換電路變壓器耦合式阻抗變換電路電容分壓式阻抗變換電路電感分壓式阻抗變換電路四、常用阻抗變換電路變壓器耦合式阻抗變換電路23（一）變壓器耦合式阻抗變換電路1.變壓器變換電路：2.當為理想變壓器時，阻抗變換關(guān)系：初、次級線圈匝比：R1C1LRLN1N2ZLiSCLiSCL’R1C1LRL’ZL’按折合前后消耗功率相等的原則：（一）變壓器耦合式阻抗變換電路1.變壓器變換電路：2.當為理243.應(yīng)用：收音機中放負載回路；電視機圖象中放、伴音中放等。iSRCL把以上電路簡化后：iSCL’R1C1LRL’ZL’其中：為了減小負載對LC回路的影響，適當調(diào)整變比n。3.應(yīng)用：收音機中放負載回路；iSRCL把以上電路簡化后：i25(二)電容分壓式阻抗變換電路1.阻抗電變換路：2.阻抗變換關(guān)系：4.應(yīng)用：放大器負載回路；電視機天線回路等。C1iSRSLC2RLU1U2iSRSLC2RLU1U2iSRSLC2RLU1U2iSRSLC2RLU1U23.電路優(yōu)點：電路簡單、不消耗功率。iSRSLC1C2RL’按折合前后消耗功率相等的原則：(二)電容分壓式阻抗變換電路1.阻抗電變換路：2.阻抗變換關(guān)26（三）電感分壓式阻抗變換電路1.電路iSRCML1L2N1N2RLU2U1iSRCLRL’(1)若耦合系數(shù)(k=M/L)為1，化減后則有（2）耦合系數(shù)為零0（即M=0）,則有2.阻抗變換關(guān)系：為什么要進行阻抗變換？（三）電感分壓式阻抗變換電路1.電路iSRCML1L2N1N27第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器典型電路的構(gòu)成：特點：a)電路采用部分接入，以減小放大管輸出導納對LC回路的影響；b)與負載間采用變壓器耦合方式,以更好的匹配，降低負載導納對LC回路的影響。Yi2為下一級的輸入導納。uiCbR1R2ReCeCLyi212345EC由LC和Tr構(gòu)成諧振回路。第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器典型電路的構(gòu)成：特點：uiCbR1R28高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路：UbyiegmUbyoeCLyi21231.為三極管高頻混合等效電路——由戴維南簡化——由密勒定理——單相化模型。2.將晶體管參數(shù)折算到LC回路。其中：yie=gie+jCieyoe=goe+jCoengmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi245yi2=gi2+jCi2高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路：UbyiegmUbyoeCLy293.將輸出、負載回路折合到LC回路得到的等效電路：所以有：goe’=n12goe

Coe’=n12Coe

Ioc’=n1Ioc=n1gmUb其變比：n1gmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi22.將晶體管參數(shù)折算到LC回路。gi2’=n22gi2Ci2’=n22Ci2UbyiegmUbyoeCLyi2123453.將輸出、負載回路折合到LC回路得到的等效電路：所以有：30將同類元件值合并，得等效電路:CT=n12Coe+n22Ci2+CGT=n12goe+n22gie+Gp其中：ngmUbCTGTLngmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi2電路中：Gp為LC回路固有損耗電導Gp=1/RR為LC回路的等效并聯(lián)電阻。其中：L值不變，且由于n1、n2小于1，只有C和Gp起主要作用將同類元件值合并，得等效電路:CT=n12Coe+n22Ci31高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路UbyiegmUbyoeCLyi2123ngmUbgoe’Coe’CGpLCi2’yi2ngmUbCTGTL由合并的等效電路可知：此時，諧振回路的諧振頻率為：諧振回路的品質(zhì)因數(shù)為：諧振回路的等效阻抗為：45高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路UbyiegmUbyoeCLyi32二、單調(diào)諧放大器的性能由等效電路可知，正弦穩(wěn)態(tài)下，回路的等效阻抗為：輸出端的信號電壓為：QT為有載品質(zhì)因數(shù)單調(diào)諧放大器的增益為：可見：增益是頻率的函數(shù)。UbyiegmUbyoeCLyi2123n1gmUbCTGTL二、單調(diào)諧放大器的性能由等效電路可知，正弦穩(wěn)態(tài)下，輸出端的信33(一)諧振電壓增益1.當=

0時，其電壓增益為：本級到下一級的電壓增益為：結(jié)論：1）由上式可知：當晶體管參數(shù)選定后，電壓增益可通過改變接入系數(shù)來調(diào)整。2）接入系數(shù)過大和過小，都會使電壓增益減小，因而存在最佳接入系數(shù)。UbyiegmUbyoeCLyi2123相對增益(一)諧振電壓增益1.當=0時，其電壓增益為：本級34（二）諧振功率增益：目標信號通過調(diào)諧放大器能否得到加強，歸根到底要看功率是否增強。1.諧振時功率增益為：gi2為下一級的輸入電導（負載）諧振功率增益為：（二）諧振功率增益：目標信號通過調(diào)諧放大器能否得到加強，歸根352.功率增益的最大值：為獲得較大的功率增益，選用gm較大的管子時有利的。若諧振回路為理想的：1.在無耗（GP=0）時：調(diào)整n1和n2使（goe’=gi2’），即匹配狀態(tài)，此時可獲得最大功率。GT=n12goe+n22gie+Gp=goe’+gi2’2.功率增益的最大值：為獲得較大的功率增益，選用gm較大的36功率增益的最大值為：2.有耗但匹配時.其中：=（1-QT/Q）2

稱為插入損耗?？赏频每紤]插入損耗后的最大功率增益：功率增益的最大值為：2.有耗但匹配時.其中：=37（三）放大器的相對增益和通頻帶：1.放大器的相對增益為：依此作出曲線如圖:10.7070.1BB0.12.相對增益模為：放大器的增益為（三）放大器的相對增益和通頻帶：1.放大器的相對增益為：依此382.通頻帶:根據(jù)通頻帶定義有:(當幅值下降到0.707時)由此推得通頻帶：或B=

2-

110.7070.1BB0.1

2

1其中：B=

2-

1=22.通頻帶:根據(jù)通頻帶定義有:(當幅值下降到0.707時)由39(四)放大器的選擇性：矩形系數(shù)K0.1：結(jié)論：1）K0.11，K0.1愈趨近于1，選擇性愈趨近于理想。指放大器對干擾信號的抑制能力。常以矩形系數(shù)K0.1來衡量選擇性的好壞。為相對增益下降到0.1時的帶寬B0.1與帶寬B之比，即2）

K0.1越接近于1，相對增益曲線越接近于矩形，選擇性越好(四)放大器的選擇性：矩形系數(shù)K0.1：結(jié)論：1）K0.140可見，單級調(diào)諧放大器的選擇性很差，這是它的主要缺點。由此推得：據(jù)B0.1定義有：可見，單級調(diào)諧放大器的選擇性很差，這是它的主要缺點。由此推得41高頻單調(diào)諧放大器小結(jié)一、等效電路UbyiegmUbyoeCLyi2123ngmUbgoe’Coe’CGpLCi2’yi2ngmUbCTGTL由合并的等效電路可知：此時，諧振回路的諧振頻率為：諧振回路的品質(zhì)因數(shù)為：諧振回路的參數(shù)為：45CT=n12Coe+n22Ci2+CGT=n12goe+n22gie+Gp折合參數(shù)為：高頻單調(diào)諧放大器小結(jié)一、等效電路UbyiegmUbyoeCL42功率增益的最大值為：可推得考慮插入損耗后的最大功率增益：通頻帶：或矩形系數(shù)：諧振電壓增益功率增益的最大值為：可推得考慮插入損耗后的最大功率增益：通43單調(diào)諧放大器分析舉例例2-1一單調(diào)諧放大器，測得參數(shù)：gie=0.36ms，Cie=80PF，goe=75uF，Coe=9PF，gm=45ms，fo=465kHz，BHZ=10KHz，變壓器原圈總匝數(shù)N=117，電感L=590uH，固有Q值Q=80。求調(diào)諧回路參數(shù)和最大功率增益。解：要求解的回路參數(shù)為QT、GT、CT、C及接入系數(shù)n1、

n2（1）根據(jù)BHz=f0/QT得回路的有載QT值:ngmUbCTGTLngmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi2單調(diào)諧放大器分析舉例例2-1一單調(diào)諧放大器，測得參數(shù)：g44（2）根據(jù)諧振頻率的定義得回路的總電容CT：根據(jù)諧頻率公式（3）根據(jù)QT=1/（0LGT）得回路的總電導GT：ngmUbCTGTLngmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi2例2-1一單調(diào)諧放大器，測得參數(shù)：gie=0.36ms，Cie=80PF，goe=75uF，Coe=9PF，gm=45ms，fo=465kHz，BHZ=10KHz，變壓器原圈總匝數(shù)N=117，電感L=590uH，固有Q值Q=80。求：調(diào)諧回路參數(shù)和最大功率增益。（2）根據(jù)諧振頻率的定義得回路的總電容CT：根據(jù)諧頻率公式45（4）LC回路的匝比：設(shè)GP=0，goe’=gie’（5）所需電容：

Coe’=n12Coe=(0.29)2

9PF=0.76PFCie’=n22Cie=(0.13)2

80PF=1.36PFC=CT-Coe’-Cie’=200PF-0.76PF-1.36PF200PF采用部分接入，歸算后Coe’、Cie’對總電容C影響很小。C穩(wěn)定，L一定，則f0穩(wěn)定。（4）LC回路的匝比：設(shè)GP=0，goe’=gie’（5）46(6)實際最大功率增益：插入損耗：有損耗時的最大功率增益為：(6)實際最大功率增益：插入損耗：有損耗時的最大功率增益為：47信號接收過程中，通常要求：

Au高、B合適、選擇性好（K0.1趨近于1）。出于穩(wěn)定性考慮，單級放大器增益不會很高，為20～30dB。因此，用單級調(diào)諧放大器是難以滿足的。解決方法：采用多級調(diào)諧放大器。第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性{{1.同步調(diào)諧放大器2.參差調(diào)諧放大器，又分為（1）雙參差調(diào)諧放大器（2）三參差調(diào)諧放大器多級調(diào)諧放大器分為：信號接收過程中，通常要求：第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性{{48一、同步調(diào)諧放大器同步調(diào)諧放大器：放大器由N級參數(shù)相同的單調(diào)諧放大器級聯(lián)，且都調(diào)諧于同一頻率，稱為同步調(diào)諧放大器。（一）n級放大器總電壓增益：相對電壓增益：即滿足:一、同步調(diào)諧放大器同步調(diào)諧放大器：放大器由N級參數(shù)相同的單調(diào)49（二）n級放大器總通頻帶—稱為縮小系數(shù)（二）n級放大器總通頻帶—稱為縮小系數(shù)50結(jié)論：1）采用多級同步調(diào)諧放大器后，增益提高了，但通頻帶減小了。2）級數(shù)N越多，頻帶越窄。增益與帶寬的矛盾成為嚴重問題。結(jié)論：51例2-2若要求某中頻放大器（多級同步調(diào)諧放大器）的頻帶為6.5MHz，分別求出用2級和3級實現(xiàn)時兩種情況下每一級的B為多少？解：（2）當n=3時即當3級級連時，只有每級通頻帶達到12.7MHz，才能滿足總通頻帶6.5MHz的要求。結(jié)論：Au與Bn存在矛盾，因此這種放大器只適合Bn較窄，而Au不太高的情況。（1）當n=2時例2-2若要求某中頻放大器（多級同步調(diào)諧放大器）的頻帶為52（三）n級放大器選擇性（考察矩形系數(shù)）根據(jù)B0.1的定義：從而求出矩形系數(shù)：由于相對增益：（三）n級放大器選擇性（考察矩形系數(shù)）根據(jù)B0.1的定義：從53例如：n=2時,K0.1=4.8;n=K0.1=2.56結(jié)論：同步調(diào)諧放大器K0.1的極限為2.56，尚不能趨于1。為解決以上一系列矛盾，可采用參差調(diào)諧放大器。顯見，當nK0.1可改善選擇性，但當n>2以后改善緩慢。例如：n=2時,K0.1=4.8;n=54二、參差調(diào)諧放大器定義：

多級放大器中，各放大器調(diào)諧頻率不一致，稱為參差調(diào)諧放大器。特點：

加寬頻帶，改善矩形系數(shù)。應(yīng)用：

使用于頻帶較寬的信號。（如電視接收機的中頻放大）二、參差調(diào)諧放大器定義：特點：應(yīng)用：55（1）交流通路：UiT1T2n1n2n1n2f01f02U0兩級結(jié)構(gòu)相同，分別調(diào)諧在f01和f02且與參差放大器的中心頻率f0相差fs,即f0f02f01為頻率的偏離值（1）交流通路：UiT1T2n1n2n1n2f01f02U056由于：放大器的增益特性為：由于f01與f0相差不大由于：放大器的增益特性為：由于f01與f057若：代入上式若：代入上式58（一）平坦參差調(diào)諧放大器稱為臨界偏調(diào)。根據(jù)相對增益：求得通頻帶：矩形系數(shù)：此時，f=f0，=0同樣可求得：同步調(diào)諧的矩形系數(shù)為4.8；參差調(diào)諧改善矩形系數(shù)同步調(diào)諧的通頻帶為參差調(diào)諧加寬通頻帶放大器中心頻率處總增益：（一）平坦參差調(diào)諧放大器稱為臨界偏調(diào)。根據(jù)相對增益：求得通頻59（二）過參差調(diào)諧放大器它將出現(xiàn)雙峰特性（如圖），稱為過參差。ff0f01f02B<1時：出現(xiàn)單峰，稱為欠參差。（二）過參差調(diào)諧放大器它將出現(xiàn)雙峰特性（如圖），稱為過參差。60(三)三參差調(diào)諧放大器在過參差調(diào)諧放大器后級連一級諧振在f0的單調(diào)諧放大器，使其諧振特性曲線補償雙峰特性的凹陷，獲得較平坦的幅頻特性

（如圖）

。ff0f01f02顯見它比平坦參差放大器具有更寬的頻帶。要求：Q3<

Q1=Q2(三)三參差調(diào)諧放大器在過參差調(diào)諧放大器后級連一級諧振61例題講解

[例2-3]一臨界偏調(diào)雙參差調(diào)諧放大器，其中心頻率f0=10.7MHz，每一級諧振增益Au0=20，BHz=400KHz，求（1）中心頻率處總增益AuS（2）通頻帶BSHz=?（3）每級的諧振頻率f01=?，f02=?（1）中心頻率處增益：（2）求通頻帶：解：（3）求諧振頻率：例題講解[例2-3]一臨界偏調(diào)雙參差調(diào)諧放大器，其中心頻率62三、調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性造成不穩(wěn)定的原因：

結(jié)電容Cb’c在高頻時產(chǎn)生的內(nèi)部反饋。當反饋達到一定程度時，會出現(xiàn)自激振蕩。解決方法：

1.從選擇器件著手，選擇Cb’c小的晶體管；2.從電路著手，設(shè)法使其單向化。常用方法有：（1）中和法：用外部反饋電路抵消內(nèi)部反饋。（2）失配法：靠負載的失配抑制內(nèi)部反饋，但以犧牲增益為代價。三、調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性造成不穩(wěn)定的原因：63（1）中和法1.原理電路：2.中和原理：INCb’cCNCN1N2N3If通過外部反饋電流IN來抵消晶體管內(nèi)部反饋電流If

。3.優(yōu)點：電路簡單，CN很小如豆粒大。外加電容CN來抵消Cb’c的影響。（1）中和法1.原理電路：2.中和原理：INCb’cCNCN644.缺點：1）CN是固定的不隨頻率而變化，因此只能在某一頻率起作用。2）與Cb’c并聯(lián)的還有

rb’c，中和電路也應(yīng)對稱，但實現(xiàn)困難。3）考慮分布參數(shù)和溫度變化等因素，中和效果有限，難實現(xiàn)全頻段內(nèi)的中和。5.應(yīng)用：一般用于中放。（收音機中常采用此方法）4.缺點：5.應(yīng)用：65（2）失配法1.原理電路：2.工作原理：

通過增大負載，使輸出回路嚴重失配，輸出電壓相應(yīng)減小，從而使內(nèi)部反饋電流減小。3.優(yōu)點：能在頻率較寬的范圍內(nèi)削弱內(nèi)部反饋的影響。T1T2YiY0UiU0由于共基極電路的輸入導納較大，使負載導納增加，而T1的輸出導納較小，使之失配。從而減弱反饋，提高穩(wěn)定性。4.缺點：增益略有下降（失配引起）、電路復雜。（2）失配法1.原理電路：2.工作原理：通過增大負載，使66第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器前述各種調(diào)諧放大器均由分立元件構(gòu)成，存在的問題：1）由于引線帶來的自感、分布電容等，制約了頻率的提高。2）由于布線的寄生反饋而引起寄生振蕩。3）由于焊點多，使電路的可靠性隨之下降。集成電路的優(yōu)點：

體積減小，外接引線、焊點減少，提高頻率，穩(wěn)定性、可靠性都有所提高。集成電路的缺點：

制造電感和電容困難，用等效電路代替，精度低。第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器前述各種調(diào)諧放大器均67集成調(diào)諧放大器的構(gòu)成：集中選擇濾波器集成線性放大組件UiU0集成調(diào)諧放大器集成調(diào)諧放大器的優(yōu)點:1.選擇電路集中，可減小晶體管參數(shù)對回路的影響，保證Au、B、K0.1

等指標的穩(wěn)定。2.可單獨調(diào)整，減少生產(chǎn)周期。3.體積小，可靠性高、穩(wěn)定性高。

由于上述原因常將調(diào)諧放大器的選頻和放大分開完成：集成調(diào)諧放大器的構(gòu)成：集中選擇集成線性UiU0集成調(diào)諧放大器68一、集成線性放大組件（一）.4E307集成塊原理電路：1.結(jié)構(gòu)：在一塊基片上制成差分對（T1、T2）,恒流源(T3)。123456789101112T1T22.5K1kD500T31）4，6及7，8可在外部短接。2）7，8可在外部接電阻以增大恒流源的負反饋，使之接近理想電流源。3）1，5可外接偏壓，調(diào)整恒流源的電流；5接負電源。4）2，10和11，12分別為輸入、輸出端。一、集成線性放大組件（一）.4E307集成塊原理電路：1.69二、集中選擇濾波器1.石英晶體濾波器2.壓電陶瓷濾波器3.聲表面波濾波器體積小成本低選擇性好頻率穩(wěn)定常用的集中選擇濾波器有：集中選擇濾波器的優(yōu)點：二、集中選擇濾波器1.石英晶體濾波器體積小常用的集中選擇濾波70（一）石英晶體濾波器1.石英晶體的特性及其等效電路：成分：化學成分是二氧化硅（SIO2）。結(jié)構(gòu)：是一種六棱柱型結(jié)晶體，其導電性能與晶格方向有關(guān)。將其按不同方位切割，可切成不同切型的晶片，則它們的工作頻率、溫度特性及參數(shù)各不相同?；咎匦裕菏菈弘娦?yīng)。（1）正壓電效應(yīng)---機械力作用于晶體時，晶片兩面將產(chǎn)生異性電荷；其值與晶片的變形量有關(guān)。++----石英晶片壓電效應(yīng)（一）石英晶體濾波器1.石英晶體的特性及其等效電路：成分：化71固有頻率：當晶片幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時，它本身有一個固定的機械振動頻率f固；諧振頻率：當外加頻率f外=f固

時產(chǎn)生諧振，此時機械振動最強，電路中的高頻電流最大。晶片越薄，頻率越高、強度越差，加工越難，所以一般基頻<30MHz。固有頻率：當晶片幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時，它本身有一個固定的機械72（3）石英晶體的特性及其等效電路當工作頻率在高時，一般采用泛音晶體，它工作在機械振動的諧波上，其工作頻率可達150MHz.泛音晶體的特點：(2)因偶次諧波時晶片兩面電荷同性，無法用，所以泛音只存在于奇次諧波附近。(1)泛音不能正好等于基波的整數(shù)倍；（在整數(shù)倍附近，必須配合合適的電路，才能工作在指定頻率上。）（3）石英晶體的特性及其等效電路當工作頻率在高時73晶體的符號及等效電路如圖：符號JT等效電路rq1Lq1Cq1C0Cq3CqnLq3Lqnrq3rqn石英晶體的特點：

Q值高>106Cq很小0.0050.1pF（動態(tài)電容，等效于彈性）Lq很大10m幾10H（動態(tài)電感，等效于機械慣性）rq很小100（動態(tài)電阻，等效于摩擦損耗）C0較小25pF（晶片間的靜態(tài)電容）若工作在基頻，只有C0、Lq1、Cq1、rq1支路有效，其余開路。工作在基頻工作在3次諧波頻（3）石英晶體的特性及其等效電路晶體的符號及等效電路如圖：符號JT等效電路rq1Lq1Cq1742.晶體阻抗特性分析當晶體工作在某一頻率時，其等效電路可簡化為：rqCqC0Lq由等效電路可知，它有兩個諧振頻率：{串聯(lián)諧振頻率：并聯(lián)諧振頻率：可見，其值相距很近，約為幾十幾百Hz。由等效電路，在忽略rq條件下，晶體的等效阻抗為：C0>>Cq2.晶體阻抗特性分析當晶體工作在某一頻率時，其等效電路可簡75ZPS感性容性容性討論：當=S,

Z=0;（串聯(lián)諧振）當=P,

Z=;（并聯(lián)諧振）當<S,

Z=-jX;(呈容性)當>P,

Z=-jX;(呈容性)當S<<P,

Z=jX;(呈感性)所以，其曲線如圖：ZPS感性容性容性討論：當=S,76例：利用表2-3所列2.5MHz晶體的參數(shù)，求fs與fp之差。可見fs與fp之差極小，在電感區(qū)曲線將有很大斜率，阻抗變化非?？?，對穩(wěn)定頻率有利。因此，晶體經(jīng)常工作在電感區(qū)。ZPS感性容性容性例：利用表2-3所列2.5MHz晶體的參數(shù)，求fs與fp之差77rqCqC0LqZPS感性容性容性石英晶體的特性：1.壓電效應(yīng)2.等效電路3.串聯(lián)諧振頻率：4.并聯(lián)諧振頻率：2.等效阻抗rqCqC0LqZPS感性容性容性石英晶體的特性：1.78（二）陶瓷濾波器1.二端陶瓷濾波器2.三端陶瓷濾波器3.四端陶瓷濾波器體積小耐熱、耐濕，受外界環(huán)境影響小。常用的陶瓷濾波器有：陶瓷濾波器的優(yōu)點：某些陶瓷材料也具有壓電效應(yīng)，利用這種壓電效應(yīng)可制成濾波器，稱為陶瓷濾波器。（二）陶瓷濾波器1.二端陶瓷濾波器體積小常用的陶瓷濾波器有：79SAW輸入輸入輸出輸出RgRLUg（三）聲表面波濾波器特點：體積小、重量輕，工作頻率較陶瓷濾波器高的多，f可達5MHz1GHz，相對頻寬可達50%，K0.11。結(jié)構(gòu)和符號如圖：其選頻特性依賴于表面波長與叉指電極幾何尺寸之間的特定關(guān)系。表面波發(fā)端換能器收端換能器符號基本結(jié)構(gòu)原理：f=f0時，各節(jié)聲表面波傳播過程中相位相同，振幅相加，U0最大；ff0時，各節(jié)聲表面波傳播過程中相位相反，振幅相減，U0很小。SAW輸入輸入輸出輸出RgRLUg（三）聲表面波濾波器特點：80對均勻叉指型SAW,其幅頻特性如圖：01/N-1/N2/N-2/NA()/0目前生產(chǎn)的SAW所達指標如下：中心頻率：f0=10MHz1GHz相對帶寬：0.550%矩形系數(shù)：K0.1=1.2最大帶外抑制：60dB80dB插入損耗：<20dB對均勻叉指型SAW,其幅頻特性如圖：01/N-1/N2/N-81本章小結(jié)1.調(diào)諧回路與阻抗變換電路。2.小信號調(diào)放的原理、分析方法。3.單調(diào)諧放大器的分析方法（Au(j)、AP(j)、B、K0.1）。4.多級調(diào)放及其穩(wěn)定性Au(j)、B、K0.1）。5.集中選擇濾波器（晶體、陶瓷、聲表面波）的特點。本章小結(jié)1.調(diào)諧回路與阻抗變換電路。82小結(jié)(要求)本章講述的主要內(nèi)容。例：1.調(diào)諧回路與阻抗變換電路。原理：分析方法：結(jié)論：(公式及相關(guān)參數(shù))例題：小結(jié)(要求)本章講述的主要內(nèi)容。83模擬集成電路系統(tǒng)電子信息工程學院電工電子教學基地模擬集成電路系統(tǒng)電子信息工程學院電工電子教學基地84無線電發(fā)送系統(tǒng)的原理高頻振蕩高放或倍頻調(diào)幅功放低放話筒產(chǎn)生一個等幅高頻正弦信號將聲音變成音頻信號，為信息源。對高頻信號放大或倍頻，以產(chǎn)生具有一定幅度的載波信號。調(diào)制器：是以調(diào)制信號去控制載波信號振幅，使其振幅隨調(diào)制信號成比例變化。對音頻信號進行放大，以滿足調(diào)制要求。無線電發(fā)送系統(tǒng)的原理高頻高放調(diào)幅功放低放話筒產(chǎn)生一個等幅高頻85超外差式無線電接受機原理框圖混頻器高頻放大器電臺選擇電路中頻放大器（2-3級）解調(diào)器（檢波器）音頻放大器揚聲器本機振蕩器AGC電路超外差式無線電接受機原理框圖混高電中頻解調(diào)器音揚本機AGC86結(jié)論：（1）上述發(fā)送、接收原理框圖，基本適合其它無線通信系統(tǒng)，如：無繩電話、遙控電視。（2）上述框圖中，除音頻放大以外，都屬于模擬集成系統(tǒng)的課程內(nèi)容。結(jié)論：（1）上述發(fā)送、接收原理框圖，基本適合其它無線通信系統(tǒng)87第二節(jié)通信電路系統(tǒng)的發(fā)展趨勢電子系統(tǒng)的集成化——可使系統(tǒng)體積更小更可靠.通信系統(tǒng)的數(shù)字化——可使系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量更好.電子系統(tǒng)的現(xiàn)場可編程化—可使系統(tǒng)的構(gòu)成更靈活.電子系統(tǒng)的智能化—可使系統(tǒng)的自動化程度更高。第二節(jié)通信電路系統(tǒng)的發(fā)展趨勢電子系統(tǒng)的集成化——可使系88一、模擬電子電路系統(tǒng)的集成化：由于器件的發(fā)展給電子技術(shù)領(lǐng)域帶來一次又一次革命。（解決了焊接、安裝、調(diào)試、器件的分散性問題）現(xiàn)代CAD技術(shù)的發(fā)展，使計算機設(shè)計、仿真、調(diào)試成為現(xiàn)實。（擺脫了實驗板、烙鐵、基本實驗儀器）由于信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，社會進入信息時代，社會進步體現(xiàn)為3C:(communication通信control控制computer計算機)近幾十年來集成電路發(fā)展成小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模及超大規(guī)模（幾十平方毫米的片子上，可集成上百萬個元件）一、模擬電子電路系統(tǒng)的集成化：由于器件的發(fā)展給電子技術(shù)領(lǐng)域帶89數(shù)字比模擬的優(yōu)點：1．家用電視機收看數(shù)字節(jié)目，不受大氣、噪聲的影響，不受電動機和氣車點火系統(tǒng)的干擾。2．城市高樓林立，電波傳播過程會產(chǎn)生不同程度的反射，導致圖像重疊的“鬼影”;而數(shù)字電視加裝鬼影抵消器，可消除該影響。3．模擬電視節(jié)目，沿長途線路傳輸時，其沿線噪聲、非線形積累非常嚴重。而數(shù)字電視信號經(jīng)過多個再生中繼機，噪聲和非線性不會累加。數(shù)字比模擬的優(yōu)點：1．家用電視機收看數(shù)字節(jié)目，不受大氣、噪聲90綜上所述：1．通信系統(tǒng)的數(shù)字化是明顯的趨勢。一些原由模擬電路實現(xiàn)的功能改用數(shù)字化實現(xiàn)?？梢允乖瓉聿煌晟频男阅艿靡淹晟啤?但不能完全取代；高精度、大功率、大電容、電感)2．雖然模擬電路數(shù)字化是明顯的趨勢，但由于模擬系統(tǒng)的制式應(yīng)用廣泛，如立即數(shù)字化資金負擔沉重，因此，完全數(shù)字化尚待時日。3．數(shù)字電路的速度，在某些領(lǐng)域還不能滿足需要，有待于集成電路的繼續(xù)發(fā)展。因此，長時間內(nèi)，將是模擬、數(shù)字并存；或模擬、數(shù)字混合構(gòu)成的局面。綜上所述：1．通信系統(tǒng)的數(shù)字化是明顯的趨勢。2．雖然模擬電路91第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路92第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述放大器的分類：1.信號頻率分：低頻：音頻0——20kHz高頻：20kHz——300MHz2.輸入信號大小分：小信號：電壓放大，甲類，線性。大信號：功率放大，丙類，非線性。3.從通信對象上分：窄帶：以調(diào)諧回路為負載。寬帶：非調(diào)諧回路為負載。第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述放大器的分類：1.信號頻率分：低93第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器第二章小信號調(diào)諧放大器第0節(jié)概述第一節(jié)調(diào)諧回路94第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述小信號調(diào)諧放大器與寬帶放大器的區(qū)別1.負載是具有選頻作用的LC調(diào)諧回路；2.上限截頻/下限截頻近似等于或略大于一，即窄帶?；緲?gòu)成及完成的作用包括:甲類放大+調(diào)諧回路（可以是LC回路、石英晶體、壓電陶瓷或聲表面波器件）兩部分。完成“選頻”放大的作用。主要指標要求：電壓增益高、選擇性好、通頻帶合適、穩(wěn)定性高。第0節(jié)小信號調(diào)諧放大器概述小信號調(diào)諧放大器與寬帶放大器的區(qū)95第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路一、LC單調(diào)諧回路:

分為：串聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路第一節(jié)調(diào)諧回路與阻抗變換電路一、LC單調(diào)諧回路:串聯(lián)諧振961.串聯(lián)諧振回路ULrC如圖所示：為LC串聯(lián)回路。回路電流為:IZ（1）組成：L、C為純電感和電容。r是回路的損耗(主要是電感線圈損耗)當信號頻率發(fā)生變化時，感抗、容抗、電流均隨之變化。當頻率為某一特定值（=0）時，X=0，電流最大，且電路為純阻性——處于諧振狀態(tài)。當0時（失諧），X0，電流減小；失諧越大，電流越小，體現(xiàn)了選頻作用。（2）原理：1.串聯(lián)諧振回路ULrC如圖所示：為LC串聯(lián)回路。回路電流為97（3）回路諧振頻率：回路電流為:廣義失諧相對失諧回路最大電流此時：=0；I=Im=U/r此為諧振電流。I為復數(shù)：幅頻特性相頻特性（3）回路諧振頻率：回路電流為:廣義失諧回路最大此時：=098（4）回路的品質(zhì)因數(shù)是諧振回路的重要指標之一，表征了LC回路的損耗效應(yīng)對品質(zhì)因數(shù)的影響。即：r大則Q低（損耗功率大），r小則Q高，Q越高越好。（5）串聯(lián)諧振特性曲線：幅頻特性（4）回路的品質(zhì)因數(shù)是諧振回路的重要指標之一，表征了LC回路99據(jù)此畫出特性曲線如圖：可見，回路失諧（即0）時，電流減小，體現(xiàn)出回路的選頻作用。Q=50100200結(jié)論：（1）f=f0時，電流最大（諧振）；f

f0時，電流減?。ㄊеC）。（2）Q大，曲線越陡，選頻作用越好。

Q小，曲線越平緩，選頻作用越差。1據(jù)此畫出特性曲線如圖：可見，回路失諧（即0）時100并聯(lián)諧振電路CRLIU1.并聯(lián)諧振回路他和串聯(lián)諧振回路是對偶的，因此所得公式類似。即：2.回路諧振頻率3.回路的品質(zhì)因數(shù)說明G越大，其分流越大，損耗的能量越大，Q值越低。并聯(lián)諧振電路CRLIU1.并聯(lián)諧振回路他和串聯(lián)諧振回路是對偶1014.諧振特性曲線：諧振特性曲線10.707Q1Q2B1B2結(jié)論：（1）=

0時，電壓最大（諧振）；

0時，電壓減?。ㄊеC）。（2）Q大，曲線越陡，選頻作用越好。

Q小，曲線越平緩，選頻作用越差。（3）(或f)小，回路為感性。(或f)大，回路為容性。容性感性4.諧振特性曲線：諧振特性曲線10.707Q1Q2B1B2結(jié)102三、信號源內(nèi)阻和負載對并聯(lián)諧振回路的影響isRSCSLRPC1RLCLiSLRC顯見，由于信號源內(nèi)阻抗和負載阻抗的介入：電路可改畫為：簡化后電路為：（1）考慮信號源內(nèi)阻抗和負載阻抗時：三、信號源內(nèi)阻和負載對并聯(lián)諧振回路的影響isRSCSLRPC103（2）回路總電容損耗增大(并聯(lián))（1）回路總電阻回路的品質(zhì)因數(shù)為：由上式可知：回路諧振頻率（2）回路總電容損耗增大(并聯(lián))104（2）阻抗匹配問題：調(diào)諧回路的目的要傳送信號能量，所以只有Rs、RL與回路電阻匹配時才能獲得最大功率。對于并聯(lián)諧振，由于Rs與RL的存在，使并可能導致阻抗不匹配。為解決上述問題：采取信號源和負載不直接與調(diào)諧回路相接——通過阻抗變換電路接入。（2）阻抗匹配問題：調(diào)諧回路的目的要傳送信號能量，所以只有R105四、常用阻抗變換電路變壓器耦合式阻抗變換電路電容分壓式阻抗變換電路電感分壓式阻抗變換電路四、常用阻抗變換電路變壓器耦合式阻抗變換電路106（一）變壓器耦合式阻抗變換電路1.變壓器變換電路：2.當為理想變壓器時，阻抗變換關(guān)系：初、次級線圈匝比：R1C1LRLN1N2ZLiSCLiSCL’R1C1LRL’ZL’按折合前后消耗功率相等的原則：（一）變壓器耦合式阻抗變換電路1.變壓器變換電路：2.當為理1073.應(yīng)用：收音機中放負載回路；電視機圖象中放、伴音中放等。iSRCL把以上電路簡化后：iSCL’R1C1LRL’ZL’其中：為了減小負載對LC回路的影響，適當調(diào)整變比n。3.應(yīng)用：收音機中放負載回路；iSRCL把以上電路簡化后：i108(二)電容分壓式阻抗變換電路1.阻抗電變換路：2.阻抗變換關(guān)系：4.應(yīng)用：放大器負載回路；電視機天線回路等。C1iSRSLC2RLU1U2iSRSLC2RLU1U2iSRSLC2RLU1U2iSRSLC2RLU1U23.電路優(yōu)點：電路簡單、不消耗功率。iSRSLC1C2RL’按折合前后消耗功率相等的原則：(二)電容分壓式阻抗變換電路1.阻抗電變換路：2.阻抗變換關(guān)109（三）電感分壓式阻抗變換電路1.電路iSRCML1L2N1N2RLU2U1iSRCLRL’(1)若耦合系數(shù)(k=M/L)為1，化減后則有（2）耦合系數(shù)為零0（即M=0）,則有2.阻抗變換關(guān)系：為什么要進行阻抗變換？（三）電感分壓式阻抗變換電路1.電路iSRCML1L2N1N110第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器典型電路的構(gòu)成：特點：a)電路采用部分接入，以減小放大管輸出導納對LC回路的影響；b)與負載間采用變壓器耦合方式,以更好的匹配，降低負載導納對LC回路的影響。Yi2為下一級的輸入導納。uiCbR1R2ReCeCLyi212345EC由LC和Tr構(gòu)成諧振回路。第二節(jié)高頻單調(diào)諧放大器典型電路的構(gòu)成：特點：uiCbR1R111高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路：UbyiegmUbyoeCLyi21231.為三極管高頻混合等效電路——由戴維南簡化——由密勒定理——單相化模型。2.將晶體管參數(shù)折算到LC回路。其中：yie=gie+jCieyoe=goe+jCoengmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi245yi2=gi2+jCi2高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路：UbyiegmUbyoeCLy1123.將輸出、負載回路折合到LC回路得到的等效電路：所以有：goe’=n12goe

Coe’=n12Coe

Ioc’=n1Ioc=n1gmUb其變比：n1gmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi22.將晶體管參數(shù)折算到LC回路。gi2’=n22gi2Ci2’=n22Ci2UbyiegmUbyoeCLyi2123453.將輸出、負載回路折合到LC回路得到的等效電路：所以有：113將同類元件值合并，得等效電路:CT=n12Coe+n22Ci2+CGT=n12goe+n22gie+Gp其中：ngmUbCTGTLngmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi2電路中：Gp為LC回路固有損耗電導Gp=1/RR為LC回路的等效并聯(lián)電阻。其中：L值不變，且由于n1、n2小于1，只有C和Gp起主要作用將同類元件值合并，得等效電路:CT=n12Coe+n22Ci114高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路UbyiegmUbyoeCLyi2123ngmUbgoe’Coe’CGpLCi2’yi2ngmUbCTGTL由合并的等效電路可知：此時，諧振回路的諧振頻率為：諧振回路的品質(zhì)因數(shù)為：諧振回路的等效阻抗為：45高頻單調(diào)諧放大器一、等效電路UbyiegmUbyoeCLyi115二、單調(diào)諧放大器的性能由等效電路可知，正弦穩(wěn)態(tài)下，回路的等效阻抗為：輸出端的信號電壓為：QT為有載品質(zhì)因數(shù)單調(diào)諧放大器的增益為：可見：增益是頻率的函數(shù)。UbyiegmUbyoeCLyi2123n1gmUbCTGTL二、單調(diào)諧放大器的性能由等效電路可知，正弦穩(wěn)態(tài)下，輸出端的信116(一)諧振電壓增益1.當=

0時，其電壓增益為：本級到下一級的電壓增益為：結(jié)論：1）由上式可知：當晶體管參數(shù)選定后，電壓增益可通過改變接入系數(shù)來調(diào)整。2）接入系數(shù)過大和過小，都會使電壓增益減小，因而存在最佳接入系數(shù)。UbyiegmUbyoeCLyi2123相對增益(一)諧振電壓增益1.當=0時，其電壓增益為：本級117（二）諧振功率增益：目標信號通過調(diào)諧放大器能否得到加強，歸根到底要看功率是否增強。1.諧振時功率增益為：gi2為下一級的輸入電導（負載）諧振功率增益為：（二）諧振功率增益：目標信號通過調(diào)諧放大器能否得到加強，歸根1182.功率增益的最大值：為獲得較大的功率增益，選用gm較大的管子時有利的。若諧振回路為理想的：1.在無耗（GP=0）時：調(diào)整n1和n2使（goe’=gi2’），即匹配狀態(tài)，此時可獲得最大功率。GT=n12goe+n22gie+Gp=goe’+gi2’2.功率增益的最大值：為獲得較大的功率增益，選用gm較大的119功率增益的最大值為：2.有耗但匹配時.其中：=（1-QT/Q）2

稱為插入損耗?？赏频每紤]插入損耗后的最大功率增益：功率增益的最大值為：2.有耗但匹配時.其中：=120（三）放大器的相對增益和通頻帶：1.放大器的相對增益為：依此作出曲線如圖:10.7070.1BB0.12.相對增益模為：放大器的增益為（三）放大器的相對增益和通頻帶：1.放大器的相對增益為：依此1212.通頻帶:根據(jù)通頻帶定義有:(當幅值下降到0.707時)由此推得通頻帶：或B=

2-

110.7070.1BB0.1

2

1其中：B=

2-

1=22.通頻帶:根據(jù)通頻帶定義有:(當幅值下降到0.707時)由122(四)放大器的選擇性：矩形系數(shù)K0.1：結(jié)論：1）K0.11，K0.1愈趨近于1，選擇性愈趨近于理想。指放大器對干擾信號的抑制能力。常以矩形系數(shù)K0.1來衡量選擇性的好壞。為相對增益下降到0.1時的帶寬B0.1與帶寬B之比，即2）

K0.1越接近于1，相對增益曲線越接近于矩形，選擇性越好(四)放大器的選擇性：矩形系數(shù)K0.1：結(jié)論：1）K0.1123可見，單級調(diào)諧放大器的選擇性很差，這是它的主要缺點。由此推得：據(jù)B0.1定義有：可見，單級調(diào)諧放大器的選擇性很差，這是它的主要缺點。由此推得124高頻單調(diào)諧放大器小結(jié)一、等效電路UbyiegmUbyoeCLyi2123ngmUbgoe’Coe’CGpLCi2’yi2ngmUbCTGTL由合并的等效電路可知：此時，諧振回路的諧振頻率為：諧振回路的品質(zhì)因數(shù)為：諧振回路的參數(shù)為：45CT=n12Coe+n22Ci2+CGT=n12goe+n22gie+Gp折合參數(shù)為：高頻單調(diào)諧放大器小結(jié)一、等效電路UbyiegmUbyoeCL125功率增益的最大值為：可推得考慮插入損耗后的最大功率增益：通頻帶：或矩形系數(shù)：諧振電壓增益功率增益的最大值為：可推得考慮插入損耗后的最大功率增益：通126單調(diào)諧放大器分析舉例例2-1一單調(diào)諧放大器，測得參數(shù)：gie=0.36ms，Cie=80PF，goe=75uF，Coe=9PF，gm=45ms，fo=465kHz，BHZ=10KHz，變壓器原圈總匝數(shù)N=117，電感L=590uH，固有Q值Q=80。求調(diào)諧回路參數(shù)和最大功率增益。解：要求解的回路參數(shù)為QT、GT、CT、C及接入系數(shù)n1、

n2（1）根據(jù)BHz=f0/QT得回路的有載QT值:ngmUbCTGTLngmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi2單調(diào)諧放大器分析舉例例2-1一單調(diào)諧放大器，測得參數(shù)：g127（2）根據(jù)諧振頻率的定義得回路的總電容CT：根據(jù)諧頻率公式（3）根據(jù)QT=1/（0LGT）得回路的總電導GT：ngmUbCTGTLngmubgoe’Coe’CGpLCi2’yi2例2-1一單調(diào)諧放大器，測得參數(shù)：gie=0.36ms，Cie=80PF，goe=75uF，Coe=9PF，gm=45ms，fo=465kHz，BHZ=10KHz，變壓器原圈總匝數(shù)N=117，電感L=590uH，固有Q值Q=80。求：調(diào)諧回路參數(shù)和最大功率增益。（2）根據(jù)諧振頻率的定義得回路的總電容CT：根據(jù)諧頻率公式128（4）LC回路的匝比：設(shè)GP=0，goe’=gie’（5）所需電容：

Coe’=n12Coe=(0.29)2

9PF=0.76PFCie’=n22Cie=(0.13)2

80PF=1.36PFC=CT-Coe’-Cie’=200PF-0.76PF-1.36PF200PF采用部分接入，歸算后Coe’、Cie’對總電容C影響很小。C穩(wěn)定，L一定，則f0穩(wěn)定。（4）LC回路的匝比：設(shè)GP=0，goe’=gie’（5）129(6)實際最大功率增益：插入損耗：有損耗時的最大功率增益為：(6)實際最大功率增益：插入損耗：有損耗時的最大功率增益為：130信號接收過程中，通常要求：

Au高、B合適、選擇性好（K0.1趨近于1）。出于穩(wěn)定性考慮，單級放大器增益不會很高，為20～30dB。因此，用單級調(diào)諧放大器是難以滿足的。解決方法：采用多級調(diào)諧放大器。第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性{{1.同步調(diào)諧放大器2.參差調(diào)諧放大器，又分為（1）雙參差調(diào)諧放大器（2）三參差調(diào)諧放大器多級調(diào)諧放大器分為：信號接收過程中，通常要求：第三節(jié)多級調(diào)諧放大器及穩(wěn)定性{{131一、同步調(diào)諧放大器同步調(diào)諧放大器：放大器由N級參數(shù)相同的單調(diào)諧放大器級聯(lián)，且都調(diào)諧于同一頻率，稱為同步調(diào)諧放大器。（一）n級放大器總電壓增益：相對電壓增益：即滿足:一、同步調(diào)諧放大器同步調(diào)諧放大器：放大器由N級參數(shù)相同的單調(diào)132（二）n級放大器總通頻帶—稱為縮小系數(shù)（二）n級放大器總通頻帶—稱為縮小系數(shù)133結(jié)論：1）采用多級同步調(diào)諧放大器后，增益提高了，但通頻帶減小了。2）級數(shù)N越多，頻帶越窄。增益與帶寬的矛盾成為嚴重問題。結(jié)論：134例2-2若要求某中頻放大器（多級同步調(diào)諧放大器）的頻帶為6.5MHz，分別求出用2級和3級實現(xiàn)時兩種情況下每一級的B為多少？解：（2）當n=3時即當3級級連時，只有每級通頻帶達到12.7MHz，才能滿足總通頻帶6.5MHz的要求。結(jié)論：Au與Bn存在矛盾，因此這種放大器只適合Bn較窄，而Au不太高的情況。（1）當n=2時例2-2若要求某中頻放大器（多級同步調(diào)諧放大器）的頻帶為135（三）n級放大器選擇性（考察矩形系數(shù)）根據(jù)B0.1的定義：從而求出矩形系數(shù)：由于相對增益：（三）n級放大器選擇性（考察矩形系數(shù)）根據(jù)B0.1的定義：從136例如：n=2時,K0.1=4.8;n=K0.1=2.56結(jié)論：同步調(diào)諧放大器K0.1的極限為2.56，尚不能趨于1。為解決以上一系列矛盾，可采用參差調(diào)諧放大器。顯見，當nK0.1可改善選擇性，但當n>2以后改善緩慢。例如：n=2時,K0.1=4.8;n=137二、參差調(diào)諧放大器定義：

多級放大器中，各放大器調(diào)諧頻率不一致，稱為參差調(diào)諧放大器。特點：

加寬頻帶，改善矩形系數(shù)。應(yīng)用：

使用于頻帶較寬的信號。（如電視接收機的中頻放大）二、參差調(diào)諧放大器定義：特點：應(yīng)用：138（1）交流通路：UiT1T2n1n2n1n2f01f02U0兩級結(jié)構(gòu)相同，分別調(diào)諧在f01和f02且與參差放大器的中心頻率f0相差fs,即f0f02f01為頻率的偏離值（1）交流通路：UiT1T2n1n2n1n2f01f02U0139由于：放大器的增益特性為：由于f01與f0相差不大由于：放大器的增益特性為：由于f01與f0140若：代入上式若：代入上式141（一）平坦參差調(diào)諧放大器稱為臨界偏調(diào)。根據(jù)相對增益：求得通頻帶：矩形系數(shù)：此時，f=f0，=0同樣可求得：同步調(diào)諧的矩形系數(shù)為4.8；參差調(diào)諧改善矩形系數(shù)同步調(diào)諧的通頻帶為參差調(diào)諧加寬通頻帶放大器中心頻率處總增益：（一）平坦參差調(diào)諧放大器稱為臨界偏調(diào)。根據(jù)相對增益：求得通頻142（二）過參差調(diào)諧放大器它將出現(xiàn)雙峰特性（如圖），稱為過參差。ff0f01f02B<1時：出現(xiàn)單峰，稱為欠參差。（二）過參差調(diào)諧放大器它將出現(xiàn)雙峰特性（如圖），稱為過參差。143(三)三參差調(diào)諧放大器在過參差調(diào)諧放大器后級連一級諧振在f0的單調(diào)諧放大器，使其諧振特性曲線補償雙峰特性的凹陷，獲得較平坦的幅頻特性

（如圖）

。ff0f01f02顯見它比平坦參差放大器具有更寬的頻帶。要求：Q3<

Q1=Q2(三)三參差調(diào)諧放大器在過參差調(diào)諧放大器后級連一級諧振144例題講解

[例2-3]一臨界偏調(diào)雙參差調(diào)諧放大器，其中心頻率f0=10.7MHz，每一級諧振增益Au0=20，BHz=400KHz，求（1）中心頻率處總增益AuS（2）通頻帶BSHz=?（3）每級的諧振頻率f01=?，f02=?（1）中心頻率處增益：（2）求通頻帶：解：（3）求諧振頻率：例題講解[例2-3]一臨界偏調(diào)雙參差調(diào)諧放大器，其中心頻率145三、調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性造成不穩(wěn)定的原因：

結(jié)電容Cb’c在高頻時產(chǎn)生的內(nèi)部反饋。當反饋達到一定程度時，會出現(xiàn)自激振蕩。解決方法：

1.從選擇器件著手，選擇Cb’c小的晶體管；2.從電路著手，設(shè)法使其單向化。常用方法有：（1）中和法：用外部反饋電路抵消內(nèi)部反饋。（2）失配法：靠負載的失配抑制內(nèi)部反饋，但以犧牲增益為代價。三、調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性造成不穩(wěn)定的原因：146（1）中和法1.原理電路：2.中和原理：INCb’cCNCN1N2N3If通過外部反饋電流IN來抵消晶體管內(nèi)部反饋電流If

。3.優(yōu)點：電路簡單，CN很小如豆粒大。外加電容CN來抵消Cb’c的影響。（1）中和法1.原理電路：2.中和原理：INCb’cCNCN1474.缺點：1）CN是固定的不隨頻率而變化，因此只能在某一頻率起作用。2）與Cb’c并聯(lián)的還有

rb’c，中和電路也應(yīng)對稱，但實現(xiàn)困難。3）考慮分布參數(shù)和溫度變化等因素，中和效果有限，難實現(xiàn)全頻段內(nèi)的中和。5.應(yīng)用：一般用于中放。（收音機中常采用此方法）4.缺點：5.應(yīng)用：148（2）失配法1.原理電路：2.工作原理：

通過增大負載，使輸出回路嚴重失配，輸出電壓相應(yīng)減小，從而使內(nèi)部反饋電流減小。3.優(yōu)點：能在頻率較寬的范圍內(nèi)削弱內(nèi)部反饋的影響。T1T2YiY0UiU0由于共基極電路的輸入導納較大，使負載導納增加，而T1的輸出導納較小，使之失配。從而減弱反饋，提高穩(wěn)定性。4.缺點：增益略有下降（失配引起）、電路復雜。（2）失配法1.原理電路：2.工作原理：通過增大負載，使149第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器前述各種調(diào)諧放大器均由分立元件構(gòu)成，存在的問題：1）由于引線帶來的自感、分布電容等，制約了頻率的提高。2）由于布線的寄生反饋而引起寄生振蕩。3）由于焊點多，使電路的可靠性隨之下降。集成電路的優(yōu)點：

體積減小，外接引線、焊點減少，提高頻率，穩(wěn)定性、可靠性都有所提高。集成電路的缺點：

制造電感和電容困難，用等效電路代替，精度低。第四節(jié)集成調(diào)諧放大器及集中選擇濾波器前述各種調(diào)諧放大器均150集成調(diào)諧放大器的構(gòu)成：集中選擇濾波器集成線性放大組件UiU0集成調(diào)諧放大器集成調(diào)諧放大器的優(yōu)點:1.選擇電路集中，可減小晶體管參數(shù)對回路的影響，保證Au、B、K0.1

等指標的穩(wěn)定。2.可單獨調(diào)整，減少生產(chǎn)周期。3.體積小，可靠性高、穩(wěn)定性高。

由于上述原因常將調(diào)諧放大器的選頻和放大分開完成：集成調(diào)諧放大器的構(gòu)成：集中選擇集成線性UiU0集成調(diào)諧放大器151一、集成線性放大組件（一）.4E