本文主要是介绍单调谐回路谐振放大器,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
下图为单调谐谐振放大器的原理性电路,略去了实际电路中所必加的附属电路(例如偏置电路)等。
LC回路:其构成了集电极的负载电路,用于调谐放大器的中心频率。LC回路与本级回路的连接采用抽头形式(自耦变压器形式),与下级负载连接采用变压器耦合。
这种自耦变压器-变压器耦合的形式可以减弱本级输出导纳。。与下级晶体管输入导纳。。对LC回路的影响。
负载YL:代表负载导纳,即下一级晶体管的输入导纳。由y参数等效电路可知:公式。因此我们可以将输入导纳等效为电导与电容并联形式。
对于小信号放大器,由于信号小,可以认为它工作在晶体管(或场效应管)的线性范围内。这就允许把晶体管看做线性元件,将上图电路用y参数等效电路来表示:
上图中Gp表示LC回路本身的损耗;
重点关注集电极部分的y参数等效,故略去基极y参数等效电路,同时将受控源看作独立源(并且改变参考方向)。
同时由y参数等效电路可知:。因此我们也可以将输出导纳等效为电导与电容并联形式,得如下电路:
由此我们便得到了单调谐回路谐振放大器的y参数等效电路,下面来分析一些参数。
电压增益
我们知道在y参数等效电路下的放大器电压增益为:
其中,为晶体管在输入端1、2两点之间看来的负载导纳(如上图黑框中的部分)。
为了计算方便,将上图电路折算(折合)到LC回路两端,得到如下电路:
图中
,,,
,,
对于从1、2端看进去的等效导纳,此时1、2端也已经被折合(1、2端由低抽头变为高抽头)。故从新的1、2端看进去的等效导纳为原来1、2端看进去的倍。将新的1、2端看进去的等效导纳记作,且
上述折合电路可再进一步化简为以下电路:
对于电压增益:
又,
得:
将记作可得:
其中:
但实际的电压增益应该为:
在谐振点时,,即
为了获取最大功率增益,应适当选取P1和P2的值,使负载导纳Y1能与输出导纳相匹配。匹配条件为:
注:通过第二个式子求出P1和P2带入原式可得最后一式。
功率增益
在非谐振点的功率增益很复杂,一般用处不大。因此只讨论谐振时的功率增益。
谐振时功率增益为:
其中,gi1为本级放大器的输入端电导;gi2为下一级晶体管的输入端电导。
若采用相同的晶体管,则有gi1=gi2,得:
在忽略回路损耗Gp后,由最大电压增益得:
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