射频通信电路习题选讲.pptx
射频通信电路习题选讲射频通信电路习题选讲2023/3/242023/3/242 2LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器习题5-3 单调谐放大器如图所示，下级为与本级相同的单调谐放大器。已知放大器的中心频率f0=10.7MHz，回路线圈电感L13=4mH,Q=100，匝数N13=20，N45=5。晶体管等效电路的输入电导gie=2mS，输入电容Cie=18pF,输出电导goe=200mS，输出电容Coe=7pF，跨导gm=45mS。试求该放大器谐振回路的外接电容、放大器的通频带、谐振时的电压增益及功率增益。第1页/共25页2023/3/242023/3/243 3LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器第2页/共25页2023/3/242023/3/244 4LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器表达式书写时对符号的约定l l大写字母、大写下标大写字母、大写下标：表示直流量，如表示直流量，如I IB B,V VBEBE；增加下标；增加下标QQ用来限定用来限定QQ点上的直流量点上的直流量l l小写字母、小写下标小写字母、小写下标：表示交流量，如表示交流量，如i ib b,v vbebe等等l l小写字母，大写下标小写字母，大写下标：表示总瞬时量，如表示总瞬时量，如i iB B,v vBEBE等等第3页/共25页2023/3/242023/3/245 5LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器题目中设计到的几方面内容（1 1）晶体管如何分析）晶体管如何分析晶体管在不同工作状态下的不同分析方法晶体管在不同工作状态下的不同分析方法l l直流输入或偏置直流输入或偏置l l交流小信号交流小信号 l l交流大信号交流大信号 两个信号一大一小两个信号一大一小 信号很大很大信号很大很大第4页/共25页2023/3/242023/3/246 6LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器交流小信号等效模型l l混合混合PP参数参数第5页/共25页2023/3/242023/3/247 7LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器l l晶体管的晶体管的Y Y参数等效电路参数等效电路yieyreVcyfeVbyoeVbVcIbIc通常以复数形式给出y参数：在频率不是太高的情况下，可以忽略晶体管的内部反馈，认为yre0，得到简化的y参数等效电路：yieyfeVbyoeVbVc第6页/共25页2023/3/242023/3/248 8LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器以小信号等效模型带入电路，得到：以小信号等效模型带入电路，得到：由题目已知输入、输出的电导，电容，并且知道跨导的值，这样，由小信号等效模型，就可以对晶体管环节进行分析。n（2）部分接入）部分接入第7页/共25页2023/3/242023/3/249 9LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器部分接入折合到全部接入系数由于L线圈绕在磁心上，两部分耦合紧，漏磁少，接入系数可以简化成部分线圈与全部线圈的匝数比：电感部分接入第8页/共25页2023/3/242023/3/241010LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器自耦变压器 阻抗变换自耦变压器满足电压变换关系（L很大，Rs、Is对分压比影响小）从变换前后Rs，Is上的功率不变，可得：第9页/共25页2023/3/242023/3/241111LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器其中：把受控源和yoe、yi2折算到回路的13端，可以得到下面的电路图：第10页/共25页2023/3/242023/3/241212LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器再把各个元件合并，得到下面的电路图：其中：n（3）并联谐振回路）并联谐振回路第11页/共25页2023/3/242023/3/241313LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器其中w0为谐振频率(虚部为0的对应频率),Q为品质因数,有：对于简单并联谐振回路，可以写出其阻抗表达式为：并联谐振回路第12页/共25页2023/3/242023/3/241414LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器可求出：电压增益：第13页/共25页2023/3/242023/3/241515LNA的典型应用小信号调谐放大器小信号调谐放大器通频带：功率增益：矩形系数：第14页/共25页2023/3/242023/3/241616非线性电路的实例分析混频器习题6-6 如图所示三极管混频电路中，VBB=0,三极管的转移特性为 设输入信号为试求混频器的变频跨导gfc 和变频电压增益AV。第15页/共25页2023/3/242023/3/241717非线性电路的实例分析混频器此时的晶体管电路如何分析？输入信号输入信号由于由于vRFvLO,可以认为晶体管的工作状态仅由可以认为晶体管的工作状态仅由vLO决定。决定。对对vRF而言而言,工作在线性方式下工作在线性方式下,而跨导而跨导gm受受vLO控制变控制变化化时变跨导分析法时变跨导分析法 设设第16页/共25页2023/3/242023/3/241818非线性电路的实例分析混频器 将上式在将上式在vBEVBB+vLO处展开为泰勒级数处展开为泰勒级数忽略忽略vRF2以上各项可得：以上各项可得：其中其中Ic(t)称为时变静态电流称为时变静态电流第17页/共25页2023/3/242023/3/241919非线性电路的实例分析混频器gm(t)称为时变跨导称为时变跨导代入代入ic表达式，可得含有表达式，可得含有0 0，w wLO,2,2w wLO ,.pw wLO ,w wRF,w wLO w wRF,2 2w wLO w wRF,pw wLO w wRF等频率分量。等频率分量。其中有用分量为其中有用分量为w wLO w wRF项。可知混频跨导项。可知混频跨导gfc=gm1/2第18页/共25页2023/3/242023/3/242020非线性电路的实例分析混频器求时变跨导求时变跨导gm(t)求基波分量求基波分量 gm1第19页/共25页2023/3/242023/3/242121非线性电路的实例分析混频器混频跨导混频跨导gfc变频增益变频增益 AV第20页/共25页2023/3/242023/3/242222非线性电路的实例分析混频器ic,gm,gm(t)之间的关系习题习题6-7 一非线性器件的伏安特性为一非线性器件的伏安特性为其中，其中，v=VQ+v1+v2=VQ+V1mcosw w1t+V2mcosw w2t。若若V2m很小，满足线性时变条件，则在很小，满足线性时变条件，则在VQ=-V1m/2,0,V1m三种情况下，画出三种情况下，画出gm(t)波形并求出时变增量波形并求出时变增量跨导跨导gm(t)的表达式，分析该器件在什么条件下能的表达式，分析该器件在什么条件下能实现振幅调制、解调和混频等频谱搬移功能。实现振幅调制、解调和混频等频谱搬移功能。第21页/共25页2023/3/242023/3/242323非线性电路的实例分析混频器习题6-14(c)试求出图中所示单平衡混频器的输出电压vo(t)表达式。设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为gD的直线，且二极管工作在受vL控制的开关状态。第22页/共25页2023/3/242023/3/242424非线性电路的实例分析混频器相关知识：开关函数l l单向开关函数单向开关函数l l双向开关函数双向开关函数第23页/共25页2023/3/242023/3/242525非线性电路的实例分析混频器综合上述两种情况，负载中的电流综合上述两种情况，负载中的电流i第24页/共25页
