高频电路小信号谐振放大器.ppt

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1、信息工程学院信息工程学院第第2章章小信号谐振放大器小信号谐振放大器1信息工程学院本章基本要求本章基本要求n掌握掌握:小信号谐振放大器的电路组成、小信号谐振放大器的电路组成、原理及分析方法；原理及分析方法；n熟悉放大器的噪声系数、高频集成放大熟悉放大器的噪声系数、高频集成放大器的特点。器的特点。2信息工程学院2.1 概述概述 在在无无线线通通信信过过程程中中，通通信信信信道道数数多多，所所占占频频段段范范围围较较宽宽,工工作作频频率率也也较较高高(从从几几百百kHz到到几几百百MHz，如如卫卫星星通通信信系系统统中中,工工作作频频率率可可达达数数GHz)。同同一一通通信信频频段段内内，存存在在着

2、着许许多多被被传传送送的的无无线线电电信信号号及及噪噪声声，而而接接收收机机则则 只只 选选 择择 出出 所所 需需 要要 的的 信信 号号 进进 行行 放放 大大。因此，接收机中的放大器除了要有足够的增益因此，接收机中的放大器除了要有足够的增益外外,还应具有选择不同频率的信号的能力，于是便还应具有选择不同频率的信号的能力，于是便产生了各种各样的选频放大器，但无论是哪一种类产生了各种各样的选频放大器，但无论是哪一种类型的电路，它们主要由两部分组成型的电路，它们主要由两部分组成:一部分是其核一部分是其核心器件心器件放大器件。另一部分是用作选择信号的线放大器件。另一部分是用作选择信号的线性选频网络

3、。性选频网络。3信息工程学院2.1.1 小信号调谐放大器的分析方法小信号调谐放大器的分析方法 n小信号调谐放大器常作为选频放大器，用来放小信号调谐放大器常作为选频放大器，用来放大微弱的高频信号。大微弱的高频信号。n所谓所谓“小信号小信号”是指两种情况是指两种情况:一是信号幅度一是信号幅度足够小，使得所有有源器件足够小，使得所有有源器件(晶体三极管、晶体三极管、场场效应管或效应管或IC)都可采用二端口都可采用二端口Y参数或线性等效参数或线性等效电路模型代替电路模型代替;二是放大器的输出信号与输入二是放大器的输出信号与输入信号成线性比例关系。信号成线性比例关系。4信息工程学院2.1.2 小信号调谐

4、放大器的主要技术参数小信号调谐放大器的主要技术参数 1.增益增益 2.通频带通频带 通常通常规规定定:当当 从从1降到降到0.707处时处时，对应对应的的频频率率和和之之间间的的频频率范率范围围称称为为通频带通频带，用符号，用符号表示。表示。3.选择性选择性 4.噪声系数噪声系数 5.稳定性稳定性 5信息工程学院2.2有源器件的高频小信号等效电路有源器件的高频小信号等效电路 n在小信号放大器的分析和设计中在小信号放大器的分析和设计中,通常是采用等效电路通常是采用等效电路法法,即假定放大器工作于线性状态即假定放大器工作于线性状态,把电路中的有源器把电路中的有源器件用线性等效电路来代替件用线性等效

5、电路来代替,以便采用经典电路理论来进以便采用经典电路理论来进行分析、计算。行分析、计算。n根据导出的方法不同，器件的等效模型可分为两类：根据导出的方法不同，器件的等效模型可分为两类：n第一类是根据器件内部的物理结构及其物理模型所得出第一类是根据器件内部的物理结构及其物理模型所得出的模拟等效电路，其等效模型为混合的模拟等效电路，其等效模型为混合型等效电路。型等效电路。n第二类是把器件等效为有源四端网络，用一些网络参数第二类是把器件等效为有源四端网络，用一些网络参数组成的等效模型，主要有组成的等效模型，主要有H 参数等效电路、参数等效电路、Y参数等效参数等效电路等。电路等。2.2.1 BJT、FE

6、T器件的混合型等效模型及其参数 6信息工程学院 1 BJT、FET器件的混合器件的混合型等效模型及其参数型等效模型及其参数7信息工程学院 1 BJT高频混合高频混合型等效模型及其参数型等效模型及其参数 图图2-2-1(a)为为BJT的共发射极接法的共发射极接法,根据晶体三极管根据晶体三极管的物理结构及物理过程可得其小信号高频混合的物理结构及物理过程可得其小信号高频混合型等效型等效模型如图模型如图2-2-1(b)所示。所示。(2-2-1)式中式中,表示表示对对的控制能力的控制能力,称为正向传输电导或跨导。称为正向传输电导或跨导。(2-2-2)8信息工程学院 2 FET的高频混合的高频混合等效模型

7、及其参数等效模型及其参数 9信息工程学院 它表示它表示栅栅源源电压电压对对漏极漏极电电流流场场效效应应管的放大能力。管的放大能力。其其值值一般比一般比BJT小一个数量小一个数量级级。的控制能力的控制能力,反映了反映了称称为为交流短路交流短路时时的漏极的漏极输输出出电电阻阻,定定义为义为:(2-2-4)10信息工程学院2.2.2 混合混合型参数与型参数与Y 参数的关系参数的关系 11信息工程学院(2-2-6)(2-2-7)(2-2-8)(2-2-9)12信息工程学院由于由于，故有 由于由于,它对电路的稳定性它对电路的稳定性影响较大，因此在设计电路时影响较大，因此在设计电路时将采取措施减小或消除其

8、影响将采取措施减小或消除其影响.因此，分析电路时可采用简化因此，分析电路时可采用简化Y参数等效电路参数等效电路13信息工程学院称为输出短路时的称为输出短路时的输入导纳输入导纳 称称为输为输出短路出短路时时的的正向传输导纳正向传输导纳 称称为输为输入短路入短路时时的的反向传输导纳反向传输导纳 称称为输为输入短路入短路时时的的输出导纳输出导纳 14信息工程学院 (2-2-11)15信息工程学院晶体三极管的晶体三极管的4个个Y参数都是复数，为了计算方便，参数都是复数，为了计算方便，可表示为可表示为 (2-2-12)16信息工程学院 由于晶体管在高频运用时由于晶体管在高频运用时,其放大特性与工作频率其

9、放大特性与工作频率有关有关,因而常引用晶体管的频率特性参数来表明它的高因而常引用晶体管的频率特性参数来表明它的高频特性。频特性。(1)截止截止频频率率和特征和特征频频率率是晶体管低是晶体管低频频运用运用时时的共射极的共射极电电流放大系数流放大系数 17信息工程学院当当值值下降到下降到0dB时时所所对应对应的的频频率称率称为为特征频率特征频率,用符号用符号表示表示 18信息工程学院2.3 小信号调谐放大器 n小信号调谐放大器常作为选频放大器，用来放大小信号调谐放大器常作为选频放大器，用来放大微弱的高频信号。微弱的高频信号。n所谓所谓“小信号小信号”是指两种情况是指两种情况:n一是信号幅度足够小，

10、使得所有有源器件一是信号幅度足够小，使得所有有源器件(晶体三晶体三极管、极管、场效应管或场效应管或IC)都可采用二端口都可采用二端口Y参数或线参数或线性等效电路模型代替性等效电路模型代替;n二是放大器的输出信号与输入信号成线性比例关二是放大器的输出信号与输入信号成线性比例关系。系。19信息工程学院“等效电路等效电路”法的主要步骤法的主要步骤n用用“等效电路等效电路”法分析小信号调谐放大器，可分为三法分析小信号调谐放大器，可分为三个主要步骤：个主要步骤：n首先是首先是认识电路认识电路，包括认清电路的组态（共射电路等），包括认清电路的组态（共射电路等）、各元器件的作用，这是电子线路读图的基础；、各

11、元器件的作用，这是电子线路读图的基础；n其次其次分析分析电路的电路的直流通路直流通路(直流偏置直流偏置)和和交流通路交流通路，以，以便便了解电路的实际功能了解电路的实际功能；n最后在最后在画出交流等效电路画出交流等效电路（如（如Y参数等效电路）的基参数等效电路）的基础上，根据定义计算放大电路的各参数，以此分析放础上，根据定义计算放大电路的各参数，以此分析放大器的电路特性、技术性能和频率响应等。大器的电路特性、技术性能和频率响应等。20信息工程学院2.3.1 晶体管调谐放大器 2.3.1.1 单调谐放大器单调谐放大器 21信息工程学院调谐放大器的基本原理调谐放大器的基本原理 图图b中中、等等组组

12、成直流偏置成直流偏置 电电路，路，、为为旁路旁路电电容。容。2）交流分析交流分析：在交流等效电路中，由于晶体管的输在交流等效电路中，由于晶体管的输入、输出导纳与调谐回路并联，使回路入、输出导纳与调谐回路并联，使回路值降低，回路值降低，回路谐振频率也改变。为使电路获得最大的功率增益，还要谐振频率也改变。为使电路获得最大的功率增益，还要求放大器前后级之间阻抗匹配。求放大器前后级之间阻抗匹配。1）直流工作状态的分析方法）直流工作状态的分析方法 3）交流等效电路）交流等效电路22信息工程学院Y参数等效电路参数等效电路 23信息工程学院图图2-3-1中中Tr2一次一次侧侧采用部分接入的方式，以减小采用部

13、分接入的方式，以减小对回路的影响对回路的影响，而，而与与之之间间的信号的信号传递传递的的输出导纳输出导纳则采用变压器互感耦合。则采用变压器互感耦合。是是集集电电极极调谐调谐回路回路损损耗耗电导电导，是初是初级级回路自耦回路自耦变压变压器的接入系数，器的接入系数，是一次、二次是一次、二次侧侧之之间变压间变压器耦合的接入系数器耦合的接入系数 将下一将下一级级放大器的放大器的输输入入导纳导纳和回路和回路导纳导纳都等效都等效为为集集电电极回路的等效极回路的等效负载导纳负载导纳24信息工程学院图2-3-2 单调谐放大器等效电路 25信息工程学院图2-3-2 单调谐放大器等效电路 26信息工程学院1.放大

14、器的输入导纳放大器的输入导纳 由图由图2-3-2 b可得到：可得到：所以所以 放大器的输入导纳为放大器的输入导纳为(2-3-4)27信息工程学院2.电压增益 (2-3-1)由图由图2-3-2 c中中 由电压放大倍数的定义有由电压放大倍数的定义有:(2-3-5)先求先求的集电极电压的集电极电压，由图，由图2-3-2 c中中(2-3-6)28信息工程学院根据变压器电压变换关系，由图根据变压器电压变换关系，由图2-3-2 a 可得可得 于是，于是，(2-3-8)29信息工程学院求电压增益的方法之二也可以将图也可以将图2-3-2 b 等效为图等效为图2-3-2 e，从图中得到，从图中得到“”号表示共射

15、极放大器的反相作用号表示共射极放大器的反相作用 30信息工程学院考考虑虑到在到在调谐调谐放大器中，放大器中，通通频带频带与与调谐调谐放大器中心放大器中心通常通常满满足关系式足关系式:，这时这时将将时时晶体管的晶体管的Y参数表示参数表示为为:工作频率工作频率当当时时(2-3-12)31信息工程学院3.通频带与选择性通频带与选择性 单调谐单调谐放大器放大器随随频频率率f而而变变化的曲化的曲线线如如图图2-3-3(a)所示，所示，称为放大器的谐振曲线称为放大器的谐振曲线(幅频特性幅频特性)令令，可得到，可得到单单调谐放大器的通频带为调谐放大器的通频带为:图2-3-3 单调谐放大器的频率特性32信息工

16、程学院由回路的有由回路的有载载品品质质因数因数 可得到可得到:由此可得到放大器通由此可得到放大器通频带频带与与之之间间的关系的关系(2-3-16)当晶体管参数当晶体管参数且回路参数且回路参数、及及也确定也确定时时:一定一定 (2-3-17)33信息工程学院4.功率增益功率增益 在在满满足足条件条件时时 将全部参数折合并等效为一个典型将全部参数折合并等效为一个典型的的LC并联回路并联回路,只是只是一种工程近似一种工程近似，若不满足这个条件，若不满足这个条件，这种等效折合将带来较大误差。这种等效折合将带来较大误差。当当电电路路谐谐振振时时，图图2-3-2 e 所示等效所示等效电电路中只留下路中只留

17、下与与输输入入之比，之比，为为放大器的功率增益放大器的功率增益 总电导总电导G，放大器输送到下一级放大器的功率，放大器输送到下一级放大器的功率激励功率激励功率(2-3-18)34信息工程学院当回路本身固有当回路本身固有损损耗耗时时，配匹的条件是：，配匹的条件是：由式（由式（2-3-18）可得最大功率增益为：）可得最大功率增益为：（2-3-19 其中，其中，实际电实际电路中，回路本身固有路中，回路本身固有损损耗耗不容忽略，因此不容忽略，因此实际实际功率增益可表示为功率增益可表示为(2-3-20)35信息工程学院谐谐振振时时36信息工程学院令令，称，称为为失配系数失配系数。且且谐谐振振时时，称称为

18、为回路的回路的插入损耗插入损耗，称称为为失配损耗失配损耗。37信息工程学院例例2-3-1 解解:设设的影响的影响暂暂不考不考虑虑,则则回路回路总电导为总电导为:110.4(0.3)21.5=1.54 (mS)由已知参数，可得到谐振时的电压增益为由已知参数，可得到谐振时的电压增益为:回路总电容为回路总电容为 pF 回路外接电容应为回路外接电容应为 通通频带为频带为:MHz pF 38信息工程学院5.计算接入系数的考虑、的的设计设计有多种考有多种考虑虑，在功率配匹条件下，在功率配匹条件下，由功率配匹的条件由功率配匹的条件 由上述两式可解得由上述两式可解得 39信息工程学院6.多级单调谐放大器的级联

19、 假假设设一个放大一个放大电电路由路由n级级放大器放大器级联级联而成，各而成，各级级的的电压电压，则总则总放大倍数放大倍数为为:增益分别为增益分别为如果如果n级级放大器通放大器通频带频带一一样样、增益相同，、增益相同，即有即有 当当即即(=0)时时，n级级放大器放大器总总放大倍数放大倍数:，谐谐振振曲线表示为曲线表示为 40信息工程学院多级放大器谐振特性及通频带令令 求得求得:式中，式中，是是单级单级放大器的通放大器的通频带频带 41信息工程学院2.3.1.2 双调谐放大器 多级放大器级联时，虽然电压放大倍数增加较多，通频多级放大器级联时，虽然电压放大倍数增加较多，通频带却变窄，选择性虽有所改

20、善，但与理想矩形相比，仍带却变窄，选择性虽有所改善，但与理想矩形相比，仍相差较大。为解决上述矛盾，晶体管集电极回路采用双相差较大。为解决上述矛盾，晶体管集电极回路采用双调谐回路，可以使放大器具有较好的选择性和较宽的频调谐回路，可以使放大器具有较好的选择性和较宽的频带，这种放大器称为双调谐放大器。带，这种放大器称为双调谐放大器。图图2-3-5所示是一种常用的双调谐放大电路。所示是一种常用的双调谐放大电路。42信息工程学院其中其中等是直流偏置等是直流偏置电电路路 43信息工程学院44信息工程学院典型的双回路等效电路典型的双回路等效电路 图2-3-6 双调谐放大器等效电路 45信息工程学院为为分析方

21、便，分析方便，设设一次、二次一次、二次侧侧回路元件参数相同，即回路元件参数相同，即:则则得到如得到如图图2-3-6 b所示的效所示的效电电路，路，这这是一个典型的是一个典型的、）互感耦合双）互感耦合双调谐调谐回路回路(未考虑未考虑46信息工程学院(1)电压放大倍数 由图由图2-3-6 b，并根据电路分析理论列出下列方程，并根据电路分析理论列出下列方程:(2-3-31)47信息工程学院考虑到两个回路的参数相同，可得到考虑到两个回路的参数相同，可得到 式中式中,是回路耦合因数是回路耦合因数,是回路的相是回路的相对对表示回路的耦合程度，称表示回路的耦合程度，称为为回路回路耦合系数耦合系数。失谐失谐,

22、当一次、二次当一次、二次侧侧回路回路谐谐振振(=0)时时,放大器放大器电压电压增益增益 48信息工程学院双调谐放大器谐振特性曲线和电压放大倍数的一般表达式双调谐放大器谐振特性曲线和电压放大倍数的一般表达式分别为分别为（=1 时）时）当当=1时时，称，称为临为临界耦合，双界耦合，双调谐调谐放大器已达到匹配。放大器已达到匹配。当当1时时，称称为为强强耦合，耦合，放大器放大器谐谐振曲振曲线为线为双峰。双峰。49信息工程学院双调谐放大器谐振曲线 50信息工程学院(2)(2)通频带与选择性 双调谐放大器较常使用的是临界耦合，这时的谐振曲线为双调谐放大器较常使用的是临界耦合，这时的谐振曲线为:令令=0.7

23、07，得通，得通频带为频带为:同同样样可得矩形系数可得矩形系数为为:51信息工程学院（3）多级双调谐放大器 根据上式，根据上式，可求得可求得n级双调谐放大器的通频带为级双调谐放大器的通频带为:称称为为通通频带缩小系数频带缩小系数。52信息工程学院2.3.2 场效应管调谐放大器场效应管调谐放大器 (1)场效应管在正常工作时，栅极电流很小场效应管在正常工作时，栅极电流很小(A级级)，所以场效应，所以场效应管的输入阻抗很高，一般在管的输入阻抗很高，一般在107以上。以上。(2)场效应管的恒流特性比晶体管好，在恒流区内，场效应管的场效应管的恒流特性比晶体管好，在恒流区内，场效应管的输出电阻比晶体管的输

24、出电阻大。场效应管的输入、输出阻抗较输出电阻比晶体管的输出电阻大。场效应管的输入、输出阻抗较大，有利于提高调谐回路的大，有利于提高调谐回路的Q值，提高调谐放大器的选择性。值，提高调谐放大器的选择性。53信息工程学院2.3.3 调谐放大器的稳定性 谐振放大器不稳定的原因谐振放大器不稳定的原因 前面分析小信号前面分析小信号谐谐振放大器振放大器时时曾假定放大曾假定放大电电路中晶体管的路中晶体管的。但在。但在实际应实际应用中，晶体管的反向用中，晶体管的反向传输导纳传输导纳，放大器的，放大器的输输出出电压电压可通可通过过反反馈馈到到输输入端，使入端，使输输入入电流发生变化。电流发生变化。54信息工程学院

25、如前所述，放大器的输入导纳是频率的函数如前所述，放大器的输入导纳是频率的函数 式中，第一式中，第一项项反映晶体管的反映晶体管的输输入入导纳导纳，第二，第二项项表示由反向表示由反向引入的引入的输输出回路出回路对输对输入回路的影响，即由入回路的影响，即由引入了反引入了反馈馈。传输导纳传输导纳设设 令令 当当时时 时时，55信息工程学院然而然而与与频频率有关，它可能率有关，它可能为负值为负值，即，即负电导负电导。若若满满足足，则电则电路路产产生振生振荡荡。2.3.3.3 提高谐振放大器稳定性的措施提高谐振放大器稳定性的措施 为为了减小内部反了减小内部反馈对馈对放大器放大器稳稳定性的影响，在定性的影响

26、，在选选用晶体管用晶体管小的器件，小的器件，频频率很高率很高时时，应选应选用用砷化砷化时，应尽量选用时，应尽量选用镓器件。此外也可在电路上采取措施消除晶体管内部反馈镓器件。此外也可在电路上采取措施消除晶体管内部反馈作用，常用的方法是中和法以及失配法。作用，常用的方法是中和法以及失配法。例例2-3-2 56信息工程学院(1)中和法中和法 平衡条件平衡条件为为 即即 57信息工程学院(2)失配法失配法 例例2-3-3 58信息工程学院2.4 高频集成放大器 2.4.1 高频集成放大器的特点高频集成放大器的特点 n(1)电路结构与元器件参数具有对称性电路结构与元器件参数具有对称性。在集成电路的制作工

27、。在集成电路的制作工艺中，相同元器件制作工艺相同，特性和参数的一致性好。往艺中，相同元器件制作工艺相同，特性和参数的一致性好。往往采用结构对称或元件参数匹配的电路形式往采用结构对称或元件参数匹配的电路形式(如差分放大器等如差分放大器等)，利用参数补偿的原理来提高电路的性能，尤其是提高电路的，利用参数补偿的原理来提高电路的性能，尤其是提高电路的高频特性。高频特性。n(2)用有源器件代替无源器件。用有源器件代替无源器件。由于集成化的晶体管有源器件由于集成化的晶体管有源器件占用的芯片面积小，参数也易匹配，在模拟集成电路中，通常占用的芯片面积小，参数也易匹配，在模拟集成电路中，通常用晶体管或用晶体管或

28、FET等有源器件代替电路中的电阻、等有源器件代替电路中的电阻、电容等无源电容等无源器件。器件。n(3)采用复合结构的电路采用复合结构的电路。由于复合结构电路的性能好，因而。由于复合结构电路的性能好，因而在模拟集成电路中，常采用复合晶体管：共射在模拟集成电路中，常采用复合晶体管：共射共基组合、共共基组合、共集集共基组合或共源共基组合或共源共栅组合等复合结构电路。共栅组合等复合结构电路。n(4)(4)外接元件少、可靠性高。外接元件少、可靠性高。由于在半导体芯片上制作电感、由于在半导体芯片上制作电感、大容量电容及高阻值电阻等较为困难。大容量电容及高阻值电阻等较为困难。59信息工程学院高频集成电路放大

29、器 2.4.2.1 高频集成选频放大电路高频集成选频放大电路 图2-4-1 MC1350组成的放大器 60信息工程学院2.4.2.2 高频宽带放大器 图2-4-3 TA7060组成的放大器图2-4-4 高频宽带集成放大器upc165161信息工程学院2.5 放大器的噪声放大器的噪声 内部噪声的特点和来源内部噪声的特点和来源 电阻热噪声电阻热噪声 内部噪声主要由电阻、谐振电路和半导体器件内部内部噪声主要由电阻、谐振电路和半导体器件内部所具有的带电粒子无规则运动产生的。所具有的带电粒子无规则运动产生的。电阻内部的带电粒子（自由电子）在一定温度下，电阻内部的带电粒子（自由电子）在一定温度下，总是处于

30、无规则的热运动状态，产生起伏电流脉冲。大总是处于无规则的热运动状态，产生起伏电流脉冲。大量的带电粒子所产生的许多个起伏电流脉冲相叠加，就量的带电粒子所产生的许多个起伏电流脉冲相叠加，就形成了电阻的热噪声电流，从而可在电阻两端产生噪声形成了电阻的热噪声电流，从而可在电阻两端产生噪声电压和噪声功率。电压和噪声功率。62信息工程学院电阻热噪声作为一种随机信号，它具有极宽的频谱范围，电阻热噪声作为一种随机信号，它具有极宽的频谱范围，如图如图2-5-1所示。所示。63信息工程学院电电阻阻热热噪声作噪声作为为一种随机信号，它具有极一种随机信号，它具有极宽宽的的频谱频谱范范围围，Hz以上的以上的频频率率如图

31、如图2-5-1所示。在直流分量一直到所示。在直流分量一直到范围内，电阻热噪声的各频率分量的强度基本相等。范围内，电阻热噪声的各频率分量的强度基本相等。起伏起伏电电流流流流过电过电阻阻R时时，电电阻两端会阻两端会产产生噪声生噪声电压电压和噪声功率。和噪声功率。若用若用表示噪声的功率表示噪声的功率谱谱密度密度,单单位位为为W/Hz,则则尽管尽管电电阻阻热热噪声的噪声的频谱频谱很很宽宽，但，但经过经过通通频带为频带为的放大器后，的放大器后，热热噪声的噪声的频谱频谱由放大器的由放大器的带宽带宽所确定。所确定。64信息工程学院假假设热设热噪声的噪声的频谱频谱所占等效所占等效带宽为带宽为,则电阻热噪声在则

32、电阻热噪声在单位频带内的热噪声电压和热噪声电流的均方值分别为：单位频带内的热噪声电压和热噪声电流的均方值分别为：噪声电压的有效值为噪声电压的有效值为:65信息工程学院2.5.1.2 晶体管的噪声晶体管的噪声(1)散粒噪声散粒噪声 散粒噪声是晶体管的主要噪声。散粒噪声是晶体管的主要噪声。由于晶体管内部载流子随机地通过由于晶体管内部载流子随机地通过PN结，即单位时结，即单位时间内通过间内通过PN结的载流子数目不同，使得通过集电结的电结的载流子数目不同，使得通过集电结的电流在平均值上下作不规则的起伏变化，其基本性质与热噪流在平均值上下作不规则的起伏变化，其基本性质与热噪声相似，频谱范围也非常宽。声相

33、似，频谱范围也非常宽。其中，发射结散粒噪声电流的均方值为其中，发射结散粒噪声电流的均方值为(2)热噪声热噪声(3)分配噪声分配噪声 66信息工程学院 噪声系数2.5.2.1 放大器的噪声系数定义 电电路中某一特定点的信号功率与噪声功率的比，称路中某一特定点的信号功率与噪声功率的比，称为为（或（或S/N）表示，放大器的噪声系数定）表示，放大器的噪声系数定义义表示，即表示，即 信噪比，用信噪比，用为放大器的输入信噪比为放大器的输入信噪比(S/N)i 与输出信噪比与输出信噪比(S/N)o的比，的比，且用符号且用符号或或（5-2-12）67信息工程学院式中式中和和 分分别为别为放大器的放大器的输输入端

34、信噪比和入端信噪比和输出端信噪比。输出端信噪比。输输入端的信号功率入端的信号功率噪声功率噪声功率由信号源由信号源电压电压由信号源内阻由信号源内阻的的热热噪声所噪声所产产生，生，产生，产生，和放大器本身的噪声共同在放大器的和放大器本身的噪声共同在放大器的输输出端出端产产生的生的总总是由是由的热噪声的热噪声噪声功率，于是，式噪声功率，于是，式(2-5-12)又可以写为又可以写为 68信息工程学院为为放大器的功率增益，若用放大器的功率增益，若用表示表示产产生的噪声生的噪声经经放大器放大后，在放大器放大后，在输输出端出端产产生的噪生的噪声功率，声功率，则则这这表明表明只与放大器只与放大器输输出端的两个

35、噪声功率出端的两个噪声功率和和有关，而与有关，而与输输入信号无关。入信号无关。实际上放大器输出端的总噪声功率实际上放大器输出端的总噪声功率 69信息工程学院显显然然，由式，由式 可以得可以得 放大器自身内部噪声放大器自身内部噪声 因此因此70信息工程学院2.5.2.3 多级放大器的噪声系数 每一每一级级的的额额定功率增益和噪声系数分定功率增益和噪声系数分别为别为和和，通，通频带频带都都为为71信息工程学院经过两级放大器后的输出噪声功率包括三部分：经过两级放大器后的输出噪声功率包括三部分：(1)信号源内阻信号源内阻热热噪声噪声经过经过两两级级放大器后，在放大器后，在输输出端出端产产生生；的噪声功

36、率为的噪声功率为(2)第一第一级级放大器本身内部噪声放大器本身内部噪声经经第二第二级级放大器后放大器后,在在输输出出，由式，由式(2-5-19)可知：可知：；端产生的噪声功率为端产生的噪声功率为(3)第二第二级级放大器本身内部噪声在放大器本身内部噪声在输输出端出端产产生的噪声功率生的噪声功率为为，由式，由式(2-5-19)可知：可知：。所以，两级放大器的总噪声功率为：所以，两级放大器的总噪声功率为：72信息工程学院噪声系数为噪声系数为(2-5-21)同理，可得到同理，可得到级级放大器放大器级联时级联时的的总总噪声系数噪声系数为为 结论结论:多级放大器的总噪声系数多级放大器的总噪声系数,主要取决于前一、主要取决于前一、二级二级,后面各级的噪声系数对总噪声系数的影响较小。后面各级的噪声系数对总噪声系数的影响较小。73信息工程学院本章要点本章要点n重点重点 掌握小信号谐振单调谐放大器的电路掌握小信号谐振单调谐放大器的电路组成及分析方法；放大器的噪声系数；组成及分析方法；放大器的噪声系数；n难点难点 调谐放大器的接入系数、调谐放大器的接入系数、Y参数等效参数等效电路分析方法电路分析方法n熟悉双调谐放大器、多级放大器的特点；熟悉双调谐放大器、多级放大器的特点；放大器的稳定性；放大器的稳定性；n了解放大器的噪声来源了解放大器的噪声来源74