1、射频通信电路习题,2008.11.18,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,2,LNA的典型应用小信号调谐放大器,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。,2018
2、/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,3,LNA的典型应用小信号调谐放大器,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,4,LNA的典型应用小信号调谐放大器,表达式书写时对符号的约定 大写字母、大写下标： 表示直流量，如IB, VBE；增加下标Q用来限定Q点上的直流量 小写字母、小写下标： 表示交流量，如ib, vbe等 小写字母，大写下标： 表示总瞬时量，如iB, vBE等,2018/9/11,Information&Communication E
3、ngineering Dept. XJTU,5,LNA的典型应用小信号调谐放大器,题目中设计到的几方面内容 （1）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 直流输入或偏置 交流小信号 交流大信号 两个信号一大一小信号很大很大,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,6,LNA的典型应用小信号调谐放大器,交流小信号等效模型 混合P参数,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,7,LNA的典型应用小信号调谐放大器,晶体管的Y参数等效
4、电路,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：,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,8,LNA的典型应用小信号调谐放大器,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。,（2）部分接入,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,9,LNA的典型应用小信号调谐放大器,部分接
5、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,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,10,LNA的典型应用小信号调谐放大器,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：,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,11,LNA的典型应用小信号调谐放大器,其中：,把受控源和y
6、oe、yi2折算到回路的13端，可以得到下面的电路图：,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,12,LNA的典型应用小信号调谐放大器,再把各个元件合并，得到下面的电路图：,其中：,（3）并联谐振回路,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,13,LNA的典型应用小信号调谐放大器,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,2018/9/11,Informat
7、ion&Communication Engineering Dept. XJTU,14,LNA的典型应用小信号调谐放大器,可求出：,电压增益：,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,15,LNA的典型应用小信号调谐放大器,通频带：,功率增益：,矩形系数：,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,16,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
8、电压增益AV。,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,17,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,由于vRFvLO,可以认为晶体管的工作状态仅由vLO决定。,对vRF而言,工作在线性方式下,而跨导gm受vLO控制变化,时变跨导分析法设,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,18,非线性电路的实例分析混频器,将上式在vBEVBB+vLO处展开为泰勒级数,忽略vRF2以上各项可得：,其中Ic(t)称为时变静态电流
9、,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,19,非线性电路的实例分析混频器,gm(t)称为时变跨导,代入ic表达式，可得含有0，wLO , 2wLO , . pwLO ,wRF , wLO wRF , 2wLO wRF , pwLO wRF等频率分量。 其中有用分量为wLO wRF项。可知混频跨导gfc=gm1/2,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,20,非线性电路的实例分析混频器,求时变跨导gm(t),求基波分量 gm1,2018/
10、9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,21,非线性电路的实例分析混频器,混频跨导gfc,变频增益 AV,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,22,非线性电路的实例分析混频器,ic, gm, gm(t)之间的关系,习题6-7 一非线性器件的伏安特性为其中，v=VQ+v1+v2=VQ+V1mcosw1t+V2mcosw2t。 若V2m很小，满足线性时变条件，则在VQ=-V1m/2, 0, V1m三种情况下，画出gm(t)波形并求出时变增量跨导gm(
11、t)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。,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,23,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。,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,24,非线性电路的实例分析混频器,相关知识：开关函数单向开关函数双向开关函数,2018/9/11,Information&Communication Engineering Dept. XJTU,25,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i,
