求各位老师执教——无调谐放大电路

longshort

共基也是有增益的，只是元件數值不合適。給您重新算了下：
輸入在75歐姆匹配時，C3@(2~7)pF，C25=103pF，L5=26nH；
輸出按300歐姆計算，L1=104.5nH，C4=25.7pF。爲了與下級75歐姆匹配，可以在L1中間焊一根綫引出再通過C6接入3脚。

這樣做了以後，從表面上看，輸入電壓與輸出電壓相同，似乎沒有增益。但是信號功率提高了3dB，反應在輸出信號中，信噪比同樣提高了3dB，可以在弱信號下進行比較。

冰岛

铁军 发表于 2024-1-22 16:37
请问冰岛老师，我截取的下面这个电路TA7358前面的9018高放，是共基极还是共发射极电路？

这是共发射极放大。
共发射极放大输入阻抗与基极电流成反比，而负载TA7358输入阻抗比较低且固定不变，放大器的电压放大倍数Av=βRo/Ri，所以，适当加大基极电流和集电极电流，可以提高放大器的电压放大倍数。除非收音机供电电压足够高（比如说12V），否则3.3k集电极电阻就偏大了，3V~5V供电的收音机，放大器集电极电阻可以取200~1k，这样可以把集电极电流设置得比较高，对提高天线放大器增益有利。

nahaotian

longshort 发表于 2024-1-23 08:33
共基也是有增益的，只是元件數值不合適。給您重新算了下：
輸入在75歐姆匹配時，C3@(2~7)pF，C25=103pF，L ...

感谢脑老师。
脑老师，您帮我算出来的参数我有些不太理解，希望您能讲解一下。

您说C3@(2-7pf)，这个值是怎么来的？
输出300欧是怎么来的？是L1和C4谐振时的阻抗吗？我在网上查计算并联谐振阻抗Rp=L/(RC)，其中R时损耗电阻，这个值我现在没有，所以谐振阻抗不知道怎么计算。

还有个问题不太理解，共基极放大电路没有放大电流的能力，甚至会使电流变小，然后电压没有发生变化，为什么功率会增加呢？

希望老师在有空时帮忙解答。

nahaotian

冰岛 发表于 2024-1-23 10:03
这是共发射极放大。
共发射极放大输入阻抗与基极电流成反比，而负载TA7358输入阻抗比较低且固定不变，放 ...

感谢冰岛老师的讲解！

longshort

nahaotian 发表于 2024-1-23 11:54
感谢脑老师。
脑老师，您帮我算出来的参数我有些不太理解，希望您能讲解一下。

不客氣，我不是老師，只是多知道了那麽一點點。

C3的值是估計的，爲了減小天綫狀態對諧振電路的影響，在其它的一些應用中最大可用到20pF，您可以自己嘗試改變。

輸出300歐相對輸入75歐，是四倍的阻抗，電壓比相應為2倍（電壓增益6dB），所以在集電極端有電壓增益，在L1-C4中可用於交換的諧振功率是輸入的四倍，對於下級負載75歐來説，這個電壓是會升高的，至少有一半功率會到達這個負載上，所以說有至少3dB的信噪比改善。至於損耗電阻，這個值您不可能有，在直流下是電感的直流電阻，在交流下則根據頻率的上升而快速上升，其中包含了趨膚效應產生的損耗，所以您的那個Z=L/RC的公式不能直接用在這裏。

在確定L和C的值之前，必須先確定中心頻率與帶寬之比。

若接收頻率為國標87.5MHz~108MHz，那麽中心頻率為97.2MHz，帶寬為20.5MHz，兩者之比為4.74，即諧振Q值為4.74。

因爲諧振時的阻抗設為300歐，這個值是未諧振時單個元件的感抗或容抗的4.74倍，所以要將感抗除以4.74，即XL1=300/4.74=63.29歐。然後再除以2*pi*f，得到104.5nH。同理可以用63.29歐的容抗來得到25.7pF的電容值。

輸入的C25和L5也照此辦理。

我說的這些僅是一個參考，您不妨在網上和所用的那些教導裏面歷練個遍，然後在暈頭轉向的時候再來試試我的説法。當然如果您有這個閑心的話。

nahaotian

longshort 发表于 2024-1-23 12:58
不客氣，我不是老師，只是多知道了那麽一點點。

C3的值是估計的，爲了減小天綫狀態對諧振電路的影響 ...

感谢脑老师的讲解！

看完您的讲解我去找了两本高频电路的书，复习一下电感、电容抽头，您的方法是采用电感中间抽头，那么接入系数p=0.5。将DSP芯片的输入阻抗75欧姆折算到谐振端就是RL'=RL*(1/(p*p)=>RL'=75*(1/(0.5*0.5))=>RL'=300欧姆。

同样采用电感抽头，在1/4处抽头，那么接入系数从0.5变成了0.25，RL'=RL*(1/(p*p)=>RL'=75*(1/(0.25*0.25))=>RL'=1200欧姆。有载Q不变还是4.74，XL=1200/4.74=253.16欧，L=XL/(2*PI*F)=41.47nH。1/Xc=1200/4.74=253.16欧,C=1/(253.16*(2*pi*f))=6.47pF。这样理论上是否可行？

如果采用电容抽头，接入系数p=0.5，那么有载Q=4.74，谐振回路总电容是25.7pf，所以每个电容就是51.4pf，电感不变。这样是否可行？

至于C25和L5，是按照阻抗75欧姆，有载Q=4.74可以计算出电感是25.9nH,电容是103.6pF。

nahaotian

脑老师，您说的电压增益6dB是怎么算出来的？

longshort

nahaotian 发表于 2024-1-23 21:25
脑老师，您说的电压增益6dB是怎么算出来的？

共基模式的輸入電流與輸出電流可看成近似不變，所以輸出電阻與輸入電阻的比為300/75=4倍，中心抽頭處的輸出電壓就是一半即2倍，20log(2)=6dB。

longshort

nahaotian 发表于 2024-1-23 21:25
感谢脑老师的讲解！

看完您的讲解我去找了两本高频电路的书，复习一下电感、电容抽头，您的方法是采用 ...

由於阻抗的原因，電容抽頭在這裏不能用等值平分，而是1:3的容量比，所以輸出電壓比電感抽頭還要低一半。

nahaotian

longshort 发表于 2024-1-24 07:52
由於阻抗的原因，電容抽頭在這裏不能用等值平分，而是1:3的容量比，所以輸出電壓比電感抽頭還要低一半。
...

谢谢脑老师！
您说的由于阻抗的原因，电容抽头不能等分，这是为什么？
我查了一下华中科技大学高频电路的课件，里面关于电容抽头如下图：

从图片上可以看出，总电容是两个电容串联。接入系数是p=串联电容/下面的电容
如果我按照电容等分计算，接入系数p也是0.5啊，DSP芯片输入阻抗75Ω折算到谐振回路中也是300Ω，有载Q不变还是4.74，所以同样的方法可以计算出XL=300/4.74=63.29，然后除以(2*pi*f),得到104.5nH。两个电容串联的容值是25.7pF，每个电容是51.4pF。

还要再次麻烦脑老师讲解一下为什么电容串联不行。

nahaotian

longshort 发表于 2024-1-24 07:50
共基模式的輸入電流與輸出電流可看成近似不變，所以輸出電阻與輸入電阻的比為300/75=4倍，中心抽頭處的輸 ...

多谢，多谢，多谢脑老师！

脑老师，关于这个6dB是怎么计算出来的我还是每理解，还希望您能再细致一些的讲解。我查了一下童诗白老师的《模拟电子技术基础》第四版，里面关于共基极放大电路描述如图：


根据电路图，Re通过电容短路，因此Re可以看作0，所以电路中放大倍数是Au=βRc/rbe。如果β取120，根据当前的电路图：
Ib=(3.3V-0.7V)/200k=13uA
Ie≈Ic=Ib*β=13uA*120=1.56mA
rbe≈(1+β)*26mV/Ie≈120*26/1.56=2000

Au=(120*300)/2000=18=25dB

由于电路中的输入阻抗与75Ω不匹配，因此从新计算一下，如果Ri=75Ω,Re=0，那么：

rbe/(1+β)=75Ω => ((1+β)*26mV/Ie)/(1+β)=75Ω => 26mV/Ie=75Ω =>Ie≈0.35mA

rbe=(1+β)*26mV/Ie≈120*26/0.35=8914Ω

Au=(120*300)/8914=4.04=12dB

所以，这个6dB是怎么来的，我还是没算出来。还希望您能再细致的讲解一下这个的计算。

longshort

nahaotian 发表于 2024-1-24 09:28
谢谢脑老师！
您说的由于阻抗的原因，电容抽头不能等分，这是为什么？
我查了一下华中科技大学高频电路 ...

電容不是電感，阻抗在單位電容值上是平均呈現的，要是兩個等值電容串聯，阻抗呈現是150歐姆，這就與輸出75歐姆不符了。

longshort

nahaotian 发表于 2024-1-24 09:34
多谢，多谢，多谢脑老师！

脑老师，关于这个6dB是怎么计算出来的我还是每理解，还希望您能再细致一些 ...

您複雜化了，共基電路中雖然有個基極電流項，但只要beta足夠大，一般就忽略了影響，當然也不排除有精算要求的。

前面已經說了，共基電路的輸入電流可看成與輸出電流近似相等，這就是那個(1+beta)近似等於beta的原因，而現代晶體管的rbe相當小，通用管都不超過20歐姆，且在共基模式下減小為1/beta，對Re已幾乎沒有影響了，Au式自然就等於Rc/Re，這個是不是能理解？

輸出信號是由中心抽頭引出，電壓為LC回路上的諧振電壓的一半，與輸入信號比是 2倍，20log(2)=6dB。這您應該能看出吧。

工程計算在等於小於1%誤差的時候總是可以視情況忽略的，何況這種根本不需要精密計算的電路。

nahaotian

longshort 发表于 2024-1-24 09:57
您複雜化了，共基電路中雖然有個基極電流項，但只要beta足夠大，一般就忽略了影響，當然也不排除有精算 ...

感谢脑老师！

根据您的讲解，共基极放大倍数计算公式Au=β*Rc/(rbe+(1+β)*Re)，其中rbe是按照共射极电路计算出来的rbe

关于共基极放大电路我还是有一些不理解，希望您能帮忙讲解一下。

共基极放大倍数计算公式Au=β*Rc/(rbe+(1+β)*Re)，这里的rbe和共射极电路计算出来的rbe是一个吗？还是共射极电路计算出来的rbe除以(1+β)？其实无论是哪种对于当前这个电路已经不是很重要了，我只是好奇而已。我在书上和网上找也没找到一个明确的说明。

nahaotian

longshort 发表于 2024-1-24 09:44
電容不是電感，阻抗在單位電容值上是平均呈現的，要是兩個等值電容串聯，阻抗呈現是150歐姆，這就與輸出7 ...

这个……这个……这个是一点都没懂 。阻抗怎么在单位电容值上平均呈现的？两个电容串联，串联约25pF，单个电容约50pF，阻抗怎么变成150Ω？

太多疑问了

我没看懂是我的问题。但我还是非常非常感谢脑老师。

脑老师，谢谢您！