hx-高频电子线路-22小信号谐振放大器

1、EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 多媒体教案 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 小信号放大器小信号放大器 LC谐振回路谐振回路 小小 信信 号号 选选 频频 放放 大大 器器 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 又称调谐放大器又称调谐放大器 作用：选出有用频率信号并加以放大，而对无用频率作用：选出有用频率信号并加以放大，而对无用频率 信号予以抑制。信号予以抑制。 频率高频率高,振幅低振幅低 一、一、 小信号谐振放大器的作用小信号谐振放大器的作用 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号

2、谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 音频 放大器 调制器激励放大 输出功 率放大 载波 振荡器 天线开关 高频放大混频器 中频放大 与滤波 解调器 音频 放大器 话 筒 本地 振荡器 扬 声 器 变频器 无线通信系统的基本组成 站在通信系统的高度认识站在通信系统的高度认识高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 作用：选出有用频率作用：选出有用频率,滤除无用频滤除无用频 率；阻抗变换率；阻抗变换 小信号放大器小信号放大器 LC谐振回路谐振回路 作用：放大信号的振幅参数作用：放大信号的振幅参数 站在通信系统的

3、高度认识站在通信系统的高度认识高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器 高频小信号放大器广泛用于广播、电视、高频小信号放大器广泛用于广播、电视、 通信、测量仪器等设备中。高频小信号通信、测量仪器等设备中。高频小信号 放大器的典型应用之一是放大器的典型应用之一是用在用在超外差接超外差接 收机中的高放和中放收机中的高放和中放。 一、一、 小信号谐振放大器的作用小信号谐振放大器的作用 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 二、二、小信号谐振放大器主要性能指标小信号谐振放大器主要性能指标 谐振增益谐振增益 通频带通频带 选择性选择性 工作稳定性工作稳定性

4、 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 前面讲到谐振放大器常由晶体管等前面讲到谐振放大器常由晶体管等放大器件放大器件与与 LC并联谐振回路并联谐振回路或耦合谐振回路构成。放大或耦合谐振回路构成。放大 器的器的增益具有与谐振回路相似的谐振特性增益具有与谐振回路相似的谐振特性， 调谐放大器的调谐放大器的 频带响应在很频带响应在很 大程度上决定大程度上决定 于于LC谐振回路谐振回路 的特性。的特性。 L L C C +VCC RE RB1 RB2 C CE E C CB B RL + + i U o U 三、小信号谐振放大器的基本特性三、小信号谐振放大

5、器的基本特性 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 LCLC并联谐振回路的单位谐振曲线并联谐振回路的单位谐振曲线 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 2 2通频带通频带 通频带通频带是指信号频率偏离放大器的谐振频率是指信号频率偏离放大器的谐振频率 f fo o 时，放大器的电压增益时，放大器的电压增益A Au u下降到谐振电下降到谐振电 压增益压增益A Auo uo的 的0.7070.707时，所对应的频率范围，时，所对应的频率范围， 用用BWBW0.7 0.7表示， 表示， BW0.7 = fH

6、一一fL EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 K0.1 = BW0.1 / BW0.7 K K0.1 0.1越接近于 越接近于1 1， 选择性越好，选择性越好， 抑制干扰的能力越强。抑制干扰的能力越强。 3 3选择性选择性 并联谐振回路的通频带和选择性并联谐振回路的通频带和选择性 矩形系数矩形系数 K K0.1 0.1 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 BW0.72 f0.7f 0 Q 0 Q Q 0 0越高，通频带越窄，越高，通频带越窄， 谐振曲线越尖锐，谐振曲线越尖锐， 回路的选择性越好回

7、路的选择性越好。 结论：结论： EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 4.4.信号源内阻及负载对谐振回路的影响信号源内阻及负载对谐振回路的影响 L rUs . C RL RS = RL / RS /RP L Is . C RT s s R U 有载品质因数：有载品质因数： C L T T R Q 空载品质因数：空载品质因数： RT Rp C L P R Q Rp =L/rC EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 当当R R s s和和R R L L越小，越小，Q Q值下降越多的时值下降越多的时 候，

8、候，信号源内阻和负载电阻对回路信号源内阻和负载电阻对回路 影响越严重。影响越严重。 4.4.信号源内阻及负载对谐振回路的影响信号源内阻及负载对谐振回路的影响 结论结论:QTQ信号源及负载使回路品质因数信号源及负载使回路品质因数 下降下降, 通频带变宽，选择性变差通频带变宽，选择性变差 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 问题：哪个是小信号谐振放大器关键器件？问题：哪个是小信号谐振放大器关键器件？ L L C C +VCC RE RB1 RB2 C CE E C CB B RL + + i U o U 保证晶体管工作在甲类状态保证晶体管工作在甲类

9、状态 L L +VCC RE RB1 RB2 + 直流通路直流通路 L L C C RL + i U o U + 交流通路交流通路 晶体管的输出及负载电阻晶体管的输出及负载电阻 均通过阻抗变换电路接入。均通过阻抗变换电路接入。 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 关键器件：晶体管关键器件：晶体管 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 实用的高频小信号等效电路实用的高频小信号等效电路 iU ie C ie G ig . m U + b . I oe G oe C + o U c . I 用电导、电容

10、等表示用电导、电容等表示 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 4.工作原理工作原理 高频信号电压高频信号电压 互感耦合 互感耦合 基极电压 基极电压 管子 管子bebe结结 基极电流基极电流 管子放大作用 管子放大作用 集电极电流 集电极电流 谐振回路选频 谐振回路选频 回路谐振电压回路谐振电压 互感耦合 互感耦合 负载电流 负载电流i iL L在负载上在负载上 产生较大的高频信号电压产生较大的高频信号电压 L L C C +VCC RE RB1 RB2 C CE E C CB B RL + + i U o U EXITEXIT 2.2 小信号

11、谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 1 1组成组成： 晶体管、调谐回路、偏置晶体管、调谐回路、偏置 2.2.元件作用元件作用：R RB1 B1、 、R RB2 B2 是放大器的偏置电阻； 是放大器的偏置电阻；R Re e是直流负反馈是直流负反馈 电阻；电阻；C CB B、C Ce e是交流高频旁路电容；是交流高频旁路电容；LCLC组成并联谐振回路，组成并联谐振回路， 它与晶体管共同起着选频放大作用。它与晶体管共同起着选频放大作用。 3.3.采用部分接入采用部分接入方式是减弱晶体管输出阻抗对谐振回路的影响方式是减弱晶体管输出阻抗对谐振回路的影响 和为了放大器的前后级匹配。和为了

12、放大器的前后级匹配。 放大电路工作原理放大电路工作原理 L L C C +VCC RE RB1 RB2 C CE E C CB B RL + + i U o U EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 5.电路分析电路分析 L L C C +VCC RE RB1 RB2 C CE E C CB B RL + + i U o U 1 1） 静态分析静态分析 L L +VCC RE RB1 RB2 + 直流通路直流通路 晶体管工作在甲类状态晶体管工作在甲类状态 保证输入信号被不失真放大保证输入信号被不失真放大 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器

13、小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 5.电路分析电路分析 L L C C +VCC RE RB1 RB2 C CE E C CB B RL + + i U o U 2 2） 动态分析动态分析 L L C C RL + i U o U + 交流通路交流通路 晶体管的输出及负载电阻晶体管的输出及负载电阻 均通过阻抗变换电路接入。均通过阻抗变换电路接入。 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 二、单调谐放大器的等效电路二、单调谐放大器的等效电路 L L C C RL + i U o U + Gie Cie imU g GoeCoe 21 31

14、1 N N n 自耦变压器匝比自耦变压器匝比 变压器初次级匝比变压器初次级匝比 45 31 2 N N n 放大器的放大器的Y参数等效电路参数等效电路 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 L L C C RL + i U o U + Gie Cie imU g GoeCoe 21 31 1 N N n 自耦变压器匝比自耦变压器匝比 变压器初次级匝比变压器初次级匝比 45 31 2 N N n 放大器的放大器的Y参数等效电路参数等效电路 L L13 13C C 谐振回路的等效电路谐振回路的等效电路 . s I Goe Coe Gp GL o U

15、+ 根据功率相等得根据功率相等得 13 12m )(UIUUg si 因此因此 1 . m . n Ug I i s 由阻抗变换得由阻抗变换得 2 1 oe oe n G G 2 1 oe oe n C C 2 2 L L n G G 而而 Gp=1/Rp Uo=n2Uo 二、单调谐放大器的等效电路二、单调谐放大器的等效电路 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 L L13 13 1im /nUg GTCT + o2U n 参数合并后的谐振回路的等效电路参数合并后的谐振回路的等效电路 2 2 L 1 2 oe PT nn GG GG EXITEX

16、IT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带 L L13 13 1im /nUg GTCT + o2U n 参数合并后的谐振回路的等效电路参数合并后的谐振回路的等效电路 gmgm ) 2 1( 1 )( 0 T 1 . i . . o f f jQG n Ug ZIU T m s EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 gmgm gm 因此因此 三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带 EXI

17、TEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 归一化电压增益的幅频特性为归一化电压增益的幅频特性为 . . uo u A A O 1.0 f 0.707 0.1 BW0.7 BW0.1 T 0 7 . 0 Q f BW 10 1 . 0 K 单调谐放大器单调谐放大器 的的选择性较差选择性较差 三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带三、单调谐放大器的电压增益、选择性和通频带 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 2.2.3 多级单调谐回路谐振放大器多级单调谐回路谐振放大器 由由n级单调谐放大器级联而成，每级谐级

18、单调谐放大器级联而成，每级谐 振回路均调谐在同一频率上振回路均调谐在同一频率上 各级谐振回路调谐在不同频率上各级谐振回路调谐在不同频率上 同步调谐放大器同步调谐放大器 参差调谐放大器参差调谐放大器 总电压放大倍数总电压放大倍数 unuuu AAAA 21 )dB()dB()dB()dB( . n . 2 . 1 . uuuu AAAA EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 2.2.3 多级单调谐回路谐振放大器多级单调谐回路谐振放大器 一、同步调谐放大器一、同步调谐放大器 O f 0uu AA 1.0 0.707级数 级数 增多增多 级数越多，则谐

19、振增益越大，级数越多，则谐振增益越大， 选择性越好，通频带越窄。选择性越好，通频带越窄。 总通频带窄于各级的。总通频带窄于各级的。 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 二、双参差调谐放大器二、双参差调谐放大器 Au1Au2uiuo f1= f0 + ff2= f0 f u A f u A f0 2u A f2 1u A f1 总幅频特性更接近于矩形，总幅频特性更接近于矩形， 选择性比单调谐放大器好选择性比单调谐放大器好 总通频带可宽于各级的。总通频带可宽于各级的。 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子

20、线路 2.2.3 多级单调谐回路谐振放大器多级单调谐回路谐振放大器 总结：总结： 级联后放大器的总电压增益比单级放级联后放大器的总电压增益比单级放 大器的电压增益大、选择性好，但总大器的电压增益大、选择性好，但总 通频带比单级放大器通频带窄通频带比单级放大器通频带窄。 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 2.2.4 调谐放大器的稳定性调谐放大器的稳定性 一、共发射极单管谐振放大器不稳定的原因一、共发射极单管谐振放大器不稳定的原因 内部反馈。其主要由内部反馈。其主要由CB间结电容间结电容Cbc引起。引起。 谐振回路阻抗特性剧烈变化的特性更使这种内

21、反馈随谐振回路阻抗特性剧烈变化的特性更使这种内反馈随 频率变化而剧烈变化，频率变化而剧烈变化，使放大器的频率特性发生变化，增使放大器的频率特性发生变化，增 益、通频带、选择性等都发生变化，导致放大器工作不稳益、通频带、选择性等都发生变化，导致放大器工作不稳 定。严重时会在某频率点满足自激条件，产生自激振荡。定。严重时会在某频率点满足自激条件，产生自激振荡。 频率越高，回路频率越高，回路Q值越大，放大器工作越不稳定。值越大，放大器工作越不稳定。 EXITEXIT 2.2 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 高频电子线路高频电子线路 二、提高谐振放大器稳定性的方法二、提高谐振放大器稳定性的方法 选用（选用（Cbc ）小的晶体管）小的晶体管 从电路上消除内反馈的影响从电路上消除内反馈的影响 中和法中和法 失配法失配法 1. 中和法中和法 CN CB