射频模拟电路No2第一章1课件

第一章选频放大器Email:

电子科技大学2第1章选频放大器——要点

谐振电路串并联谐振回路的主要特性两种谐振回路的阻抗互换及抽头变换了解双调谐耦合谐振回路谐振放大器高频小信号谐振放大器的基本要求晶体管高频小信号的等效电路模型和参数调谐回路放大器及其级联功率放大器谐振功率放大器的原理谐振功率放大器的折线分析法谐振功率放大器的种类、电路构成及匹配网络

电子科技大学3第1章选频放大器——简介1、实际的通信系统均是有仅仅具有一定带宽的频谱资源的概念。2、谐振放大器：将低频模拟电路中的阻性负载RL用谐振回路代替！谐振放大器又称：选频放大器构成：小信号谐振放大器：处理小信号，如接收机。谐振功率放大器：处理大信号，如手机基站，电视发射塔。选频网络*LC谐振回路最基本的选频回路，收音机、电视机上使用广泛*滤波器：LC、晶体、SAW、介质、同轴、腔体、、、、、、

电子科技大学5§1-1-1串联谐振电路的基本特性

1、电路：由信号源、电容C、电感L构成。2、适用情况：信号源内阻Rs小（恒压源）以及负载电阻RL不太大的情况：有载品质因数QL不能够太小回路具有较好的选择性！其中r：代表电感L的损耗电阻

电子科技大学6§1-1-1串联谐振电路的基本特性

阻抗3、谐振条件：电抗其中：

电子科技大学7§1-1-1串联谐振电路的基本特性

(初相角为零)模相角回路电流(复数)：设

电子科技大学9§1-1-1串联谐振电路的基本特性

若令那么，当时，有此时回路电抗X=0，回路电流最大，电路谐振。因此：称为串联谐振电路的谐振频率

电子科技大学10§1-1-1串联谐振电路的基本特性

定义品质因数：实际工程电路中，总是满足

品质因数反映了回路中平均储能与平均耗能之间的关系

电子科技大学11§1-1-1串联谐振电路的基本特性

谐振时电感、电容两端的电压：电感L：电容C：谐振时电感线圈上的电压大小和电容两端的电压大小均为信号源电压的倍。

因此串联谐振称为电压谐振

电子科技大学13§1-1-2并联谐振回路的基本特性

其中

电子科技大学14§1-1-2并联谐振回路的基本特性

并联谐振回路的端电压：

电子科技大学15§1-1-2并联谐振回路的基本特性

B

电子科技大学17§1-1-2并联谐振回路的基本特性

定义并联谐振回路的品质因数

注意，这些等式成立的条件是：结合可以得到并联谐振品质因数的几个变形：

电子科技大学18§1-1-2并联谐振回路的基本特性

并联谐振时的端电压谐振时流过电容和电感的电流

谐振时流过电感线圈和电容上的电流大小均为信号源电压的倍。因此并联谐振称为电流谐振电容C：电感L：§1-1-3品质因数的物理意义

电子科技大学19品质因数实际上描绘的是系统储能与耗能之间的关系。设其中§1-1-3品质因数的物理意义

电子科技大学21电阻消耗的平均功率一个周期中电阻消耗的能量§1-1-3品质因数的物理意义

电子科技大学22系统储能与周期耗能的比因此品质因素进一步将代入品质因素的表达式，得§1-1-3品质因数的物理意义

电子科技大学23定义特性阻抗

那么品质因素特征阻抗反映了系统存储能量的能力，而电阻r则反映了系统消耗能量的能力在线圈损耗相同的条件下，Q正比于特性阻抗为了保证高Q值，谐振回路必须保证足够的电感量为了保证电路稳定，谐振回路电容不能太小§1-1-4归一化抑制比与广义失谐串联谐振归一化抑制比

电子科技大学25§1-1-4归一化抑制比与广义失谐并联谐振归一化抑制比

电子科技大学26§1-1-4归一化抑制比与广义失谐归一化抑制比的意义（相频）任何一种简单谐振回路相频特性一样谐振时回路的电流（电压）相移为零相频特性的陡度与Q值有关，Q值越大，曲线越陡

电子科技大学29§1-1-4归一化抑制比与广义失谐广义失谐广义失谐与相对频率偏移成正比相频特性的陡度与Q值有关，Q值越大，曲线越陡广义失谐实际上就是回路阻抗虚部跟实部的比

电子科技大学30实际工作中工作频率总是接近谐振频率的，因此

电子科技大学31§1-1-4谐振电路的通频带与选择性定义谐振回路的3dB带宽为定义谐振回路的6dB带宽为

电子科技大学32§1-1-4谐振电路的通频带与选择性根据3dB带宽的定义，有从而3dB带宽因此3

dB带宽与谐振回路品质因素成反比，品质因素越高，3dB带宽越窄

电子科技大学33§1-1-4谐振电路的通频带与选择性谐振回路的选择性是指选择有用信号排除干扰信号的能力定义矩形系数

电子科技大学34§1-1-4谐振电路的通频带与选择性矩形系数是描述谐振回路（滤波器）选频能力的一个重要概念，Kr>1矩形系数Kr越接近于1，选频能力越好对于简单回路，矩形系数与Q值无关是一个常数

电子科技大学35§1-1-5有载品质因素QL

串联型谐振回路有载品质因数

电子科技大学36§1-1-5有载品质因素QL

并联型谐振回路有载品质因数

§1-1-5有载品质因素QL

有载品质因素有载品质因素QL总是小于空载品质因素Q0由于QL<Q0，因此电源内阻和负载会引起电路通频带的变宽，从而使得电路的选频能力下降

电子科技大学37§1-1-5有载品质因素QL

考虑有载品质因素QL时谐振频率广义失谐归一化抑制比3dB通频带矩形系数

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电子科技大学39§1-1-6串并联阻抗互换

注意：这里X1是电容或者电感

电子科技大学40§1-1-6串并联阻抗互换

串联谐振回路的有载品质因素并联谐振回路的有载品质因素于是令§1-1-6串并联阻抗互换

串并联互换电抗的性质不会改变有载品质因素不变如果QL>>1，那么

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电子科技大学42§1-1-6串并联阻抗互换

§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系采用部分接入一方面可降低信号源内阻及负载电阻对谐振回路的影响，提高回路的有载品质因素；另一方面也可进行阻抗匹配。

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电子科技大学44§1-1-7电感抽头时阻抗的变比关系忽略电感L1与L2之间的互感，那么总的电感量L=L1+L2图(a)可以看成一个由L、r、C组成的串联谐振电路，从而谐振频率

电子科技大学45§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系于是其中串联谐振电路(a)可以用并联谐振电路(b)来等效电路(b)的谐振频率

电子科技大学46§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系谐振时从端口ab看进去的阻抗谐振时从端口db看进去的阻抗

电子科技大学47§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系定义接入系数从而谐振时由低抽头(Zab)向高抽头(Zdb)转换时，等效阻抗提高倍。反之，由高抽头向低抽头转换时，等效阻抗降低至倍。

电子科技大学48§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系

电子科技大学49§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系

电子科技大学50§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系谐振时因此接入系数

电子科技大学51§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系

电子科技大学52§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系

电子科技大学53§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系

电子科技大学54§1-1-7回路抽头时阻抗的变比关系§1-1-8双调谐耦合谐振回路简单调谐回路元件少、结构简单，但是矩形系数远大于1，选频能力差使用两个或两个以上的简单谐振回路通过一定形式的耦合，可以有效提高选频能力，这种回路称为耦合谐振回路两个简单调谐回路的耦合谐振回路称为双调谐耦合谐振回路

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电子科技大学56§1-1-8双调谐耦合谐振回路双调谐耦合谐振回路的两种基本形式互感耦合靠M，M变化回路谐振频率也变化互容耦合靠CM，一般CM<<C1，CM<<C2，因此CM对回路谐振频率影响较小根据耦合程度可分为：强、临界、弱三种种耦合

电子科技大学57§1-1-8双调谐耦合谐振回路定义耦合系数其中——表示耦合元件电抗——表示与耦合元件同性质的初级回路中的总电抗——表示与耦合元件同性质的次级回路中的总电抗

电子科技大学58§1-1-8双调谐耦合谐振回路互感耦合：若则互容耦合：若则且

电子科技大学59§1-1-8双调谐耦合谐振回路定义耦合因子双调谐次级回路的归一化抑制比§1-1-8双调谐耦合谐振回路耦合因子时，归一化抑制比曲线出现两个值为1的峰，并且关于对称，此时双调谐耦合称为强耦合。耦合因子时，归一化抑制比曲线只有一个峰，并且其峰值为1，此时双调谐耦合称为临界耦合。耦合因子时，归一化抑制比曲线也只有一个峰，并且其峰值小于1，此时双调谐耦合称为弱耦合，在实际电路中基本不会出现这种情况。

电子科技大学60§1-1-8双调谐耦合谐振回路

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