第1章 高频小信号谐振放大器答案(1)
第1章 高频小信号谐振放大器
1.1给定串联谐振回路的0 1.5MHz f =，0100pF C =，谐振时电阻5R =Ω，试求0Q 和0L 。又若信号源电压振幅1mV ms U =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路上的电感电压振幅Lom U 和电容电压振幅Com U 。
解：（1）串联谐振回路的品质因数为
0612
0011
2122 1.510100105
Q C R ωπ-==≈?????
根据0f =
有：
402122212
0011
1.125810(H)113μH (2)100104 1.510
L C f ππ--=
=≈?=???? （2）谐振时回路中的电流为
01
0.2(mA)5
ms U I R =
== 回路上的电感电压振幅为
02121212(mV)Lom ms U Q U ==?=
回路上的电容电压振幅为
02121212(mV)Com ms U Q U =-=-?=-
1.2在图题1.2所示电路中，信号源频率01MHz f =，信号源电压振幅0.1V ms U =，回路空载Q 值为100，r 是回路损耗电阻。将1－1端短路，电容C 调至100pF 时回路谐振。如将1－1端开路后再串接一阻抗x Z （由电阻x R 与电容x C 串联），则回路失谐；C 调至200pF 时重新谐振，这时回路有载Q 值为50。试求电感L 、未知阻抗x Z 。
图题1.2
x
Z u
解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路
u u
根据0f =
42
12212
011
2.53310(H)253μH (2)10010410
L C f ππ--=
=
≈?=??? 根据00011
L Q C r r
ωω=
=有： 61201011
15.92()21010010100
r C Q ωπ-=
=≈Ω????
（2）有载时的电路图如图(b)所示。 空载时，1100pF C C ==
时回路谐振，则0f =
00100L
Q r
ω=
=；
有载时，2200pF C C ==
时回路谐振，则0f =050L x
L
Q r R ω=
=+。
∴根据谐振频率相等有2122x
x x
C C C C C C C ==+，解得：200pF x C =。
根据品质因数有：100
250
x r R r +==，解得15.92()x R r ==Ω。
1.3在图题1.3所示电路中，已知回路谐振频率0465kHz f =，0100Q =，160N =匝，140N =匝，210N =匝，200pF C =，16k Ωs R =，1k ΩL R =
。试求回路电感L 、有载Q 值和通频带B 。
图题1.3
i L
解：本电路可将部分接入电路（图（
a ））等效成电路图（
b ）。
s i L
图（a ） 图（b ）
1s Pi 22L
g
图中，p R 为谐振电阻，部分接入系数114016014P N N ===，2210160116P N N ===。
根据谐振频率有：
42
12226
011
5.85710(H)586μH (2)20010446510L C f ππ--=
=
≈?=???? 根据空载时的品质因数000p
p R Q CR L
ωω=
=有：
5
0312
0100 1.71110()24651020010p Q R C ωπ-=
=≈?Ω???? 根据图（b ）有载时的品质因数为
312
022
123523
2465102001042.78111161610 1.711101610L s p L C
Q P g g P g ωπ-????==≈++++
???? ∴通频带为
3
4046510 1.08710(Hz)10.87kHz 42.78
L f B Q ?==≈?=
1.4在图题1.4所示电路中，0.8μH L =，1220pF C C ==，5pF S C =，10k ΩS R =，20pF L C =，5k ΩL R =，0100Q =。试求回路在有载情况下的谐振频率0f 、谐振电阻p R （不计S R 和L R ）
、L Q 值和通频带B 。
图题1.4
C L
解：将L R 、L C 看作负载导纳，并折合至回路两端，则空载时和有载时的电路如下图所示。
图（a ）空载时 图（b
）有载时
C C 2L
p g
部分接入系数112201
20202
C p C C =
==++，1212202010(pF)2020C C C C C ?==
=++ 回路总电容21
5102020(pF)4
S L C C C p C ∑=++=++?=
（1）有载时的谐振频率为
6039.78910(Hz)39.8MHz f =
≈?=
（2）根据00p
R Q L
ω=
有
6600100239.8100.81020005.6()20.01k Ωp R Q L ωπ-==?????≈Ω=
（3）有载时的品质因数为
202
01100
24.9920.01120.01111045
S p
L L p p S
L
R R R Q p
Q R R L
p R R ω=
==
≈++?
+
+
（4）通频带为
6
6039.810 1.59210(Hz) 1.592MHz 24.99
L f B Q ?==≈?=
1.6（1）并联谐振回路如图题 1.6所示。已知通频带0.72B f =?，电容为C ，若回路总电导S P L g g G G ∑=++。试证明：0.74g f C π∑=?。
（2）若给定20pF C =，0.720.6MHz f ?=，10k ΩP R =，
10k ΩS R =，求L R 。
图题1.6
L
R S i
（1）证明：
有载品质因数000L R C
Q R C L g ωωω∑∑∑
=
==……（1） 通频带0
0.72L
f B f Q =
=?……（2） （1）代入（2）中有：0.70022g g
f f C C
ωπ∑∑?=?= 故0.74g f C π∑=?。
（2）解：根据（1）有：61240.70.7422261020107.539810(S)g f C f C πππ--∑=?=???=????≈?
4
311110(S)1010S S g R -===??；4311110(S)1010P
P G R -===?? 故44447.5398101010 5.539810(S)L P S G g G g ----∑=--=?--=?
因此34
11
1.810() 1.8k Ω5.539810
L L R G -==≈?Ω=?
1.7并联谐振回路与负载间采用部分接入方式，如图题1.7所示，已知14μH L =，24μH L =（1L 、2L 间互感可以忽略），500pF C =，空载品质因数0100Q =，负载电阻1k ΩL R =，负载电容10pF L C =。计算谐振频率0f 及通频带B 。
图题1.7
C
L
解：设回路的谐振电阻为P R ，图题1.7可等效为图1.7。
图1.7
2
L
R p
图中的接入系数为21241
442
L p L L =
==++；回路两端总电感12448(μH)L L L =+=+=；回路两
端总电容21
50010502.5(pF)4
L C C p C ∑=+=+?=。
（1）谐振频率为
60 2.510210(Hz) 2.51MHz f =
=
≈?≈
（2）由00P
R Q L
ω=
有 664001002 2.5110810 1.261710()12.6k ΩP R Q L ωπ-==?????≈?Ω≈
∴2
02
01100
24.06112.61141
P
L L P L
R R Q p Q R L
p R ω=
=
=
≈+?+
∴通频带6
50 2.5110 1.04310(Hz)104.3kHz 24.06
L f B Q ?==≈?=
1.8某高频晶体管CG322A ，当2mA E I =，039MHz f =时测得Y 参数如下：
(2.8 3.5)mS ie y j =+，(0.080.3)mS re y j =--，(3627)mS fe y j =-，(0.22)mS oe y j =+
试求ie g ，ie C ，oe g ，oe C ，fe y ，fe ?，re y ，re ?的值。
解：根据题意有：
33
116
033
126
02.8mS
3.510 3.510 1.42810(F)=1
4.28pF 2239100.2mS
2102108.16210(F)=8.16pF 22391045(mS)
27arctan 37360.310ie ie oe oe fe fe re g C f g C f y y ππππ?------=??==≈???=??==≈???=-??
=≈-?
???
=(mS)
0.3180arctan 2550.08re ?-??
=?+≈?
?-??
1.9在图题1.9所示的调谐放大器中，工作频率010.7MHz f =，134μH L -=，0100Q =，1320N -=匝，2350N -=匝，455N -=匝。晶体管3DG39在2mA E I =，010.7MHz f =时测得：2860μS ie g =，18pF ie C =，200μS oe g =，7pF oe C =，45mS fe y =，0re y =。画出用Y 参数表示的放大器微变等
效电路，试求放大器电压增益uo A 和通频带B 。
图题1.9
C
E
解：其交流通路如图1.9（
a ）所示，相应的Y 参数微变等效电路如图1.9（
b ）所示。
ie
+
-
i
u
将（b ）图中的集电极回路、负载折合到谐振回路两端的等效电路如图（c ）所示。
+
-
i
u 22ie
C
图中：o g 为谐振回路的损耗电导，接入系数2311351204N p N =
==，4521351
204
N p N === 由00131
o
Q L g ω=
有：
566
0013
11
3.71910(S)100210.710410
o g Q L ωπ--=
=
≈?????? 回路总电导：
22
52626612 3.71910(14)20010(14)286010228.4410(S)o oe ie g g p g p g ----∑=++=?+??+??≈?
∴放大器电压增益为：3
126
451012.344228.4410fe
uo p p y A g --∑
?==≈??? 有载品质因数为666
01311
16.278210.710410228.4410L Q L g ωπ--∑=
=≈??????
∴通频带6
6010.7100.65710(Hz)0.657MHz 16.278
L f B Q ?==≈?=
1.10图题1.10是中频放大器单级电路图。已知工作频率030MHz f =，回路电感 1.5μH L =，0100Q =，124N N =，14~C C 均为耦合电容或旁路电容。晶体管采用CG322A ，Y 参数与题1.8的相同。
（1）画出Y 参数表示的放大器微变等效电路。 （2）求回路总电导g ∑。 （3）求回路总电容C ∑的表达式。 （4）求放大器电压增益uo A 。
（5）当要求该放大器通频带为010MHz f =时，应在回路两端并联多大的电阻？
解：（1）其交流通路如图1.10（a ）所示，相应的Y 参数微变等效电路如图1.10（b ）所示。图中：
o g 为谐振回路的损耗电导，接入系数211
4
N p N ==。
图1.10(a)
u 2ie C
（2）由001
o
Q Lg ω=
有： 回路的损耗电导566
0011
3.5368
10(S)100210.73010 1.510
o g Q L
ωπ--==
≈?????? 回路总电导为
2562663.53681020010(14)286010414.11810(S)o oe ie g g g p g ----∑=++=?+?+??≈?
（3）由0f =
有
112
6
62
011
1.876310(F)18.763pF (2)
1.510(23010)
C L f ππ-∑-=
=
≈?=???? （4）放大器的电压增益为12
o u i be
u pu A u u =
=
由图（b ）有：1211fe i fe be
y u y u u g j C g j C j L j L
ωωωω∑∑∑∑
=-=-
++++ 22o o e i e
o o e i e g g g p g C C C p C ∑∑??=++ ? ?
=++??
∴1fe
u py A g j C j L
ωω∑∑
=-
++
∴谐振时的电压增益为3
6
1
4510427.17414.11810fe uo p y A g --∑
??=
=≈? （5）由0
L
f B Q =
有 6
06
301031010
L f Q B ?===? 设并联的电阻为R ，则有
6
66
011
1307.5() 1.31k Ω11414.11810323010 1.510L R g Q L ωπ-∑-==≈Ω=--??????
1.11在三级单调谐放大器中，工作频率为465kHz ，每级LC 回路的40L Q =，试问总的通频带是多少？如果要使总的通频带为10kHz ，则允许最大L Q 为多少？
解：（1
）总通频带33 5.92710(Hz) 5.927kHz L B ==≈?=
（2
）由3L
B =有
3
23.7L Q =
=≈
1.12设有一级单调谐回路中频放大器，其通频带4MHz B =，10uo A =，如果再用一级完全相同的放大器与之级联，这时两级中放总增益和通频带各为多少？若要求级联后的总频带宽度为4MHz ，问每级放大器应如何改变？改变后的总增益是多少？
解：（1）总增益2
210100u uo
A A === （2
）总通频带662410 2.57410(Hz) 2.574MHz B B =?≈?= （3）若24MHz B =，则每级放大器的通频带为
666.21510(Hz) 6.215MHz B '=
=≈?=
由于每级uo k A g ∑=，00012L f f B g g Q C C ωπ∑∑===，故每级122uo k k A B g K g C C
ππ∑∑===（常数），因此有：
104
6.4366.215
uo uo A B K A B B ?'===≈''
故总电压增益226.43641.42u uo A A ''=≈≈。
第2章 高频功率放大器
2.1为什么低频功率放大器不能工作于丙类，而高频功率放大器则可工作于丙类？
答：两种放大器最根本的不同点是：低频功率放大器的工作频率低，但相对频带宽度却很宽，因而只能采用无调谐负载，工作状态只能限于甲类、甲乙类至乙类（限于推挽电路），以免信号严重失真；而高频功率放大器的工作频率高，但相对频带宽度窄，因而可以采用选频网络作为负载，可以在丙类工作状态，由选频网络滤波，避免了输出信号的失真。
2.2丙类放大器为什么一定要用调谐回路作为集电极负载？回路为什么一定要调到谐振状态？回路失谐将产生什么结果？
答：选用调谐回路作为集电极负载的原因是为了消除输出信号的失真。只有在谐振时，调谐回路才能有效地滤除不需要的频率，只让有用信号频率输出。此时，集电极电流脉冲只在集电极瞬时电压最低区间流通，因而电流脉冲最小，平均电流co I 也最小。若回路失谐，则集电极电流脉冲移至集电极瞬时电压较高的区间流通，因而电流脉冲变大，co I 上升，同时，输出功率下降，集电极耗散功率将急剧增加，以致烧损放大管。因此，回路失谐必须绝对避免。
2.3提高高频放大器的效率与功率，应从哪几方面入手？ 答：（1）使放大器工作于丙类，并用选频网络作为负载； （2）适当选取电流导通角c θ。
2.9晶体管放大器工作于临界状态，200p R =Ω，90mA co I =，30V C E =，90c θ=?。试求o P 与η。 解：查课本后附录得：11()(90) 1.57c g g θ=?=
m11()90 1.57141.3(mA)c co c I I g θ==?=
∴232111
(141.310)200 1.997(W)=2W 22
o cm p P I R -==
???≈ 3
30901
0 2.7(W )D C c o P E I -==??= ∴2
100%74.1%2.7
o D P P η==?≈
2.10已知谐振功率放大器的导通角c θ分别为180?、90?和60?时，都工作在临界状态，且三种情况下的C E 、max c I 也都相同。试计算三种情况下效率η的比值和输出功率o P 的比值。
解：（1）22221max 1max 1max 00()()22()2()
cm p c c p c p o c D C co C c c C c I R I R I R P P E I E I E αθαθηαθαθ====? ∵C E 、max c I 、p R 相同，因此有
222
2
22111123000
(180)(90)(60)0.50.50.391::::::1:1.567:1.4031:1.57:1.40
(180)(90)(60)0.50.3190.218
αααηηηααα???=
==≈??? （2）2221max 111
()22
o cm p c p c P I R I R αθ=
= ∴222222123111::(180):(90):(60)0.5:0.5:0.3911:1:0.61o o o P P P ααα=???=≈
2.11已知谐振功率放大器电路，24V C E =，5W o P =。当60%η=时，试计算C P 和co I 。若保持o P 不变，η提高到80%，则C P 和co I 减小为多少？
解：（1）o o
D C o
P P P P P η==+
∴110.65 3.33(W)0.6C o P P η
η
--=?=
?≈ 5
8.33(W
)0.6
o D P P η==≈ ∴8.33
0.35(A)24
D co C P I
E =
=≈ （2）110.85 1.25(W)0.8C o P P η
η
--=?=
?= 5
6.25(W
)0.8
o D P P η=== ∴ 6.25
0.26(A)24
D co C P I
E ==≈
2.12实测一谐振功放，发现o P 仅为设计值的20％，co I 却略大于设计值。试问该功放工作在什么状态？如何调整才能使o P 和co I 接近于设计值？
解：通常功放设计工作在临界状态，则：20
o P P =?临界％，co co I I ≈临界。 根据P73图2.17知：此功放工作于欠压工作状态。故增大p R 就可使此功放工作于临界状态，o P 及co I 都可接近于设计值。
2.14某一晶体管谐振功率放大器，已知24V C E =，250mA co I =，5W o P =，电压利用系数1ξ=。试求D P 、η、p R 、m1c I 和电流导通角c θ。 解：（1）324250106(W)D C co P E I -==??=
（2）5
100%100%83.3%6
o D P P η=?=?≈
（3）124V cm C U E ξ=?= 22
1
2457.6()225
cm p o U R P ===Ω? （4）m11225
0.417(A)24
o c cm P I U ?=
=≈ （5）m110.417
() 1.670.25
c c co I g I θ==≈ 查附录知：1(78) 1.67g ?=，故78c θ=?。
2.15一高频功放以抽头并联谐振回路作负载，谐振回路用可变电容调谐。工作频率5MHz f =，谐振时电容200pF C =，回路有载品质因数20L Q =，放大器要求的最佳负载阻抗50pcr R =Ω。试计算回路电感L 和接入系数L p 。
解：（1
）根据0f =有：
621262
011
5.06610(H) 5.066μH (2)20010(2510)L C f ππ--==≈?=???? （2）设并联谐振回路谐振阻抗为p R ，则有：00p
L p R Q CR L
ωω=
=
∴0612
0203183.1()251020010p Q R C ωπ-=
=≈Ω????
∴0.125L p =
2.16某高频谐振功率放大器工作于临界状态，输出功率为15W ，且24C E =，导通角70c θ=?。功放管参数为： 1.5A/V cr g =，5A CM I =。试问：
（1）直流电源提供的功率D P 、功放管的集电极损耗功率C P 、效率η和临界负载电阻pcr R 各是多少？（注：0(70)0.253α?=，1(70)0.436α?=）
（2）若输入信号振幅增大一倍，功放的工作状态将如何改变？此时的输出功率约为多少？
（3）若负载电阻增大一倍，功放的工作状态将如何改变？ （4）若回路失谐，会有何危险？如何指示调谐？ 解：仿照P72例2-1，先求cr ξ。
∵max m1()(1)c cr C c cr C cr I g E U g E ξ=-=-
∴11max 11111
()(1)()222
o cm cm C cr c c
C cr cr C cr c P U I E I E g E ξαθξξαθ===- 即2
2120()o cr cr C cr c P E g ξξαθ-+=
∴110.912722cr ξ=
=+ （1）1240.912721.9(V)cm C cr U E ξ==?≈ 112215
1.3699(
A )21.9
o cm cm P I U ?=
=≈ ∴1max 1 1.3699
3.1419(A)(70)0.436
cm c I I α=
=≈?
①max 0(70) 3.14190.2530.7949(A)co c I I α=?=?≈ 240.7949
19.0
8D C c o P E I ==?≈ ②19.0815 4.08(W)C D o P P P =-=-=
③15
100%78.6%19.08η=
?≈ ④1121.9
15.99()1.3699cm pcr cm U R I ==≈Ω
（2）由于功放工作于临界状态，若bm U 增大一倍，则功放的工作状态进入过压工作状态。 bm c U i ↑→下凹部分↑且co I 、1cm I 缓增→2
112
o cm p P I R =
缓增（几乎不变）
（P75图2.20） （3）由于功放工作于临界状态，若p R 增大一倍，则
∵p d R g ↑→↓→功放的工作状态进入过压工作状态。（P73图2.17）
（4）回路失谐时负载阻抗p Z 模值即p d Z g ↓→↑→进入欠压状态→co I 、m1c I ↑、
1cm D C co U P E I ↓→↑=、111
cos 2
o cm cm C D o
P U I P P P ?↓=→↑=-→功耗大，烧坏管子。 用co I 的最小值来指示调谐。
2.17高频大功率晶体管3DA4的参数为100MHz T f =，20β=，额定输出功率20W o P =，临界饱和线跨导0.8A/V cr g =，用它做成2MHz 的谐振功率放大器，选定24V C E =，70c θ=?，max 2.2A C I =，并工作于临界状态。试计算p R 、o P 、C P 、η与D P 。 解：临界状态时，max m1()c cr C c I g E U =-
∴max 1 2.2
2421.25(V)0.8
c cm C cr I U E g =-=-=
max 0() 2.20.2530.5566(A)co c c I I αθ==?= 1max 1() 2.20.4360.9592(A)cm c c I I αθ==?=
（1）1121.25
22.15()0.9592
cm p cm U R I =
=≈Ω （2）1111
21.250.959210.19(W)22o cm cm P U I ==??≈
（3）240.556613.36(W)D C co P E I ==?≈ （4）13.3610.19 3.17(W)C D o P P P =-=-= （5）10.19100%100%76.27%13.36
o D P P η=
?=?≈ 3.23 图题3.23所示为用集成运放组成的文氏电桥振荡器。
（1）说明电路中各元件的功能；（2）标出集成运放输入端的极性。
解：11R C 、22R C 组成串/并联RC 选频网络，运放、3R 、4R 组成同相放大器。其极性标示如图3.23所示。
第3章 正弦波振荡器
3.1 为什么振荡电路必须满足起振条件、平衡条件和稳定条件？试从振荡的物理过程来说明这三个条件的含义。
答：（1）在刚接通电源时，电路中会存在各种电扰动，这些扰动在接通电源瞬间会引起电路电流的突变（如晶体管b i 或c i 突变），这些突变扰动的电流均具有很宽的频谱，由于集电极LC 并联谐振回路的选频作用，其中只有角频率为谐振角频率o ω的分量才能在谐振回路两端产生较大的电压()o o u j ω。通过反馈后，加到放大器输入端的反馈电压()f o u j ω与原输入电压()i o u j ω同相，并且有
更大的振幅，则经过线性放大和正反馈的不断循环，振荡电压振幅会不断增大。故要使振荡器在接通电源后振荡幅度能从小到大增长的条件是：
()()()()f o o i o i o u j T j u j u j ωωωω=>
即： ()1o T j ω> ……起振条件 （2）振荡幅度的增长过程不可能无休止地延续下去。随着振幅的增大，放大器逐渐由放大区进入饱和区截止区，其增益逐渐下降。当因放大器增益下降而导致环路增益下降至1时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡状态，即进入等幅状态。振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。故平衡条件为：
()1o T j ω=
（3）振荡器在工作过程中，不可避免地要受到各种外界因素变化的影响，如电源电压波动、噪声干扰等。这些会破坏原来的平衡条件。如果通过放大和反馈的不断循环，振荡器能产生回到原平衡点的趋势，并且在原平衡点附近建立新的平衡状态，则表明原平衡状态是稳定的。振荡器在其平衡点须具有阻止振幅变化、相位变化的能力，因此：
振幅平衡状态的稳定条件是：
()
0i
iA
o i U U
T U ω=?
相位平衡状态的稳定条件是：
()
0o
T o ωω?ωω=?
3.2 图题3.2所示的电容反馈振荡电路中，1100pF C =，2300pF C =，50μH L =。画出电路的交流等效电路，试估算该电路的振荡频率和维持振荡所必需的最小电压放大倍数min u A 。
解：电路的交流等效电路如图3.2所示。（c L 开路，C E 短接到地，e R 、e C 、b C 被短路）
振荡频率s f ≈，式中1212
10030075(pF)100300C C C C C ?===++
∴62.59910(Hz) 2.6MHz s f ≈=≈?=
要维持振荡首先要满足的振荡条件为：()1o T j ω>，即1u A F >，而121
3
C F C ==，故有
min 3u A =
图题3.2
b
图3.2
3.3 图题3.3所示为互感耦合反馈振荡器，画出其高频等效电路，并注明电感线圈的同名端。
图题3.3
(a)(b)
(c)
解：相应的高频等效电路以及电感线圈的同名端（利用瞬时极性法来判断）如下图所示。
图3.3
(a)（共射）(b)（共基）
(c)（共射）
12
b b R R
3.4 试将图题3.4所示的几种振荡器交流等效电路改画成实际电路，对于互感耦合振荡器电路须标注同名端，对双回路振荡器须注明回路固有谐振频率的范围。
图题3.4
(a)(b)
(c)
C
2
C
解：以图（c ）为例，应该加上直流偏置电路，则实际电路为：
b
其振荡频率3s f f <=
。
3.5 利用相位条件的判断准则，判断图题3.5所示的三点式振荡器交流等效电路，哪个是不可能振荡的？哪个是可能振荡的？属于哪种类型的振荡电路？有些电路应说明在什么条件下才能振荡。
图题
3.5
(a)
L
(c)
L
3
(d)
(f)
解：（a ）可以振荡，属于电感三点式振荡电路； （b ）（
c ）（
d ）不可能振荡，因为不满足相位条件；
（e ）可能振荡，条件是：22L C 呈容性，33L C 呈感性，即：32f f f =>>=
，
属于电感三点式振荡电路；
（f ）可能振荡，条件：考虑极间电容b e C '，属于电容三点式振荡电路。
3.6 图题3.6所示是一个三回路振荡器的等效电路。设有下列四种情况：
（1）112233L C L C L C >>；（2）112233L C L C L C <<；（3）112233L C L C L C =>；（4）112233L C L C L C <= 试分析上述四种情况是否都能振荡，振荡频率与回路谐振频率有何关系？
图题3.6
1
2
C 3C
解：根据三点式振荡电路组成原则来判断，即11L C
、22L C 同性质，33L C 为异性质。设：1f =
、
2f =
、3f =
。
（1）112233L C L C L C >>即：123f f f <<
当123f f f <<时，为电容三点式振荡电路； （2）112233L C L C L C <<即：123f f f >>
当123f f f >>时，为电感三点式振荡电路； （3）112233L C L C L C =>即：123f f f =<
当123f f f =<时，为电容三点式振荡电路； （4）112233L C L C L C <=即：123f f f >=
当123f f f >=时，此电路不能起振。
3.7 试检查图题3.7所示的振荡器电路有哪些错误，并加以改正。
图题3.7
(a)
(c)
(e)
(b)
C
(d)
(f)
C
E E
解：以图（a ）、（d ）为例，可检查直流偏置电路和交流通路（正反馈）来判断。
图（a ）：直流电源被变压器的次级线圈短路到地，加不到晶体管基极，故应加隔直电容b C ； 交流通路：通过瞬时极性法得知，此反馈为负反馈，故应修改同名端的标注。 图（d ）：直流电源通过电感L 、电阻e R 到地，加不到晶体管基极，故应加隔直电容e C ； 交流通路正确。
(a)C
E C
(d)
3.8 某振荡电路如图题3.8所示。 （1）试说明各元件的作用。
（2）回路电感 1.5μH L =，要使振荡频率为49.5MHz o f =，则4C 应调到何值？
图题3.8
L
C E 图3.8
3
C
解：（1）1C 、2C 、3C 、4C 、L 构成振荡回路；1b R 、2b R ：偏置电阻；c L ：高频扼流圈；b C ：旁路电容；c R ：集电极负载电阻；e R ：发射极偏置电阻；5C ：隔直电容。 （2）交流等效电路如图3.8所示。
振荡回路两端总电容为
123
4121323
C C C C C C C C C C C =+
++
而振荡频率s f =
∴122626
11
6.89110(F) 6.891pF (2)(249.510) 1.510s C f L ππ--==≈?=???? ∴1234121323 6.2303
6.891 4.997(pF)5pF 6.230 6.23303
C C C C C C C C C C C ??=-
=-≈≈++?+?+?
3.9 图题3.9所示振荡电路的振荡频率50MHz o f =，画出其交流等效电路并求回路电感L 。
图题
3.9
实验一小信号调谐(单调谐)放大器实验指导
实验一高频小信号单调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理； 2.熟悉放大器静态工作点的测量方法； 3.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 4.了解高频单调谐小信号放大器幅频特性曲线的测试方法。 二、实验原理 小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号的线性放大。其实验原理电路如图1-1所示。该电路由晶体管BG、选频回路（LC并联谐振回路）二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。 1．单调谐回路谐振放大器原理 单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。图中，R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。C E是R E的旁路电容，C B、C C 是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R C是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。为了减轻负载对回路Q值的影响，输出端采用了部分接入方式。 2．单调谐回路谐振放大器实验电路 单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。其基本部分与图1-1相同。图中，C3用来调谐，K1、K2、K3用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。K4、K5、K6用以改变射极偏置电阻，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。
图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路 高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0，谐振电压放大倍数A u0，放大器的通频带BW 0.7及选择性（通常用矩形系数K 0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑=LC f π21 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑C 为调谐回路的总电容，∑C 的表达式为 21oe C C n C ∑=+ 式中， C oe 为晶体管的输出电容； n 1（注：此图中n 1=1）为初级线圈抽头系数；n 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，微调C3，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A u0称为调谐放大器的电压放大倍数。A u0的表达式为
高频小信号谐振放大器的设计
课程设计(论文) 题目名称CMOS集成电路 课程名称高频小信号谐振放大器设计 学生姓名黄敏虹 学号1241304009 系、专业信息工程系、计算机科学与技术 指导教师许建明 2014年11 月14 日
目录 第1章绪论 (1) 1.1 高频小信号放大器简介 (1) 第2章方案设计 (3) 2.1 设计要求 (3) 2.2 总体方案简述 (4) 第3章模块电路设计 (5) 3.1电路的基本原理 (5) 3.2主要性能指标及测试方法 (6) 3.3电路的设计与参数的计算 (8) 3.3.1电路的确定 (8) 3.3.2参数计算 (8) 第4章电路的仿真与调试 (9) 4.1 电路仿真 (9) 4.2 电路的安装与调试 (10) 总结 (13) 参考文献 (14)
第 1 章绪论 1.1高频小信号放大器简介 高频小信号放大器是用于无失真的放大某一频率范围的信号。按其频带宽度可分为窄带与宽带放大器，而最常用的为窄带放大器，它是以各种选频电路作负载，兼具阻变换和选频滤波功能。高频小信号放大器是通信设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫至数百兆赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。调谐放大主要用于无线电接收系统中高频和中频信号的放大。其中高频小信号调谐放大器广泛应用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在发射机的接收端，从天线上感应的信号是非常微弱的，这就需要用放大器将其放大。高频信号放大器理论非常简单，但实际制作却非常困难。其中最容易出现的问题是自激振荡，同时频率选择和各级间阻抗匹配也很难实现。本文以理论分析为依据，以实际制作为基础，用LC振荡电路为辅助，来消除高频放大器自激振荡和实现准确的频率选择；另加其它电路，实现放大器与前后级的阻抗匹配。 高频小信号放大器的分类： 按元器件分为：晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器; 按频带分为：窄带放大器、宽带放大器; 按电路形式分为：单级放大器、多级放大器; 按负载性质分为：谐振放大器、非谐振放大器; 高频小信号放大器的特点： 频率较高中心频率一般在几百kHz到几百MHz频带宽度在几KHz到几十MHz，故必须用选频网络
实验一 高频小信号调谐放大器实验.doc
实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 二、实验内容 1、谐振频率的调整与测定。 2、主要技术性能指标的测定：谐振频率、谐振放大增益Avo及动态范围、通频带 BW0.7、矩形系数Kr0.1。 三、实验仪器 1、高频信号发生器1台 2、2号板小信号放大模块1块 3、频率计1台 4、双踪示波器1台 5、万用表1台 6、扫频仪（可选）1台 四、实验原理 （一）单调谐小信号放大器
图1-1 单调谐小信号放大电路图 小信号谐振放大器是接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线形放大。图1-1为单调谐回路小信号谐振放大器的原理电路，实验单元电路由晶体管N1和选频回路T1组成，不仅对高频小信号放大，而且还有选频作用。其中W1,R5,R6,R7为直流偏置电阻（因与C3并联相接,所以C3仅有直流负反馈作用），同时调节W1可为放大器选择合适的静态工作点。C5为输入信号的耦合电容，E4,C3,C5为旁路滤波电容，R1为中周初级负载。C1与电感L 组成并联谐振回路，调节C1或改变中周T1磁芯的位置可以使回路谐振在信号中心频率上。本实验中单调谐小信号放大的谐振频率为fs=10.7MHz 。因此频率为10.7的小信号自C5耦合输入，经选频、放大后，中周次级将获得最大输出。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1、谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑ = LC f π210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量；
高频 谐振功率放大器
高频谐振功率放大器实验 121180166 赵琛 1、实验目的 1.进一步掌握高频丙类谐振功率放大器的工作原理。 2.掌握丙类谐振功率放大器的调谐特性和负载特性。 3.掌握激励电压、集电极电源电压及负载变化对放大器工作状态的影响。 4. 掌握测量丙类功放输出功率，效率的方法。 二、实验使用仪器 1. 丙类谐振功率放大器实验板 2. 200MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 高频信号源 5. 扫频频谱仪（安泰信） 6 . 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1.高频谐振功率放大器原理电路 高频谐振功率放大器是一种能量转换器件，它可以将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。高频谐振功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，其作用是放大信号，使之达到足够的功率输出，以满足天线发射和其它负载的要求。 高频谐振功率放大器研究的主要问题是如何获得高效率、大功率的输出。放大器电流导通角θ愈小，放大器的效率η愈高。如甲类功放的θ＝180，效率η最高为50％，而丙类功放的θ＜90°，效率η可达到80％。谐振功率放大器采用丙类功率放大器，采用选频网络作为负载回路的丙类功率放大器称为高频谐振功率放大器。高频谐振功率放大器原理电路如图3-1。 图中U b为输入交流信号，E B是基极偏置电压，调整E B，改变放大器的导通角，以改变放大器工作的类型。E C是集电极电源电压。集电极外接LC并联振荡回路的功用是作放大器负载。放大器工作时，晶体管的电流、电压波形及其对应关系如图3-1所示。晶体管转移特性如图3.2中虚线所示。由于输入信号较
大，可用折线近似转移特性，如图中实线所示。 图中' B U 为管子导通电压，g m 为特征斜率（跨导）。 图3-1 高频谐振功率放大器的工作原理 设输入电压为一余弦电压，即 u b =U bm cos ωt 则管子基极、发射极间电压u BE 为 u BE =E B +u b =E B +U bm cos ωt 在丙类工作时，E B <' B U ，在这种偏置条件下，集电极电流i C 为余弦脉冲，其最 大值为i Cmax ，电流流通的相角为2θ，通常称θ为集电极电流的通角，丙类工作时，θ<π/2 。把集电极电流脉冲用傅氏级数展开，可分解为直流、基波和各次谐波i C =I C0+i c1+i c2+=I C0+I c1m cos ωt+I c2m cos2ωt+… 式中，I C0为直流电流，I c1m 、I c2m 分别为基波、二次谐波电流幅度。 i R L
高频小信号调谐放大器设计-要点
《高频电子线路》课程设计说明书高频小信号调谐放大器设计与制作 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称副教授 专业：通信工程 班级：通信1103班 完成时间：2013年12月16日
摘要 高频小信号调谐放大器是为了对一些幅度比较小的高频信号进行有目的放大，在广播和通信设备中有广泛的应用,通常用于各种发射机的接收端。 本设计围绕高频小信号调谐放大器设计工作进行研究和实现，详细介绍了高频小信号调谐的整体结构，硬件设计，系统方案，单元电路模块和仿真情况的具体实现，介绍了一种利用三极管放大，LC并联谐振选频将特定的信号进行放大和选出相对应频率的信号，达到了设计要求，该设计适用于高频电路发射机的接收端。 关键词高频小信号； LC谐振；放大器；谐振电压放大倍数
ABSTRACT High frequency small signal for some smaller amplitude tuned amplifier is to have a purpose on high frequency signal amplification, widely used in radio and communication equipment. This design around the high frequency small signal tuned amplifier design work for research and implementation, introduces in detail the overall structure of the high frequency small signal tuning, hardware design, system solutions, unit circuit module and the concrete realization of the simulation conditions, the paper introduces a using triode amplifier, LC parallel resonant frequency selective specific signal amplification and to select the corresponding frequency of the signal, meet the design requirements, the design is suitable for hf transmitter circuit at the receiving end. Keywords triode High frequency small signal; LC resonance; Amplifier; Resonant voltage magnification
小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区别是什么
1． 小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区别是什么？ 答：1）小信号谐振放大器的作用是选频和放大，它必须工作在甲类工作状态；而谐振功 率放大器为了提高效率，一般工作在丙类状态。 2）两种放大器的分析方法不同：前者输入信号小采用线性高频等效电路分析法，而后者输入信号大采用折线分析法。 2． 高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后，信号中包含哪些成分？如何取出需要的 成分？ 答：高频已调波信号和本机振荡信号经过混频后，信号中包含直流分量、基波分量、谐波、和频、差频分量，通过LC 并联谐振回路这一带通滤波器取出差频分量，完成混频。 2. 画出锁相环路的组成框图并简述各部分的作用，分析系统的工作过程。 解：锁相环路的系统框图如下图所示。 锁相环路是由鉴相器PD(Phase Detector)、环路滤波器LF(Loop Filter)和压控振荡器VCO 组成的，其中LF 为低通滤波器。各部分功能如下： (1)鉴相器PD ：鉴相器是一个相位比较器，完成对输入信号相位与VCO 输出信号相位进行比较，得误差相位)()()(t t t o i e ???-=。 (2)环路滤波器LF ：环路滤波器(LF)是一个低通滤波器(LPF)，其作用是把鉴相器输出电压u d (t )中的高频分量及干扰杂波抑制掉，得到纯正的控制信号电压u c (t )。 (3)压控振荡器VCO ：压控振荡器是一种电压-频率变换器，它的瞬时振荡频率o ω(t )是用控制电压u c (t )控制振荡器得到，即用u c (t ) 控制VCO 的振荡频率，使i ω与o ω的相位不断减小，最后保持在某一预期值。 1．无线电通信为什么要进行调制？常用的模拟调制方式有哪些？ 答：1） 信号不调制进行发射天线太长，无法架设。 2） 信号不调制进行传播会相互干扰，无法接收。 常用的模拟调制方式有调幅、调频及调相
实验一_高频小信号调谐放大器实验报告
本科生实验报告 实验课程高频电路实验 学院名称信科院 专业名称物联网工程 学生姓名刘鑫 学生学号201313060108 指导教师陈川 实验地点6C1001 实验成绩 二〇年月二〇年月
高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理； 2.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法； 二、实验仪器与设备 高频电子线路综合实验箱； 扫频仪； 高频信号发生器； 双踪示波器 三、实验原理 （一）单调谐放大器 小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率f S＝12MHz。基极偏置电阻R A1、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数A v0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为
∑ = LC f π210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑ C 为调谐回路的总电容，∑ C 的表达式为 ie oe C P C P C C 2221++=∑ 式中， C oe 为晶体管的输出电容；C ie 为晶体管的输入电容；P 1为初级线圈抽头系数；P 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，用扫频仪测出电路的幅频特性曲线，调变压器T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的表达式为 G g p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fe i V ++-=-=- =∑2 22 1212100 式中，g Σ为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y fe 本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V 0与输入电压V i 相位差不是180o 而是为（180o + Φfe ）。 A V0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1中R L 两端的电压V 0及输入信号V i 的大小，则电压放大倍数A V0由下式计算： A V0 = V 0 / V i 或 A V0 = 20 lg (V 0 /V i ) d B 3.通频带 由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW ，其表达式为 BW = 2△f 0.7 = fo/Q L 式中，Q L 为谐振回路的有载品质因数。 分析表明，放大器的谐振电压放大倍数A V0与通频带BW 的关系为 ∑ = ?C y BW A fe V π20
高频小信号调谐放大器
高频电子线路课程设计报告 题目： __ 高频小信号谐振放大器 __ 院系：_xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx_ 专业：____电子信息科学与技术 班级： xxxxxxxxxxx 姓名： xxxxxx 学号： _ xxxxxxxxxxxxxxx __ 指导教师： xxxxxxxx 报告成绩： 2016年12月16日
目录 一设计目的 (1) 二设计思路 (1) 2.1 电路的功能 (1) 2.2 设计的基本要求 (1) 三设计过程 (1) 3.1 设计电路 (1) 3.2 测量方法 (4) 3.2.1谐振频率 (4) 3.2.2电压增益 (4) 3.2.3通频带 (5) 3.2.4矩形系数 (5) 四系统调试与结果 (6) 4.1 设置静态工作点 (6) 4.2 计算谐振回路参数 (6) 4.3 利用Multisim 对电路的仿真图 (7) 4.4 设计结果与分析 (8) 五主要元器件与设备 (10) 5.1 元器件与设备 (10) 5.2相关参数 (11) 六课程设计体会与建议 (11) 6.1 设计体会 (11) 6.2 设计建议 (12) 七参考文献 (12)
一设计目的 （1）了解LC谐振回路的选频原理和回路参数对回路特性的影响。 （2）掌握高频单调谐放大器的构成和工作原理。 （3）掌握高频单特性放大器的等效电路、性能指标要求及分析设计。 （4）掌握高频单调谐放大器的设计方案和测试方法。 二设计思路 2.1 电路的功能 所谓谐振放大器，就是采用谐振回路作负载的放大器。根据谐振回路的特性，谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。所以，谐振放大器不仅有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用。高频小信号放大器的作用是无失真的放大某一频率围的信号。按其频带宽度可以分为窄带和宽带放大器。高频小信号放大器是通信电子设备中常用的功能电路，它所放大的信号频率在数百千赫。高频小信号放大器的功能是实现对微弱的高频信号进行不失真的放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号的频谱是相同的。 2.2设计的基本要求 (1)通过具体计算，选择器件给出电路设计电路 (2)给出最终实现电路 (3)进行仿真校验 (4)作出设计总结 三设计过程 3.1设计电路
高频谐振放大器
第三章 高频谐振放大器 3－1 对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？ 答3-1： 对高频小信号器的主要要求是: 1. 比较高的增益 2. 比较好的通频带和选择性 3. 噪音系数要小 4. 稳定性要高 高频小信号放大器一般可分为用分立元件构成的放大器、集成放大器和选频电路组成的放大器。根据选频电路的不同，又可分为单调谐回路放大器和双调谐回路放大器；或用集中参数滤波器构成选频电路。 3－2 一晶体管组成的单回路中频放大器，如图所示。已知f o =465kHz ，晶体管经中和后的 参数为：g ie =0.4mS,C ie =142pF ，g oe =55μS ，C oe =18pF ，Y ie =36.8mS,Y re =0，回路等效电容C=200pF ，中频变压器的接入系数p 1=N 1/N=0.35，p 2=N 2/N=0.035,回路无载品质因数Q 0=80，设下级也为同一晶体管，参数相同。试计算： （1）回路有载品质因数 Q L 和 3 dB 带宽 B 0.7;（2）放大器的电压增益；(3) 中和电容值。（设C b’c =3 pF ） 题3－1图 解3-2： 根据已知条件可知,能够忽略中和电容和y re 的影响。得： 2222122000.35180.035142202oe ie C p C p C pF ∑=++=+?+?≈回路总电容为C 3-12 0002246510202107.37480 f g S Q ππμ∑????= =≈固有谐振电导为C
答：品质因数Q L 为40.4,带宽为11.51kHz,谐振时的电压增益为30.88,中和电容值为1.615pF 3－3 高频谐振放大器中，造成工作不稳定的王要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放 大器稳定工作，可以采取哪些措施？ 答3-3 集电结电容是主要引起不稳定的因素，它的反馈可能会是放大器自激振荡；环境温度的改变会使晶体管参数发生变化，如C oe 、C ie 、g ie 、g oe 、y fe 、引起频率和增益的不稳定。 负载阻抗过大，增益过高也容易引起自激振荡。 一般采取提高稳定性的措施为： （1）采用外电路补偿的办法如采用中和法或失配法 （2）减小负载电阻，适当降低放大器的增益 （3）选用f T 比较高的晶体管 （4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。 3－4 三级单调谐中频放大器，中心频率f 0=465 kHz ，若要求总的带宽 B0.7=8 kHZ ，求每一 级回路的 3 dB 带宽和回路有载品质因数Q L 值。 解3－4： 设每级带宽为B 1，则： 答：每级带宽为15.7kHz,有载品质因数为29.6。 2212026236 0.3555100.0350.4107.3741014.6oe ie p g p g g S μ∑---=++=??+??+?≈回路总电导为g 3-12 06 00.731206111122465102021040.414.610465311.5140.4||0.350.03536.81030.8814.6100.35 3 1.61510.65 L L fe n b c b c f Q f dB B kHz Q p p y K N p C C C pF N N p ππ∑∑∑---''????==≈?==≈???===?===?=--C 品质因数g 带宽谐振增益g 中和电容1 30.71 0.71130 L 1 B B 21 B 8 B 15.7kHz 0.5098 21f Q 29.6 B =-==≈-=≈因为总带宽为则每级带宽为有载品质因数
单调谐小信号谐振放大器设计说明
高频实验报告（一）——单调谐小信号谐振放大器设计 组员 座位号16 实验时间周一上午
目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 2.1单调谐放大器的基本原理 (4) 2.2主要性能指标及测量方法 (9) 2.2.1谐振频率的测试 (9) 2.2.2电压增益的测试 (10) 2.2.3频率特性的测试 (10) 三、设计方法 (13) 四、实验内容及参数设计 (14) 五、实验参数测试及分析 (18) 六、思考题............................................................................................... 错误!未定义书签。
一、实验目的 1．熟悉小信号谐振放大器的工作原理。 2．掌握小信号谐振放大器的工程设计方法。 3．掌握小信号谐振放大器的调谐方法。 4．掌握小信号谐振放大器幅频特性的测量方法。 5．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对谐振放大器幅频特性的影响。 二、实验原理 调谐放大器的主要特点是晶体管的集电极负载不是纯电阻，而是由L、C 组成的并联谐振回路，由于LC并联谐振回路的阻抗随频率而变化，在谐振频率处、其阻抗是纯电阻，且达到最大值。因此，用并联谐振回路作集电极负载的调谐放大器在回路的谐振频率上具有最大的放大系数，稍离开此频率放大系数
就迅速减小。因此用这种放大器就可以只放大我们所需要的某些频率信号，而抑止不需要的信号或外界干扰信号。正因如此，调谐放大器在无线电通讯等方面被广泛地用作高频和中频选频放大器。 调谐放大器的电路形式很多，但基本的电路单元只有两种：一种是单调谐放大器，一种是双调谐放大器。这里先讨论单调谐放大器。 2.1单调谐放大器的基本原理 典型的单调谐放大器电路如图1.1所示。图中R 1, R 2 是直流偏置电阻；LC 并联谐振回路为晶体管的集电极负载，R e 是为提高工作点的稳定性而接入的直流负反馈电阻， C b 和C e 是对信号频率的旁路电容。输入信号V s ’经变压器耦合至晶体管发射结，放大后再由变压器耦合到外接负载R L ，C L 上。为了减小晶体管输出导纳对回路的影响，晶体管T 1采用抽头接入。 R L L V s ’ 图1.1高频小信号谐振放大器电路 在低频电子电路中，我们经常采用混合π模型来描述晶体管。把晶体管内部的物理过程用集中元器件RLC 表示。用这种物理模型的方法所涉及到的物理等效电路就是所谓的π参数等效电路。混合π 参数是晶体管物理参数，与频率
高频 小信号谐振放大器
高频小信号谐振放大器实验 121180166 赵琛 一、 实验目的 1． 掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2． 掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3． 掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数，1dB 压 缩点）的测试方法。 二、实验使用仪器 1．小信号调谐放大器实验板 2．200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪（安泰信） 5. 高频信号源 6. 高频毫伏表 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路， 其作用是有选择地对某一频率范围的高频小信号信号进行放大 。 所谓“小信号”，指输入信号电压一般在微伏~毫伏数量级范围内，对于这种幅度范围的输入信号，放大器一半工作在线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC 调谐回路）。此时放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最大的增益，而对其它远离0f 频率的输入信号，增益很小，如图1-1所示。 2、小信号调谐放大器技主要技术指标 1. 增益：表示高频小信号调谐放大器对输入信号的放大能力 电压增益的定义：0 10 20log ()i U dB U ? (1_1） 其中输出信号和输入信号的有效值分别为0U ，i U 。
相对增益(d B ) f 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 功率增益的定义： 0 10 10log ()i P dB P ? (1_2） 其中输出信号和输入信号的功率分别为0P ，i P 。在高频和射频电路中功率的单位常用dBm 表示：dBm 和mW 之间的换算关系： 1010log ()1P dBm mW =?，10dBm =10mW (1_3） 2. 通频带和选择性：通常将小信号放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所对应的输入信号频率范围定义为放大器的通频带，用B 0.7表示。为衡量放大器的频率选择性，通常引入参数——矩形系数K 0.1，它定义为： 0.1 0.10.7 B K B = (1_4） 式中，B 0.1为电压增益下降到最大值的0.1倍处的输入信号带宽，如图1.1所示。理想的电路频率选择性如图1.1的虚线所示。矩形系数越小，放大器的选择性越好，抑制邻近无用信号的能力就越强。 3．稳定性：高频小信号谐振放大器能够稳定工作是首要条件。由于高频放大器的工作频率较高，根据晶体管的Y 参数模型，当工作频率较高时，晶体管本身存在内反馈参数fe y ，同样当工作频率较高时，需要考虑外电路元器件的引线电感和PCB 布线时的板间分布电容，
高频小信号放大器实验报告
基于Multisim的通信电路仿真实验 实验一高频小信号放大器 1.1 实验目的 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。 2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。 3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。 1.2 实验内容 1.2.1 单调谐高频小信号放大器仿真 图1.1 单调谐高频小信号放大器 1、根据电路中选频网络参数值，计算该电路的谐振频率ωp。 ωp=1/(L1*C3)^2=2936KHz fp=ωp/(2*pi)=467KHz 2、通过仿真，观察示波器中的输入输出波形，计算电压增益Av0。
下图中绿色为输入波形，蓝色为输出波形 Avo=Vo/Vi=1.06/0.252=4.206 3、利用软件中的波特图仪观察通频带，并计算矩形系数。 通频带BW=2Δf0.7=7.121MHz-28.631KHz=7.092MHz 矩形系数Kr0.1=(2Δf0.1)/( 2Δf0.7)= （14.278GHz-9.359KHz）/7.092MHz=2013.254 4、改变信号源的频率（信号源幅值不变），通过示波器或着万用表测量输出
电压的有效值，计算出输出电压的振幅值，完成下列表，并汇出f~Av 相应的图，根据图粗略计算出通频带。 Fo(KHz ) 65 75 165 265 365 465 1065 1665 2265 2865 3465 4065 Uo(mV ) 0.66 9 0.76 5 1 1.05 1.06 1.06 0.97 7 0.81 6 0.74 9 0.65 3 0.574 0.511 Av 2.65 5 3.03 6 3.96 8 4.16 7 4.20 6 4.20 6 3.87 7 3.23 8 2.97 2 2.59 1 2.278 2.028 5、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波，通过示波器观察图形，体会该电路的选频作用。 2次谐波 4次谐波
高频小信号谐振放大器设计报告
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 高频小信号谐振放大器设计 课程设计目的： ①巩固和运用在《高频电子线路》课程中所学的理论知识和实验技能； ②基本掌握常用高频电子电路的一般设计方法； ③提高设计能力和实验技能，通过动脑、动手解决实际问题； ④为以后从事通信电路设计、研制电子产品打下基础。 课程设计内容和要求 1.掌握高频小信号调谐放大器的工作原理； 2. 熟悉谐振回路的调谐方法及放大器动态工作状态的测试方法； 2. 掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。初始条件： ①电路板及元件，参数； ②高频，电路等基础知识； ③EWB仿真软件。 时间安排： 1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料； 2、课程设计时间为1周。 （1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间1天； （2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间2天； （3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要....................................................................... I Abstract ................................................... 错误！未定义书签。1高频小信号调谐放大器的原理分析.. (1) 1.1 小信号调谐放大器的主要特点 (1) 1.2 小信号调谐放大器的主要质量指标 (1) 1.2.1谐振频率 (1) 1.2.2谐振增益（Av） (1) 1.2.3通频带 (2) 1.2.4增益带宽积 (3) 1.2.5选择性 (3) 1.2.6噪声系数 (4) 1.3 晶体管高频小信号等效电路与分析方法 (4) 1.3.1单级单调谐回路谐振放大器电路原理 (5) 1.3.2多级单调谐回路谐振放大器 (6) 1.4 自激 (7) 1.5 多级放大器的设计原则 (8) 1.6 集成宽带放大电路 (9) 2高频小信号调谐放大器的设计与制作 (10) 2.1主要技术指标 (10) 2.2给定条件 (10) 2.3设计过程 (10) 2.3.1选定电路形式 (10) 2.3.2设置静态工作点 (11) 2.3.3谐振回路参数计算 (12) 2.3.4确定耦合电容与高频滤波电容 (13) 3高频小信号谐振放大器电路仿真实验 (14) 3.1仿真电路图 (14) 3.2测量并调整放大器的静态工作点 (14) 3.3谐振频率的调测与技术指标的测量 (15) 4 总结（心得体会） (17) 参考文献 (18)
高频LC谐振功率放大器--解析
天津天狮学院 《高频电子线路》设计报告 题目：高频LC谐振功率放大器 专业：(本)14级电子信息工程 班级：2班 姓名：黄霞 天津天狮学院信息与自动化学院 2016年 5月 15日
高频电子线路课程设计 目录 前言 (2) 1 高频LC谐振功率放大器原理 (3) 1.1 原理电路 (3) 1.2 高频功率放大器的特性曲线. (4) 1.3 功率放大器的三种工作状态 (6) 1.4 高频功率放大器的外部特性 (6) 2 高频LC谐振功率放大器电路设计 (7) 2.1 实验电路参数计算 (7) 2.2高频LC谐振功率放大器设计电路 (7) 3高频谐振功率放大器电路的仿真与分析 (8) 3.1 EWB软件简介 (8) 3.2软件界面介绍 (8) 3.3EWB软件对丙类功放的仿真 (11) 3.3.1电路仿真图 (11) 3.3.2负载特性 (11) 3.3.3输入电压改变时对电路的影响 (14) 3.3.4当电源电压改变时对电路的影响 (17) 3.3.5输入仿真和输出仿真 (20) 3.4中心频率、通频带、放大倍数的计算 (21) 4 心得体会 (23) 5 参考文献............................................................................................................ 25HX
前言 高频谐振放大器广泛应用于通信系统和其他电子系统中，如在发射设备中，为了有效地使信号通过信道传送到接收端，需要根据传送距离等因素来确定发射设备的发射功率，这就要用高频谐振放大器将信号放大到所需的发射功率；在接受设备中，从天线上 级，要将传送的信号恢复出来，需要将信号放大，感应到的信号是非常微弱的，一般在V 这就需要用高频小信号谐振放大器来完成。 高频功率放大器的主要功能是放大高频信号，并且以高效输出大功率为目的。它主要应用于各种无线电发射机中。发射机中的振荡器产生的信号功率很小，需要经过多级功率放大器才能获得足够的功率，送到天线辐射出去。 高频功放的输出功率范围，可以小到便携式发射机的毫瓦级，大到无线电广播电台的几十千瓦，甚至兆瓦级。目前，功率为几百瓦以上的高频功率放大器，其有源器件大多为电子管，几百瓦以下的高频功率放大器则主要采用双极晶体管和大功率场效应管。 已知能量（功率）是不能放大的，高频信号的功率放大，其实质是在在输入高频信号的控制下将电源直流功率转换成高频功率，因此除要求高频功放产生符合要求的高频功率外，还应要求具有尽可能高的转换效率。 应当指出，尽管高频功放和低频功放的共同特点都要求输出功率大和效率高，但二者的工作频率和相对频带宽度相差很大，因此存在着本质的区别。低频功放的工作频率低，但相对频带很宽。工作频率一般在20--20000Hz，高频端与低频端之差达1000倍。所以，低频功放的负载不能采用调谐负载，而要用电阻，变压器等非调谐负载。而高频功放的工作频率很高，可由几百千赫到几百兆赫，甚至几万兆赫，但相对频带一般很窄。例如调幅广播电台的频带宽度为9kHz，若中心频率取900kHz，则相对频带宽度仅为1%。因此高频功放一般都采用选频网络作为负载，故也称为谐振功率放大器。近年来，为了简化调谐，设计了宽带高频功放，如同宽带小信号放大器一样，其负载采用传输线变压器或其他宽带匹配电路，宽带功放常用在中心频率多变化的通信电台中。 低频功率放大器可以工作在甲类状态，也可以工作在乙类状态，或甲乙类状态。乙类状态要比甲类状态效率高。为了提高效率，高频功放多工作在丙类状态。为了进一步提高高频功放的效率，近年来又出现了D类，E类和S类等开关型高频功率放大器。
高频实验：小信号调谐放大器实验报告要点
实验一 小信号调谐放大器实验报告 一 实验目的 1．进一步掌握高频小信号调谐放大器的工作原理和基本电路结构。 2．掌握高频小信号调谐放大器的调试方法。 3．掌握高频小信号调谐放大器各项技术参数（电压放大倍数，通频带，矩形系数）的测试。 二、实验使用仪器 1．小信号调谐放大器实验板 2．200MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 模拟扫频仪（安泰信） 5. 高频信号源 三、实验基本原理与电路 1、 小信号调谐放大器的基本原理 所谓“小信号”，通常指输入信号电压一般在微伏 毫伏数量级附近，放大这种信号的放大器工作在线性范围内。所谓“调谐”，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC 调谐回路）。这种放大器对谐振频率0f 及附近频率的信号具有最强的放大作用，而对其它远离0f 的频率信号，放大作用很差，如图1-1所示。 图1.1 高频小信号调谐放大器的频率选择特性曲线 小信号调谐放大器技术参数如下： 1 0.707
1.增益:表示高频小信号调谐放大器放大微弱信号的能力 2.通频带和选择性：通常规定放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率范围为高频放大器的通频带，用B0.7表示。衡量放大器的频率选择性，通常引入参数——矩形系数K0.1。 2.实验电路 原理图分析： In1是高频信号输入端，当信号从In1输入时，需要将跳线TP1的上部连接起来。In2是从天线接收空间中的高频信号输入，电感L1和电容C1,C2组成选频网络，此时，需要将跳线TP1的下部连接起来。电容C3是隔直电容，滑动变阻器RW2和电阻R2,R3是晶体管基极的直流偏置电阻，用来决定晶体管基极的直流电压，电阻R1是射极直流负反馈电阻，决定了晶体管射极的直流电流Ie。晶体管需要设置一个合适的直流工作点，才能保证小信号谐振放大器正常工作，有一定的电压增益。 通常，适当的增加晶体管射极的直流电流Ie可以提高晶体管的交流放大倍数 ，增大小信号谐振放大器的放大倍数。但Ie过大，输出波形容易失真。一般控制Ie在1-4mA之间。 电容C3是射极旁路电路，集电极回路由电容和电感组成，是一个并联的LC 谐振回路，起到选频的作用，其中有一个可变电容可以改变回路总的电容值。电
第1章 高频小信号谐振放大器答案
第1章 高频小信号谐振放大器 1.1给定串联谐振回路的0 1.5MHz f =，0100pF C =，谐振时电阻5R =Ω，试求0Q 和0L 。又若信号源电压振幅1mV ms U =，求谐振时回路中的电流0I 以及回路上的电感电压振幅Lom U 和电容电压振幅Com U 。 解：（1）串联谐振回路的品质因数为 06120011 2122 1.510100105 Q C R ωπ-==≈????? 根据0f = 有： 402122212 0011 1.125810(H)113μH (2)100104 1.510 L C f ππ--= =≈?=???? （2）谐振时回路中的电流为 01 0.2(mA) 5 ms U I R === 回路上的电感电压振幅为 02121212(mV)Lom ms U QU ==?= 回路上的电容电压振幅为 02121212(mV)Com ms U Q U =-=-?=- 1.2在图题1.2所示电路中，信号源频率01MHz f =，信号源电压振幅0.1V ms U =，回路空载Q 值为100，r 是回路损耗电阻。将1－1端短路，电容C 调至100pF 时回路谐振。如将1－1端开路后再串接一阻抗x Z （由电阻x R 与电容x C 串联），则回路失谐；C 调至200pF 时重新谐振，这时回路有载Q 值为50。试求电感L 、未知阻抗x Z 。 图题1.2 x Z u 解：（1）空载时的电路图如图(a)所示。
(a) 空载时的电路 (b)有载时的电路 u u 根据0f = 42 12212 011 2.53310(H)253μH (2)10010410 L C f ππ--= = ≈?=??? 根据00011 L Q C r r ωω= =有： 61201011 15.92()21010010100 r C Q ωπ-= =≈Ω???? （2）有载时的电路图如图(b)所示。 空载时，1100pF C C ==时回路谐振，则0f = 00100L Q r ω= =； 有载时，2200pF C C ==时回路谐振，则0f ，050L x L Q r R ω= =+。 ∴根据谐振频率相等有2122x x x C C C C C C C ==+，解得：200pF x C =。 根据品质因数有：100 250 x r R r +==，解得15.92()x R r ==Ω。 1.3在图题1.3所示电路中，已知回路谐振频率0465kHz f =，0100Q =，160N =匝，140N =匝，210N =匝，200pF C =，16k Ωs R =，1k ΩL R =。试求回路电感 L 、有载Q 值和通频带B 。 图题1.3 i L 解：本电路可将部分接入电路（图（a ））等效成电路图（b ）。
调谐小信号放大器分析设计方案与仿真
实验室 时间段 座位号 实验报告 实验课程 实验名称 班级 姓名 学号 指导老师
小信号调谐放大器预习报告 一．实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2.掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理； 3.掌握测量放大器幅频特性的方法； 4.熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响； 5.了解放大器动态范围的概念和测量方法。 二．实验内容 调谐放大器的频率特性如图所示。 图1-1 调谐放大器的频率特性 调谐放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成。因此，调谐放大器不仅有放大作用，而且还有选频作用。本章讨论的小信号调谐放大器，一般工作在甲类状态，多用在接收机中做高频和中频放大，对它的主要指标要求是：有足够的增益，满足通频带和选择性要求，工作稳定等。 二．单调谐放大器 共发射极单调谐放大器原理电路如图1-2所示。 放大倍数f o f 1f K 0.7o K o K 2o f ?通频带f ?2o f ?2o f ?
图1-2 图中晶体管T 起放大信号的作用，R B1、R B2、R E 为直流偏置电阻，用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。C E 是R E 的旁路电容，C B 、C C 是输入、输出耦合电容，L 、C 是谐振回路作为放大器的集电极负载起选频作用，它采用抽头接入法，以减轻晶体管输出电阻对谐振回路Q 值的影响，R C 是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q 值、带宽。 三．双调谐回路放大器 图中，R B1、R B2、R E 为直流偏置电阻，用以保证晶体管工作于放大区域，且放大器工作于甲类状态，E C 为E R 的旁通电容，B C 和C C 为输入、输出耦合电容。图中两个谐振回路：11L C 、组成了初级回路，22L C 、组成了次级回路。两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对12L L 、加以屏蔽），而是由电容3C 进行耦合，故称为电容耦合。 本次实验需做内容