小信号选频放大器综述

合集下载

2小信号选频放大器详解

0
arctan （Q
Z RP Q增大 O
阻抗幅频特性
2
0
2 f ) arctan （Q ) f0
Q增大 O -90º 90º 0º
∆f
∆f
阻抗相频特性
∆ f 称为回路的绝对失谐量，∆ f /f0 称为回路的相对失谐量。 EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
对小信号
Ib YieUbe YreUce
Ic YfeUbe YoeUce
对小信号
Y参数通过仪器测量，或查手册，或由混合π型等效电路求取
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
Ib
+ 简化为 U
be
.
B
.
C Ic
+
.
–
Yi e
g m U be Yoe
U ce
–
Gi e、Ci e为晶体管的输入电导、输入电容
这对曲线说明了并联谐振回路具有怎样的频率特性？
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
Z RP Q增大 O阻抗幅频特性Q增大 ∆O -90º
90º 0º
∆
阻抗相频特性
谐振时，回路相移为零，回路阻抗最大且为纯电阻。失谐时，回路有相移，且回路阻抗下降。
ω0
1 ， LC
Z Rp L
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
总结
Z
并联谐振回路及其特性
L r
C Z
L C 90º 0º
Rp =L/rC
RP O ∆
O -90º
∆
ω0
1 ， ZR L p LC rC

第一章小信号调谐放大器

=
2π
1 LC
所以 C=1/[（2πf0）2L]=200PF
Rp=L/Cr=244KΩ
Q0=ω0L/r=142
BW0.7=f0/Q0=3.3KH 在失谐Δf=±10KH的选择性为
S
1
1
0.16
1 Q02 (2f / f0 )
1 (142 * 2 *10)2
465
1.2.3 信号源和负载对谐振回路的影响 1、信号源及负载对谐振回路的影响
R1
M
+
V&1
L1 L2
–
Is G1
R2
L1
CM
+
L2
G2
C1
C2
-
C1
C2
互感耦合回路
电容耦合回路
图8 双调谐耦合回路
互感耦合系数
k=
电容耦合系数
M =M L1L2 L
k=
CM
= CM
(C1 + CM )(C2 + CM ) C + CM
次级电压
Ig
U 2= ω0C
kQ02 1 - ξ2 + k2Q02 2 + 4ξ2
BW0.7
Au/Auo 1 0.707
0.1
令： S = 0.1
fL fO fH
f
BW0.7
BW0.1
= 9.95 f0 Q0
BW0.1
= 9.95BW0.7
则：
K0.1 = BW0.1 = 9.95 BW0.7
1.2.2 并联谐振回路
下图是最简单的并联回路。 r近似为电感线圈L的内阻，r通常很小，可以忽略，Ig为激励电流源。
频率较高时，Cb’c的容抗较小，可它并联的电阻 rb’c较大，相比之下rb’c可以忽略。

第2章--小信号选频放大器PPT课件

RP
LC r
Q
L C
.
(2.1.7)
11
2.1.1 并联谐振回路的选频特性
5)并联谐振回路阻抗频率特性将式(2.1.3)、(2.1.4)、(2.1.5)代入(2.1.2)
可得并联谐振回路阻抗频率特性电性:
Z
RP
1 jL1C r
RP
1 j 0 L
0
r
0
RP
1 jQ
0
0
C Q
L1 0
0
r
r
(2.1.5)
将式(2.1.4)代入式(2.1.5),则得
Q
L C
.r
(2.1.6) 10
2.1.1 并联谐振回路的选频特性
⑵品质因数Q与并联谐振电阻RP 的关系一般LC谐振回路的Q值在几十到几百范围内,Q值越大,回路的损耗越小,其选频特性就越好。将式(2.1.6)代入(2..1.3)可得
.
5
2.1.1 并联谐振回路的选频特性
• 并联谐振回路的阻抗频率特性
图2.1.1 并联谐振回路
.
6
2.1.1 并联谐振回路的选频特性
1) 并联谐振回路的等效阻抗Z:
U Z
• •
O
(rjL)(1jC) rjLjC
IS
(2.1.1)
通常r很小,当r＜＜ωL ,Z可用下式表示 :
Zrj(LLC 1C)
3)电压谐振曲线
图2.1.3 并联谐振回路输出电压调谐曲线
（a）幅频特性
. （b）相频特性
19
2.1.1 并联谐振回路的选频特性
2、通频带
1)通频带的定义
当占有一
7
2.1.1 并联谐振回路的选频特性

第2章小信号选频放大器

L’
L
折算方向：向谐振回路1，3两端折算
折算原则：折算前RL、L功率=折算后RL/、L/功率
接入系数：p U23 C1
U13
C1 C2
RL' RL
=
1 n2
折算前：PL
U223 ωL
U123 ωL'
折算后
L' L
U13 U 23
2 L'
1 n2
L
4、常用阻抗变换电路
L1
is RS L2
单、容易控制和调整。
2.1.2 阻抗变换电路
一、变压器阻抗变换
二、部分接入回路的阻抗变换
1、输出端电感抽头式
RP
RP
RP ：谐振阻抗
折算方向：一般向并联谐振回路折算(折算方向可根据需要调整) 折算原则：折算前后功率相等折算的关键：计算接入（折算）系数n
部分接入电压折算前电压 n 并联谐振回路电压折算后电压
fo
=
2π
1 LC
⇒L 2 ( 10 ×106
)2 ×50 ×10
—12
= 5.07 μH
方法一：RP = Q
L = 100×
C
5.07 ×10—6 50 ×10—12 = 31.8KΩ
方法二：Q
=
RP ωpL
⇒RP
=
Qωp L
=
100 ×2π ×10 ×106
各种滤波器
LC集中滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器
2.1 谐振回路
由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路，称为
单振荡回路。
电感线圈等效电路
L
R
+ Vs

小信号选频放大器

第2章小信号选频放大器
2.0 概述 2.1 谐振回路 2.2 小信号谐振放大器 2.3 集中选频放大器 2.4 放大器的噪声
2.0、概述
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。
组成：小信号放大器＋选频回路
小
小信号谐振放大器
信
又称调谐放大器
号
选
频
放
大
集中选频放大器
器
小信号放大器＋ LC谐振回路
ZP
r
jL
jC
1
jC
r
C 2
j
1 C
r 2
L2
L C
r
2
L
1 C
2
RP ( j) jX P ( j) (2 - 1
• 谐振
– 回路电压与输入激励电流同相位 – 回路呈纯阻特性
并联谐振频率ωp, 令Zp的虚部Xp(jω)为零, 求解方程的根就是ωp, 可得
r2 L2 L 0
C
P
2.1.1 并联谐振回路
储能元件（电感和电容）并联电流驱动，电压输出传输函数具有阻抗的量纲
回路电感元件的固有损耗电阻r
包括电感线圈导线的欧姆电阻、由趋肤效应引起的高频损耗电阻
固有损耗也可等效表示为并联谐振电阻Rp 负载电阻 RL
Ig
L
C
VO
ZP ( j) r
RL
并联谐振回路的并联阻抗为
(r jL) 1
计算矩形系数K 0.1 K0.1 = 10
并联谐振回路的等效电路
. U
L
r
Z
.
C
UL C
Z
当r <<ωL时
Z

《高频电子技术》3 高频小信号选频放大器

r
得: Z
Rp
1 jQ(
0 )
1
Rp
2
jQ(
2 0
)
0
0
高频电子技术
学习任务3
高频小信号选频放大电路
Z
1
Rp
jQ( 2 02 0
)
1
jQ( (
Rp
0 )( 0
0))
通常，谐振回路研究ω0附近的频率特性，由于ω十分接近ω0，故可近似认为：
0 20 0 02
令 0
则可得
高频电子技术
学习任务3
高频小信号选频放大电路
3.1 选频器
选频器是构成高频放大电路的一个基本电路
作用：选择信号；阻抗匹配。
分类：按功能分可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波
器、带阻滤波器等；按工作原理分可分为为谐振式滤波器和固体滤波器。
LC回路是应用最广的谐振式滤波电路。陶瓷滤波器、声表面波滤波器、晶体滤波器等被称为
51 1012 75 8.4 106
若没有阻抗变换电路，则R/e = RS // RP //RL= 1.91kΩ，Q/e=4.68。
可见，采用了阻抗变换电路，RS、RL对并联回路的影响减少了，品质因数下降得不多了。
高频电子技术
学习任务3
高频小信号选频放大电路
3.2 小信号选频放大器
电路要获得增益，就必须设置放大器。放大器加选频器就构成了小信号选频放大器。小信号选频放大器以谐振回路为选频器，也称小信号调谐放大器。
r r0C
品质因数和谐振电阻的关系？
. Is
L rC
Q
Rp L/C
或
RP Q
通频带定义?
BW0.7

晶体管中频小信号选频放大器设计(高频电子线路课程设计)综述

课程设计任务书学生姓名：专业班级：电子1001班指导教师：韩屏工作单位：信息工程学院题目：晶体管中频小信号选频放大器设计初始条件：具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。

要求完成的主要任务：1.采用晶体管或集成电路完成一个调幅中频小信号放大器的设计；2.放大器选频频率f0＝455KHz，最大增益200倍，矩形系数不大于5；3.负载电阻R L＝1KΩ时，输出电压不小干0.5V，无明显失真；4.完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。

时间安排：1．2013年12月10日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。

2．2013年12月11日至2013年12月26日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。

3. 2013年12月27日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。

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 ...................................................................................................... I I一、绪论 (1)二、中频小信号放大器的工作原理 (2)三、中频选频放大器的设计方案 (3)3.1 稳定性分析 (3)3.2 提高放大器稳定性的方法 (4)3.3中频选频放大 (5)3.4 信号负反馈 (6)四、电路仿真与分析 (7)4.1 multisim仿真软件简介 (7)4.2 中频选频放大部分仿真 (7)五、实物制作及调试 (9)六、个人体会 (12)参考文献 (13)附录I 元件清单 (14)附录II总电路图 (15)摘要本文对中频小信号选频放大器的工作原理进行了详细解析，通过对放大器的性能分析，确定最佳制作方案。

08-第二章——高频小信号放大器解析

第二章高频小信号放大器
1. Y参数等效电路
设电压u1和u2为自变量，电流i1和i2为参数量，
可得Y参数系的约束方程：
I1 y11 U 1 y12 U 2
I 2 y21 U 1 y22 U 2
i1
+
I1 yi U 1 yr U 2
U1
I 2 y f U 1 yo U 2
-
i1 + u1
ｙf越大, 表示晶体管的放大能力越强；
ｙr越大, 表示晶体管的内部反馈越强。ｙr的存在, 对实际工作带来很大危害, 是谐振放大器自激的根源, 同时也使分析过程变得复杂, 因此应尽可能使其减小, 或削弱它的影响。
第二章高频小信号放大器
Y参数的物理意义
yie
Ib Ub
UC 0
输入导纳
yi yru2
第二章高频小信号放大器
放大器特点
工作频率高，中心频率几百KHz-几百MHz
具有选频特性，一般负载采用谐振回路晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用双端网络参数微变等效电路来分析。
按所用负载的性质分为谐振放大器和非谐振放大器。谐振放大器——采用谐振回路作为负载的放大器，具有放
大、滤波和选频的作用。非谐振放大器——由阻容放大器和各种滤波器组成，其机
Ie yibUeb yrbUcb
Ic y U fb eb yobUcb
*对于共集接法，y参数用 yic、yrc、y fc、yoc 表示，则:
Ib yicUbc yrcUec
Ie y U fc bc yocUec
第二章高频小信号放大器
Ｙ参数法从测量和使用的角度出发, 把晶体管作为一个有源线性双口网络, 用一组网络参数构成其等效电路。

小信号选频放大器

.. . Ii=YieUi+YreUo .. . Io=YieUi+YreUo （6-1）
图6-1 共射晶体管等效为二端口网络
6.1.1晶体管高频Y参数等效电路
式中4个Y参数的. 下标. 表示. 共射. 连接。两个端口的变量用Ib ，Ub ， Ic 和Uc得到的Y参数. 方程为. ： .
I.b=YieU. b+YreU.c Ic=YfeUb+YreUc
图6-9 多级同步调谐放大器增益幅频特性曲线
6.1.3 多级单谐振回路谐振放大器
2．双参差调谐放大器为了克服多级单调谐放大电路随着级数
增加通频带越来越窄的缺陷，可以采用参差调谐的方式，即将级联的单调谐放大电路每一级的谐振频率参差错开，分别调整到约高于和约低于中心频率上。这种电路称为参差调谐放大电路。
第6章小信号选频放大器
6.1 小信号谐振放大器 6.2 集中选频放大器 6.3 噪声与灵敏度
6.1 小信号谐振放大器
6.1.1 晶体管高频Y参数等效电路 6.1.2 单调谐回路谐振放大器 6.1.3 多级单谐振回路谐振放大器
6.1.1晶体管高频Y参数等效电路
单调谐回路放大器是分析高频小信号调谐放大器的基础。作为放大器核心部件的晶体管，因工作频率很高，且工作在窄带，因此，可用高频Y参数等效电路来分析。
f f f为0 回路的绝对失调量。
6.1.2单调谐回路谐振放大器
根据式（6-5）作出单调谐放大器的增益频率特性曲线，如图6-5所示。
图6-5 单调谐放大器增益频率特性曲线
6.1.2单调谐回路谐振放大器
2．单调谐放大器稳定性的提高为了提高放大器的稳定性，通常从两个
方面着手。
一是从晶体管本身想办法，减小其反向传输导纳 Yre 值。Yre的大小主要取决于结电容 Cbc ,所以制作晶体管时应尽量使其减小Cb，c 使反馈容抗增大，反馈作用减弱。二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化。

第一章小信号调谐放大器介绍

. I
. U1
CC
. U2
互感耦合振荡回路，（两个
振荡回路R1 通L1过C互1 感C2耦合L2 ） R2
. I
. U1
(a)
CC
. U2
(b)
M
＋ R1 C1L1 C1 C2 C2L2
.
I C
. － I1
1
L1
L2 .
(b) I2
R2
r2
电容耦＋合L振1 荡C1′回C路2′ ，L2（两个 E＝振j荡L1I. 回－路通过电C容m 耦合） r2
(a)
1
. I
. U1
(a) CC
. U2
M
＋R1 CL11 C1 C2 C2L2
. － I1
L1
L2 .
I2
(b)
R2
＋
r2 E＝jL1I. －
耦合谐振回路的特性和谐振曲线的形状与两个谐振回路之间的耦合程度密切相关。 k＜1%，称很弱耦合； k＜1%~ 5%，称弱耦合； 5% ＜k ＜90%，称强耦合； k> 90%,很强耦合；k=100%,全耦合。
电容耦合双回路调谐放大器
•， •
小信号集中选频放大器
• 集中选频放大器的优点： • （1）将选择性回路集中在一起，有利
于微型化。 • （2）稳定性好。 • （3）电性能好。 • （4）放大器指标容易控制。 • （5）便于大量生产。
小结
1. 小信号调谐放大器信号的特点，放大器的分类及主要指标。
1.4 小信号谐调放大器
1.4.1晶体管单回路调谐放大器 1.电路组成
一、放大电路及其工作原理
RB1 C
+ –
U i

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

正工并常作联使信谐用号振时的回，中路回心的路频通通率频常上带应。和调选谐择在性
计算选择性BW0.1
0B.1W0.1 = 10 f 0/1Q Q 越高, 1通选频择(Q带性B越越Wf窄好00,.1 )2
计算矩形系数K 0.1
K0.1 = 10
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
.
U0
.
U0
.
UP
O 0º ∆
-90º
阻抗幅频特性
阻抗相频特性
谐振时，回路相移为零，回路阻抗最大且为纯电阻。
失谐时，回路有相移，且回路阻抗下降。
ω0
1， LC
Z
Rp
L rC
ω>ω0 时, 回路呈容性，相移为负； -90 ◦ < <90◦ ω<ω0 时, 回路呈感性，相移为正；
Q 值增大，曲线变陡
EXIT
高频电子线路
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
二、并联谐振回路的通频带和选择性
.
.
+ Uo Is Z
L
.
r
C Uo
Is
–
Uo Up
1
1 jQ
2f
f0
回路归一化输出电压的频率特性与阻抗频率特性是一样的。
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
计算通频带BW0.7
1BW 0.7 = f 0/ Q1 Q则2越通高频,带1f0越越(窄Q低,，BWf00.7 )2
r <<ωL
谐振频率： ω0
1， LC
谐振阻抗：
Z
Rp
L rC
f0
2π
1 LC
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
引入品质因数Q ，它反映谐振回路损耗的大小
Q 定义为：回路谐振时的感抗或容抗
回路等效损耗电阻
空载品质因数，固有品质因数
Q 0L 1 r r0C
定义参数 L ，称为LC回路的特性阻抗
Rs
有载品质因数：
QT＝
RT
＝ L
C
空载品质因数： Q＝ RP
RT < Rp
＝ L
C
信号源及负载使回路品质因数下降, 通频带变宽，选择性变差
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
二、常用阻抗变换电路
1. 变压器阻抗变换电路
+I1 U1 L1
R’L– N1
I2 + L2 RL U2
设变压器为无耗的理想变压器
1.0
.
UP
BW0.7 f
O BW0.1
BW0.1
=BW0.
7
通频带BW0.7
1.0 0.707
选择性 BW0.1 BW0.1 越小，选择性越好
0.1 f
O
K 0.1
BW0.1 BW0.7
通常通频带与选择性矛盾，用矩形系数K 0.1综合评价
K 0.1越接近1, 选择性越好Biblioteka EXIT高频电子线路
2 小信号选频放大器
C
则可得
0L
1
0C
Q RP r
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
因此
Z
L/C
r j(L 1 / C ) Rp
1 jQ( / 0
1
j
L/
(L
0 /)
rC 1
r
/ C
)
通常，谐振回路研究ω0附近的频率特性
故
ω＋ω0 ≈2ω0
，
ωω0
≈
2 0
，令 ω-ω0 =∆ω,
则可得
故 Z
Z
1
Rp
n
N1 N2
U1 U2
I2 I1
N2
–
R'L
U1 I1
nU2 I2 / n
n2 RL
等效原则：等效电路与原电路的功率相等（功率相等原理）
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
2. 电感分压器阻抗变换电路（自藕变压器）
I1
+
U1 M
–
R’L
1 L1
N1
I2
+
设L1 、L2无耗
n N1 N2 N2
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
第 2 章小信号选频放大器
谐振回路小信号谐振放大器集中选频放大器放大器的噪声* 本章小结
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
2.1 谐振回路
作用：滤除无用信号；阻抗变换
主要要求：
掌握并联谐振回路的选频特性及其主要参数的计算理解回路Q值、信号源、负载等对回路特性的影响掌握变压器、电感分压器、电容分压器等常用阻抗
三、并联谐振回路的等效电路
. U
L
r
Z
[证明]
.
C
UL C
Z
当r <<ωL时
Z
L/C
r j(L 1 / C )
1
1 jC 1
Rp
jL
Rp =L/rC
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
2.1.2 阻抗变换电路
一、信号源及负载对谐振回路的影响
R. S
Us
L rC
RL
.
Is
Us
L C
RT = RL // RS //RP
高频电子线路
2 小信号选频放大器
第 2 章高频小信号选频放大器
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。组成：小信号放大器＋选频回路
应用：通信设备接收机
小
小信号谐振放大器
信
又称调谐放大器
号
选
频
放
大
集中选频放大器
器
小信号放大器＋ LC谐振回路
集成宽带放大器＋集中选频滤波器
2 小信号选频放大器
以 f 为自变量，则回路频率特性表示为
Z
Rp
1 （Q 2）2
0
Rp 1 （Q 2f ）2
f0
arctan（Q 2 ) arctan（Q 2f )
Z 0
Q增大
f0
RP Q增大
∆f O
90º
O 0º ∆f -90º
阻抗幅频特性
阻抗相频特性
∆ f 称为回路的绝对失谐量，∆ f /f0 称为回路的相对失谐量。
jQ 2
Rp
0
1 （Q 2）2 0
arctan（Q 2 ) 0
EXIT
高频电子线路
Z RP
∆
O
阻抗幅频特性
2 小信号选频放大器
90º
O 0º ∆
-90º
阻抗相频特性
这对曲线说明了并联谐振回路具有怎
样的频率特性？
EXIT
高频电子线路
Z
RP Q增大
∆
O
2 小信号选频放大器
Q增大 90º
U1 U2
.
I2
.
I1
2 L2
3 N2
RLU2
–
根据功率相等原理，有
故R’L （UU
1 2
）2 RL
n2
U
2 1
R’L
U
2 2
RL
RL 小变大
若输将入电RL压接加在在1、2、3端3端：则R’L （UU12）2 RL
RL n2
大变小
当RL >> L2时, 可忽略RL分流，可证明 n L1 L2 2M L2 M EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
3. 电容分压分压器阻抗变换电路
设C1 、C2无耗
+
U1
–
R’L
C1 +
C2 RLU2
–
则
U
2 1
R’L
U 22 RL
即R’L （UU
1 2
）2 RL
n2
变换电路及其阻抗变换的计算
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
2.1.1 并联谐振回路的选频特性
一、 LC并联谐振回路阻抗频率特性
+
.
LC
Is
L
•
Uo
. Is
r
C
–
L 的等效损耗电阻
Z
Uo Is
Z
(r jL) / jC r jL 1 / jC
r
L/C
j(L 1 / C )
当ωL 1/ ωC 时，回路并联谐振