小信号选频放大器综述

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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。

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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