单级单调谐放大器.
单调谐放大器
2.3 单调谐放大器按调谐回路分----单调谐放大器双调谐放大器参差调谐放大器按晶体管连接方法分----共b、共e、共c 放大器•重点讲共发射极（共e）单调谐放大器一、技术指标1.放大能力表示。
用谐振时的放大倍数K2.选频性能(1) 通过有用信号的能力即具有一定的通频带。
放大器能有效放大的频率范围(2)抑制无用信号的能力即有足够的选择性。
放大器对其他频率信号抑制能力的衡量。
二、工作原理1. 电路组成2. 电压放大倍数K20200N N r Z r I Z I N N U U U U U U K i AB i b AB b i AB AB i ββ====210)(N N Z Z AC AB =02210)(N N N N r Z K i AC β=)()(1210N N N N Z r K AC i β=因为：所以：3. 谐振电压放大倍数K 0谐振时，谐振电压放大倍数L 0AC Z R Q Lω==问题：以前讲的信号源内阻如何反映在单调谐电路中？020L 0i 11()()N N K Q L r N N βω=三、选频性能1. K －f 特性2.K/K 0－f 特性3. 通用谐振曲线02i 11()()AC N N K Z r N N β=2200L 011()K K f f Q f f =+−L 0220L 01()AC Q LZ f f Q f f ω=+−0L 0222i 110L 0()()1()N Q L N K r N N f f Q f f ωβ=+−0220L 01()K f f Q f f=+−代入得2200L 011()K K f f Q f f =+−K/K 0--f 特性K--f 特性ξ=00L 0()f f Q f f ξ=−广义失谐量在谐振点附近L 02f Q f ξΔ= 2011ξα+==K K α仅与ξ有关，所以不管Q 如何变化，均可用同一条曲线表示----------通用特性曲线。
Multisim仿真实验报告_单级单调谐放大器_HUST_华中科技大学
本科生（Multisim仿真）报告题目：单级单调谐放大器学号HUST姓名华中科技大学专业通信工程1301班指导教师黄佳庆华中科技大学电信系2015年11 月14 日1 原理电路图C 4R3L FC FC 3R 2R 1C 2P 1R 4P 2ab L –+图1-1-1 原理电路图【第三章3.3晶体管谐振放大器】2 仿真电路图图2-1-1 仿真电路图仿真电路图说明：因为不知道如何设置电感抽头参数，故采用两个电感串联代替电感抽头。
3 仿真结果3.1 时域输入波形：信号源输入波形输出波形：负载电阻R 3（10K ）两端波形分析：由上图可知，当输入频率为谐振频率时，晶体管的负载等效为一个电阻，输出波形幅值最大，但由于fe ϕ的存在，输出波形与输入波形的相位差为fe ϕ+180。
3.1.1 关键点电压波形输入波形：信号源输入波形输出波形：电容C 3（56pF ）两端波形输出波形 Channel B输入波形 Channel A图3-1-1 电容的电压波形输入波形：信号源输入波形输出波形：电感L1+L2两端波形图3-1-2 电感的电压波形输入波形Channel A输出波形Channel B输入波形Channel A输出波形Channel B3.1.2 关键点电压、电流值信息3.1.3 品质因数（Q 值）3211062.62.302.0-⨯===P P 2212222122g oe ie poe ie p g p g g C C p C p C ∑∑=++=++令∑∑=g C 0L Q ω3.2频域3.2.1幅频特性图3-2-1 幅频特性分析：由上图可知，输出信号的幅度随输入频率远离谐振频率时的改变而变化，其中输出幅度最大的点对应的频率为谐振频率，而当输入频率远离谐振频率时，输出信号的幅度会降低。
3.2.2相频特性图3-2-2相频特性分析：由上图可知，当频率较低的时候，晶体管的负载呈感性，电压的相位超前于电流；当频率较高的时候，晶体管的负载呈容性，电流的相位超前于电压,。
单调谐回路谐振放大器
Av
Vo Vi
p1 p2 yfe
GP
jC
1
L1
谐振时的电压增益
Av0
p1 p2 yfe GP
GP
p1 p2 yfe p12 goe
p22 gL
4.3 单调谐回路谐振放大器
IS YS
b
＋
暂不
Vi
yie 考虑
yre的
－
作用
e
c
GP p1 yfeVi
L1 ＋
C N Vo
－
Vo
1 p2
Vo
谐振时的电压增益
4Cf0.7
Av Av 0 1
Av0
p1 p2 yfe GP
p1 p2 yfe
4f C 0.7
0.7
结论：BJT选定后，接入系数不变时，Av0只决定于C和
2f0.7的乘积。 Av0与2f0.7及 C矛盾。措施：选|yfe|较大的 BJT；减小C 。
f0 f
2△f0.7
4.3 单调谐回路谐振放大器
GP GP p12 goe p22 gL
C C p12Coe p22CL
结论：电压增益随频率的变化与前面所述的LC并联谐振 曲线形式相同。
4.3 单调谐回路谐振放大器
b
c
IS YS
＋
Vi
－
暂不
yie 考虑
yre的 作用
e
GP p1 yfeVi
L1 ＋
C N Vo
－
Vo
1 p2
Vo
放大器的电压增益
IS YS
b
＋
暂不
Vi
yie 考虑
yre的
－
作用
e
单调谐回路谐振放大器及通频带展宽课件
性能指标与优缺点
性能指标
增益、带宽、选择性、稳定性等。
优点
结构简单、成本低、易于实现、调谐范围较窄， 适用于窄带信号放大。
缺点
带宽较窄，对不同频率的信号放大倍数不同，容 易产生失真。
02
通频带展宽技术
频带展宽的必要性
适应不同频率信号处理
在实际应用中，信号的频率范围可能很广，需要放大器能够覆盖 更宽的频率范围。
调频与调相
单调谐回路谐振放大器还 可以用于调频和调相，实 现信号的调制和解调。
在雷达系统中的应用
目标检测
单调谐回路谐振放大器可 以用于提高雷达系统对目 标的检测能力，提高雷达 的分辨率和精度。
速度测量
通过分析回波信号的频率 变化，单调谐回路谐振放 大器可以帮助雷达系统测 量目标的速度。
干扰抑制
在复杂的电磁环境下，单 调谐回路谐振放大器可以 用于抑制干扰信号，提高 雷达的抗干扰能力。
提高信号处理效率
宽频带放大器能够同时处理多个信号，提高信号处理效率。
避免信号失真
在信号频率较高时，窄带放大器可能会出现信号失真现象，需要通 过展宽频带来改善。
频带展宽的方法
采用多级放大器
01
通过级联多个放大器，利用各级放大器的不同增益和带宽特性
，实现频带的展宽。
使用宽带放大器元件
02
选用具有较大带宽的放大器元件，能够直接实现宽频带放大。
在实验中，我们成功地设计和制作了单调谐回路谐振 放大器，并对其性能进行了测试和验证，证明了其具
有较高的放大增益和良好的选择性。
在通频带展宽技术方面，我们探索了多种方法，如改 变回路参数、添加阻抗变换器等，并对其效果进行了
比较和分析。
通信电子线路课件-单调谐放大器
按調諧回路分----單調諧放大器 雙調諧放大器 參差調諧放大器
按電晶體連接方法分----
共b、共e、共c 放大器
重點:共發射極（共e ）單調諧放大器
圖2-20 單調諧放大器
一、技術指標
1.放大能力 用諧振時的放大倍數 K0 表示。
2.選頻性能 (1) 通過有用信號的能力 即具有一定的通頻帶。 放大器能有效放大的頻率範圍 (2) 抑制無用信號的能力 即有足夠的選擇性。 放大器對其他頻率信號抑制能力的衡量。
7．Cb’c 是集電結電容。它隨c、b間反向電壓
的增大而減小，它的數值是10pF上下；
8． Cce 是集－射極電容。這個電容通常很小。 一般在210pF之間。
小，和在它實並際聯應的用基中－，集考電慮阻到高可頻rb忽時'c 略，C；b'的此c 容外抗，較集
－射極電容 可以合C併ce 到集電極回路之中，則得
，故在此情況下 Cb可'c 忽略不計。
Ic
g mU b'e
o
U b'e rb'e
oIb1
Ic Ib
Uce
0
o
Ib1 Ib
二、電晶體的高頻放大能力及頻率參數
1. 電晶體的高頻放大能力
共發射極短路電流放大係數：
Ic
g mU b'e
0
U b'e rb'e
Ic Ib
Uce
0
0
Ib1 Ib
在低頻情況下， Ib1 ，I則b
要保證一定的Q ，又要達到盡可能高的增益，
則有一個最佳匝比。
路當的變內換阻到諧時rc振'，e 電可路得的到負最載大的R增等L' 益於。變換到諧振電
单调谐回路谐振放大器及通频带展宽试验课件
目录
• 单调谐回路谐振放大器的基本原理 • 通频带展宽技术 • 单调谐回路谐振放大器的应用 • 单调谐回路谐振放大器的实验研究 • 通频带展宽技术的实验研究 • 结论与展望
01
单调谐回路谐振放大器的 基本原理
定义与工作原理
定义
单调谐回路谐振放大器是一种电 子放大器，利用调谐回路作为负 载，实现信号的放大。
实验步骤与过程
1. 搭建实验装置
2. 调整参数
根据实验需求，搭建单调谐回路谐振放大 器，并连接信号源、示波器、频谱分析仪 等设备。
根据实验要求，调整可调电阻、电容、电 感等元件的参数，以实现通频带展宽的目 的。
3. 测试与记录数据
4. 重复实验
在调整参数后，对放大器进行测试，记录 输入信号、输出信号的波形和频谱，并使 用示波器和频谱分析仪进行测量和记录。
工作原理
通过改变调谐回路的频率，使其 与输入信号的频率相匹配，从而 实现信号的放大。
电路组成与元件作用
电路组成
单调谐回路谐振放大器主要由输入级 、调谐回路和输出级组成。
元件作用
输入级负责接收信号，调谐回路作为 负载实现信号的放大和选择，输出级 则将放大的信号输出。
性能指标与特点
性能指标
主要包括增益、通频带、选择性、噪声系数等。
避免信号失真
通频带较窄的放大器在处理高频信号时，容易产生失真，影响信号 质量。
通频带展宽的方法
采用多级放大器串联
通过多级放大器的串联，可以逐级放 大信号，实现通频带的展宽。
采用集成运算放大器
采用有源滤波器
通过在放大器中加入有源滤波器，可 以对信号进行滤波处理，实现通频带 的展宽。
单调谐小信号谐振放大器设计
单调谐小信号谐振放大器设计引言谐振放大器是一种电子放大电路，它的输入和输出都是谐振频率。
在无线通信、放大放大器、滤波器和振荡器等电子设备中广泛应用。
本文将介绍单调谐小信号谐振放大器的设计方法和步骤。
一、谐振放大器的原理谐振放大器的设计基于谐振频率的放大，其原理如下：1.输入信号通过输入网络进入放大器。
2.放大器中的增益网络对输入信号进行放大。
3.输出信号通过输出网络输出。
二、单调谐小信号谐振放大器的设计步骤在进行单调谐小信号谐振放大器的设计之前，我们需要明确一些重要的参数：1.频率范围：确定需要放大的频率范围。
2.谐振频率：确定谐振频率。
3.放大增益：确定需要的放大增益。
4.设计目标：根据应用需求确定设计目标。
设计步骤如下：1.确定放大器的类型：根据应用需求选择合适的放大器类型，如共射放大器、共基放大器或共集放大器等。
2.确定大信号参数：计算输入信号的最大振幅和最大频率。
3.确定放大器的频率特性：根据输入信号的频率范围和谐振频率，计算并选择带通滤波器的元件参数。
4.进行放大器设计：根据放大增益的要求，计算并选择放大器的元件参数，如电阻、电容、电感等。
5.进行电源设计：计算并选择适当的电源电压和电源稳压电路。
6.进行仿真和优化：利用电磁仿真软件进行电路仿真，并根据仿真结果优化电路参数。
7.进行实验验证：根据设计结果制作实际电路并进行实验验证。
三、设计注意事项在进行单调谐小信号谐振放大器设计时，需要注意以下几个方面：1.输入和输出的匹配：确保输入输出网络与放大器的输入输出阻抗匹配，以提高功率传输效率。
2.稳定性：通过适当选择电容或电感等元件，可以提高放大器的稳定性。
3.线性度：在设计过程中，需要考虑放大器的线性度，以保证输入输出信号的准确性。
4.功率容量：根据应用需求确定放大器的功率容量。
结论单调谐小信号谐振放大器是一种常用的电子放大电路，其设计步骤包括确定放大器类型、大信号参数、频率特性、元件参数、电源设计，进行仿真和优化以及实验验证。
单调谐回路谐振放大器的工作原理
单调谐回路谐振放大器的工作原理单调谐回路谐振放大器，这听起来就像是一道高深的数学题，但其实它就像是电路中的一位“大厨”，把微弱的信号放大，让我们能听到更清晰的声音。
想象一下，生活中有时候你在街头走着，突然听见一段动人的音乐，刚开始听不太清楚，但等你靠近一点，就发现原来是街边的乐队在演奏。
这个过程，其实就是谐振放大器在帮你做的事，越靠近信号越强，声音越清晰。
这个“大厨”到底是怎么工作的呢？谐振放大器像个调味大师，它需要精准的调料——也就是电路的元件。
我们说的电阻、电感和电容就像是盐、糖和酱油，缺一不可。
它们组合在一起，形成一个特定的频率，只有当信号的频率与这个“调味”频率相吻合时，声音才会被放大。
想想看，就像你喜欢的歌曲，只有在对的时间听到，才能引起共鸣。
这里的关键是谐振，简单来说，就是当输入信号的频率正好匹配回路的谐振频率时，电流会像是打了鸡血一样，激增。
哦，这个时候你能想象那种能量吗？就像是火山爆发，瞬间的力量让你瞠目结舌。
这样一来，微弱的信号被放大到足够的强度，驱动扬声器，让你听得清清楚楚。
这种现象就像是把微小的种子培育成参天大树，瞬间让人惊艳。
再说说这个谐振回路的构造，电感和电容就像是电路的两位搭档，电感储存能量，而电容则像是个储存器，把能量释放出来。
它们在电路里相互配合，玩得不亦乐乎。
这种“你推我，我拉”的关系，像极了我们生活中朋友之间的默契。
要是有一个调皮捣蛋的元件不合作，那这道菜肯定不好吃，所以每一个元件都得各司其职，才能让整体运作得顺利。
谐振放大器还有个独特的“秘密武器”，就是增益。
增益就像是你听歌时的音量调节器，能够把微弱的信号放大到让人惊喜的程度。
想象一下，你在家里聚会，调到最大音量，瞬间整个房间都充满了音乐，这种感觉，简直爽翻天。
可是，增益不是无限制的，过了某个点就会出现失真，音质就像是喝了太多的咖啡，变得嘈杂而不清晰。
说到这里，大家可能会好奇，为什么要用单调谐回路呢？它的“单调”就是它的优点。
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U AB U I S Z
IS
CR
2
C
1
2
L L
C I
u arctan
L
CR
当谐振回路谐振时
L
U AB
U0
IS
L RC
I S RP
3. 并联谐振回路的谐振频率
0
1 LC
4. 品质因素
并联回路谐振时的感抗或容抗与线圈中串联
的损耗电阻R之比，定义为回路的品质因素，
用Q0表示。
图2.7.11 网络分析仪的Trace区
图2.7.12 点击Z11按钮的显示面板
3. Format区 （1）在Format区，可以选择所要分析的参数 种类，可选择的参数种类有：Y参数、S参数 、H参数、Z参数和稳定系数，如图2.7.13所 示。
图2.7.13 在Format区可以选择 的参数种类
在选择Marker区的3个选项时，用鼠标拖动 在Marker区中的滑块，可以改变频率。对应不同 的频率，显示不同的Z11和Z22参数。
2. Trace区 在 Trace 区 ， 可 以 选 择 显 示 的 参 数 ， 点 击 Trace区的Z11或者Z22按钮，网络分析仪面板显 示的参数和图形不同。点击Z11按钮的显示面板 如图2.7.12所示。
输入波形
输出波形
（a） f fo
输入波形
输出波形
（b） f fo
输入波形
输出波形
（c） f fo
图2.7.3 f fo ，f fo ，f fo 时输入与输出波形
这样，放大器能放大的频带宽度，就局限于LC （L2 、L3、C2 ）并联谐振回路的谐振频率附近。可 见调谐放大器频带响应，在很大程度上取决于 LC （L2 、L3、C2 ）谐振回路的特性。
双击波特图仪，弹出面板如图2.7.4所示，测出图 2.7.1谐振频率为10.904MHZ 。
图2.7.4 单调谐放大器幅频特性曲线
2.7.3 单调谐放大器的RF特性分析
单调谐放大器RF特性分析电路如图2.7.5所示， 使用网络分析仪进行RF分析，分析结果可以从网 络分析仪的面板中一一读出。
图2.7.5 单调谐放大器RF特性分析电路
Q0
0L
R
1
0 CR
1 R
L
CR
式中， L / C ,称为特性阻抗；Q0 为 LC并联谐振回路的空载Q值。
RP
L CR
Q0 0 L
Q0
0C
上式说明并联谐振回路在谐振时，谐振电阻 等于感抗或容抗的Q0 倍。
2.7.2 单级单调谐放大器电路
单调谐放大器是由单调谐回路作为交流负载 的放大器。图2.7.2 所示为一个共发射极的单调 谐放大器。它是接收机中一种典型的高频放大器 电路。
点击“启动”开关，启动RF分析。点击 网络分析仪，打开网络分析仪面板如图2.7.6 所示。
图2.7.6 网络分析仪面板
1. Marker区 在 Marker 区 有 3 个 选 项 ： Re/Im， Mag/Ph(Degs) 和 dB Mag/PH(Degs) ，如图 2.7.7所示。
图2.7.7 Marker区的3个选项
为了放大器的前后级匹配，本电路采用部分接入
方式。R3(R3)的作用是降低放大器输出端调谐回 路的品质因数Q值，以加宽放大器的通频带。
图2.7.2 共发射极单调谐放大器
如果把LC（L2 、L3、C2 ）并联谐振回路调谐 在放大器的工作频率上，则放大器的增益就很 高；偏离这个频率，放大器的放大作用就下降。 图2.7.3（a）测出的是 f fo 时的波形，图 2.7.3(b)测出的是 f fo 的波形, 图2.7.3(c)测 出的是 f fo 的波形。
最大值， ＝Z RP＝ CLR，RP称为谐振电阻，
阻抗相角为 0。从图2.7.2可以看出，并联
谐振回路在谐振点频率ωO时，相当于一个纯 电阻电路。
图2.7.1 并联谐振回路特征曲线
当回路的角频率ω<ωO。时，并联回路总 阻抗呈电感性。当回路的角频率ω>ωO。时， 并联回路总阻抗呈电容性。
2. 并联谐振回路端电压频率特性 谐振回路两端的电压
（2）在Format区中，可以选择参数显示格式， 如图2.7.14所示。S参数和Y参数有4种参数显示 格式：Simth（史密斯图）、 Mag/Ph（幅度/相 位图）、 Polar（极化图）和 Re/Im（实数/虚 数图）。H参数和Y参数有3种参数显示格式： Mag/Ph（幅度/相位图）、 Polar（极化图）和 Re/Im（实数/虚数图）。
图2.7.14 在Format区可以选择 参数显示格式
显示S参数的Simth图如图2.7.15所示。
图2.7.9 网络分析仪在面板上方以极坐标模式显示参数
（3）dB Mag/PH(Degs)（dB幅度/相位）选择 dB Mag/PH(Degs) （dB幅度/相位），网络分 析仪在面板上方以分贝的极坐标模式显示参数 Z11和Z22，如图2.7.10所示。
图2.7.10 网络分析仪在面板上方以分 贝的极坐标模式显示参数
（1）Re/Im（实部/虚部） 选择Re/Im（实部/虚部），网络分析仪在面板上方 以直角坐标模式显示参数Z11和Z22，如图2.7.8所 示。
图2.7.8网络分析仪在面板上方以直角坐标模式显示参数
（2）Mag/Ph(Degs)（幅度/相位） 选择Mag/Ph(Degs)（幅度/相位），网络分析 仪在面板上方以极坐标模式显示参数Z11和 Z22，如图2.7.9所示。
图中RB11(RB11) 、RB12(RB12)是放大器的偏 置电阻，Re(Re)是直流负反馈电阻，Ce(Ce)是旁 路电容，它们起到稳定放大器静态工作点的作用
。L2 (L2)、L3(L3)、C2(C2)组成并联谐振回路， 它与晶体管共同起着选频放大作用。
为了防止三极管的输出与输入导纳直接并入
LC（L2 、L3、C2 ）谐振回路，影响回路参数，以 及为防止电路的分布参数影响谐振频率，同时也
2.7 单级单调谐放大器
2.7.1 并联谐振回路的特性
LC组成的并联谐振回路具有如下特性：
1. 谐振回路阻抗的频率特性
阻抗的模和阻抗角分别为:
Z
1
CR 2 C 1 2 L L
C 1
Hale Waihona Puke arctanLCR
L
当回路谐振时，ω＝ωO，ωO L-
1 =0。并
OC
联谐振回路的阻抗为一纯电阻，数值可达到