小信号选频放大器
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。
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)
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)II Abstract ......................................................................................................1一、绪论.....................................................................................................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)33.1 稳定性分析 ..................................................................................3.2 提高放大器稳定性的方法 (4)53.3中频选频放大 ...............................................................................63.4 信号负反馈 ..................................................................................7四、电路仿真与分析 ................................................................................4.1 multisim仿真软件简介 (7)4.2 中频选频放大部分仿真 (7)9五、实物制作及调试 ................................................................................12六、个人体会........................................................................................... 参考文献...................................................................................................1314 附录I 元件清单 .....................................................................................15附录II总电路图 ....................................................................................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。
高频小信号放大器工作原理
高频小信号放大器工作原理高频小信号放大器是一种广泛应用于电子设备中的放大电路，它能够将输入的小信号放大到更高的幅度，以实现信号的传输和处理。
本文将介绍高频小信号放大器的工作原理和特点。
一、工作原理高频小信号放大器的工作原理基于晶体管的放大特性。
晶体管是一种半导体器件，常用的有双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)两种。
这两种晶体管的工作原理略有不同，但都能实现信号的放大功能。
以双极性晶体管为例，高频小信号放大器一般采用共射极放大电路。
在这种电路中，输入信号通过耦合电容进入晶体管的基极，通过电流放大作用，输出信号从晶体管的集电极获取。
当输入信号进入晶体管的基极时，根据输入电压的变化，晶体管的基极电流也会相应地发生变化。
这导致晶体管的发射极电流发生变化，进而影响集电极电流。
通过适当的偏置电路，可以使晶体管工作在放大状态。
输出信号从晶体管的集电极获取，经过耦合电容进入负载电阻，最终输出到外部电路。
由于晶体管的放大特性，输入的小信号经过放大后，输出信号的幅度会大大增加，实现了信号的放大功能。
二、特点1. 高频特性：高频小信号放大器能够在高频范围内工作，通常可达到数百MHz甚至几GHz。
这使得它在无线通信、雷达、电视等领域得到广泛应用。
2. 小信号放大：高频小信号放大器主要用于放大小幅度的信号。
由于晶体管的放大特性和适当的偏置电路，它能够将微弱的输入信号放大到足够的幅度，以便后续的信号处理和传输。
3. 线性特性：高频小信号放大器通常要求具有良好的线性特性，即输入和输出之间的关系应该是线性的。
这样才能更好地保持信号的原始信息，并避免失真和干扰。
4. 稳定性：高频小信号放大器要求具有良好的稳定性，能够在不同的工作条件下保持一致的放大性能。
为了实现稳定性，通常需要采取一些措施，如负反馈和温度补偿等。
5. 噪声特性：高频小信号放大器的噪声特性对于信号处理和传输至关重要。
为了降低噪声，可以采用低噪声晶体管、降噪电路和屏蔽技术等手段。
高频小信号放大器工作原理
高频小信号放大器工作原理高频小信号放大器是一种电子器件，可以放大高频小信号。
它的工作原理是通过放大器内部的晶体管或场效应管等电子元件来实现的。
高频小信号放大器的核心部件是晶体管或场效应管。
晶体管是一种半导体器件，由P型和N型半导体材料组成，具有放大电流和电压的特性。
场效应管也是一种半导体器件，由栅极、漏极和源极组成，通过控制栅极电压来改变漏极和源极之间的电流。
当输入一个高频小信号时，它经过输入端进入放大器的输入电路。
输入电路的作用是将输入信号与放大器内部电路相匹配，以便信号能够被有效地传递到放大器的放大部分。
在放大器的放大部分，晶体管或场效应管起到放大信号的作用。
它们根据输入信号的大小和电压，通过电流放大的方式将信号放大到所需的幅度。
放大部分还会根据放大器的设计和要求，对信号进行滤波、调整相位和增加功率等处理。
放大后的信号经过输出电路，输出到负载或其他电路中。
输出电路的作用是将放大后的信号与负载匹配，以便信号能够被负载有效地接收和利用。
为了保证高频小信号放大器的稳定性和性能，放大器通常还会加入反馈电路。
反馈电路通过将一部分输出信号反馈到放大器的输入端，来控制放大器的增益和稳定性。
反馈电路可以使放大器的增益更加稳定，减少失真和噪声。
除了晶体管和场效应管，高频小信号放大器还包括其他辅助元件，如电容、电阻和电感等。
这些辅助元件在放大器中起到滤波、隔离、匹配和耦合等作用，以提高放大器的性能和稳定性。
总的来说，高频小信号放大器的工作原理是通过晶体管或场效应管等电子元件来放大输入的高频小信号。
通过适当的电路设计和元件选择，可以实现对高频小信号的放大、滤波和调整等处理，以满足不同的应用需求。
高频小信号放大器在通信、雷达、无线电和音频等领域有着广泛的应用。
高频小信号放大器课件
设计电路元件参数
根据电路形式和性能指标，设 计电路中电阻、电容、电感等 元件的参数值。
仿真验证
使用仿真软件对设计的高频小 信号放大器进行性能仿真验证
，确保满足设计要求。
元件选择与匹配
元件选择
01
根据电路设计要求，选择合适的电阻、电容、电感等元件，确
高增益与低噪声
研发具有高增益和低噪声的高频小信号放大器， 提高信号的信噪比。
宽带与高线性度
研发具有宽带和高线性度的高频小信号放大器， 提高信号的频率响应和线性度。
高稳定性与可靠性
提高高频小信号放大器的稳定性和可靠性，确保 其在各种环境下的正常工作。
感谢您的观看
THANKS
要求。
优化调整
根据调试结果，对电路参数或元件 进行优化调整，进一步提高放大器 的性能指标。
可靠性测试
对调试和优化后的高频小信号放大 器进行可靠性测试，确保在实际应 用中具有稳定可靠的性能表现。
05
高频小信号放大器常见问 题与解决方案
噪声问题
01
总结词
噪声问题是高频小信号放大器中常见的问题之一，它会影响信号的清晰
高频小信号放大器课件
目录
• 高频小信号放大器概述 • 高频小信号放大器分类 • 高频小信号放大器性能指标 • 高频小信号放大器设计 • 高频小信号放大器常见问题与解决方案 • 高频小信号放大器发展趋势与展望
01
高频小信号放大器概述
定义与特点
总结词
高频小信号放大器是一种电子设备，用于放大微弱的高频信 号。
稳定性问题
总结词
稳定性问题是指高频小信号放大器在工作过程中，由于外部干扰或内部参数变化等原因， 导致放大器性能不稳定，输出信号失真或振荡。
高频小信号选频放大器的测试与分析
高频小信号选频放大器的测试与分析Q值）的影响。
图1-2 单调谐回路谐振放大器【实验内容】1．用万用表测量晶体管各点（对地）电压VB、VE、VC，并计算放大器静态工作点。
2．采用点测法测量单调谐放大器的幅频特性。
3．用示波器观察静态工作点、集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。
4．用示波器观察放大器输入、输出波形。
3、学会连接电路的方法。
4、按《实验报告》的要求做好记录。
【实验步骤】1. 在实验箱上插上实验板1。
接通实验箱上电源开关，此时电源指示灯点亮。
2. 把实验板1左上方单元（单调谐放大器单元）的电源开关（K7）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。
3．单调谐回路谐振放大器静态工作点测量①取射极电阻R4=1kΩ（接通K4，断开K5、K6），集电极电阻R3=10kΩ（接通K1，断开K2、K3），用万用表测量各点（对地）电压VB、VE、VC，并填入表1.1内。
表1.1射极偏置电阻实测(V) 计算(V,mA)晶体管工作于放大区? 理由V B V E V C V BE V CE I C是否R4=1kΩ 3.41 2.76 11.80 0.65 9.04 2.76 是V BE在0.6-0.7V间R4=510Ω 3.37 2.71 11.79 0.66 9.08 5.31 是V BE在0.6-0.7V间R4=2kΩ 3.45 2.81 11.80 0.64 8.99 1.41 是V BE在0.6-0.7V间②当R4分别取510Ω（接通K5，断开K4、K6）和2kΩ（接通K6，断开K4、K5）时，重复上述过程，将结果填入表1.1，并进行比较和分析。
小信号选频放大器
小信号选频放大器——典型题1•1．试画出下图所示放大器的交流通路。
工作频率f=465kHZ。
•答：根据画交流通路的一般原则，即大电容视为短路，直流电源视为短路，大电感按开路处理。
就可以很容易画出其交流通路。
•对于图中0.01μF电容，因工作频率为465kHZ，其容抗为，相对于与它串联和并联的电阻而言，可以忽略，所以可以视为短路。
画出的交流通路如图所示。
2. 某单调谐放大器中，若谐振频率f0=10.7MHZ，CΣ= 50pF，BW0.7=150kHz，求回路的电感L和Q e。
如将通频带展宽为300kHZ，应在回路两端并接一个多大的电阻？•提示：（1）求L和Q e•（2）求电阻并联前回路的总电导•（3）根据求并接的电阻•• （1）画出高频等效电路；（2）计算回路电容C ；（3）计算 • 高频等效电路•• 并联等效电路（忽略输入部分）•1．已知谐振功率放大器V CC ＝20V ，I c0＝250mA ，P o ＝4W ，U cm ＝0.9V CC ，试求该放大器的P D 、P c 、ηC 和I c1m 为多少？2．已知谐振功率放大器V CC ＝30V ，I c0＝100mA ，U cm ＝28V ，θ＝600，g 1(θ)＝1.8，试求P o 、R P 和ηC 为多少？1.07.0,2r K f• 3.已知谐振功率放大器输出功率P o ＝4W ，ηC ＝60％，V CC ＝20V ，试求P c 和I c0。
若保持P o 不变，将ηC 提高到80％，试问P c 和I c0减小多少？4.谐振功率放大器工作频率f ＝2MHz ，实际负载R L ＝80Ω，所要求的谐振阻抗R P ＝8Ω，试求决定L 形匹配网络的参数L 和C 的大小？提示1：由于R L ＞R P ，则应选择高阻变低阻L 型匹配网络 提示2：高阻变低阻L 形匹配网络提示：5．某谐振功率放大器，原工作于欠压状态，现为提高输出功率，将其调整到工作于临界状态。
魏俊平 高频电子线路 第2章 高频小信号选频放大器
R. S
Us
L rC
解：1. 计算不考虑 RS、 RL时的回路固
RL
有特性：f0、Q、RP、BW0.7
f0
2
1 LC
(
2
1
)Hz 465kHz
586 106 200 1012
586 106
Q
LC r
200 1012 12
143
RP
L Cr
(
586 106 200 1012
Is'U
' o
IsU12
I's
I sU 12 U 'o
U 12 U 13
Is
1 n1
Is
1mA 5
0.2 mA
Uo
U13 n2
U
' o
n2
I
' s
Re
0.2 30.6 V
n2
10
0.612 V
思考讨论题
1. LC并联谐振回路有何基本特性?说明Q对 回路特性的影响。
2.1 LC谐振回路
2.1.3抽头谐振回路 2.电容分压式
【例2-3、2-4】
第2章 高频电路基础
例 2-3 如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本 身的固有损耗，试求回路两端电压 u1(t) 的表示式及 回路带宽。
29
例2.4 下图中，线圈匝数 N12 = 10 匝， N13 = 50 匝，N45 = 5 匝，L13= 8.4 mH, C = 51 pF, Q =100, Is = 1 mA , Rs =10 kW, RL= 2.5 kW, 求有载品质因数Qe、通频带BW0.7、谐振输出电压Uo。
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解：将Is 、RS 、 RL均折算到并联谐振回路1-3两端
第 2 章 小信号选频放大器
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Re = R's // Rp //R'L = 30.6 kW
51 10 12 C 3 30.6 10 75 Qe Re 6 L13 8.4 10 f0 1 BW0.7 Hz 103kHz Qe 2π 8.4 10 6 51 10 15 75
Q
r
RP
第 2 章 小信号选频放大器
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因此
0 20
则可得
通常，谐振回路研究ω0附近的频率特性，由于ω 十分接 近ω 0，故可近似认为：
L/ C L / rC Z r j(L 1 / C ) 1 j (L 1 / C ) r Rp 1 jQ ( / 0 0 / )
U o U p 值由最大值下降到0.707
时，所确定的频带宽度 2Δf 就是回路的通频带 BW0.7
BW 0.7
f0 Q
该式表明：回路Q越高，幅频特性曲线越 尖锐，通频带越窄；回路谐振频率越高， 通频带越宽。
第 2 章 小信号选频放大器 2、选择性
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选择性指回路从含有各种不 同频率信号总和中选出有用信号、 排除无用信号的能力。回路谐振 曲线越尖锐,则选择性越好。 计算选择性 BW0.1 = 10 f 0 / Q 通带与选择性的综合评价 计算矩形系数K 0.1
空载品质因数：Q＝ RP
L ＝ C
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。
链接本章文稿主页面 第 2 章 小信号选频放大器 例2.1.2 下图中，L = 586 mH, C = 200 pF, r = 12 W , RS = RL= 100 kW ，试分析信号源及负载对谐振回路特性的影响。
第 2 章 小信号选频放大器
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2. 电感分压器阻抗变换电路
设L1 、L2无耗且 RL L2 ， 则
n N1 N 2 L L2 2 M U 1 I 1 2 N2 L2 M U2 I1
故R'L n 2 RL
小变大 若将RL 接在1、3端，输入电压加在2、3端，则
1 / jC1 1 / jC 2 1 / jC 2 U2 U 1 C1 C 2 n U2 C1 U1
链接本章文稿主页面 第 2 章 小信号选频放大器 例2.1.3 下图中，线圈匝数 N12 = 10 匝， N13 = 50 匝，N45 = 5 匝，L13= 8.4 mH, C = 51 pF, Q =100, Is = 1 mA , Rs =10 kW, RL= 2.5 kW, 求有载品质因数Qe、通频带BW0.7、谐振输出电压Uo。
US RS
Re Rs // RP // RL 41.5kW
Qe Re
BW0.7
12 C 3 200 10 41.5 10 24 6 L 586 10
f0
Qe
465
24
kHz 19.4kHz
可见：信号源内阻及负载电阻使回路品质因数下降, 导致回 路通频带变宽，选择性变差。应采取措施减小信号源和负载 的影响。
0
2 0
令 0
Rp Z 2 1 jQ
0
Rp Z 2 2 1 Q （ ）
arctan（ Q
2
0
0
)
第 2 章 小信号选频放大器 Z RP Δ O 幅频特性曲线 O -90º
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90º 0º Δ
相频特性曲线
第 2 章 小信号选频放大器
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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
本章小结
第 2 章 小信号选频放大器
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2.1 谐振回路
作用：选择信号；阻抗变换。
应用：调谐放大、高频功放、振荡、调制、混频等
第 2 章 小信号选频放大器
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作业：Leabharlann 第 2 章 小信号选频放大器 思考讨论题
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1. LC并联谐振回路有何基本特性?说明Q对 回路特性的影响。
解：并联谐振回路具有谐振特性，当外加信号频率与回路谐 振频率相等，即回路调谐时，回路两端输出电压为最大，且 相移为零；当外加频率与回路谐振频率不相等时，即回路失 谐时，回路两端输出电压迅速下降，相移值增大。 利用回路的谐振特性，通过调谐，可以从各种不同信号 频率的信号总和中选出有用信号、滤除无用信号，这称为谐 振回路的选频作用。 当谐振回路Q值越大，回路谐振频率越尖锐，其选频作用 越好，但通频带将会变窄。
Z Hz =1MHz
Q
r
L C r
180 10 6 140 10 12 113 10
L 180 10 6 RP W 129kW 12 Cr 140 10 10
第 2 章 小信号选频放大器
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二、 并联谐振回路的通频带和选择性
1、电压谐振曲线
50 2 N 13 2 R's n Rs （ ） RS （ ） 10kW = 250 kW 10 N 12 N 13 2 50 2 2 R' L n2 RL （ ） RL（ 5 ） 2.5kW = 250 kW N 45 Rp Q L13 / C 100 8.4 10 6 / 51 10 12 kW = 40.6 kW
2.1 谐振回路
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。 了解变压器、电感分压器、电容分压器等常用阻抗 变换电路及其阻抗变换的关系。
第 2 章 小信号选频放大器
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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
第 2 章 小信号选频放大器
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二、 常用阻抗变换电路
常用的有：变压器、电感分压器和电容分压器
1. 变压器阻抗变换电路 设变压器为无耗的理想变压器
n N1 I U1 2 N2 U2 I1
R'L
U1
nU2
I1
I2/ n
n RL
2
可变大，也可变小，取决于n
ω0
1 LC
Rp L
Cr
第 2 章 小信号选频放大器 例2.1.1 L = 180 mH, C = 140 pF, r = 10 W , 试求 （1） f0、 Q、Rp 。 解： . Is
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L
r C
+ • Uo –
f0
1 2 LC
1 2 180 10 6 140 10 12
由折算前后信号源输出功率相等，可得
I U I sU12
' s ' o
U 12 I sU 12 1 1mA Is Is I 's 0.2 mA n1 5 U 13 U 'o
' U 13 U o I s' Re 0.2 30.6 Uo V 0.612 V n2 n2 n2 10
. Is
L
C
. Is
C
Rp L
Cr
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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
定义参数
L C
Q
0 L
r
1 r0C
，称为LC回路的特性阻抗
则可得
1 0 L 0C
并联回路两端电压 U o I S Z
谐振时回路输出电压
L
. Is
r
C
+ • Uo
–
I s RP UP Uo 2 2f 1 jQ 1 jQ 0 f0
回路的绝对失谐量
Z
Uo
Up
2f 2 1 Q （ ） f0
1
2f arctan( Q ) f0
BW0.7
f 0 465 kHz 3.3kHz Q 143
第 2 章 小信号选频放大器
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2. 计算考虑 RS、 RL时的回路特性：f0、Qe、Re、BW0.7 RS
Us
.
L r
Is
C RL
.
L C Re
Re=Rs//RP//RL 由于L、C 基本不变，故谐振频率 f0 仍为465kHz。 等效负载电阻 有载品质因数 通频带
第 2 章 小信号选频放大器
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并联谐振回路归一化输出电压的幅频特性曲线 Q值越大，幅频特性曲线越尖锐，相频特性曲线越陡峭。
第 2 章 小信号选频放大器 2、通频带
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占有一定频带的信号在并 联谐振回路中传输时，由于幅 频特性曲线的不均匀性而不可 避免地产生频率失真。通频带 实际上是为了限制频率失真的 大小而规定的一个值。
RL R'L 2 n
大变小
第 2 章 小信号选频放大器 3. 电容分压器阻抗变换电路
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设C1 、C2无耗，由功率相等可得