第 2 章小信号选频放大器

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2小信号选频放大器

RP 129 1 (113 2 50 2 ) 1000
当Δf =±50kHz时
1 (Q 2 f 2 ) f0 W 11kW

2 50 ) 85o -arctan (113 1000
计算表明：由于该并联谐振回路的 Q 值较大，故随着失谐量的增大，回路的等效阻抗明显减小，而相移量增大。
C1 C 2 C1
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项目1-1 小信号选频放大电路的制作例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。
项目1-1 小信号选频放大电路的制作
链接本章文稿主页面
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
L + • Uo
L 的等效 – 损耗电阻并联谐振回路 Z L / C 的等效阻抗 Uo ( r jL)(1 / jC ) Z r jL 1 / jC r j(L 1 / C ) Is 当ωL 1 / ωC 时，回路并联谐振 r <<L 1 1 谐振频率： ω0 ， f0 LC 2 LC 谐振阻抗： Z
ω0
1 LC
Rp L
Cr
Qρ
项目1-1 小信号选频放大电路的制作
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例1.1 L = 180 mH, C = 140 pF, r = 10 W , 试求（1） f0、 Q、Rp ；（2）Δf=±10kHz 、±50kHz 时的等效阻抗和相移。 L + • Uo

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章射频小信号放大器电路

ABA52563是Agilent公司生产的宽带放大器电路芯片 ABA51563、ABA52563、ABA53563之一，工作频率范围为DC～3.5GHz，增益为21.5dB，在整个工作频率范围电压驻波比(VSWR)<2.0，输出P1dB为9.8dBm，噪声系数为3.3dB，电源电压为5V，电流消耗为35mA。 ABA52563采用SOT-363/SC70封装，各引脚端功能如下：引脚端Input为信号输入端，Output&Vcc为输出和输出级电源电压引脚端，Vcc为前级放大器电源电压输入端，GND1/2/3为地。

2)电作用转换成机械效应。在压电陶瓷片的极板上加一电压u，则在陶瓷介质内建立起电场，在电场力的作用下，陶瓷介质将发生极化并产生机械变形(伸长或收缩)。当u的极性改变时，介质极化及机械变形的方向也改变。设u为某一频率的交流信号，则压电陶瓷片也按同一频率伸缩，形成机械振动，u愈大，则振动愈强。压电陶瓷片的机械振动有一个固有频率。如果所加电压u的频率正好等于其固有频率，则很小的u就可使压电陶瓷片发生很强的机械振动，即压电陶瓷片处于共振状态(谐振状态)。
图2.33二端陶瓷元件的等效电路
图2.34二端陶瓷元件等效阻抗的频率特性

(3)三端陶瓷元件三端陶瓷元件的结构与符号如图2.35所示，由两片陶瓷片A和B用导电胶粘合起来，由粘合面引出的端子作为公共端，而由另两面引出的端子分别作为输入端和输出端。输入信号u加在A片上，它将电能转换成机械能，并产生机械振动。机械振动通过粘合面传到B片上，又将机械能转换成电能，输出给外接负载RL。同样，当信号频率与陶瓷片固有的机械振动频率相等时，形成共振。共振状态可形成强的电流，提供最大的电流到外部电路。在共振的条件下，输出和输入信号间可能是同相位，也可能有180°的相位差，与A、B陶瓷片的粘合面有关。

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

高频电子线路第二章高频小信号放大器

(2) 为了增大Ａu0, 要求负载电导小, 如果负载是下一级放大器, 则要求其ｇie小。 (3) 回路谐振电导ｇe0越小, Ａu0越大。 (4) Ａu0与接入系数ｎ1、ｎ2有关, 但不是单调递增或单调递减关系。由于ｎ1和ｎ2还会影响回路有载Ｑ值Ｑe, 而Ｑe又将影响通频带,所以ｎ1与ｎ2的选择应全面考虑, 选取最佳值。
结论：

以上这些质量指标，相互之间即有联系又有矛盾。增益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一对矛盾。

应根据需要决定主次，进行分析和讨论。
4、晶体管的高频小信号等效电路

形式等效电路（网络参数等效电路）包括：Y参数、h参数、z参数、s参数等效电路混合π型等效电路(物理模拟等效电路)

2.2.1 单管单调谐放大器※
1.电路组成及特点
●右图是一个典型的单管单调谐放大器。
Ｃ b 与Ｃ c 分别是和信号源（或前级放大器）、负载（或后级放大器）的耦合电容, Ｃe是旁路
UCC R2 L Cc
电容。 ●电容Ｃ与电感Ｌ组成的并联谐振回路作为晶体管的集电极负载 , 其谐振频率应调谐在输入有用信号的中心频率上。 ● 回路与晶体管的耦合采用自耦变压器耦合方式 , 这样可减弱晶体管输出导纳对回路的影响。 ● 负载（或下级放大器）与回路的耦合采用自耦变压器耦合和电容耦合方式, 这样, 既可减弱负载（或下级放大器）导纳对回路的影响 , 又可使前、后级的直流供电电路分开。 ● 另外 , 采用上述耦合方式也比较容易实现前、后级之间的阻抗匹配。
指在电源电压变化或器件参数变化时以上三参数的稳定程度。为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。

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。

W第2章高频小信号放大器-2教程

定义：当|β|下降到低频电流放大系数β0的0.707倍时，所对应的频率称为β截止频率f β 。
=
0
= 0
1 ( rb e ( C b e C b c ) ) 2
2
得 f
=
1
2 rb e ( C b e
， C b c )
=
0
,
1 ｊ f
f
=
0
1 ( f )2 f
高频电路〔二〕晶体管特征频率f T
可以证明 Q 1X r11X R 2 2Q 2Q
r1
Байду номын сангаас
X
2 2
R
2
R
2 2
X
2 2
R2
R22
X
2 2
1
1 Q2 1
R2 ,
r1
R2X
2 2
R
2 2
X
2 2
,
X1
R
2 2
X
2
R
2 2
X
2 2
R X2 1 R(Q R22 222 X X2 21 2 )r 1 1 XQ XR2 2222 2r 1 ， 1X XQ2 21 2 (1 Q 1 2)X 1 X 1
0 1ｊ f f
定义：当|β|下降到1时，所对应的频率称为β特征频率f T 。
令
0
1
1 ｊ( f T ) 2
0
f
0
得 fT f
2 0
1
0
f
（注意 0 1）
高频电路〔三〕最高振荡频率f max
定义：晶体管的功率增益Ap=1时所对应的频率称为最高振荡频率f max 。

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3）当 P 时，即Δω<0（Δf <0）时，
回路呈感性，相移为正值，且最大值趋于+90°。
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通频带（BW0.7）
并联谐振回路的通频带，就是当回路的由谐振点最大值1.0下降为（0.707）时
所确定的频带宽度，通常用BW0.7表示，
其值衡量了谐振回路的选择性，通频带越窄则谐振回路的选择性就越好，反之则越差。其示意图如图2-4所示。
90°
A
0
Δf
B 0 a) 幅频特性曲线
A Δf
90° b) 相频特性曲线
图2-3 并联谐振回路幅频特性与相频特性曲线
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1）并联谐振回路在谐振时，即 P 、 Δω=0（Δf =0）时，幅值最大，相移为零。
2）当 P 时，即Δω>0（Δf >0）时，回路呈容性，相移为负值，且最大负值趋于-90°。
2．并联谐振回路的谐振曲线、相位特性与通频带
输出电压
UO IS Z
L
I
S
C
r j(L
1 )
L
IS
Cr
L 1
C 1 j C
1
RP I S
jQP
(
P
P
)
r
谐振时输出电压
U P I S RP
归一化频率特性
UO
UP
1
1
jQP (P
P )
1
1 f jQP ( fP
fP ) f
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幅频特性
Uo UP
1
2
1
QP
2P
P
2
1
2
1
QP
2
P
1
2
1
QP
2f fP
相频特性
arctan(QP
2 ) P
arctan(QP
2f fP
)
频偏 P
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2．并联谐振回路的谐振曲线、相位特性与通频带
UO
UP 1
φ
B
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图2-1 并联谐振回路及其变换电路
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•
Z U o (r jL)(1/ jC)
L/C
•
Is
r jL 1/ jC r j(L 1 )
C
（r 很小时）
当
L 1 C
回路产生谐振，阻抗最大且为纯阻性
谐振阻抗为：
L Z Rp Cr
谐振频率为： f p
L/C
•
Is
r jL 1/ jC r j(L 1 )
C
（r 很小时）
阻抗
Z
1
R jQ
p
2
p
（在谐振频率附近）
p
幅频特性相频特性
Z
Rp
1 (Q 2 )2
p
arctan(Q 2 ) p
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幅频特性相频特性
Z
Rp
1 (Q 2 )2
小信号选频放大器就是这样一种常用的选频放大器，它可以有选择地对某一频率的信号进行放大。
小信号选频放大器所谓的“小”是指放大器的输入信号小，而用于放大的有源器件（晶体管或场效应管）则是在线性范围内工作，即放大不产生失真。
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2.1 谐振回路
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谐振回路具有选频作用，当输入信号含有不同的频率分量时，经过谐振回路只选出特定的频率分量，而对其他频率分量则会产生不同程度的抑制作用。
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第 2 章小信号选频放大器
主要内容：
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 故障排除
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【目的和要求】
掌握并联谐振回路的主要性能；掌握常用的阻抗变换电路及其应用；了解不同形式的滤波器及其应用；熟悉单调谐回路放大器电路组成及工作原理；掌握其增益、通频带、选择性的计算方法；了解放大电路、谐振回路等故障诊断的方法。
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【重点和难点】并联谐振回路的主要性能、常用的阻抗变换电路及其应用单来自谐回路放大器增益、通频带、选择
性的计算单调谐回路放大器等效电路的变换过程
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在无线电技术中，往往会遇到所接收到的有用信号很弱，而这样的有用弱信号又往往与干扰信号同时进入到接收机中。所以在接收端，我们希望将有用的弱信号选择出来并进行放大，而对其他无用的干扰信号进行抑制。
。 f P
P 2
2
1 LC
2）并联谐振回路谐振时，即 P 时，回路
阻抗为纯电阻，且其值最大。
3）当 P 时，并联谐振回路处于失谐状
态，即非谐振状态，此时回路的等效阻抗由电阻R和电抗X两部分组成，当时 P ，电抗X 为容性； P 时，电抗X为感性。
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•
Z U o (r jL)(1/ jC)
在本节中，我们将对LC谐振回路的基本特性进行分析。
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2.1.1 并联谐振回路的选频特性
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谐振回路是由电感和电容元件所组成的振荡回路，按照电感、电容与外接信号源连接方式的不同，可分为串联谐振回路和并联谐振回路，前者适用于低内阻电源，而后者则适用于电源内阻较大的情况。
在谐振放大器中，LC并联谐振回路应用广泛，
我们将重点分析并联谐振回路的基本特性。
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1．并联谐振回路的基本原理
并联谐振又称为电流谐振。图2-1a为并联谐振回路，它由电感线圈L、电容C与电流源组成，r为电感线圈的等效损耗电阻，为并联谐振回路两端输出电压；
图2-1b为图2-1a的变换电路，图2-1a中L、r的串联支路变换为图2-1b中的L、RP的并联支路， RP为并联谐振回路谐振时的谐振电阻，其值比r值大很多。此时暂不考虑信号源内阻。
p
arctan(Q 2 ) p
频偏 p
0 即谐振时，阻抗最大且为纯电阻， 0
0 回路呈容性，相移最大负值趋于 90o
0 回路呈感性，相移最大正值趋于 90o
r 越小则Q越大，Rp就越大，幅频特性曲线更尖锐，相移曲线在谐振频率附近变化更陡峭。
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2
1 LC
p 2f p
1
L
品质因数为： Q p L pC C
rrr
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图2-2 并联谐振回路等效阻抗与角频率的关系曲线
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并联谐振回路的几个特性：
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1）并联谐振回路的谐振条件为ωC-1/ωL=0，此
时谐振频率为
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