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。
第 2 章 小信号选频放大器
回路呈感性，相移为正值，且最大值趋 于+90°。
高频电子线路
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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
高频电子线路
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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
高频电子线路
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幅频特性
Uo UP
1
2
1
QP
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)Abstract (II)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。
通过multisim的仿真分析，按照设计要求，来确定最佳参数，并利用其他相关电路来调试放大电路，解决了放大电路中自激振荡问题和调谐准确的问题。
小信号调谐放大器实验
小信号调谐放大器实验一、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2．掌握单调谐和双调谐放大器的基本工作原理； 3．掌握测量放大器幅频特性的方法；4．熟悉放大器集电极负载对单调谐和双调谐放大器幅频特性的影响； 5．了解放大器动态范围的概念和测量方法。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理在无线电技术中，经常会遇到这样的问题—所接收到的信号很弱，而这样的信号又往往与干扰信号同时进入接收机。
我们希望将有用的信号放大，把其它无用的干扰信号抑制掉。
借助于选频放大器，便可达到此目的。
小信号调谐放大器便是这样一种最常用的选频放大器，即有选择地对某一频率的信号进行放大的放大器。
小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路，其作用是放大信道中的高频小信号。
调谐放大器主要由放大器和调谐回路两部分组成。
因此，调谐放大器不仅有放大作用，而且还有选频作用。
小信号调谐放大器，一般工作在甲类状态，多用在接收机中做高频和中频放大，其主要指标要求是：有足够的增益，满足通频带和选择性要求，工作稳定等。
小信号调谐放大器中，小信号，通常指输入信号电压一般在微伏至毫伏数量级，放大这种信号的放大器工作在线性范围内；调谐，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC 谐振回路）。
这种放大器对谐振频率o f 的信号具有最强的放大作用，而对其他远离o f 的频率信号，放大作用很差。
调谐放大器的幅频特性如图1-1所示。
放大倍数fof 1f K0.7K oK图 1-1 调谐放大器的幅频特性（1）单调谐放大器小信号调谐放大器的种类很多，按调谐回路区分，有单调谐放大器、双调谐放大器和参差调谐放大器。
按晶体管连接方法区分，有共基极、共发射极和共集电极调谐放大器，等等。
该电路采用共发射极单调谐放大，原理电路如图1-2所示。
图 1-2 共发射极单调谐放大器原理电路图1-2中晶体管T 起放大信号的作用，R b1、R b2、R e 为直流偏置电阻，用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。
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。
高频电子线路课后答案
说明所有习题都是我们上课布置的作业题，所有解答都是本人自己完成，其中难免有错误之处，还望大家海涵。
第2章 小信号选频放大器已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解] 90-6120.035610Hz 35.6MHz 2π2π102010f LCH F-===⨯=⨯⨯6312640.71010022.4k 22.361022.36k 201035.610Hz35.610Hz 356kH z100p HR Q Ff BW Q ρρ--===Ω=⨯Ω=Ω⨯⨯===⨯=并联谐振回路如图所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解] 0465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200kΩ=42k Ω42k Ω371.14k Ω390μH/300 PF/465kHz/37=12.6kHzp e s p Lee e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ===========已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz ，应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯ 6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯2236022*********.78.11010p oU f Q f U ••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯g而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯g 由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω并联回路如图所示,已知：360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
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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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 U 1 L1
R’L– N1
I 2 + L2 RL U 2
设变压器为无耗的理想变压器
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
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。
1 （Q 2）2
arctan（Q 2 ) 0
0
EXIT
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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
O 0º ∆
-90º
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
ZU Iso
Z
r( r jj LL )1//jjC Crj(LL/C1/C)
当ωL 1/ ωC 时，回路并联谐振
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 号
又称调谐放大器
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
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； ω<ω0 时, 回路呈感性，相移为正；
-90 ◦ < <90◦
Q 值增大，曲线变陡
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
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
rj(L1/C)
1
1 jC 1
Rp
jL
Rp =L/rC
EXIT
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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
பைடு நூலகம்
.
R. S
Us
L rC
RL
U
Is
s
L C
Rs
RT = RL // RS //RP
n
N1 N2
U 1 U 2
I2 I1
N2
–
R'L
U 1 I1
nU 2 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
+
U 1 M
–
R’L
1 L1 2 L2
N1RI 2LU+ 2
–
3 N2
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
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
设L1 、L2无耗
n N1 N2 N2
U 1 U 2
.
I2
.
I1
根据功率相等原理，有
故R’L
（U1 U2
）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
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
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
–
U o U p
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
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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
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
+
U 1
–
R’L
C1
C2 RLU+ 2
–
则
U
2 1
R’L
U
2 2
RL
即R’L （UU12）2 RL n2 RL
当RL >> 1/ C2, 可忽略RL分流
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
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(L1/C)
Rp
1 jQ( / 0
1j(LL/rC1/C)
r
0 /)
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
Z
1
Rp
jQ 2
故 Z
Rp
0