高频电子线路完整章节课件_03(2_2)

0 P
BW
0 .7

f
Q
0
6
习题：P15，例2.1.1
【作业】
P53.2、3
7
本节内容
第2章 小信号谐振放大器
2.1.2 阻抗变换电路 2.2 小信号谐振放大器 2.3 集中选频放大器
8
2.1.1
并联谐振回路的 选频特性
3、选择性 选择性是指回路从含有各种不同频率信号总 和中选出有用信号、抑制干扰信号的能力。回路 的谐振曲线越尖锐，对无用信号的抑制能力就越 强，选择性就越好。一般谐振回路工作在所需信 号的中心频率上。 选择性可用通频带以外无用信号的输出电压 U 与谐振时输出电压 U 之比来表示， U U 越小，说明谐振回路抑制无用信号的能力越强， 选择性越好。
15
2.1.2
阻抗变换电路
【有载品质因数和空载品质因数】 由图2.1.5(c)，可知 Re就是考虑了R S、 RL 影 响后并联谐振回路的等效谐振电阻。由Re可求得 等效并联谐振回路的品质因数，将其称为有载品 质因数，用Q e 表示。而把前面所学的不虑 R S 、 RL 等影响的回路品质因数称为空载品质因数或固有 品质因数，用 Q 表示。由式(2.1.7)可得(2.1.21) 式 C (2.1.21)
信息与控制学院 付丽华 2015-16（1）
1
上节回顾
• 第2章小信号选频放大器 –2.1 LC谐振回路
• 2.1.1 并联谐振回路的选频特性 • 2.1.2 阻抗变换电路
2
上节回顾
【LC 谐振回路作用】 ① 利用LC谐振回路的幅（度）频（率）特性和相 （位）频（率）特性，完成：选频和转换 选频：即从输入信号中选择出有用频率分量 而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选频 放大器和正弦波振荡器中） 转换：进行信号的频幅转换和频相转换（例 如在斜率鉴频和相位鉴频电路里）。

32
声表面波滤波器应用实例：
V1是预中放部分，起前置放大作用；
Z1为SAWF起集中选频作用； TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。
33
第2章小结
① LC谐振回路具有选频作用。
回路谐振时，回路阻抗为电阻且为最大，可 获最大电压输出； 当回路失谐时，回路阻抗迅速下降，输出电 压减小。 回路的品质因数越高，回路谐振曲线越尖锐， 选择性越好，但通频带越窄。
1 1
2
22

接收天线所感应的电台的高频信号是很微弱的，一般只有几微 伏到几毫伏， 而接收 设备内解调器的输入电压，最好能达到 1 伏左右， 这就要求接收机对高频信号的放大能力要达到几千倍到 10万倍 1、什么是谐振放大器？ 左右。
2.2 小信号谐振放大器
【问题与回顾】为什么需要小信号放大器？ 【定义】 采用调谐回路作为负载的放大器。 选频或滤波是其基本特点。
10
2.1.1
2) 矩形系数
并联谐振回路的 选频特性
为了提高选择性、降低频率失真，要求谐 振回路的幅频特性应具有矩形形状，即在通频 带内频率具有相同的输出幅度，而在通频带以 外无用信号输出为零，如图2.1.4虚线所示。然 而实际的谐振回路均不能满足上述要求，但为 了说明实际幅频特性曲线接近矩形的程度，常 引用“矩形系数”这一参数，用 K 0.1 符号表示。
23
2.2 小信号谐振放大器
2、分类
以谐振回路为选频网络的高频小信号放大器称为小信号谐振 放大器，或是小信号调谐放大器，它不仅有放大作用，而且 有选频作用。这里所说的“小信号”主要是强调输入信号非 24 常微弱，放大器工作在甲类线性工作状态。
2.2
3、主要性能指标
小信号谐振放大器
①谐振电压增益Au0—放大器在谐振频率上的增
34
第2章小结
② 谐振相频特性
LC并联谐振回路在谐振时，相移为零； 失谐时，当 ＜ 0 时，回路呈感性，相移 为正值，最大趋于90°； 当 ＞ 0 时，回路呈容性，相移为负值， 最大趋于－90°。
35
第2章小结
③ 阻抗变换电路
信号源、负载不仅会使回路的有载品质 因数下降，选择性变坏，而且还会使回 路谐振频率产生偏移。 为了减小信号源和负载对回路的影响， 常采用阻抗变换电路，3种：
' L

1

nU 2

1
I

2
n
n
2
R (2.1.23)
L
18
2.1.2
阻抗变换电路
2) 电感分压器阻抗变换电路 图2.1.7为电感分压器阻抗变换电路，也称 自耦变压器阻抗变换电路。1－3输入端，负载 R L 接于2－3输出端。 1－2匝数为 N 1电感量 为 L1 ，2－3匝数 N 电 感量为 L ， 互感量为 M。设L1、 L 是无损耗 的， R L ＞＞ L2 时，自耦 变压器的匝数比 n 等于 19
5、多级单调谐放大器的性能指标
①电压增益：如果有n级且各级谐振频率相同,则
Au = Au1 Au2 Au3 ••• Aun = (Au1)n
② 通频带：BW0.7
f0 2 1 Qe
1 n
③ 选择性：N级的矩形系数为
BW0.1 100 1 K 0.1 1 BW0.7 2 n 1
两个谐振频率：
2.3
3）三端陶瓷滤波器
集中选频放大器
实物图：
31
2.3
集中选频放大器
(2)声表面波滤波器(SAWF)
是一种利用沿弹性固体表面传播机械振动波的 器件。 实物图： 声表面波：是在压电固体材料表面产生和传播 且振幅随固体材料的深度增加而迅速减小的弹 性波。 特点：能量密度高、传播速度慢；
R
'
L
U 1 U 2 R
2
L
(2.1.26)
21
2.1.2
n U U 。所以 式中，
1 2
阻抗变换电路
R
' 2 n RL
L
当
R
L
C
1 1
1
时，可得
2
1
U2
1
1 U C U C C C C C C C
1 2 2 1 1 2
2
由此可得
nU U
1 2
C C C
11
2.1.1
并联谐振回路的 选频特性
⑴ 矩形系数的的定义
K 0.1
BW BW
0.1 0 .7
(2.1.17)
显然，矩形系数越接近于1，则谐振回路幅频曲 线越接近于矩形，回路的选择性也就越好。
12
2.1.2
阻抗变换电路
【信号源及负载对谐振回路的影响】 在实际应用中，谐振回路一定和信号源及 负载相链接，信号源的输出阻抗和负载阻抗都 会对回路产生影响，它们不但会使回路的等效 品质因数下降，选择性变 差，同时还会使谐振回路 的谐振频率发生偏离。图 2.1.5 为一实用的并联谐 振回路，R S 信号源内阻， R L 负载电阻。
2.1.2
阻抗变换电路
3) 电容分压器阻抗变换电路 图 2.1.8为电容分压器阻抗变换电路。 C、 ' C 2 为分压电容， R L 为负载电阻， R L 是经变换后 的等效电阻。 设 C1 、C 2 无损耗，根 ' 据 R L 和 R L 上消耗的功率 相等，即 U R U R 可得
1
2 2 2 ' L 1 L
17
2.1.2
阻抗变换电路
1) 变压器阻抗变换电路 图 2.1.6 为变压器阻抗变换电路。设变压器 为无损耗的理想变压器， N 1 为变压器一次绕组匝 数， N 2 为变压器二次绕组 匝数，则变压器的匝比n 为 n N U I (2.1.22)
1 1 2
N U
2
2
I
1
U R I
2
2 2
2.1.2
N N n N
1 2
阻抗变换电路

2
L 2M U L L M U
1 2 2
1 2

I I
2 1
(2.1.24)
则负载R L 折算到一次 ' 绕组的等效电阻 R L 为
U R I
' L

1

nU 2

1
I

2
n
n
2
R
L
(2.1.25)
20
Q R
e
e
L
16
2.1.2
阻抗变换电路
R L越小Re 由于Re＜ R P ，所以Q e ＜ Q ， R S、 也越小，则 Q e 下降就越多，回路的选择性就越 差，而通频带却变宽了。
【常用的阻抗变换电路】 为了减少信号源及负载对谐振回路的影响， 除了增大 R S、 R L外，还可以采用阻抗变换电路。 常用的阻抗变换电路有变压器、电感和电容分 压电路等。
益，衡量对有用信号的放大能力。 ②通频带BW0.7—放大器电压增益下降到谐振电 压增益的0.707倍时所对应的频率范围。 ③选择性—矩形系数： K0.1=BW0.1/BW0.7
25
2.2 小信号谐振放大器
4、单级单调谐放大器
图2.2.4
单调谐放大器
26
集电极负载为LC并联谐振回路
单级单调谐放大器的性能
13
2.1.2
阻抗变换电路
将图2.1.5(a)中的电压源用电流源代替，将L、 r串联电路用 L、Rp 并联电路代替，则图 2.1.5(a)可变换成图2.1.5(b),从图2.1.5(b), 可以更清楚地 看出 Rs、R L 对谐振回路的 影响。
14
2.1.2
阻抗变换电路
将图2.1.5(b)中的所有电阻合并为R e, 即 Re RS ∥R P ∥R L 因此，可把 图2.1.5(b) 简化为 图2.1.5(c)。