第二章小信号谐振放大器

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小信号谐振放大电路

小信号谐振放大电路小信号谐振放大电路是一种常见的电路结构，用于放大小信号。

在电子领域中，信号的放大是非常重要的，因为很多时候我们需要将微弱的信号放大到能够被设备或仪器检测和处理的程度。

小信号谐振放大电路正是为了满足这个需求而被设计出来的。

让我们来了解一下什么是小信号。

小信号是一种幅度较小的信号，其振幅通常在微伏至几毫伏之间。

小信号的特点是频率较高，而且其振幅与时间无关。

这与我们平常所说的大信号是有所不同的，大信号通常是指振幅较大的信号。

谐振放大电路的设计目的是为了放大小信号，同时保持信号的形状和频率不发生变化。

为了实现这一目标，谐振放大电路通常由三个主要部分组成：谐振电路、放大电路和反馈电路。

谐振电路是谐振放大电路的核心部分，它由电感和电容组成。

电感和电容的选择要根据信号的频率来确定，以保证电路能够在特定频率下产生谐振。

谐振电路的作用是使得电路在特定频率下具有最大的响应，从而放大信号。

放大电路是谐振放大电路的另一个重要组成部分，它通常由晶体管或运放等放大器件组成。

放大器件的选择要根据信号的幅度和功率要求来确定。

放大电路的作用是将输入的小信号放大到所需的幅度，同时保持信号的形状和频率不变。

反馈电路是谐振放大电路的最后一个组成部分，它通过将部分输出信号反馈到输入端，以实现放大电路的稳定性和线性度。

反馈电路的作用是减小放大电路的非线性失真和增加电路的稳定性。

谐振放大电路的工作原理是信号经过谐振电路进入放大电路进行放大，然后通过反馈电路将部分输出信号再次输入到放大电路中。

这种反馈机制可以使得电路的增益和频率响应更加稳定，同时减小非线性失真。

小信号谐振放大电路在实际应用中有着广泛的应用。

例如，在无线通信系统中，小信号谐振放大电路被用于放大接收到的微弱信号，以便进行后续的信号处理。

在音频放大器中，小信号谐振放大电路被用于放大音频信号，以驱动扬声器产生声音。

此外，小信号谐振放大电路还被广泛应用于科学研究、医疗设备和工业控制等领域。

实验2-小信号调谐放大器

太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告专业班级测控14-4学号201410XXX姓名XXXXXXXXX指导教师XXXXXXXX实验名称小信号调谐放大器同组人专业班级测控14-4 姓名XXX 学号20141XXX 成绩实验2 小信号调谐放大器2.1小信号调谐放大器基本工作原理一．概述在无线电技术中，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，把其他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。

所谓小信号，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。

所谓调谐，主要是指放大器的集成极负载为调谐回路（如LC 谐振回路）。

这种放大器对谐振频率f0的信号具有最强的放大作用，而对其他远离fo 的频率信号，放大作用差，放大作用很差。

调谐放大器的频率信特性如图1-1所示。

图1-1 调谐放大器的频率特性……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………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。

本章讨论的小信号调谐放大器，一般工作在甲类状态，多用在接收机作高频和中频放大，对它的主要指标要求：有足够的增益，满足通频带和选择性要求，工作稳定等。

二单调谐放大器小信号放大器的种类很多，按调谐回路区分，有单调调谐放大器、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。

下面我们讨论共发射极单调放大器。

工发射极单调放大器原理电路如图1-2所示.图中晶体管Q 起放大信号作用，Rb1、Rb2、Re 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。

第二章高频小信号谐振放大器

放大
集中选频放大器的应用
19
1.石英晶体滤波器
物理特性化学成分为SiO2，形状为结晶六角锥体具有压电效应等效电路品质因数：
Lq
Qq = fs =
等效质量串联谐振频率：
1 Rq
Lq Cq
静电容
Co
Cq
等效弹性等效阻尼并联谐振频率：f p =
1 2π Lq Cq 1
Rq
Co C q 2π Lq Co + C q
第二章高频小信号谐振放大器
熟练掌握并联谐振回路的基本特性及其耦合联接方式熟练掌握高频小信号放大器的电路组成和工作原理，并能应用晶体管Y参数等效电路计算其各项性能指标正确理解谐振放大器的稳定性了解集中选择性滤波器的工作原理
1
2.1 概述
一、高频小信号放大器的作用
用于接收设备以提高信号的质量和抗干扰能力
yoe
9
y11 = g11 + jωC11
y12 = y12 e jϕ12
1.电路组成
VCC 3 T 5
晶体管
RL
C R3 L R2 V
1 4 2
输入电路输出电路
Ce R1 Cb Re
自耦变压器耦合联接：晶体管→谐振回路次级初级 N12 n1 = N13 变压器耦合联接：谐振回路←下一级负载
2 GΣ = 2 p12 g oe = 2 p2 g ie
2 p12 g oe = p2 g ie
p1 =
GΣ = 0.41 ⇒ N12 = N13 p1 = 120 × 0.41 = 49 2 g oe
同理： p2 = 0.15
N 45 = 18
15
（3）决定回路外接电容C 1 1 CΣ = = = 200 pF 2 3 2 −6 (2πf o ) L (2π × 465 ×10 ) × 586 ×10

第2章小信号谐振放大器1

第2章小信号谐振放大器章
高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、测量仪器等设备中。可分为两类：一类是以谐振回路为负载的谐振放大器；另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器。谐振放大器常由晶体管等放大器件与LC并联谐振回路组成。谐振回路需调谐于需要放大的外来信号的频率上。集中选频放大器把放大和选频两种功能分开，放大作用由多级非谐振宽频带放大器承担，选频作用由ＬC带通滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等承担。目前广泛采用集中宽频带放大器。
ω > ω0
时，回路呈感性；当 ω
< ω0 时，回路呈容性。
第2章小信号谐振放大器章
2.3 幅频特性曲线
2.4 相频特性曲线
二、并联谐振回路 1）电路形式
电感线圈、电容和电阻并联组成的电路，叫做LC并联回路，如图2.5所示。 2）并联谐振回路阻抗（导纳特性）
第2章小信号谐振放大器章
其导纳表达式为
第2章小信号谐振放大器章
Au /A u0 1 0.707
理理
实实
0.1 fL f f0 BW 0.7 BW 0.1
图2.1 谐振放大器的幅频特性曲线
fH
第2章小信号谐振放大器章
2. 通频带通频带是指信号频率偏离放大器的谐振频率f0时，放大器的电压增益Au下降到谐振电压增益Au0的
1/ 2 ≈ 0.707 时，所对应的频率范围，一般用BW0.7表示，如图２.１所示。 BW0.7 = f H − f L
3. 选择性选择性是指谐振放大器从输入信号中选出有用信号成分并加以放大，而将无用的干扰信号加以有效抑制的能力。通常用 “矩形系数”来准确地衡量小信号谐振放大器选择性的好坏。

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。

小信号谐振放大电路

小信号谐振放大电路小信号谐振放大电路是一种常见的电子电路，用于放大特定频率的小信号。

它主要由谐振电路和放大电路组成。

我们来了解一下谐振电路。

谐振电路是由电感、电容和电阻组成的电路，具有特定的共振频率。

在共振频率附近，电路的阻抗较小，可以实现对特定频率信号的放大。

常见的谐振电路有LC谐振电路和RLC谐振电路。

在小信号谐振放大电路中，谐振电路起到选择特定频率的作用，将其他频率的信号滤除。

放大电路则对选定的频率信号进行放大。

放大电路通常采用晶体管或运放等器件。

在设计小信号谐振放大电路时，需要考虑以下几个关键因素。

首先是谐振频率的选择。

谐振频率由谐振电路中的电感和电容决定，可以通过调整电感和电容的数值来实现。

一般情况下，谐振频率应与输入信号的频率相匹配，以实现最大的放大效果。

其次是放大电路的设计。

放大电路的设计要考虑到放大倍数、频率响应和功率消耗等因素。

放大倍数越大，信号的放大效果越好；频率响应越平坦，输出信号失真越小；功率消耗越小，则电路效率越高。

为了保证电路的稳定性和可靠性，还需要考虑电路的偏置和稳定电源的设计。

偏置电路可以使放大电路在工作时保持稳定的工作状态，稳定电源则可以提供稳定的工作电压和电流。

小信号谐振放大电路具有广泛的应用。

在无线通信领域，它常被用于调频收音机、无线电发射机等设备中，用于接收和放大特定频率的无线信号。

在音频放大器中，它也被用于放大音频信号，提供更高的音质和音量。

总结起来，小信号谐振放大电路是一种用于放大特定频率信号的电路。

它由谐振电路和放大电路组成，通过谐振电路选择特定频率的信号，并通过放大电路对其进行放大。

在设计时需要考虑谐振频率的选择、放大电路的设计以及电路的稳定性和可靠性等因素。

小信号谐振放大电路在无线通信和音频放大等领域有着广泛的应用。

第2章小信号谐振放大器2

(5)
第2章小信号谐振放大器章
将式（5）代入式(3)和(4)，可以得到下述统一的阻抗转换公式，同时也满足式(1)和(2)。
R p = (1 + Q ) Rs
2
(6) (7)
1 X p = 1 + 2 X s Q
电感，电容转换后仍为电容。当Q>>1时，则简化为：
由式(7)可知，转换后电抗元件的性质不变，即电感转换后仍为
第2章小信号谐振放大器章
1 串、并联阻抗转换
Xs Zp(jω ) Rp Xp Zs(jω ) Rs
(a)
(b)
图1 串、并联阻抗转换
第2章小信号谐振放大器章
Z p = R p // jX p = Z s = Rs + jX s
要使Ｚp＝Ｚs，必须满足:
2 Xp
R +X
2 p
2 p
Rp + j
第2章小信号谐振放大器章
可见，Ｑ L ＜Ｑ 0 ，且并联接入的Ｒ s 和Ｒ L 越小，则Ｑ L越小，带宽越宽，回路选择性越差。另外，谐振电压也将随着谐振回路总电阻的减小而减小。实际上，信号源内阻和负载不一定是纯电阻，可能还包括电抗分量，如要考虑信号源输出电容和负载电容，由于它们也是和回路电容Ｃ并联的，所以总电容为三者之和，这样还将影响回路的谐振频率。因此，必须设法尽量消除接入信号源和负载对回路的影响。利用LC元件的各自特性和LC回路的选频特性可以组成两类阻抗变换电路。
第2章小信号谐振放大器章 3 并联谐振回路的耦合联接信号源内阻或负载并联在回路两端，将直接影响回路的Ｑ值，影响负载上的功率输出及回路的谐振频率。为解决这个问题，可用阻抗变换电路，将它们折算到回路两端，以改善对回路的影响。 1) 变压器的耦合联接。图1(a)为变压器的耦合联接电路。

小信号调谐放大器原理

小信号调谐放大器原理小信号调谐放大器是一种常用的电子放大器，主要用于放大电路中的小信号。

它的原理是利用谐振回路和放大器的相互作用，使得输入信号在特定的频率范围内得到放大，而在其他频率范围内得到抑制。

通过调节回路的参数，可以实现对特定频率的放大，因此被广泛应用于无线电接收机、调频电台、电视机等通信和广播设备中。

小信号调谐放大器的原理基本可以分为三个部分：谐振回路、放大器和负反馈。

首先是谐振回路，它是由一个电容和一个电感串联或并联而成的，能够使得在特定的频率下得到共振。

在共振频率下，回路的阻抗较小，导致输入信号得到最大的传输。

在谐振频率的附近，回路的阻抗有很大的变化，因此就形成了对特定频率的放大。

其次是放大器，它是用来将输入信号放大的电路。

放大器通常由晶体管、场效应管等电子元件构成。

当输入信号通过放大器时，会得到一定的放大倍数。

通过调节放大器的参数，可以得到不同的放大倍数，使得输入信号得到所需的放大效果。

最后是负反馈，它是一种通过将放大器的输出信号和输入信号进行比较，并将比较结果通过反馈回路返回到放大器输入端的技术。

通过负反馈，可以改善放大器的性能，减小失真和噪声。

在小信号调谐放大器中，负反馈可以提高放大器的稳定性，确保在特定频率范围内得到期望的放大效果。

通过谐振回路、放大器和负反馈的相互作用，小信号调谐放大器可以实现对特定频率的放大。

当输入信号经过谐振回路时，在谐振频率范围内得到放大，而在其他频率范围内得到抑制。

这样就可以实现对特定频率的信号的放大，而对其他频率的信号进行抑制或衰减。

小信号调谐放大器的工作原理可以通过以下步骤来说明：1. 输入信号进入放大器，经过放大器的放大作用，得到一定的信号增益。

2. 所得到的信号通过与谐振回路串联或并联的方式，使得在谐振频率范围内得到共振，得到更大的传输功率。

3. 在共振频率的附近，可以得到对特定频率的放大。

4. 通过负反馈，可以提高放大器的稳定性，确保在特定频率范围内得到期望的放大效果。

第二章小信号选频放大器

QT = RT
由于
C L
RT < R P
所以有载品质因数QT小于空载品质因数，所以有载品质因数小于空载品质因数Q，而且信号源内阻和负载电小于空载品质因数阻越小，就下降得越多，回路的选择性就越差，通频带越宽。阻越小，则QT就下降得越多，回路的选择性就越差，通频带越宽。
例：并联谐振回路电路如图所示，已知L=586uH,C=200pF,r=12欧姆，RS=RL=100K试分析信号源、负载对谐振回路的影响。，解（1）不考虑RS和RL的影响求回路的固有特性谐振频率：f 0 = 空载品质因数谐振电阻 RP = 通频带
由图可见：Q值越大，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄，选择性越好。值越大，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄，选择性越好。值越大由前面通频带的定义可知：将上式带入:(1)式得:
& U0
& UP
=0.707
BW0.7 =
f0 Q
例1 已知并联谐振回路谐振频率f0＝1MHz，Ｑ0＝100。求频率偏离10kHz时，电压相对于谐振点的衰减比值U/U0 。又若Ｑ0 ＝50，求U/U0 。
N1 =n 令 N2
由变压器理论可知：
& & N1 U 1 I 2 n= = = & & N 2 U 2 I1
所以：
& & U1 = nU 2
又因为：
& I2 & I1 = n & & & U 1 nU 2 2 U2 ′ = & =n = n 2 RL RL = & & I2 U2 I2 n
所以，负载通过变压器的变换提高了n的平方倍
. Is

06 第二章——高频小信号放大器

按电路形式分为单级放大器和级联放大器。
第二章高频小信号放大器
技术指标
1. 电压增益与功率增益------Au，Ap
u 输出电压 Au o ui 输入电压
Po 输出给负载的功率 Ap Pi 输入功率
2. 通频带------B=2B0.7 （或△f0.7)
放大器所放大的一般都是已调信号，已调信号都包含一定谱宽度，因此要有一定通频带。通频带取决于回路的形式和QL。并且通频带越宽，放大器增益越小。
ce :极间电阻，很大。几十KΩ
Cce :极间电容，很小。
第二章高频小信号放大器
混合π参数法是从模拟晶体管的物理机构出发,
用集中参数元件Ｒ、Ｃ和受控源来表示管内的复杂关
系。优点: 各元件参数物理意义明确, 在较宽的频带内元件值基本上与频率无关。缺点: 随器件不同而有不少差别, 分析和测量不方便。因而混合π型等效电路法较适合于分析宽频带小信号放大器。
5. 噪声系数------NF
Psi / Pni N F (dB) 10 lg Pso / Pno
Psi / Pni 输入信噪功率比 NF ＝ Pso / Pno 输出信噪功率比
希望放大器本身产生的噪声越小越好，要求噪声系数接近1。
第二章高频小信号放大器
以上这些要求相互之间即有联系又有矛盾，故根据需要决定主次，eg: 增益和稳定性；通频带和选择性等。
对发射区和集电区很大。
发射结正偏集电结反偏
be :结电阻。较小几十Ω～几百Ω,
26 0 be Ie Cbe :结电容，较大，100pf～500pf。
bc :结电阻，很大。100KΩ~100MΩ

第二章 .小信号调谐放大电路1

GS ' n12GS I S ' n1 I S G ' n 2 G 2 L L
2.3单调谐放大器
单调谐放大器
按谐振回路分
双调谐放大器
参差调谐放大器
本节
共基极调谐放大器
按晶体管连接方法分
共集极调谐放大器共发射极调谐放大器
2.3.1电路的组成
EC
R1
C1 + ii
I1 RC iB
2 2 u1 2 u2 RL u1 2 或 RL RL u2 RL
+
M C N1 N2 RL
+
u1
-
u2
-
RL'
变压器初次级电压比u1／u2等于相应圈数比N1／N2，故有
N RL ( 1 )2 RL N2
N1 N2
可通过改变
比值调整RL'的大小。
2.自耦变压器接入
RL
N1 2 RL ( ) RL N2
-
c
+ C1 udb
-
L
uab
-
C
RL'
-
b
2 u2 u cb ab R ' RS S i S ' uab i S ucb 2 2 uab udb RL ' RL
b

1 ucb 2 1 ( ) uab RS RS ' ucb )i S iS ' ( uab udb 2 1 1 ( ) R ' uab RL L
2 等效互换原理分析
A
A
X2
R2
X1
B

第二章高频小信号放大器

第二章
本章教学主要内容
第一节概述
高频小信号放大器
第二节高频电路的基础知识第三节晶体管高频小信号谐振放大器第四节小信号谐振放大器的稳定性
本章教学基本要求
一、高频电子线路的基础电路二、晶体管高频小信号谐振放大器
第一节概
一、高频小信号放大器的功能
述
高频：高频：放大器的工作频率在几百KHz～几百MHz，分析电路时应考虑有源
导纳：导纳：
式中
谐振角频率：谐振角频率：品质因数：品质因数：
1 LC ωC 1 C R 1 Q= = = 0 = ω0 L ω0 Lg g g L
ω p = ω0 =
当回路无负载电阻RL时，R =R0， = Q0 为空载品质因素空载品质因素；而当回路有负载电空载品质因素 Q
Q 阻RL时，R =R0//RL， = QL为有载品质因素有载品质因素。有载品质因素
图2-6 LC串联谐振回路
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第二节高频电路的基础知识
1、阻抗、
1 Z = r + j ωL − ωC
2、谐振角频率、
ω0 =
1 仅由元件参数L、决定决定，无关无关）（仅由元件参数、C决定，与r无关） LC
3、品质因素、
Q=
ω0 L
r
2
。
2
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第二节高频电路的基础知识
5、频率特性、
流过电路的电流 I&( jω ) 为
& U & I ( jω ) = = Z & U 1 r + j ωL − ωC
当 ω = ω0 谐振时，流过电路电流最大电流最大，为电流最大

第二章小信号谐振放大器

小信号谐振放大电路

实验2-小信号调谐放大器

第二章 高频小信号谐振放大器

第2章小信号谐振放大器1

高频电子线路第二章 高频小信号放大器

魏俊平 高频电子线路 第2章 高频小信号选频放大器

小信号谐振放大电路

第2章小信号谐振放大器2

小信号调谐放大器 原理

第二章 小信号选频放大器

06 第二章——高频小信号放大器

第二章 .小信号调谐放大电路1

第二章 高频小信号放大器

第二章高频小信号谐振放大器

高频电子线路第二章高频小信号放大器

魏俊平高频电子线路第2章高频小信号选频放大器

小信号调谐放大器原理

第二章小信号选频放大器

第二章高频小信号放大器