高频电子技术第1章高频小信号放大器

fn f0
f
BW0.7
BW0.1
矩形系数越接近1，放大器在满足通频带 高频小信号放大器的典型幅频曲线 的性况下选择性越好。
1.2谐振回路
谐振回路也称振荡回路，是最常用的选频网络，它由电感线圈和 电容组成。
简单的谐振回路分为3大类： 1、串联谐振回路 2、并联谐振回路 3、耦合谐振回路
+r
L
+
+
Ůg
+ Ůg
-
L
+
İ
C
Ůc
-
串联谐振回路 理想电路
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
串联谐振回路 等效电路
1.2.1串联谐振回路2
由等效电路可知，串联谐振回路的 阻抗为：
回路电流为：
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
串联谐振回路
上两式中，容抗ZC、感抗ZL为：
1.2.1串联谐振回路3
当信号源的感抗ωL和容抗1/ω C将随之
谐振放大器常由晶体管等放大器件与LC串、并联谐振回路构成。 集中选频放大器由集中宽带放大器与集中选频性滤波器构成，集中选频性滤 波器常用有，LC带通滤波器、晶体管滤波器、陶瓷滤波器及声表面滤波器等。
集中选频放大器相对谐振放大器线路简单，性能可靠，调整方便。
1.1.2高频小信号放大器的主要参数
1. 谐振增益：放大器在谐振点处的电压
AUO
带比实曲线所示通频带要宽，此时的选择性S比
较大，选择性较差。
为使放大器的通频带与幅频特性同时达到 理想的要求，应尽量使放大器的幅频特性曲线 接近理想矩形，如实曲线。
为此要引用“矩形系数 K ”这一参数，它
定义为放大器的电压增益下降到谐振增益的0.1 或0.01时的通频带BW0.1与放大器通频带BW0.7之 比。
当S=0.707（1/√2）时，以谐振频率 为中心，总共2△f的频率范围定义为通频 带。
根据公式可推出通频带BW0.7的公式：
S 1
0.707
Q0=200
-△f O △f
BW0.7
谐振曲线
由上式可知，品质因数Q0的值越高，谐振曲线越尖锐，通频带越窄， 谐振频率f0越高，通频带越宽。
1.2.1串联谐振回路9
1.1.1高频小信号放大器的用途、分类
高频小信号放大器广泛应用于广播、电视、通信、雷达、测量仪等接收设备 中，其主要功能是从所接收的微弱信号中，选择有用信号并加以放大，且对无用 信号、噪声等加以抑制。
高频小信号放大器主要分为两类： 一类是以谐振回路为负载的谐振放大器，称为谐振放大器； 二类是以集中选择性滤波器为负载的集中选频放大器；
0.1AUO
3. 选择性：放大器从含有不同频率的信 号中，选出有用信号，排除干扰信号 的能力用S表示，S越小选择性越好。
fn f0
f
BW0.7 BW0.1
高频小信号放大器的典型幅频曲线
1.1.3矩形系数
通频带与选择性是互相制约的，通频带越
.
宽，对特定频率的选择性就越差。
|AU|
在图中虚曲线所示的幅频特性曲线的通频
1.2.1串联谐振回路7
回路的相频特性也可近似为：
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
根据上面2式可绘出串联谐振回路的谐
串联谐振回路
振曲线及相频曲线及与Q0的关系：
S
1
Q0=50
Q0=200
ϕ 90°
Q0=50 Q0=200
O
△f
O
△f
谐振曲线
相频曲线
1.2.1串联谐振回路8
当某一频率的信号在串联回路中传播 时，由于谐振曲线的不均匀性，输出的电 流或电压不可避免地产生频率失真。为保 证谐振时频率的失真在在可接受范围，规 定了谐振回路的通频带BW0.7。
串联谐振回路
回路的特性阻抗与固有损耗的比值，称 为回路的固有品质因数，用Q0表示：
1.2.1串联谐振回路5
Q0实际上表征了回路谐振过程中电抗元
件的储能与电阻元件的耗能之比。 Q0越大，来自+rL
+
回路电抗元件的储能越大，电阻元件的耗能 Ůg
İ
C
Ůc
越小。
-
-
串联谐振回路的特性可用Q0表示为：
串联谐振回路
高频电子技术
第一章 高频小信号放大器
1.0章节内容
1.1 概述 1.2 谐振回路 1.3 晶体管高频等效电路 1.4 小信号谐振放大器 1.5 集中选频放大器
1.1概述
高频小信号调谐放大器是无线电通信设备中的 重要电路，它是由晶体管和选频网络共同组成的， 具有放大和选频双重功能。
本章首先介绍串联谐振回路、并联谐振回路的 选频特性。重点讨论单调谐放大器的工作原理及 性能指标、双调谐放大器的工作原理及性能指标， 以及集中选频滤波器的工作原理及性能指标。
变化： 感抗ωL随频率的升高而增加。 容抗1/ω C随频率的升高而减少。
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
在某一频率ω0上时，回路的感抗与容抗 相等，回路总阻抗Z=r，达成谐振条件：
串联谐振回路
此时回路电流最大：
1.2.1串联谐振回路4
因此，可求得串联谐振频率为：
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
谐振时，回路的感抗与容抗相等，它们 的值称为回路的特性阻抗，用ρ表示：
.
增益AUO（或功率增益），其值可用分
|AU|
贝（dB）表示。它表示放大器对有用
AUO
信号的放大性能。
2. 通频带：当前放大器增益比谐振时的 增益减少3dB时（即AU下降到 ）， 所对应的频率范围（BW0.7）。为了不 失真地放大高频信号，该频率范围应 包括所有有用信号的频谱宽度。
. |AU|(fn)
因为谐振回路的谐振特性，具有选择 特定频率信号的能力，所以谐振回路的谐 振频率应调谐在有用信号的中心频率上。
回路的谐振曲线越尖锐，通频带就越 窄，对无用信号的抑制作用越强，回路的 选择性越好。
谐振回路的选择性可用在通频带外特 定的偏离频率△f处S减少的dB数表示，称 为对特定信号的抑制能力S(dB)：
İ
C
Ůc
İg
RP
LC
-
-
-
串联谐振回路
并联谐振回路
+ C1
Ůg
- İ1 L1 R1
C2 L2 R2
İ2
耦合谐振回路
1.2.1串联谐振回路1
如图所示的串联谐振回路，其中： L：电感 C：电容 r：L和C的总损耗电阻 Ůg：高频电压源
等效电路中的r为L和C的总损耗电阻， 而电感损耗比电容损耗大得多，所以r近似 等于电感线圈的损耗电阻。
其中，有“广义失谐量”ξ，它反映回 路的相对失调程度。
1.2.1串联谐振回路6
在谐振回路中，电压放大倍数的大小和
频率之间的关系,称为幅频特性：
+r
L
+
Ůg
İ
C
Ůc
-
-
在谐振回路中，相移角度随频率变化的 特性,称为相频特性：
串联谐振回路
参数S称为回路选择系数，其方程式称为回路的谐振曲线方程，它表 示当回路调谐不变时谐振回路电流的相对幅值随信号源频率变化的规律：