小信号选频放大器综述
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2小信号选频放大器详解
0
arctan （Q
Z RP Q增大 O
阻抗幅频特性
2
0
2 f ) arctan （Q ) f0
Q增大 O -90º 90º 0º
∆f
∆f
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。 EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
对小信号
Ib YieUbe YreUce
Ic YfeUbe YoeUce
对小信号
Y参数通过仪器测量，或查手册，或由混合π型等效电路求取
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
Ib
+ 简化为 U
be
.
B
.
C Ic
+
.
–
Yi e
g m U be Yoe
U ce
–
Gi e、Ci e为晶体管的输入电导、输入电容
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
2 小信号选频放大器
Z RP Q增大 O阻抗幅频特性Q增大 ∆O -90º
90º 0º
∆
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
EXIT
高频电子线路
2 小信号选频放大器
总结
Z
并联谐振回路 及其特性
L r
C Z
L C 90º 0º
Rp =L/rC
RP O ∆
O -90º
∆
ω0
1 ， ZR L p LC rC
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
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
《高频电子技术》3 高频小信号选频放大器
r
得: Z
Rp
1 jQ(
0 )
1
Rp
2
jQ(
2 0
)
0
0
高频电子技术
学习任务3
高频小信号选频放大电路
Z
1
Rp
jQ( 2 02 0
)
1
jQ( (
Rp
0 )( 0
0))
通常，谐振回路研究ω0附近的频率特性，由于ω十 分接近ω0，故可近似认为：
0 20 0 02
令 0
则可得
高频电子技术
学习任务3
高频小信号选频放大电路
3.1 选频器
选频器是构成高频放大电路的一个基本电路
作用：选择信号；阻抗匹配。
分类： 按功能分可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波
器、带阻滤波器等； 按工作原理分可分为为谐振式滤波器和固体滤波器。
LC回路是应用最广的谐振式滤波电路。 陶瓷滤波器、声表面波滤波器、晶体滤波器等被称为
51 1012 75 8.4 106
若没有阻抗变换电路，则R/e = RS // RP //RL= 1.91kΩ，Q/e=4.68。
可见，采用了阻抗变换电路，RS、RL对并联 回路的影响减少了，品质因数下降得不多了。
高频电子技术
学习任务3
高频小信号选频放大电路
3.2 小信号选频放大器
电路要获得增益，就必须设置放大器。 放大器加选频器就构成了小信号选频放大器。 小信号选频放大器以谐振回路为选频器，也称小信 号调谐放大器。
r r0C
品质因数和谐振电阻的关系？
. Is
L rC
Q
Rp L/C
或
RP Q
通频带定义?
BW0.7
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)综述
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 ...................................................................................................... I I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。
08-第二章——高频小信号放大器解析
第二章 高频小信号放大器
1. Y参数等效电路
设电压u1和u2为自变量， 电流i1和i2为参数量，
可得Y参数系的约束方程：
I1 y11 U 1 y12 U 2
I 2 y21 U 1 y22 U 2
i1
+
I1 yi U 1 yr U 2
U1
I 2 y f U 1 yo U 2
-
i1 + u1
ｙf越大, 表示晶体管的放大能力越强；
ｙr越大, 表示晶体管的内部反馈越强。 ｙr的存在, 对实际工作带来很大危害, 是谐振放大器自激 的根源, 同时也使分析过程变得复杂, 因此应尽可能使其减小, 或削弱它的影响。
第二章 高频小信号放大器
Y参数的物理意义
yie
Ib Ub
UC 0
输入导纳
yi yru2
第二章 高频小信号放大器
放大器 特点
工作频率高，中心频率几百KHz-几百MHz
具有选频特性，一般负载采用谐振回路 晶体管工作在线性区，可看成线性元件，可用双端网 络参数微变等效电路来分析。
按所用负载的性质分为谐振放大器和非谐振放大器。 谐振放大器——采用谐振回路作为负载的放大器，具有放
大、滤波和选频的作用。 非谐振放大器——由阻容放大器和各种滤波器组成，其机
Ie yibUeb yrbUcb
Ic y U fb eb yobUcb
*对于共集接法，y参数用 yic、yrc、y fc、yoc 表示，则:
Ib yicUbc yrcUec
Ie y U fc bc yocUec
第二章 高频小信号放大器
Ｙ参数法从测量和使用的角度出发, 把晶体管作为一个有 源线性双口网络, 用一组网络参数构成其等效电路。
小信号选频放大器
.. . Ii=YieUi+YreUo .. . Io=YieUi+YreUo （6-1）
图6-1 共射晶体管等效为二端口网络
6.1.1晶体管高频Y参数等效电路
式中4个Y参数的. 下标. 表示. 共射. 连接。两个 端口的变量用Ib ，Ub ， Ic 和Uc得到的Y参 数. 方程为. ： .
I.b=YieU. b+YreU.c Ic=YfeUb+YreUc
图6-9 多级同步调谐放大器 增益幅频特性曲线
6.1.3 多级单谐振回路谐振放大器
2．双参差调谐放大器 为了克服多级单调谐放大电路随着级数
增加通频带越来越窄的缺陷，可以采用 参差调谐的方式，即将级联的单调谐放 大电路每一级的谐振频率参差错开，分 别调整到约高于和约低于中心频率上。 这种电路称为参差调谐放大电路。
第6章 小信号选频放大器
6.1 小信号谐振放大器 6.2 集中选频放大器 6.3 噪声与灵敏度
6.1 小信号谐振放大器
6.1.1 晶体管高频Y参数等效电路 6.1.2 单调谐回路谐振放大器 6.1.3 多级单谐振回路谐振放大器
6.1.1晶体管高频Y参数等效电路
单调谐回路放大器是分析高频小信号调 谐放大器的基础。作为放大器核心部件 的晶体管，因工作频率很高，且工作在 窄带，因此，可用高频Y参数等效电路 来分析。
f f f为0 回路的绝对失调量。
6.1.2单调谐回路谐振放大器
根据式（6-5）作出单调谐放大器的增 益频率特性曲线，如图6-5所示。
图6-5 单调谐放大器增益频率特性曲线
6.1.2单调谐回路谐振放大器
2．单调谐放大器稳定性的提高 为了提高放大器的稳定性，通常从两个
方面着手。
一是从晶体管本身想办法，减小其反向 传输导纳 Yre 值。Yre的大小主要取决于结 电容 Cbc ,所以制作晶体管时应尽量使 其 减小Cb，c 使反馈容抗增大，反馈作用减弱。 二是从电路上设法消除晶体管的反向作 用，使它单向化。
图6-1 共射晶体管等效为二端口网络
6.1.1晶体管高频Y参数等效电路
式中4个Y参数的. 下标. 表示. 共射. 连接。两个 端口的变量用Ib ，Ub ， Ic 和Uc得到的Y参 数. 方程为. ： .
I.b=YieU. b+YreU.c Ic=YfeUb+YreUc
图6-9 多级同步调谐放大器 增益幅频特性曲线
6.1.3 多级单谐振回路谐振放大器
2．双参差调谐放大器 为了克服多级单调谐放大电路随着级数
增加通频带越来越窄的缺陷，可以采用 参差调谐的方式，即将级联的单调谐放 大电路每一级的谐振频率参差错开，分 别调整到约高于和约低于中心频率上。 这种电路称为参差调谐放大电路。
第6章 小信号选频放大器
6.1 小信号谐振放大器 6.2 集中选频放大器 6.3 噪声与灵敏度
6.1 小信号谐振放大器
6.1.1 晶体管高频Y参数等效电路 6.1.2 单调谐回路谐振放大器 6.1.3 多级单谐振回路谐振放大器
6.1.1晶体管高频Y参数等效电路
单调谐回路放大器是分析高频小信号调 谐放大器的基础。作为放大器核心部件 的晶体管，因工作频率很高，且工作在 窄带，因此，可用高频Y参数等效电路 来分析。
f f f为0 回路的绝对失调量。
6.1.2单调谐回路谐振放大器
根据式（6-5）作出单调谐放大器的增 益频率特性曲线，如图6-5所示。
图6-5 单调谐放大器增益频率特性曲线
6.1.2单调谐回路谐振放大器
2．单调谐放大器稳定性的提高 为了提高放大器的稳定性，通常从两个
方面着手。
一是从晶体管本身想办法，减小其反向 传输导纳 Yre 值。Yre的大小主要取决于结 电容 Cbc ,所以制作晶体管时应尽量使 其 减小Cb，c 使反馈容抗增大，反馈作用减弱。 二是从电路上设法消除晶体管的反向作 用，使它单向化。
第一章小信号调谐放大器介绍
. I
. U1
CC
. U2
互感耦合振荡回路，（两个
振荡回路R1 通L1过C互1 感C2耦合L2 ） R2
. I
. U1
(a)
CC
. U2
(b)
M
＋ R1 C1L1 C1 C2 C2L2
.
I C
. － I1
1
L1
L2 .
(b) I2
R2
r2
电容耦＋ 合L振1 荡C1′回C路2′ ，L2（两个 E＝振j荡L1I. 回－ 路通过电C容m 耦合） r2
(a)
1
. I
. U1
(a) CC
. U2
M
＋R1 CL11 C1 C2 C2L2
. － I1
L1
L2 .
I2
(b)
R2
＋
r2 E＝jL1I. －
耦合谐振回路的特性和谐振曲线的形状与两个谐振回 路之间的耦合程度密切相关。 k＜1%，称很弱耦合； k＜1%~ 5%，称弱耦合； 5% ＜k ＜90%， 称强耦合； k> 90%,很强耦合；k=100%,全耦合。
电容耦合双回路调谐放大器
•， •
小信号集中选频放大器
• 集中选频放大器的优点： • （1）将选择性回路集中在一起，有利
于微型化。 • （2）稳定性好。 • （3）电性能好。 • （4）放大器指标容易控制。 • （5）便于大量生产。
小结
1. 小信号调谐放大器信号的特点，放大器的分类及 主要指标。
1.4 小信号谐调放大器
1.4.1晶体管单回路调谐放大器 1.电路组成
一、 放大电路及其工作原理
RB1 C
+ –
U i
第二章 小信号选频放大器
2）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 通频带 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， 如图所示
A u /A u0 1 0.707
理理
实实
0.1 fL f f0 BW 0.7 BW 0.1
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 选择性： 选择性 用的干扰信号加以有效抑制的能力。 选择性的衡量： 抑制比 矩形系数 抑制比可定义为：谐振增益Au0与通频带以外某一特定频率上的电压增益Au的比，用d(dB) Auo 表示 d ( dB ) = 20lg( )
fH
Au
矩形系数 K0.1 = BW0.1
BW0.7
式中，BW 0.7是放大器的通频带；BW0.1是相对电压增益值下降到 0.1时的频带宽度。K0.1值越小越好，在接近１时。
噪声系数 放大器的噪声系数是指输入端的信噪比Pi/Pni与输出端的信噪比Po/Pno两者的 比值 F = ( S / N )i = Pi / Pni
0 0L 0c
B
Z =
品质因数
回路谐振时的感抗（或容抗）与回路等效损耗阻抗之比 Q 0＝ω 0L /R＝1 / ω 0CR＝√L/C / R ＝ ＝ /
L C
故谐振电阻RP＝L / CR 谐振电阻
Rp = Q
分子分母同时除R
Z=
L CR 1+ j 1 (WL − ) R WC
从分母的括号中提个W0L出来
在第一个图中,L与r的导纳为:
r 1 wL Y= = 2 −j 2 2 2 r + jwL r + w L r + w2 L2
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
第二章高频小信号选频放大器的结构与电路-精品
由附录A中的式(A-3-3)和式(A-3-4)，
可得
ω 0 ＝ 1/（ LC e） 1/2＜ 1/（ LC ） 1/2
（ 2-2-7）
Q ＝ ge 10L＝ g1eC Le
（ 2-2-8）
由此可知，由于下级电路的输入导纳 和本级放大元件的输出导纳的影响，LC回 路的谐振频率、品质因数及谐振电阻都比 空载时小。此外，由式(A-3-5)得输出电压
S=A(ω1)/A0
显然，S值越小的电路选择性越好。
4.
这是指选频放大器中的非线性放大元 器件的偏置、交流参数，以及其它电路元 件参数发生变化时，电路性能的稳定程度。
5. 与低频放大器一样，选频放大器的输
出噪声也来源于输入端和放大电路本身。
在小信号条件下，将处于放大区的三 极管用微变等效电路来取代。
2.3.1 参差调谐的选频放大单元
所谓参差调谐，就是将两级单调谐放 大器的谐振频率分别调谐在信号中心频率 f0附近的两个不同频率点上，其中一级调 谐在f01=f0+Δ，另一级调谐在f02=f0-Δ上，如 图2-3-1(a)所示。
上述两级放大器统称为一级参差调谐 放大器，或一个基本参差调谐放大器单元。
Av 0＝Av (ω0)＝0.5（n 1 n 2 ∣y f e∣／g e） BW0.7 ≈1.414ω0／Q K0.1＝3.15 可见，临界耦合双调谐回路谐振放大
器的矩形系数与参差调谐放大器相同，其 选择性比单调谐回路谐振放大器好。
2.3.3 多级单元电路的谐振放大器
假定多级单元放大器由几个相同参数 (包括增益元器件和选频参数)的单元放大 器组成，则n级单元放大器的总增益函数可 以用一个单元的增益函数来表示，即
可以证明：最平坦特性时，Δ应满足 2×4Q2×［4Q2Δ2＋ω02］＝（4Qω0）2， 即：
小信号调谐放大器总结
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
4.放大器的相对增益(选择性)
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
1.3.4 多级单调谐放大器
当一级的增益不能满足时,常采用多级放大器. 由多级单调谐放大器级联而成,且都调谐于同一
第1章 小信号调谐放大器
见书P8推导，可直接引用。
第1章 小信号调谐放大器
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第1章 小信号调谐放大器
2 并联谐振回路的谐振曲线和通频带：
右 图 是 回 路 阻 抗 的 幅 频 特 性 和 相 频 特 性 注意: 谐振时阻抗为纯阻,且 为最大值.这意味着并 联谐振回路的输出电压 此时也为最大值.
第1章 小信号调谐放大器
回忆并提问:
为何无线电通信要采用高频做载波? 经过调制后的已调波是高频信号还是低频信 号? 高频”小信号”是指的什么小?
第1章 小信号调谐放大器
第1章
1.1
1.2
小信号调谐放大器
概述
谐振回路
1.3
1.4
小信号调谐放大器
小信号集中选频放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
截止频率 f
特征频率 f T
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
第1章 小信号调谐放大器
画出这种形式下的完整的Y参数等效电路：
第1章 小信号调谐放大器
高频电子线路模块三： 高频小信号选频放大器
3.4信号源内阻及负载对谐振回路的影响
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 率的稳定度。
A
算出有载品质因数 QT 进行比较就
L
.
C
Is
知道信号源内阻与负载对谐振回路 产生了什么影响。
R B
空载时的品质因素： Q0 RP
C L
下面计算一下有载品质因数:
高频小信号谐振放大器的性能很大程度上取决于LC 并联谐振回路，LC并联谐振回路的主要作用是选频和
阻抗变换。
3.3.1 并联谐振回路 并联回路： 信号源与电感线圈和电容器并联组成的电
A 路，叫做LC并联回路
.
C L 图中与电感线圈Ｌ串联的电阻Ｒ代表
Is
R 线圈的损耗，电容Ｃ的损耗不考虑。
B IS为信号电流源。
1.05
当f/f0=2时 Z =0.75K
= 89.5
由以上计算可以看出：当并联谐振回路的Ｑ值较大 时，回路的等效阻抗随着失谐的增大显著减小。
3.3.2并联谐振回路的通频带和选择性
A 在左图中，保持电流源的幅值不变，改
. C L 变其频率，则并联电路两端的电压的变
Is
R 化规律与回路的阻抗频率特性相似。
在C图中，RT实际上是考虑了信号源内 阻和负载电阻的影响后的并联谐振回
路的等效谐振电阻，由RT可求得等效 并联谐振回路的品质因数，称为有载
品质因数，用QT表示：
C
QT RT L
Q0 RP
C L
C QT RT L
由于 RT RP 所以有载品质因数QT小于空载品质因数Q0，而且信号 源内阻和负载电阻越小，则QT就下降得越多，回路的 选择性就越差，通频带越宽。由此可见信号源内阻及
第三章 小信号调谐放大器
通信电子电路
1 0 2 2 1 QP ( ) 0
并联回路相对幅频特性
0
16
3.1 LC 谐振回路
5. 信号源內阻和负载电阻对并联谐振回路的影响
R RP // Rg // RL C C g C C L
R QL 0 L
减小，通频带加宽，选择 性变坏。 减小，通频带加宽，选择 性变坏。
如果设电压 U1 和 U2 为自变量， 电流 I1 和 I2 为参数量，可得 y 参数系的约束方程：
I1
+ Ube
-
I2
+ Uce
-
I1 yiU1 yrU 2 I1 yieU be yreU ce I 2 y f U1 yoU 2 I 2 y feU be yoeU ce
25 通信电子电路
3.2 主要性能指标
四．工作稳定性 这是指选频放大器中的非线性放大元器件的偏置， 交流参数，以及其它电路元件参数发生变化时，电路性 能的稳定程度。 五．噪声系数 与低频放大器一样，选频放大器的输出噪声也来源 于输入端和放大电路本身。噪声系数是用来反映电路本 身噪声大小的技术指标。
影响谐振回路谐振频率。
可见，在有信号源內阻和负载电阻情况下，为了对并联谐 振回路的影响小，需要应用阻抗变换电路。
通信电子电路
所以并联谐振回路希望用恒流源激励。
17
3.1 LC 谐振回路
6. 阻抗变换电路 (1) 全耦合变压器等效
1 N1
N2
2
1
L2
Ig
V2
Ig
Rg C gபைடு நூலகம்
L1
1'
RL
' RLV1
1 0 2 2 1 QP ( ) 0
并联回路相对幅频特性
0
16
3.1 LC 谐振回路
5. 信号源內阻和负载电阻对并联谐振回路的影响
R RP // Rg // RL C C g C C L
R QL 0 L
减小，通频带加宽，选择 性变坏。 减小，通频带加宽，选择 性变坏。
如果设电压 U1 和 U2 为自变量， 电流 I1 和 I2 为参数量，可得 y 参数系的约束方程：
I1
+ Ube
-
I2
+ Uce
-
I1 yiU1 yrU 2 I1 yieU be yreU ce I 2 y f U1 yoU 2 I 2 y feU be yoeU ce
25 通信电子电路
3.2 主要性能指标
四．工作稳定性 这是指选频放大器中的非线性放大元器件的偏置， 交流参数，以及其它电路元件参数发生变化时，电路性 能的稳定程度。 五．噪声系数 与低频放大器一样，选频放大器的输出噪声也来源 于输入端和放大电路本身。噪声系数是用来反映电路本 身噪声大小的技术指标。
影响谐振回路谐振频率。
可见，在有信号源內阻和负载电阻情况下，为了对并联谐 振回路的影响小，需要应用阻抗变换电路。
通信电子电路
所以并联谐振回路希望用恒流源激励。
17
3.1 LC 谐振回路
6. 阻抗变换电路 (1) 全耦合变压器等效
1 N1
N2
2
1
L2
Ig
V2
Ig
Rg C gபைடு நூலகம்
L1
1'
RL
' RLV1
第一章 小信号调谐放大器2
| Z | Rp 1 (Q 2
为广义失谐。
)
2
Rp 1 2
O
arctan( 2Q
O
) arctan
21
| Z |
Rp 1 (Q 2
)
2
Rp 1 2
O
arctan( 2Q
Rp
电容性
O
) arctan
影响因素： (1) 所使用的晶体管； (2) 通频带宽度 2f0.7（成反比）； (3) 稳定性和匹配状态。
2. 通频带 BW= 2f0.7
指电压增益下降到最大值的 对应的频带宽度。 影响因素： (1) 回路形式； (2) 回路品质因数QL； (3)通频带BW与Av成反比。
2f0.7 1 Av
1. 2. 1 LC 并联谐振回路
电路结构
L iS RS C r
iS RS C Rp
L
一 串、并联阻抗等效互换
1 串、并联等效互换的模型电路
A
Xs Xp
rs Rp
A
B B
为了分析电路的方便，常需把串联电路变换为并联电 路。其中 Xs 为电抗元件（纯电感或纯电容） rs 为 X s 的 ， X R 损耗电阻； p 为转换后的电抗元件， p 为源自换后的电阻。L 5.07u
(2) 回路谐振电阻和带宽。由式(2-12)
R0 Q0 L 100 2 107 5.07 10 6 3.18 10 4 31.8k
回路带宽为
f0 B 100kHz Q
(3) 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并 联电阻为R1, 并联后的总电阻为R1∥R0, 总的回路有载 品质因数为QL。 由带宽公式, 有
为广义失谐。
)
2
Rp 1 2
O
arctan( 2Q
O
) arctan
21
| Z |
Rp 1 (Q 2
)
2
Rp 1 2
O
arctan( 2Q
Rp
电容性
O
) arctan
影响因素： (1) 所使用的晶体管； (2) 通频带宽度 2f0.7（成反比）； (3) 稳定性和匹配状态。
2. 通频带 BW= 2f0.7
指电压增益下降到最大值的 对应的频带宽度。 影响因素： (1) 回路形式； (2) 回路品质因数QL； (3)通频带BW与Av成反比。
2f0.7 1 Av
1. 2. 1 LC 并联谐振回路
电路结构
L iS RS C r
iS RS C Rp
L
一 串、并联阻抗等效互换
1 串、并联等效互换的模型电路
A
Xs Xp
rs Rp
A
B B
为了分析电路的方便，常需把串联电路变换为并联电 路。其中 Xs 为电抗元件（纯电感或纯电容） rs 为 X s 的 ， X R 损耗电阻； p 为转换后的电抗元件， p 为源自换后的电阻。L 5.07u
(2) 回路谐振电阻和带宽。由式(2-12)
R0 Q0 L 100 2 107 5.07 10 6 3.18 10 4 31.8k
回路带宽为
f0 B 100kHz Q
(3) 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并 联电阻为R1, 并联后的总电阻为R1∥R0, 总的回路有载 品质因数为QL。 由带宽公式, 有
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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
O 0º ∆
-90º
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； -90 ◦ < <90◦ ω<ω0 时, 回路呈感性，相移为正；
Q 值增大，曲线变陡
EXIT
高频电子线路
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
–
Uo Up
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
高频电子线路
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
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
Rs
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 U1 L1
R’L– N1
I2 + L2 RL U2
设变压器为无耗的理想变压器
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Biblioteka EXIT高频电子线路
2 小信号选频放大器
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(L 1 / C ) Rp
1 jQ( / 0
1
j
L/
(L
0 /)
rC 1
r
/ C
)
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
故 Z
Z
1
Rp
n
N1 N2
U1 U2
I2 I1
N2
–
R'L
U1 I1
nU2 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
+
U1 M
–
R’L
1 L1
N1
I2
+
设L1 、L2无耗
n N1 N2 N2
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
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
r j(L 1 / C )
1
1 jC 1
Rp
jL
Rp =L/rC
EXIT
高频电子线路
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
R. S
Us
L rC
RL
.
Is
Us
L C
RT = RL // RS //RP
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
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
集成宽带放大器 ＋ 集中选频滤波器
2 小信号选频放大器
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。
jQ 2
Rp
0
1 （Q 2）2 0
arctan（Q 2 ) 0
EXIT
高频电子线路
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
U1 U2
.
I2
.
I1
2 L2
3 N2
RLU2
–
根据功率相等原理，有
故R’L （UU
1 2
）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
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
+
U1
–
R’L
C1 +
C2 RLU2
–
则
U
2 1
R’L
U 22 RL
即R’L （UU
1 2
）2 RL
n2
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
Z
Uo Is
Z
(r jL) / jC r jL 1 / jC
r
L/C
j(L 1 / C )
当ωL 1/ ωC 时，回路并联谐振