高频小信号放大器的一些质量指标
42-3试简述高频小信号谐振放大器的主要技术指标。42-4对高频小
第4章高频小信号放大器4.1填空题4.1-1晶体管的截止频率fß是指当短路电流放大倍数|ß|下降到低频ß0的时所对应的工作频率。
4.1-2矩形系数是表征放大器好坏的一个物理量。
4.1-3消除晶体管y re的反馈作用的方法有和。
4.1-4晶体管的截止频率fß是指当短路电流放大倍数|ß|下降到低频ß0的时所对应的工作频率。
4.1-5矩形系数是表征放大器好坏的一个物理量。
4.1-6消除晶体管y re的反馈作用的方法有和。
4.2 分析问答题4.2-1简述宽带放大器的分析方法。
4.2-2简述共射-共基组合电路扩展通频带的原理。
4.2-3 试简述高频小信号谐振放大器的主要技术指标。
4.2-4对高频小信号放大器的主要要求是什么？高频小信号放大器有哪些分类？4.2-5高频谐振放大器中，造成工作不稳定的主要因素是什么？它有哪些不良影响？为使放大器稳定工作，可以采取那些措施？4.2-6说明fβ、f Tβ、fɑ和f max的物理意义。
分析说明它们之间的关系。
4.2-7为什么晶体管在高频工作时要考虑单向化或中和,而在低频工作时,可以不必考虑?4.2-8声表面波滤波器、晶体滤波器和陶瓷滤波器各有什么特点,各适用于什么场合?4.2-9在小信号谐振放大器中，三极管与回路之间常采用部分接入，回路与负载之间也采用部分接入，这是为什么？4.2-10简要叙述声表面波滤波器选频的工作原理。
4.3 计算题4.3-1调谐在中心频率为f0=10.7MHZ的三级单调谐放大器，要求BW0.7≥100KHZ，试确定每个谐振回路的有载品质因数Qe。
4.3-2中心频率都是6.5MHZ的单调谐放大器和临界耦合的双调谐放大器，若Qe均为30，试问这两个放大器的通频带各为多少？4.3-3一晶体管组成的单回路中频放大器，如图4.3-1所示。
已知0465f KHz=，晶体管经中和后的参数为：g m=4.4mS，Cie=142pF，goe=55μS，Coe=18pF，Yfe=36.8mS，Yoe=0。
高频小信号调谐放大器实验报告
高频小信号调谐放大器实验报告姓名：学号：班级：日期：高频小信号调谐放大器实验一、实验目的1. 掌握小信号调谐放大器的基本工作原理；2. 掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算；3. 了解高频小信号放大器动态范围的测试方法；二、实验仪器与设备高频电子线路综合实验箱； 扫频仪； 高频信号发生器； 双踪示波器三、实验原理（一）单调谐放大器小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。
其实验单元电路如图1-1所示。
该电路由晶体管Q 1、选频回路T 1二部分组成。
它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。
本实验中输入信号的频率f S ＝12MHz 。
基极偏置电阻R A1、R 4和射极电阻R 5决定晶体管的静态工作点。
可变电阻W 3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。
表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f 0，谐振电压放大倍数A v0，放大器的通频带BW 及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。
放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为∑=LCf π210式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量；∑C为调谐回路的总电容，∑C的表达式为ie oe C P C P C C2221++=∑式中， C oe 为晶体管的输出电容；C ie 为晶体管的输入电容；P 1为初级线圈抽头系数；P 2为次级线圈抽头系数。
谐振频率f 0的测量方法是：用扫频仪作为测量仪器，用扫频仪测出电路的幅频特性曲线，调变压器T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。
2.电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。
A V0的表达式为Gg p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fei V ++-=-=-=∑2221212100 式中，g Σ为谐振回路谐振时的总电导。
高频小信号放大器的一些质量指标讲解
增益 dB
电压比(Uo/Ui)或 电流比(Io/Ii)
功率比(Po/Pi)
衰减 电压比(Uo/Ui)或
dB
电流比(Io/Ii)
功率比(Po/Pi)
0
1
1
0
1
1
1
1.12(? 1.1)
1.26(? 1.3)
-1
0.891(? 0.9)
0.794(? 0.8)
2
1.26(? 1.3)
1.58(? 1.6)
1 0.7
实际通 频带
2? f0.7
0.1 0
f
2? f0.1
衡显量然选K择r0.1性越的小基，本越指接标近有1两， 个即—2Δ—f0矩.1越形接系近数2和Δf抑0.7制，比这。时实 际通频带越接近理想通频带。
同时由定义可知，矩形系数
Kr0.1 >1。
本继页续完
三、选择性
3、抑制比 d
抑制比的意义： 抑制比是表示电路对某一特 定的干扰频率的抑制能力。
引言
为了分析高频小信号放大器，首先应当了 解实际运用时对它的要求如何，也就是应当先 讨论它的主要质量指标。
高频小信号放大器的主要质量指标如下： （1）增益（ gain ） （2）通频带（ passband ） （3）选择性（ selectivity ） （4）工作稳定性（ stability ） （5）噪声系数（ noise figure ）
于噪1比的的，比越值接反近应1，了则信说号明通放 比下降了。此时有：
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求要和点要习学节本
1、增益 2、通频带 3、选择性 4、工作稳定性 5、噪声系数
返回
一、增益
3.1高频小信号放 大器的质量指标
高频小信号放大器
2）放大电路的等效电路
3 5 2 L 4 1
V
Yie 2
C
忽略管子内部的反馈, 即令Yre =0
3 5 2 L 4 1
V
Yie 2
Yie1
YfeUbe Y oe
C
Yie1
p1Y feU be
2 p1 Yoe
C R0
L
L2
Yie 2
1 Rb1 V C Ce 2 L 3 4 RL 5
Rb2
Cb Re
2． 晶体管共射接法的高频等效电 路------Y参数等效电路
b
Ib
＋ . Ube Yie . YreUce . YfeU be
Ic
＋ Yoe . U ce －
c
e
－
晶体三极管共射接法Y参数等效电路
e
Y参数方程：
Y U Y U I b ie be re ce Y U Y U I
集成电路高频小信号放大器的组成下图所示。选 频器一般设置于电路链的低电平端，以对可能进 入宽带放大器的干扰与噪声信号进行一定的衰减， 改善传输信号的质量。匹配器一般为LC网络，以
保证选频器能满足对信号的选择性要求。
m
•
多级单调谐放大器的总电压增益是各级电压 增益的乘积。若由完全相同的单级放大器组成， 各级电压增益相等，则m级放大器的总电压增益 为
Am Au1
2）单位谐振函数
Am Nf Am 0
1 2fQ e 1 f0
m 2 2
m级相同的放大器级联时，它的单位谐 振函数等于各单级放大器单位谐振函 数的乘积 1 3）通频带
高频小信号谐振放大器
任务一高频小信号谐振放大器任务引入我们知道，无线通信接收设备的接收天线接收从空间传来的电磁波并感应出的高频信号的电压幅度是（μV）到几毫伏（mV），而接收电路中的检波器（或鉴频器）的输入电压的幅值要求较高，最好在1V左右。
这就需要在检波前进行高频放大和中频放大。
为此，我们就需要设计高频小信号放大器，完成对天线所接受的微弱信号进行选择并放大，即从众多的无线电波信号中，选出需要的频率信号并加以放大，而对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以提高信号的幅度与质量。
在此，首先引入应用广泛的高频小信号谐振放大器。
任务分析高频小信号谐振放大器的作用、电路组成、及工作原理，与低频小信号放大电路是基本一致的。
不同的是：一是在高频小信号谐振放大器中，所放大信号的频率远比低频放大电路信号频率高；二是高频小信号谐振放大器的频宽是窄带（要求只放大某一中心频率的载波信号）。
因此，首先在电路组成上应将低频放大电路中的低频三极管换成具有更高截止频率的高频三极管，将集电极负载换成了LC选频网络；再是在电路分析与设计中，应重点考虑电路的高频特性与选频特性。
高频小信号谐振放大器的核心元件是高频小功率晶体管和LC并联谐振回路。
相关知识一、高频小功率晶体管与LC并联谐振回路1．高频小功率晶体管高频小信号放大电路中采用的高频小功率晶体管与低频小功率晶体管不同，主要区别是工作截止频率不同。
低频晶体管只能工作在3MHz以下的频率上，而高频晶体管可以工作在几十到几百兆赫兹，甚至更高的频率上。
目前高频小功率晶体管工的作频率可达几千兆赫，噪声系数为几个分贝。
高频小功率晶体管的作用与低频小功率晶体管一样，工作在甲类工作状态，起电流放大作用。
2．LC并联谐振回路在接收机的各级高频小信号放大器中，利用LC并联谐振回路的选频作用，对谐振点频率的电流信号呈现较大的阻抗，而且是纯电阻性的，将电流信号转换成电压信号输出，而对失谐点频率的电流信号呈现很小的阻抗，抑制失谐点频率电流信号的输出，起到选择出所需接收的信号，抑制无用的信号和干扰的目的。
高频小信号调谐放大器实验
实验报告课程名称：通信电子线路项目名称: 高频小信号调谐放大器实验姓名： _____ 专业：_________ 班级：_学号：_____________ 同组成员 ___________ 实验日期 ____________（3）.选择性：从含有各种不同频率的信号总和（有用和有害的）中选出有用信号排除有害（干扰）信号的能力，称为放大器的选择性。
衡量选择性的基本指标一般有两个：矩形系数和抑制比。
矩形系数通常用K0.1表示，它定义为Av/Avo=0.1求得2 A 0.7 ,其中是指放大倍数下降至0.1处的带宽。
且矩形系数越小，选择性越好，其抑制邻近无用信号的能力就越强。
抑制比表示对某个干扰信号fn的抑制能力，用dn表示。
dn二Avo/An。
（4）.稳定性：指放大器的工作状态（直流偏置）、晶体管的参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定程度。
2. 实验箱电路图2-2小信号调谐放大器实验电路说明：我们做实验的时候只要使用IN1连R1经C2再至晶体管放大器后经C4输出这条通路即可，分别测试放大器的放大倍数、通频带以及电路的品质因数对通频带以及幅频特性的影响。
3. 实验仪器1、信号源模块1块2、频率计模块1块3、2号板1块4、双踪示波器1 台5、万用表1块6、扫频仪（可选）1台测量放大器通频带调节放大器输入信号的频率，使信号频率在谐振频率附近变化（以20KHZ为步进间隔来变化），并用示波器观测各频率点的输出信号的幅度，在如下的“幅度-频率”坐标轴上标示出放大器的通频带特性。
5 .注意事项1:1. 小信号调谐放大器实验电路模块上元件排布较密，要注意探头或鳄嘴钳不要触碰到周围元件的引脚，不然可能会造成测量数据有较大误差.2. 测量电阻和可变电阻阻值时，因为万用表是自动调节量程的，所以引入较多接触电阻时并不容易发现。
很容易一看到示数出来不再变化就做记录了。
应该压紧探笔触头，多测几次，以尽可能减少接触电阻来带的误差.实验预习成绩（百分制）实验指导教师签字:实验操作成绩（百分制） 实验指导教师签字:、实验过程记录部分:1. 实验过程记录:根据电路原理图连接好电路:3. 测量单调谐、双调谐小信号放大器的静态工作电4. 测量单调谐、双调谐小信号放大器的增益5. 测量单调谐、双调谐小信号放大器的通频带2. 实验现象及原始数据记录2： （1）.在不加输入信号时用万用表（直流电压测量档）测量电阻R4和R5两端的电压（ VBQ 与 VEQ ，调整可调电阻 W3使VEQ= 1.601V ，记下此时的VBQ= 2.249V 。
高频小信号放大器
高频小信号放大器()一、学习目标与要求1.掌握单调谐回路谐振放大器工作原理的分析方法，理解提高稳定性措施；2.了解同步调谐放大器和双参差调谐放大器工作原理；3.了解双调谐放大电路，能够识读各种类型的谐振放大器电路；4.了解集中选频放大器电路；了解噪声概念； 二、学习要点（一）高频小信号放大器的分类 （l ）按器件分类高频小信号放大器若按器件分可分为晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器。
(2)按通带分类高频小信号放大器若按通带分可分为窄带放大器、宽带放大器。
（3）按负载分类高频小信号放大器若按负载分可分为谐振放大器、非谐振放大器。
本章重点介绍单级窄带负载为I ．C 调谐回路的谐振放大器，这种放大器不仅有放大作用，而且有选频作用。
对其他器件的单级谐振放大器、各种级联放大器以及集成电路放大器这略加讨论。
（二） 高频小信号放大器的质量指标 1.增益（放大系数）放大器输出电压Vo(或功率P 。
)与输入电压V i （或功率P i ）之比，称为放大器的增益或放大倍数，用A v （或A P ）表示（有时以dB 数计算）。
我们希望每级放大器在中心频率（谐振频率）及通频带处的增益尽量大，使满足总增益时级数尽量少。
电压增益：iov V V A =(6-1) 功率增益：ioP P P A =（6-2） 2.通频带放大器的电压增益下降到最大值的0，7（即v ／1）倍时，所对应的频率范围称为放大器的通频带，用B ＝2△f 0.7表示，如图3－l 所示。
2△f 0.7也称为3分贝带宽。
图6－1 高频小信号放大器的通频带与谐振回路相同，放大器的通频带决定于回路的形式和回路的等效品质因数Q e 。
此外，放大器的总通频带，随着级数的增加而变窄，并且，通频带愈宽，放大器的增益愈小。
3．选择性从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性，选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。
第四章 高频小信号放大器(高频电子技术)
高频电子技术第四章 高频小信号放大器§4.1 概述低频放大器：工作频率较低，但带宽较宽；高频放大器：工作频率很高（中心频率在几百千赫至几百兆赫以上），但带宽很窄。
故高频放大器一般都是采用选频网络组成谐振放大器或非谐振放大器。
(1)谐振放大器：采用谐振回路（串、并联或耦合回路）作负载的放大器。
它又分为调谐放大器（高频放大器）和频带放大器（中频放大器）。
(2)非调谐放大器：由滤波器和阻容放大器组成的各种窄带、宽带放大器。
高频小信号放大器的主要质量指标：(1)增益：放大器输出电压与输入电压之比；(2)通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.7倍（2/1）时对应的频率范围：3db 带宽； 放大器的电压增益下降到最大值的0.5倍（2/1）时对应的频率范围：6db 带宽； (3)选择性：抑制干扰的能力。
(4)工作稳定性：电路元件参数发生改变时放大器的稳定程度。
(5)噪声系数：噪声系数＝输入端信噪比/输出端信噪比，如放大器内部噪声接近于零，则噪声系数接近于1，说明放大器本身引入的噪声很小。
§4.2 晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路的两种形式：形式等效电路和物理模拟等效电路。
形式等效电路：将晶体管等效为有源线性四端网络。
优点：分析电路方便，具有普遍意义；缺点：网络参数与频率有关。
物理模拟等效电路：用RLC 元件表示晶体管内部的复杂关系，即每一元件与晶体管内发生的某种物理过程有明显的关系，用这种物理模拟的方法得到的物理等效电路就是混合π等效电路。
优点：各个元件在很宽的频率范围内保持常数；缺点：分析电路不够方便。
4.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）（P91） 一、双口网络压控型伏安关系V AR （y 参数）：1V 2端口1和端口2都外接电压源。
端口电流1I 的表示式：sc1212111111211y y )1N ()1()1(I V V I I IV V I ++='''+''+'=++=产生的电流口中所有独立源作用在端只由网络产生的电流单独作用在端口电压源产生的电流单独作用在端口电压源端口电流2I 的表示式： sc21212222y y I V V I ++=其中，0,0111112===sc I V V I y 为端口1（输出）短路策动点（输入）导纳；i y,0211211===sc IV V I y 为端口1（输入）短路反向转移导纳；r y0,0122122===sc I VV I y 为端口2（输出）短路正向转移导纳；f y,0222221===sc IV V I y 为端口2（输入）短路策动点（输出）导纳；o y0,01sc121===V V I I 为两端短路时端口1的短路电流； 0,02sc221===V V I I 为两端短路时端口2的短路电流；写成矩阵形式：sc I V Y I +=，即⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡21212221121121sc sc I I V V y y y y I I一个双口网络可以用短路导纳矩阵Y 和短路电流向量scI 来表征，矩阵Y 中的各元素称为y 参数。
1_高频小信号放大器的一些质量指标
功率比( 功率比(Po/Pi) 1 0.794(≈ 0.794(≈0.8) 0.501(≈ 0.501(≈0.5) 0.251(≈ 0.251(≈0.25) 0.1 10-2 10-3 10-4
2
3.16(≈ 3.16(≈3) 3.98(≈ 3.98(≈4) 10 102
例题： 例题： 已知功率增益为47dB，电压增益为69dB， 已知功率增益为47dB，电压增益为69dB，试换算成放大倍数 先转换功率， 47dB=（20+20+6+1）dB， 先转换功率，把功率的增益拆成和式 47dB=（20+20+6+1）dB，然后查表得 放大倍数是：100× 100× 3=52000倍 放大倍数是：100× 100× 4 ×1.3=52000倍 再转换电压， 69dB=（ +6+3）dB， 再转换电压，把电压的增益拆成和式 69dB=（20+20 +20 +6+3）dB，查表得 放大倍数是：10× .4=2800倍 放大倍数是：10× 10 × 10 × 2× 1.4=2800倍 本页完 继续
倍数与分贝数的常用数据对照表 增益本内容学习结束)，单击继续，继 本内容学习结束，单击继续 继续， 电压比( 电压比(Uo/Ui 或 dB 续学习《通频带》内容；功率比( ， 单击返回 返回， 续学习《通频带》内容；功率比(Po/Pi) 单击返回 电流比( 电流比(Io/Ii) 返回学习主页。 返回学习主页。 1 1 0 返回 继续 1.12(≈ 1.12(≈1.1) 1 1.26(≈ 1.26(≈1.3) 2 3 5 6 10 20 1.26(≈ 1.26(≈1.3) 1.41(≈ 1.41(≈1.4) 1.78(≈ 1.78(≈1.8) 2 3.16(≈ 3.16(≈3) 10 1.58(≈ 1.58(≈1.6)
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。
高频小信号放大器的主要技术指标
高频小信号放大器的主要技术指标一、引言高频小信号放大器是现代电子通信系统中的重要组成部分，它用于放大微弱的高频信号，以便在电信、广播、无线通信等领域中进行数据传输和通信。
本文将详细讨论高频小信号放大器的主要技术指标及其影响因素，以及如何优化这些指标以提高放大器的性能。
二、频率响应频率响应是高频小信号放大器的重要技术指标之一。
它描述了放大器对不同频率信号的增益特性。
在设计放大器时，需要保证频率响应尽可能平坦，以便在整个频率范围内都能够实现高增益。
频率响应的平坦度可以通过调整电路的带宽和谐振频率来实现，同时还需要考虑放大器的稳定性和噪声特性。
1. 带宽带宽是指放大器能够放大信号的频率范围。
在设计放大器时，需根据实际应用需求选择适当的带宽。
带宽的选择取决于信号频率范围和需要放大的信号的带宽。
2. 谐振频率谐振频率是指放大器在谐振状态下的工作频率。
谐振频率取决于放大器的电感和电容参数，通过调整这些参数可以改变谐振频率。
谐振频率的选择与应用场景密切相关，不同的应用可能需要不同的谐振频率。
三、增益增益是高频小信号放大器另一个重要的技术指标，它描述了放大器对信号的放大倍数。
增益的大小直接影响到放大器的灵敏度和信噪比。
1. 功率增益功率增益是指放大器输出功率与输入功率之间的比值。
放大器的功率增益越大，表示放大器将输入信号放大得更强，提高了信号传输的距离和可靠性。
2. 电流增益电流增益是指放大器输出电流与输入电流之间的比值。
电流增益反映了放大器对信号电流的放大效果，也是判断放大器性能优劣的重要指标之一。
3. 电压增益电压增益是指放大器输出电压与输入电压之间的比值。
电压增益决定了放大器对信号电压的放大倍数，也是评估放大器性能的关键指标。
四、线性度线性度描述了放大器输出信号与输入信号之间的线性关系，也反映了放大器的失真程度。
线性度越高，表示放大器输出的信号与输入信号的关系越接近直线，失真越小。
1. 非线性失真非线性失真是指放大器输出信号与输入信号之间的偏离程度。
高频小信号放大器的基本性能指标
因此，需要在回路上并联7.97 kΩ的电阻。
第２章 高频小信号放大器
5. 常用阻抗变换电路
为了减小信号源及负载对谐振回路的影响，除了增大RS、
RL外，还可以采用阻抗变换电路。常用的阻抗变换电路有变
变压器的功能有
变压： 变流： 变阻：
U1 N L 1 1 U 2 N 2 L2
I1 N 2 I 2 N1
(3) 以上所知品质因数均是指回路没有外加负载时的值， 称为空载品质因数，用Q0来表示。当回路有外加负载时，品
质因数要用有载品质因数值Qe
第２章 高频小信号放大器
3.
并联谐振回路在高频小信号放大器、高频功率放大器、
混频器以及正弦波振荡器中常用如图2-3所示的中频放大器。
图2-3 中频放大器
第２章 高频小信号放大器
第２章 高频小信号放大器
2.1 小信号谐振放大器的分类和性能指标 2.2 LC并联谐振回路
2.3 高频小信号放大器
2.4 集成选频放大器 2.5 仿真设计与应用 小结 习题
第２章 高频小信号放大器
本章要点
·
·
·
本章难点 · · ·用Multisim 10.0仿真分析高频小信号放大器
第２章 高频小信号放大器
为纯电阻且为最大，可以用R0表示，式(2-1)变为
Z p R0 L Cr
(2-2)
第２章 高频小信号放大器
并联谐振回路的谐振频率为
0
1 LC 或 f 0 1 2π LC
(2-3)
在LC谐振回路中，为了评价谐振回路损耗的大小，常引 入空载品质因数Q0。 Q0定义为回路谐振时的感抗(或容抗)与 回路等效损耗电阻r之比，即
100(kHz )
高频小信号调谐放大器实验报告
高频电路期末课程设计课程名称：高频小信号调谐放大器设计学院：专业：姓名：SpadesQ学号：任课教师：2016年6月12日摘要高频小信号调谐放大器是一种中心频率在几百KHZ到几百MHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围内的放大器。
按照所用器件可分为晶体管，场效应管和集成电路放大器；按照通过频谱的宽窄可分为窄带和宽带放大器；按照电路形式可分为单级和级联放大器；按照所用负载性质可分为谐振放大器和非谐振放大器。
调谐放大器采用谐振回路作负载，根据谐振回路的特性，谐振放大器对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益；对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。
所以谐振放大器不仅有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用。
小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路，其作用是对信道中的微弱高频小信号进行不失真的放大。
在无线电接收机中主要用做高频和中频选频放大，高频调谐放大器的集电极负载为可变频率调谐。
对小信号调谐放大器的主要要求有：有足够高的增益、满足选择性和通频带要求、稳定性与噪声系数要好、动态范围要宽。
本文以理论分析为依据，得到10.7Mhz中心频率，带宽3Mhz的高频小信号调谐放大器，并用multisim仿真进行调试，实际制作来验证理论分析。
关键字：三极管；LC谐振回路；高频小信号；放大器目录摘要 (II)1.2.1谐振频率 (2)1.3晶体管高频小信号等效电路 (5)1.3.1单级单调谐回路谐振放大器 (6)1.4自激原理及消除方法 (8)2.3.1选定电路形式 (10)3高频小信号谐振放大器电路仿真实验 (13)高频小信号谐振放大器设计1高频小信号调谐放大器的原理分析1.1 小信号调谐放大器的主要特点晶体管集电极负载通常是一个由 LC组成的并联谐振电路。
由于 LC 并联谐振回路的阻抗是随着频率变化而变化，理论上可以分析，并联谐振在谐振频率处呈现纯阻，并达到最大值。
即放大器在回路谐振频率上将具有最大的电压增益。
通信电子线路第3章 高频小信号放大器
电路是由物理模拟方法得到的物理等效电路，如图所
示。
Cbc
b
rbb'
b＇ rb'c
c
r Cbe b'e
Cb'c
Cb'e
g mVb 'e
rce Cce
e
e
混合π等效电路
把晶体管内部的物理过程用集中元件RLC表示，每一
个元件与发生的某种物理过程有明显的关系。
3.2.2 混合π等效电路（物理模拟等效电路） （续1）
来组成等效电路。
I1
I2
+
V1
yi
-
yrV2 y f V1
+
yo
V2
-
晶体管共射极电路
晶体管（共射极）的y参数等效电路
I1 yiV1 yrV2
I2 y f V1 yoV2
3.2.1 形式等效电路（网络参数等效电路）（续1）
yi yr yf yo
VVVIIVII11122221
V2 0 称为输出短路时的输入导纳 V10 称为输入短路时的反向传输导纳 V2 0 称为输出短路时的正向传输导纳 V10 称为输入短路时的输出导纳
2
y fe
g
2
gie
gie2
( Av0 )2
gie2 gie
( Av0 )2
用分贝表示
如前后级采用
Ap0 (dB) 10 lg Ap0
相同晶体管
3.3 单调谐回路谐振放大器（续8）
忽略回路本身的损耗 Gp，则匹配条件为 p12 goe p22 gie2
故最大功率增益为（前后级采用相同的晶体管）
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。
高频小信号放大电路分析
3、高频小信号放大器的质量指标
1)增益：（放大系数）
电压增益：AV
Vo Vi
功率增益：
AP
P0 Pi
分贝表示：AV
2)通频带：
20 log V0 Vi
Ap
10 log
Po Pi
放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时，所对
应的频率范围称为放大器的通频带，用B=2f 0.7表示。
2f 0.7也称为3分贝带宽。
AV
AP
AV 0
AP 0
1
0.7 2f0.7
1
2
0.5
f0
f f0
为什么要求通频带？
f 2f0.5
放大器所放大的一般都是已调制的信号，已调制的信号
都包含一定谱宽度，所以放大器必须有一定的通频带，让必
要的信号频谱分量通过放大器。
放大器的质量指标
1）电压指标
A V
V o V i
Ib
c Ic
a
+
yreVc
yoe
+
P1
Is
Vi
Ys
– yie1 YfeVi
C Vc
L
+
P2
– gp
gie2Vo
根据电压变比关系： V o p2V ab V ab V c p1
所以： A V
V o V i
p2 p1
Vc Vi
p2 y fe
p1yoe YL
Y参数等效电路与混合π等效电路参数的转换式
输入导纳
y ie
I1 V1
V2 0
Ybe 1 rbbYbe
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功率比(Po/Pi)
1 0.794(0.8)
1.26(1.3) 1.58(1.6)
六、本节小结
1、增益 ——放大倍数。 2、通频带 ——当放大器的电压增益Av下降到最大值Av0的0.707倍时所对 应的频率范围，称为通频带。 3、选择性 ——放大器从含有各种不同频率的信号总和（有用的和有害的） 中选出有用信号，排除有害（干扰）信号的能力，称为放大器 的选择性。包括矩形系数和抑制比。 4、工作稳定性 ——指放大器的工作状态（直流偏置）、晶体管参数、电路元 件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定程度。 Psi/Pni 5、噪声系数 Fn= ———— 本页完 继续 Pso/Pno
3.1高频小信号放 大器的质量指标
实际通 频带
0.1 0
f
2f0.1
显然 Kr0.1 越小，越接近 1 ， 衡量选择性的基本指标有两 即 2Δf0.1 越接近 2Δf0.7 ，这时实 个 —— 矩形系数和抑制比。 际通频带越接近理想通频带。 同时由定义可知，矩形系数 Kr0.1>1。 本页完 继续
引言 本页完 返回
本 节 学 习 要 点 和 要 求
1、增益
2、通频带
3、选择性 4、工作稳定性 5、噪声系数
返回
一、增益
1、增益的倍数表示法
电压增益的倍数表示法 Au=Uo / Ui 电流增益的倍数表示法 Ai=Io / Ii 功率增益的倍数表示法 Ap=Po / Pi 电路增益的倍数表示法， 在学习上比较直观和易于为 人们接受。
3.1高频小信号放 大器的质量指标
2、增益的分贝表示法
电压增益的分贝表示法 Gu=20lgAu=20lg(Uo /Ui )分贝
电流增益的分贝表示法 Gi=20lgAi= 20lg (Io / Ii )分贝
功率增益的分贝表示法 Gp=10lgAp=10lg(Po / Pi )分贝
本页完 继续
倍数与分贝数的常用数据对照表
二、通频带
(1)通频带的定义 Av/Av0
3.1高频小信号放 大器的质量指标
当放大器的电压增益Av下降
到最大值Av0的0.707倍时所对 应的频率范围，称为通频带， 用2Δf0.7表示。若用分贝表示则 通频带亦称为-3dB带宽。
1 0.7
2f0.7
O
f0
f
查分贝表知，当放大器的电压增益Av下降到最大值Av0的 0.707倍时，相对应的功率下降至最大功率的0.5，所以通频带有 时亦称为半功率点带宽。
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三、选择性
1、选择性的含义
放大器从含有各种不同频率 的信号总和（有用的和有害的） 中选出 有 用信号 ， 排除有害 （干扰）信号的能力，称为放 大器的选择性。 2、矩形系数Kr0.1 矩形系数的定义： 2Δf0.1 Kr0.1= ——— 2Δf0.7
理想通频带
Av/Av0 1 0.7
2f0.7
显然，d 越大，说明对干扰 频率 fn 抑制能力越强，电路的 选择性越好。
O
fn f0
f
本页完 继续
四、工作稳定性
工作稳定性的含义：
3.1高频小信号放 大器的质量指标
工作稳定性是指放大器的工作状态（直流偏置）、晶 体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器 的主要特性的稳定程度。 一般的不稳定现象是增益变化、中心频率偏移、通频 带变窄、谐振曲线变形等。 极端的不稳定状态是放大器自激，致使放大器完全不 能正常工作等。
三、选择性
3、抑制比d
抑制比的意义： 抑制比是表示电路对某一特 定的干扰频率的抑制能力。 抑制比的定义： AV0 d= ——— AV
3.1高频小信号放 大器的质量指标
例如，在彩色电视机中，必 须对29MHz和38.5MHz两个频 率进行抑制，以减少邻近频道 对本频道图像和伴音的干扰。 A Av0 Av 干扰频率 谐振频率
本页完 继续
二、通频带
2、决定放大器通频带带宽的 因素
①由负载回路形式决定。 ②由负载回路的等效品质因 数QL决定。 ③放大器的电压增益越大， 放大器的通频带越窄。 Av/Av0 QL小 1 0.7
2f0.7
3.1高频小信号放 大器的质量指标
QL大
2f0.7
O
f0
f
负载回路的等效品质因数QL 例如，负载回路由纯电阻 越大，谐振曲线越陡，即放 由模拟电路的知识可知：放 组成，则放大器的通频带可 大器的通频带越窄。 大器的电压增益与带宽的乘积 以较宽，若负载回路由LC谐 是一个常数，所以放大器的电 振回路组成，则放大器的通 压增益越大则通频带越窄。 频带会较窄。
作业
无
本页完 继续
再见
引言
为了分析高频小信号放大器，首先应当了 解实际运用时对它的要求如何，也就是应当先 讨论它的主要质量指标。 高频小信号放大器的主要质量指标如下： （1）增益（gain） （2）通频带（passband） （3）选择性（selectivity） （4）工作稳定性（stability） （5）噪声系数（noise figure）
增益的分贝表示例题
-1
-3 -6 -10 -20 -30 -40
2 3
5 6
0.707(0.7)
0.501(0.5) 0.316(0.3) 0.1 0.032 0.01
0.501(0.5-4
2
1.78(1.8)
2 3.16(3) 10
3.16(3) 3.98(4) 10 102
10
20
例：已知功率增益为47dB，电压增益为69dB，试换算成放大倍数。 先转换功率，把功率的增益拆成和式 47dB=（20+20+6+1）dB， 然后查表得放大倍数是：100 100 4 1.3=52000倍 再转换电压，把电压的增益拆成和式 69dB=（20+20 +20 继续 +6+3）dB，查表得 放大倍数是：10 10 10 2 1.4=2800倍 本页完
输出信号Pso
2、噪声系数Fn
Psi/Pni Fn= ———— Pso/Pno 显然噪声系数 Fn一定是大 显然，输入、输出端信 于 1的，越接近1，则说明放 噪比的比值反应了信号通 大器的质量指标越好。 过放大器后信噪比的变坏 程度。所以在电子学上把 这个比值称为噪声系数。
如果放大器本身有噪声，则 放大器输出的噪声 Pno 是对输入 噪声 Pni 放大后再与本身噪声叠 加之和，那么输出信号的信噪 比下降了。此时有： Psi/Pni ———>1 Pso/Pno 本页完 继续
本页完 继续
五、噪声系数
1、信噪比
输入信号Psi
3.1高频小信号放 大器的质量指标
放大器A Ps 输入噪声Pni 输出噪声Pno 信噪比= —— Pn 如果放大器本身没有噪声，则 Psi 输入端信噪比= —— 放大器对输入信号Psi和噪声Pni Pni 在多级放大电路中，最前面的一、二 同样放大，则有： Pso 级对整个放大器的噪声起决定性作用， Pso Psi 输出端信噪比= —— Psi/Pni 因此要求它们的噪声系数尽量接近 1 。 —— = —— Pno 即： ———=1 Pno Pni Pso/Pno