单调谐回路谐振放大器

二、多级双调谐回路谐振放大器 m级放大器级联，耦合因数 η=1 时， 级放大器级联， 级放大器级联
电压增益： 电压增益：
Av 2 = 4+ξ4 Av 0
m
m
通频带： 通频带：
2f 0.7 = (2f 0.7 ) m 1
4
2
1
m
1
矩形系数： 矩形系数：
2f 0.1 10 m 1 K r 0.1 = =4 1 ( 2f0.7 )m 2 m 1
Av 0 = 1+ ξ
2
= 0.1 ξ = 99
同时可得矩形系数 K r 0.1 = 99 所以单调谐回路的矩形系数大，选择性差， 所以单调谐回路的矩形系数大，选择性差， 这是单调谐回路放大器的主要缺点 主要缺点。 这是单调谐回路放大器的主要缺点。
二、多级单调谐回路谐振放大器 当单级放大器不能满足性能要求时(主要是增益 当单级放大器不能满足性能要求时 主要是增益 要求)，常采用多级放大器级联的方式。 要求 ，常采用多级放大器级联的方式。级联 之后的增益、 之后的增益、通频带和选频性等指标都会发 生相应的变化。 生相应的变化。 (1) 设放大器有m级，各级电压增益分别为Av1， 设放大器有 级 各级电压增益分别为 Av2，Avm，则总的电压增益为： 则总的电压增益为：
一般都假设两个回路参数相同， 一般都假设两个回路参数相同，即L1=L2=L； ； 2 2 2 p12 g oe ≈ p2 g ie = g ；回路谐 C1 + p1 Coe ≈ C2 + p2 Cie = C ； 振角频率 ω1 = ω2 = ω0 = 1 LC ； 有载品质因数 1 Q =Q =Q ≈ =ω C g 。 gω L
2 2 2 2
为回路空载品质因数，1 QL 称为回路的插入 为回路空载品质因数， Q0 损耗。 损耗。
2
(3) 放大器的通频带：指 放大器的通频带： 的 2f 0.7。
Av Av 0 = 1
2
时所对应
Av 2f 0.7 1 1 = = ξ 0.7 = QL =1 2 Av 0 f0 2 1+ ξ
2
选择性更好。 选择性更好。
本章习题： 本章习题： 4.5, 4.8
yoe + YL
& Vi '
为集电极电压， ， V&c 为集电极电压，
根据抽头电感的折合关系并假设
yoe = g oe + jωCoe yie 2 = gie 2 + jωCie 2
可得： 可得：
2 g ∑ = p12 g oe + p2 gie 2 + G0 2 C∑ = C + p12Coe + p2 Cie 2
且
& Av =
p1 p2 y fe g ∑ + jωC∑ + 1 jω L
当放大器谐振时( 当放大器谐振时 ω=ω0)，其谐振频率 ， 则： & = p1 p2 y fe A
v0
ω0 = 1
LC∑
g∑
电压增益的模值为： 电压增益的模值为：
& Av 0 =
p1 p2 y fe g∑
(2) 功率增益 p 功率增益G Po Gp0 = 其中P 谐振时的功率增益 Pi ，其中 i为放大器 的输入功率， 为输出端负载g 上所获功率。 的输入功率，Po为输出端负载 ie2上所获功率。
L1 L2 L 0 0
(1) 电压增益 是放大器输入电压振幅， 设Vim是放大器输入电压振幅， η = kQL是耦 2f ξ ≈Q 合因数， 是广义失谐量， 合因数， f 是广义失谐量，则电压增益
L 0
V0 m p1 p1 p2 y fe η Av = = Vim g (1 ξ 2 + η 2 ) 2 + 4ξ 2
根据等效电路，可得： 根据等效电路，可得：
Gp0
gie 2 = ( Av 0 ) gie1
2
其中， 其中， gie1和gie2分别是本级和下一级晶体管的 输入导纳。 输入导纳。 p12 g oe 相比可以忽略时， 在回路本身损耗G 相比可以忽略时， 在回路本身损耗 0与 2 p12 g oe = p2 gie 2 ，可得最大功率增益： 可得最大功率增益： 由匹配条件
(G )
p 0 max
= Po max Pi = y fe
2
( 4 goe gie1 )
在实际情况下G 不能忽略， 在实际情况下 0不能忽略，可得最大功率增 益为： 益为：
y fe G0 QL ( G p 0 )max = 4 g g 1 g = 4 g g 1 Q 0 oe ie1 ∑ oe ie1 Q 其中， 为回路有载品质因数， 其中，QL = 1 ω0 Lg ∑ 为回路有载品质因数， 0 = 1 ω0 LG0 y fe
( K r 0.1 ) m =
2 1 f 0 QL
1 m
(3) 选择性 矩形系数 选择性(矩形系数 矩形系数)
(2f 0.1 ) m (2f 0.7 ) m
令 Am/Am0=0.1，得： ( K ，
r 0.1 m
) =
100 2
1
1
m
1
m
1
m越大，级数越多时，矩形系数越小，选择性 越大，级数越多时，矩形系数越小， 越大 越好。 越好。
3.4 双调谐回路谐振放大器
为解决单调谐回路谐振放大器的增益与通频带 之间的矛盾，引入双调谐回路谐振放大器。 之间的矛盾，引入双调谐回路谐振放大器。 一、单级双调谐回路谐振放大器 与单调谐回路谐振放大器相比， 与单调谐回路谐振放大器相比，双调谐回路 谐振放大器具有频带较宽，选择性好等优点。 谐振放大器具有频带较宽，选择性好等优点。 将单调谐回路谐振放大器的单调谐回路(LC振 将单调谐回路谐振放大器的单调谐回路 振 荡回路)改为 双调谐回路， 改为LC双调谐回路 荡回路 改为 双调谐回路，即可得双调谐回 路谐振放大器。 路谐振放大器。
Am = Av1 Av 2 L Avm
(2) 通频带：当m级相同的放大器级联时，总的 通频带： 级相同的放大器级联时， 级相同的放大器级联时 通频带为： 通频带为：
Am 1 1 = = 2 m/2 Am 0 2 (2f 0.7 ) m 1 + QL f0
( 2f0.7 )m =
谐振时ξ=0， ，
p1 p2 y fe η Av 0 = 2 1+η g
临界耦合η=1， ，
Av 0 = p1 p2 y fe 2g
(2) 通频带 Av 在临界耦合( 在临界耦合 η=1)时， = 时
Av 0
2 4+ξ4
可得临界耦合的通频带为： 可得临界耦合的通频带为：
2f 0.7 = 2 f 0 QL
即 2f 0.7 = f 0 QL
可见， 越高，通频带越窄；反之， 越低， 可见，QL越高，通频带越窄；反之， QL越低， 通频带越宽。 通频带越宽。 (4) 选择性 (由矩形系数来衡量 由矩形系数来衡量) 由矩形系数来衡量 矩形系数 K r 0.1 = 2f 0.1 2f 0.7 可得： 可得： Av 1
可推得： 可推得：放大器的输入导纳为
& yre y fe Ib Yi = = yie & Vi yoe + YL'
放大器的质量指标： 放大器的质量指标： & (1) 电压增益 Av & Vo & Av = 输出电压与输入电压之比； 输出电压与输入电压之比； &
Vi
首先， 首先，
& Vc =
y fe
3.3 单调谐回路谐振放大器
一、单级单调谐回路谐振放大器
由上图可知： 由上图可知：
& & & I b = yie Vi + yre Vc & & & I = y V + y V
c fe i oe
c
且
& & I c = Vc YL'
YL' 为由集电极 向右看进去的回路总导纳。 为由集电极c向右看进去的回路总导纳 向右看进去的回路总导纳。
可见，单级双调谐比单级单调谐回路放大器的 可见， 通频带加宽了 2 倍。 (3) 矩形系数 设 Av Av 0 = 0.1，
2 2QL f 0.1 4+ f0
4
= 0.1
2 f0 2f 0.1 = 99 QL
4
矩形系数
2f 0.1 K r 0.1 = = 3.16 2f 0.7
可见，它比单调谐回路放大器的矩形系数 可见，它比单调谐回路放大器的矩形系数( 99 ) 要小，谐振曲线更接近矩形。 要小，谐振曲线更接近矩形。