高频小信号选频放大器讲解

2.1 概 述
高频小信号选频放大器 由“放大部分+选频部分”按“级联”方式构成。 具体分为：先放大后选频，先选频后放大，以及选 频、放大、再选频的三种基本模式。

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第二章
高频小信号选频放大器
放大部分的核心元器件是增益元器件，如三
极管、场效应管、集成运放或专用集成放大 器等。 选频部分的必要元器件是电感、电容等动态 元件。
学习要求： 小信号选频放大器的主要性能指标（增益、 通频带、选择性、工作稳定性、噪声系数）， 电路稳定性，以及具体电路的应用进行讨论。
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2.2 主要性能指标和基本单元电路

常见的基本指标如下： 一．增益 增益定义为放大器的输出信号电量与输入信号 电量的比值，用A加下标（类似于低频放大器的增 益）来表示。 图2-2-1（b）为一典型增益的幅频特性曲线。
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小结：
由以上分析可知，电路各部分的主要作用如
下：
1.放大能力主要由三极管正向受控参数yfe确定； 2.选频主要由选频回路LC确定； 3.n1和n2主要用于调节三极管与选频回路、负载与选 频回路之间的耦合程度。
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若放大部分 采用以多级放 大为基础如图 2-2-4所示，则 称这类电路为 LC集中选频式 谐振放大器。
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指标求解3：
谐振频率
详细求解过程
0 1 / LCe 1/ 2 1 / LC 1/ 2
1 Q g e 0 L g e 1 Ce L
品质因数（常称
为回路LC的有 载品质因数） V o j n1n 2 y fe1Vi j /ge 1 j 输出电压 电压增益 Av 0 Av 0 n1n 2 yfe1 / ge 通频带 BW0.7 0 / Q ge / Ce (rad/s) 1/ 2 2 K 0.1 10 1 9.96 矩形系数
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指标求解2：
进一步化简为 2-2-3（b）。


考虑到PN结的结电容和极间电容，设三极管输入、输出参 数为： yi2＝g i2＋jωCi2 （2-2-3） yo1＝g o1＋jωC o1 （2-2-4） 图中：n1为三极管输出端对谐振回路的接入系数，即电感1、 2端到1、3端的变比（在全耦合下，n1等于线圈匝比 N12/N13）。
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矩形系数K0.1

以理想矩形幅频特性为标准，引入矩形系数K0.1来表 示实际幅频特性曲线的选择性，定义为： K 0.1＝BW0.1／BW0.7 （2-2-1） 式中，BW0.1是增益下降到最大值的0.1倍时的频带 宽度。通常，认为频带BW0.1内的频率分量需能通过 放大器，但不一定能被正常放大，BW0.1以外的频率 分量被放大器所抑制。BW0.1和BW0.7之间的频率范 围称为过渡带。
通信电子电路
何丰 主编 重庆邮电学院 人民邮电出版社
第二章 2004.6.4
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第二章 高频小信号选频放大器的结构与电路
2.1
概述 2.2 主要性能指标和基本单元电路 2.3 较理想的小信号选频放大电路模型 2.4 小信号谐振放大器的稳定性问题 2.5 信号与电路及结构
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S参数

以图2-2-1（b）的典型幅频特性为背景条件下，S 参数定义为：
1. 过渡带内的某特定频率条件下的增益 A(ω1)与通频带内的最大增益A0的比值。 2. S＝A(ω1)／A0 （2-2-2）
显然，在同类电路中，S值越小的电路选
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择性越好。
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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。

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以下图为例对进行选频放大器进行分析
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思考题：
以放大和选频两部分的组成结构为线索， 分析图2-2-2（a）电路中各元件的作用？ 2.2.3 在工作点设置合理的情况下，图2-2-2 （b）中三极管能否用不含结电容的小信号等 效电路来等效。为什么？
2.2.2
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指标求解1：

化简为2-2-3（a）。图中n2为下级放大器对本级谐 振回路的接入系数，即电感4、5端到1、3端的变比 （在全耦合下，n2等于线圈匝比N45/N13）；gZ表示 电感本身在1、3端的总等效损耗电导； y i 2为下级 放大器的输入导纳；yo1为本级放大器的输出导纳。
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小信号选频放大器的信号环境特点
对共存于输入端的有用信号进行选择 性处理，即它能尽可能地减少存在于同一 时间、同一电路空间的无用输入信号对有 用输出信号的影响 。
本书中此类电路还有：第八章的限幅放大器，
第九章的锁相环滤波电路等。
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高频小信号选Hale Waihona Puke Baidu放大器
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二．通频带
通频带定义为放大器的增益比最大增 益下降3dB时的上限截止频率fL与下限截 止频率fH之差，用BW0.7 = fL- fH表示。 三．选择性 选择性表示放大器对通频带以外的各 种干扰信号及其噪声的滤除能力，或者说， 从各种干扰中选出有用信号的能力。 衡量选择性的具体指标有：矩形系数 K0.1 、S参数。
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2.3 较理想的小信号选频放大电路模型
所谓较理想的小信号选频放大器是指具有较
宽的通频带，更小的过渡带，即电路的选择 性更为理想的小信号放大器。 第一：从结构电路的观点出发，用谐振回路 和增益元器件的不同组合进行电路总体性能 的优化 第二：从改善选频滤波部件出发，对其它材 料构成的选频电路的性能进行讨论。