第二章小信号调谐放大器

1、第二章小信号调谐放大器第二章小信号调谐放大器2本章知识点及结构本章知识点及结构小小信信号号 调调谐谐放放大大器器调谐基础（调谐基础（LC谐振回路特性、接入方式）谐振回路特性、接入方式） 调谐放大器电路分析（电路组成、等效电路分析、调谐放大器电路分析（电路组成、等效电路分析、 评价指标）评价指标） ，电路设计（晶体管参数选择，放大器稳定性设计）电路设计（晶体管参数选择，放大器稳定性设计） ，第二章小信号调谐放大器32.1 概述概述2.2 LC谐振回路谐振回路（全书重点）（全书重点）2.3 单调谐放大器单调谐放大器 晶体管的晶体管的Y参数等效电路参数等效电路（本章重点）（本章重点） 高频调谐放大器

2、高频调谐放大器（本章重点）（本章重点） 调谐放大器的级联调谐放大器的级联2.7 高频调谐放大器的稳定性高频调谐放大器的稳定性第二章小信号调谐放大器4回顾问题：（模拟电子技术中的放大器内容）回顾问题：（模拟电子技术中的放大器内容）1. 放大器的作用？放大器的作用？3. 放大器的基本电路结构？放大器的基本电路结构？2.1 概述第二章小信号调谐放大器5本节问题：本节问题：2.1 概述一、小信号调谐放大器在超外差接收机中的位置一、小信号调谐放大器在超外差接收机中的位置?三、小信号调谐放大器电路构成？三、小信号调谐放大器电路构成？四、小信号调谐放大器的典型电路四、小信号调谐放大器的典型电路二、小信号调谐

3、放大器的作用二、小信号调谐放大器的作用?第二章小信号调谐放大器62.1 2.1 概述概述 一、小信号调谐放大器在超外差式接收机中一、小信号调谐放大器在超外差式接收机中 的位置的位置第二章小信号调谐放大器7 小信号：输入信号小信号：输入信号 二、小信号调谐放大器的作用二、小信号调谐放大器的作用有选择地对某一频率的信号进行放大的放大器。有选择地对某一频率的信号进行放大的放大器。VmV第二章小信号调谐放大器8三、电路构成三、电路构成选频选频谐振回路谐振回路放大放大放大电路放大电路（由晶体管及其外围电路构成）（由晶体管及其外围电路构成）（由电感（由电感L和电容和电容C构成）构成）第二章小信号调谐放大器

4、9四、小信号调谐放大器的典型电路四、小信号调谐放大器的典型电路第二章小信号调谐放大器102.2 2.2 谐振回路谐振回路 （重点）（重点）一、谐振回路的类型及其电路构成？一、谐振回路的类型及其电路构成？二、谐振回路为什么具有选频（或叫滤波）作用？二、谐振回路为什么具有选频（或叫滤波）作用？三、如何评价谐振回路的选频性能？三、如何评价谐振回路的选频性能？( (重点）重点） 第一组问题：第一组问题：第二章小信号调谐放大器112.2 2.2 谐振回路谐振回路 四、影响谐振回路选频性能的因素有哪些？四、影响谐振回路选频性能的因素有哪些？五、如何改善谐振回路的选频性能？五、如何改善谐振回路的选频性能？(

5、 (重点）重点） 第二组问题：第二组问题：负载和信号源内阻负载和信号源内阻阻抗变换（部分接入）阻抗变换（部分接入）第二章小信号调谐放大器12电路结构电路结构串联串联LCLC谐振回路谐振回路并联并联LCLC谐振回路谐振回路适用于电源内阻为低内阻适用于电源内阻为低内阻（如恒压源）的情况或低阻（如恒压源）的情况或低阻抗的电路（如微波电路）。抗的电路（如微波电路）。 适用于电源内阻很高适用于电源内阻很高（如恒流源）的情况。（如恒流源）的情况。 回路阻抗回路阻抗CjLjRZs1)1(CLjRjXRCjLjRCjLjRZp11)()1(CLjRCL)1(1LCjLRC111()pjCRLpR一、谐振回路的

6、类型及其电路构成一、谐振回路的类型及其电路构成第二章小信号调谐放大器13回路总阻抗（它是信号源频率的函数）回路总阻抗（它是信号源频率的函数）二、谐振回路为什么具有选频（或叫滤波）二、谐振回路为什么具有选频（或叫滤波） 作用？作用？对谐振回路的特性进行分析：对谐振回路的特性进行分析：2. 回路谐振时，出现的特殊值：回路谐振时，出现的特殊值： 回路阻抗达到最大回路阻抗达到最大谐振电阻谐振电阻回路电压达到最大回路电压达到最大选频性选频性第二章小信号调谐放大器14三、如何评价谐振回路的选频性能？三、如何评价谐振回路的选频性能？ (2) (2) 抑制无用信号的能力抑制无用信号的能力(1) (1) 通过有

7、用信号的能力通过有用信号的能力即具有一定的通频带即具有一定的通频带2 2 f f即有足够的选择性即有足够的选择性 (3)(3)综合评价以上两方面能力的指标综合评价以上两方面能力的指标即：矩形系数即：矩形系数K K 对对谐振曲线（谐振曲线（ ）的分析：）的分析：fUUm第二章小信号调谐放大器15* *品质因数品质因数 电电阻阻的的有有功功功功率率谐谐振振时时功功功功率率谐谐振振时时L L（或或C C）的的无无Q Q谐振）（谐振时的电抗谐振时的电抗谐振电阻谐振电阻CLR000/1 CRLRQ0000 并联谐振回路：并联谐振回路：第二章小信号调谐放大器16分析问题分析问题：分析如图并联谐振回路，评价

8、其选分析如图并联谐振回路，评价其选频性能。频性能。 并回答以下问题：并回答以下问题：1.1.回路总导纳回路总导纳Y=Y=？2.2.谐振频率谐振频率 ？3.3.谐振电阻谐振电阻R=R=？4.4.品质因数品质因数Q=Q=？5.5.通频带通频带2 2 f f= =？0f第二章小信号调谐放大器17负载和信号源内阻负载和信号源内阻四、影响谐振回路选频性能的因素有哪些？四、影响谐振回路选频性能的因素有哪些？CRLRQL00LRQ000LC10谐振频率谐振频率 有载品质有载品质因数因数 空载品质空载品质因数因数 谐振电阻谐振电阻 LsRRRR/0LCf210第二章小信号调谐放大器18所以，谐振回路有载时与空

9、载时相比，所以，谐振回路有载时与空载时相比， 回路通频带回路通频带 , , 选择性选择性 。0QQL即，谐振回路的选频性能下降。即，谐振回路的选频性能下降。第二章小信号调谐放大器19 使信号源或负载，不直接并入谐振回路两端，使信号源或负载，不直接并入谐振回路两端，而是以而是以“部分接入部分接入”方式与回路相连。方式与回路相连。五、如何改善谐振回路的选频性能？五、如何改善谐振回路的选频性能？( (重点）重点） 阻抗变换阻抗变换谐振电阻谐振电阻 RCRLRQL00有载品质因数有载品质因数 谐振回路的选频性能得到提高。谐振回路的选频性能得到提高。第二章小信号调谐放大器20a.互感变压器互感变压器 接

10、入方式接入方式等效电路等效电路“部分接入部分接入”电路的分析：电路的分析：第二章小信号调谐放大器21b.自耦变压器自耦变压器 接入方式接入方式等等效效电电路路第二章小信号调谐放大器22c.电容抽头接入方式电容抽头接入方式等等效效电电路路第二章小信号调谐放大器23等效变换的前提条件，等效变换的前提条件，外接部分的阻抗外接部分的阻抗被接入部分的阻抗被接入部分的阻抗“部分接入部分接入”电路的分析：电路的分析：2CC接入部分的电容支路总电容，初级线圈匝数次级线圈匝数nn第二章小信号调谐放大器24互感变压器接入电路互感变压器接入电路自耦变压器接入电路自耦变压器接入电路电容抽头接入电路电容抽头接入电路22

11、12()/LLLNRRRnNLLRnR21LLRnR21结论：结论：1 1、 , , 可调节可调节 改变折算电阻数值。改变折算电阻数值。 越小，越小， 与与回路接入部分越少，对回路影响越小，回路接入部分越少，对回路影响越小， 越大。越大。 10 nnnLRLR2 2、当外接负载不是纯电阻，包含有电抗成分时，上述等、当外接负载不是纯电阻，包含有电抗成分时，上述等效变换关系仍适用。效变换关系仍适用。 LLRnR21LLCnC2, 第二章小信号调谐放大器25 谐振回路选频性能的分析方法：谐振回路选频性能的分析方法：（4）如果需要，画出相应的谐振曲线，进一步分析。）如果需要，画出相应的谐振曲线，进一步

12、分析。（1）如果带有）如果带有“部分接入部分接入”的谐振回路，的谐振回路， 根据部分接入方式，确定接入系数。根据部分接入方式，确定接入系数。（2）根据接入系数，写出相应元件等效变换后的值。）根据接入系数，写出相应元件等效变换后的值。总结：总结：（3）计算谐振频率）计算谐振频率 ，谐振电阻，谐振电阻 ， 品质因数品质因数 ， 通频带通频带2 2 f f0.70.7 。RLQ0f第二章小信号调谐放大器26例：电路图如下所示，例：电路图如下所示，问欲实现阻抗匹配，问欲实现阻抗匹配，11275,300,7LRRCCpF12/?NN 第二章小信号调谐放大器27 2.3 2.3 单调谐放大器单调谐放大器一

13、、小信号调谐放大器的基本电路形式（构成）？一、小信号调谐放大器的基本电路形式（构成）？二、调谐放大器如何完成它的功能（选频二、调谐放大器如何完成它的功能（选频+放大）放大） （即它的工作原理）（即它的工作原理）?三、如何评价调谐放大器的性能（选频三、如何评价调谐放大器的性能（选频+放大）放大） （即电路的性能指标）？（即电路的性能指标）？问题：问题：(以共射极放大器为例以共射极放大器为例)第二章小信号调谐放大器28一、小信号调谐放大器的基本电路形式（构成）？一、小信号调谐放大器的基本电路形式（构成）？选频选频谐振回路谐振回路放大放大放大电路放大电路（由晶体管及其外围电路构成）（由晶体管及其外围

14、电路构成）（由电感（由电感L和电容和电容C构成）构成）谐振回路作为放大器的集电极负载。谐振回路作为放大器的集电极负载。 谐振回路与放大电路如何结合为一体，成为谐振回路与放大电路如何结合为一体，成为 调谐放大器？调谐放大器？第二章小信号调谐放大器29二、调谐放大器如何完成它的功能（选频二、调谐放大器如何完成它的功能（选频+放大）放大） （即它的工作原理）（即它的工作原理）?第二章小信号调谐放大器30 调谐放大器的选频性能，取决于调谐放大器的选频性能，取决于构成调谐放大器的谐振回路的选频性能。构成调谐放大器的谐振回路的选频性能。三、如何评价调谐放大器的性能（选频三、如何评价调谐放大器的性能（选频+

15、放大）放大） （即电路的性能指标）？（即电路的性能指标）？（1 1）电压放大倍数）电压放大倍数K K（或电压增益）（或电压增益）（2 2）选频性能）选频性能评价指标：通频带，选择性、矩形系数评价指标：通频带，选择性、矩形系数放大器的选频性能取决放大器的选频性能取决于谐振电路的选频性能于谐振电路的选频性能第二章小信号调谐放大器31单调谐放大器单调谐放大器(只有一个谐振回路只有一个谐振回路)， 电路简单，调试容易。电路简单，调试容易。 选频性能差（矩形系数大，离理想值选频性能差（矩形系数大，离理想值1较较远），增益（放大倍数）和通频带的矛盾比较突远），增益（放大倍数）和通频带的矛盾比较突出。出。结

16、论：结论：2.6 2.6 调谐放大器的级联调谐放大器的级联 第二章小信号调谐放大器322.6 2.6 调谐放大器的级联调谐放大器的级联 一、当单级调谐放大器的性能（选频一、当单级调谐放大器的性能（选频+放大），放大）， 不能满足要求时，可采用的方法？不能满足要求时，可采用的方法？二、调谐放大器级联的方式有哪些？二、调谐放大器级联的方式有哪些？问题：问题：三、每种级联方式下，电路的性能怎样三、每种级联方式下，电路的性能怎样?多级单调谐放大器连接在一起多级单调谐放大器连接在一起 第二章小信号调谐放大器332、参差调谐放大器、参差调谐放大器3、双调谐回路放大器、双调谐回路放大器1、调谐于同一频率的多

17、级放大器、调谐于同一频率的多级放大器二、调谐放大器级联的方式有哪些？二、调谐放大器级联的方式有哪些？第二章小信号调谐放大器34特点：多级单调谐放大器级联后，特点：多级单调谐放大器级联后， 各级的谐振回路，均谐振于同一频率。各级的谐振回路，均谐振于同一频率。1、调谐于同一频率的多级放大器、调谐于同一频率的多级放大器三、每种级联方式下，电路的性能怎样三、每种级联方式下，电路的性能怎样?第二章小信号调谐放大器351、调谐于同一频率的多级放大器、调谐于同一频率的多级放大器三、每种级联方式下，电路的性能怎样三、每种级联方式下，电路的性能怎样?设放大器有设放大器有 n 级，各级的电压增益分别为级，各级的电

18、压增益分别为 K1、K2、Kn，则总电压增益则总电压增益 K总总为：为： K总总=K1K2Kn 12()()()()nKdBK dBK dBKdB总而而谐谐振振时时的的电电压压总总增增益益为为：K0总总= K01 K02K0n 01020()()()()nKdBKdBKdBKdB0总如如果果各各级级放放大大器器的的参参数数及及增增益益匀匀相相同同，即即 K1=K2=Kn，且且通通频频带带匀匀相相同同，即即 B1=B2=Bn 归归一一化化电电压压增增益益为为： n 级放大器的通频带级放大器的通频带 7 . 0117 . 07 . 012122BQffBnLonnn第二章小信号调谐放大器36结论：

19、与单级调谐放大器相比，结论：与单级调谐放大器相比， 调谐于同一频率的多级放大器调谐于同一频率的多级放大器的的放大倍数提高放大倍数提高, ,选择性提高，但总的通频带变窄。选择性提高，但总的通频带变窄。 1、调谐于同一频率的多级放大器、调谐于同一频率的多级放大器第二章小信号调谐放大器372、参差调谐放大器、参差调谐放大器3、松耦合双调谐回路放大器、松耦合双调谐回路放大器第二章小信号调谐放大器382、参差调谐放大器、参差调谐放大器结论：与结论：与调谐于同一频率的多级放大器调谐于同一频率的多级放大器相比，相比， 参差调谐放大器的放大倍数下降，选择性下降，参差调谐放大器的放大倍数下降，选择性下降，但总的

20、通频带变宽。但总的通频带变宽。 3、双调谐回路放大器、双调谐回路放大器结论：与参差结论：与参差调谐放大器调谐放大器相比，相比， 双调谐放大器的放大倍数下降较小，双调谐放大器的放大倍数下降较小， 矩形系数小，更接近于矩形系数小，更接近于1 1，所以选频性能好。，所以选频性能好。 第二章小信号调谐放大器39课后问题（下次课提问）：课后问题（下次课提问）：晶体管（或叫晶体三极管）的主要参数有哪些？晶体管（或叫晶体三极管）的主要参数有哪些？（提示：（提示：模拟电子技术模拟电子技术课程教材中）课程教材中）第二章小信号调谐放大器40一、如何选择晶体管？一、如何选择晶体管？二、晶体管的等效电路？二、晶体管的

21、等效电路？问题：问题：三、如何绘制电路的交流等效图？（重点）三、如何绘制电路的交流等效图？（重点）第二章小信号调谐放大器41一、如何选择晶体管？一、如何选择晶体管？1. 晶体管的用途晶体管的用途2. 晶体管主要参数值的范围晶体管主要参数值的范围（LF，IF）PA，（，（LF，IF）A，RF，SW，HF，MIX，PD，CONV，OSC，等。，等。决定决定选择选择晶体管晶体管第二章小信号调谐放大器422. 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 晶体管的参数是用来表征管子性能优劣和适晶体管的参数是用来表征管子性能优劣和适应范围的，它是选择晶体管的依据。应范围的，它是选择晶体管的依据。极限参数（极限参数（

22、PCM，ICM，VCBO，VCEO）直流参数（直流参数（ICBO，VCES，hFE()）交流参数交流参数( fT, Nf ) 晶体管的极性晶体管的极性第二章小信号调谐放大器432.4 2.4 晶体管的频率参数晶体管的频率参数 即即: 描述晶体管的高频特性的参数描述晶体管的高频特性的参数(1) (1) 截止频率截止频率 （共射极）（共射极） f(3) (3) 截止频率截止频率 （共基极）（共基极） f(2) (2) 特征频率特征频率Tf(4) (4) 最高振荡频率最高振荡频率 maxf第二章小信号调谐放大器44 fffT00 9 . 06 . 0 ffffT maxa. 参数关系：参数关系： f

23、fT ff 时，时，Tfb. 由由 可推出任何频率下的可推出任何频率下的 值值 结论：结论：第二章小信号调谐放大器45a. 为使为使 不至过小，应选不至过小，应选 ffT)53( 应用提示：选用晶体管时，应用提示：选用晶体管时，b. 为使电路工作稳定，且有一定的功率增益，为使电路工作稳定，且有一定的功率增益， 应选应选max)4131(ff 第二章小信号调谐放大器46课后问题（下次课提问）：课后问题（下次课提问）：查以下型号的晶体管（或叫晶体三极管）的查以下型号的晶体管（或叫晶体三极管）的主要用途，极性（主要用途，极性（NPN，PNP），），产地（国产，其他）产地（国产，其他）主要参数值，主要

24、参数值，（提示：（提示：常用晶体三极管参数手册常用晶体三极管参数手册） S9013，S8050，8050，9011-8，2N3904 3DG100A-D（3DG6A-D） 3DG130A-D（3DG12A-D） 3DGA1A-E第二章小信号调谐放大器47二、晶体管的等效电路？二、晶体管的等效电路？2、混合、混合 型等效电路型等效电路1、H参数等效电路参数等效电路物理意义明确，且低频范围内，各物理意义明确，且低频范围内，各参数为实数，因此，多用于低频电路的参数为实数，因此，多用于低频电路的等效分析。等效分析。等效电路比较复杂，计算繁琐。等效电路比较复杂，计算繁琐。3、Y参数等效电路参数等效电路多

25、用于高频电路的等效分析，使分多用于高频电路的等效分析，使分析、运算简便。析、运算简便。第二章小信号调谐放大器48说明：晶体管各种等效电路之间，可以相互转换。说明：晶体管各种等效电路之间，可以相互转换。 详见式（详见式（2-68、69、70、71）第二章小信号调谐放大器49(1)Y(1)Y参数网络方程参数网络方程 (2)Y(2)Y参数的物理意义参数的物理意义 2121111UyUyI2221212UyUyIcrebiebUyUyIcbcfeoeIy Uy U0 CUbbieUIy输入导纳输入导纳 说明了输入电压说明了输入电压对输入电流的控制作用。对输入电流的控制作用。ieiegj C0 bUcc

26、oeUIy输出导纳输出导纳 说明了输出电压说明了输出电压对输出电流的控制作用。对输出电流的控制作用。oeoegj C0 CUbcfeUIy前向传输导纳前向传输导纳 说明了输入电说明了输入电压对输出电流的控制作用。压对输出电流的控制作用。0 bUcbreUIy反向传输导纳反向传输导纳 说明了输出电说明了输出电压对输入电流的反作用。压对输入电流的反作用。3、晶体管的、晶体管的Y参数等效电路参数等效电路以共射极的晶体管为例以共射极的晶体管为例 第二章小信号调谐放大器50绘制交流等效电路的原则：绘制交流等效电路的原则：把直流电源看作短路把直流电源看作短路把交流旁路电容一律看作短路把交流旁路电容一律看作

27、短路把隔直耦合电容一律看作短路把隔直耦合电容一律看作短路d. 技术性元件可以删去，以简化交流等效电路。技术性元件可以删去，以简化交流等效电路。e. 原理性元件不能随便删除或变更位置。原理性元件不能随便删除或变更位置。例：例：三、如何绘制电路的交流等效图？（重点）三、如何绘制电路的交流等效图？（重点）第二章小信号调谐放大器51R6031KR6024.7KR609510接接收收天天线线C6100.01uC609100pC6060.01uC60730PC6120.01uBG6013DG6BR60115KT601+12vC6110.01uL601C60322PC6041000PC6055PC6023-

28、15PJ602信信号号输输出出第二章小信号调谐放大器522.5 2.5 高频调谐放大器高频调谐放大器 一、晶体管的一、晶体管的Y参数等效电路参数等效电路(回顾回顾)二、单级调谐放大器的高频等效电路（重点二、单级调谐放大器的高频等效电路（重点+难点）难点）三、单级调谐放大器的性能指标计算（重点三、单级调谐放大器的性能指标计算（重点+难点）难点）问题：问题：第二章小信号调谐放大器53单级调谐放大器单级调谐放大器 交流等效电路交流等效电路 高频等高频等效电路（晶体管用效电路（晶体管用Y参数等效）参数等效）（1）绘制交流等效电路的原则）绘制交流等效电路的原则二、单级调谐放大器的高频等效电路二、单级调谐放大器的高频等效电路（2）交流等效电路）交流等效电路 Y参数等效电路的绘制参数等效电路的绘制将交流等效电路中的晶体管用其将交流等效电路中的晶体管用其Y参数参数等效电路代替，其它部分保持不变。等效电路代替，其它部分保持不变。交流等效电路交流等效电路分析方法：分析方法：第二章小信号调谐放大器54三、单级调谐放大器的性能指标计算三、单级调谐放大器的性能指标计算1. 电压放大倍数电压放大倍数 （谐振电压放大倍数（谐振电压放大倍数 ）2. 通频带通频带VK0VKLQff07 . 027 . 07 . 02 fB或第二章小信号调谐放大器551. 1.