第一章小信号调谐放大器

1、第一章 小信号调谐放大器n概述n谐振回路n晶体管高频小信号等效电路n小信号调谐放大器1.1 概述概述1.1.1 小信号调谐放大器的基本概念小信号调谐放大器的基本概念1.信号的特点信号的特点2. 放大器的特点和分类放大器的特点和分类小信号调谐放大器小信号调谐放大器是一种是一种窄带窄带的的选频选频放大器，是无放大器，是无线电线电接收设备接收设备的主要部件。的主要部件。 通常是指接收机中混频前的高频放大器和混通常是指接收机中混频前的高频放大器和混频后的中频放大器。频后的中频放大器。1.1.2 小信号调谐放大器的主要指标小信号调谐放大器的主要指标1.1.3 小信号调谐放大器的组成小信号调谐放大器的组成

2、小信号调小信号调谐放大器谐放大器半导体器件半导体器件选频网络选频网络晶体管晶体管场效应管场效应管集成电路集成电路1.2 谐振回路谐振回路1.2.1 并联谐振回路并联谐振回路2.并联谐振回路的阻抗、谐振频率和品质因数并联谐振回路的阻抗、谐振频率和品质因数 谐振频率谐振频率谐振回路的阻抗谐振回路的阻抗阻抗频率特性阻抗频率特性失谐和广义失谐失谐和广义失谐-失谐失谐-广义失谐广义失谐品质因数品质因数谐振曲线：LC并联谐振回路的端电压振幅与工作频率之间的关系曲线，为并联谐振回路的幅频特性曲线，简称为谐振曲线。单位谐振曲线：任意频率下的回路电压与谐振时回路电压的比称为单位谐振函数，其曲线称为单位谐振曲线，

3、即为归一化谐振曲线。1.2.2 信号源内阻及负载对谐振回路的影响和信号源内阻及负载对谐振回路的影响和阻抗变换关系阻抗变换关系212LLNRRN221LLNCCN(2) (2) 自耦变压器阻抗变换电路自耦变压器阻抗变换电路Is.RsCLRL(a)Is.RsCN1RLN223L1(b)图1.9自耦变压器的耦合联接 如图1.9(a)所示，N1是总线圈数，N2是自耦变压器的抽头部分线圈数。负载电阻RL折合到谐振回路后的等效电阻为RL，如图1.9(b)所示。(3)(3)电容分压式阻抗变换电路电容分压式阻抗变换电路2132231()LLLNRRRNn 式中，n=N2/N1为接入系数。 接入数的系概念接入数

4、的系概念转换前后各量之间的关系转换前后各量之间的关系或容抗或感抗或容抗或感抗或容抗或感抗或容抗或感抗电阻电阻电导电导电感电感电容电容电压电压电流电流2,/ pRRLL2,/ pLLLL2,pggLL2,pCCLLpVV/,pII,简单振荡回路的简单振荡回路的缺点缺点是：选择性差，矩形系数大。是：选择性差，矩形系数大。耦合振荡回路是将两个振荡回路通过公共阻抗（电抗或耦合振荡回路是将两个振荡回路通过公共阻抗（电抗或电阻）耦合在一起，电阻）耦合在一起，能较好的解决通频带和选择性之间能较好的解决通频带和选择性之间的矛盾。的矛盾。1.2.3 耦合谐振回路耦合谐振回路1.2.3 耦合谐振回路耦合谐振回路L

5、2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.（1）两种耦合回路L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.互感耦合振荡回路，（两个振荡回路通过互感耦合）电容耦合振荡回路，（两个振荡回路通过电容耦合）（2）耦合系数k与耦合因子A耦合系数K：耦合阻抗和两回路中同性质电抗的几何平均值之比

6、。互感耦合回路：12MkL L电容耦合回路：12()()CCCCkCCCCL2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I. 耦合谐振回路的特性和谐振曲线的形状与两个谐振回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

7、。路之间的耦合程度密切相关。k1%，称很弱耦合； k1% 5%，称弱耦合； 5% k 90%，称强耦合； k 90%,很强耦合；k=100%,全耦合。耦合因数耦合因数表示耦合与表示耦合与Q共同对回路特性造成的影响。共同对回路特性造成的影响。设：121212, , LLLCCCQQQLkQ：耦合因数：耦合因数LjMjLjVYVIs121YVLjMjLjV2110LjCjgY11.3晶体管高频小信号等效电路Y参数和混合参数和混合 参数的转换见书参数的转换见书P19 公式公式1-40和和1-411.电路组成电路组成1.4 小信号谐调放大器小信号谐调放大器1.4.1晶体管单回路调谐放大器晶体管单回路调

8、谐放大器一、一、 放大电路及其工作原理放大电路及其工作原理LC+VCCRERB1RB2CECBRL+iUoU保证晶体管工作在甲类状态L+VCCRERB1RB2+直流通路LCRL+iUoU+交流通路晶体管的输出及负载电阻均通过阻抗变换电路接入。2.等效电路等效电路交流通路交流通路参数折合参数折合合并同类元件合并同类元件3.3.单调谐放大器的性能指标单调谐放大器的性能指标4.4.放大器的相对增益放大器的相对增益( (选择性选择性) )1.4.2 多级单调谐放大器多级单调谐放大器这里只介绍同步调谐放大器这里只介绍同步调谐放大器.问题的提出问题的提出.电路的组成电路的组成两级单调谐放大器两级单调谐放大

9、器.分析指标分析指标.增益带宽积增益带宽积互感耦合双回路调谐放大器互感耦合双回路调谐放大器电容耦合双回路调谐放大器电容耦合双回路调谐放大器1.4.3 双回路调谐放大器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：集中选频放大器的优点： （1 1）将选择性回路集中在一起，有利）将选择性回路集中在一起，有利于微型化。于微型化。 （2 2）稳定性好。）稳定性好。 （3 3）电性能好。）电性能好。 （4 4）放大器指标容易控制。）放大器指标容易控制。 （5 5）便于大量生产）便于大量生产。小结小结1. 小信号调谐放大器信号的特点，放大器的分类及小信号调谐放大器信号的特点，放大器的分类

10、及主要指标。主要指标。2. 并联谐振电路主要参数并联谐振电路主要参数(见表见表1-1)3. 转换电路转换电路 和接入系数和接入系数(见表见表1-2),电阻、电导、电阻、电导、电容、信号电压、电流转换前后的关系。电容、信号电压、电流转换前后的关系。4. 耦合谐振电路含义、谐振曲线、通频带、矩形耦合谐振电路含义、谐振曲线、通频带、矩形系数系数5. 晶体管的频率参数和晶体管的频率参数和Y参数等效电路参数等效电路 6. 晶体管晶体管 单回路调谐放大器单回路调谐放大器1). 晶体管晶体管 单回路调谐放大器等效电路画法单回路调谐放大器等效电路画法画出交流通路、将交流通路中的晶体管用画出交流通路、将交流通路

11、中的晶体管用Y参数等参数等效电路代替、分别将晶体管用效电路代替、分别将晶体管用Y参数部分和负载部分参数部分和负载部分折合到折合到LC谐振回路，合并电导、电容变成谐振回路，合并电导、电容变成LC并联谐并联谐振回路。振回路。2)单回路调谐放大器主要指标计算单回路调谐放大器主要指标计算电压增益、功率增益、通频带、增益带宽积、电压增益、功率增益、通频带、增益带宽积、矩形系数。矩形系数。例例1-37. 多级单调谐放大器多级单调谐放大器8. 多级单调谐放大器的分析方法多级单调谐放大器的分析方法利用单回路调谐放大器的电压增益公式计算利用单回路调谐放大器的电压增益公式计算多级单调谐放大器的电压增益、通频带、增

12、益带宽积、多级单调谐放大器的电压增益、通频带、增益带宽积、矩形系数。矩形系数。9. 单级双回路调谐放大器单级双回路调谐放大器1). 单级双回路调谐放大器等效电路画法单级双回路调谐放大器等效电路画法画出交流通路、将交流通路中的晶体管用画出交流通路、将交流通路中的晶体管用Y参数等效电路代替、分别将晶体管用参数等效电路代替、分别将晶体管用Y部分部分和负载部分折合到耦合和负载部分折合到耦合LC谐振双回路，合谐振双回路，合并导、电容变成并导、电容变成LC并联耦合谐振回路。并联耦合谐振回路。2)单级双回路调谐放大器主要指标计算单级双回路调谐放大器主要指标计算电压增益、通频带、矩形系数。电压增益、通频带、矩

13、形系数。10. 多级双回路调谐放大器的分析方法多级双回路调谐放大器的分析方法利用单级双回路调谐放大器的电压增益公式计算利用单级双回路调谐放大器的电压增益公式计算多级双回路调谐放大器的电压增益、通频带、矩多级双回路调谐放大器的电压增益、通频带、矩形系数。形系数。11.单回路调谐放大器与单回路多级调谐放大器进单回路调谐放大器与单回路多级调谐放大器进行比较（电压增益、通频带、矩形系数）行比较（电压增益、通频带、矩形系数）12.单回路调谐放大器与单级双回路调谐放大器进行单回路调谐放大器与单级双回路调谐放大器进行比较（通频带、矩形系数）比较（通频带、矩形系数）13.单级双回路调谐放大器与多级双回路调谐放大器单级双回路调谐放大器与多级双回路调谐放