高频电子线路阳昌汉版第2章_高频小信号放大器PPT课件

考虑Ｒs和ＲL后的并联谐振回路，如图所示。
谐振频率
1 f0 2π LC
不变
回路谐振电阻 Rp Rs // R0 // RL R
有载品质因数 QL
（考虑Ｒs和ＲL）
（不空考载虑品Ｒ质s和因Ｒ数L）Q0
R 1
0L 0Lg R0 1
0L 0Lg
0 L( g s
0L
0
r
1 g0
gL
)
注：一个有损耗的电感线圈在工作频率 0下通过Q 表可测得线圈的电感值
希望放大器本身产生的噪声越小越好，要求噪
声系数接近 1。
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2.2 高频电路的基础知识
一、LC谐振回路
主要特点： 选频、滤波作用
分为： LC 并联谐振回路 LC 串联谐振回路
7
（一）LC并联谐振回路
L
.
rC
Is
G0 （R0）
Z
L 的等效
1.回路阻抗 损耗电阻
L R0 Cr
(r jL)
Z
r jL
I s R0
j0 L
jQ
.
I
s
.
.
IC0
U0 1
.
.
j0C I s R0 jQ I s
j0C
结论：谐振时电感和电容中的电流幅值为外加电流源的Q倍
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4.回路阻抗特性
Z1
1
1
Z
G02
(C
1
L
)2
Y
G0
j(C 1 )
1
L
C
Z
arctan
L
G0
Z
z
RP
90º
0
阻抗幅频特性
L 0º
0
C
-90º
f 为失谐量
U
U0
1 (Q 2f )2
f0
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U 常用的谐振曲线为归一化谐振曲线，即为
U0
1 1 (Q 2f )2
f0
Q1 Q2
Q2 > Q1
在谐振点,Δf=0，U/U0=1。随着|Δf|的增大， U/U0将减小。 对于同样的偏离值Δf，Q越高，U/U0衰减就越多，谐振曲线就越
尖锐，即回路两端电压衰减越快，对外加信号的选频作用越显著， 即选择性越好
第 2 章 高频小信号放大器
概述 高频电路的基础知识 晶体管高频小信号谐振放大器 小信号谐振放大器的稳定性 集中选频放大器
1
2.1 概 述
一、高频小信号放大器的功能
实现对微弱的高频信号进行不失真的放大
高频: 指被放大信号的频率在几百KHz～几百MHz
小信号: 指放大器输入信号小，有源器件工作在线性 范围内，分析电路时可采用有源四端网络 分析法分析
结论：Q值越高，谐振曲线就越尖锐，回路选择性越好
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6．通频带
定义:回路电压下降到最大值的 1 2 倍时所对应的频率范围，
用
2f
（
0.7
BW0.7
）表示。
U
1
1
U 0 1 (Q 2f )2
2
f0
可得出
2f 0.7
f0 Q
结论：通频带与Q成反比，Q越高，回路选择性越好， 但通频带越窄。
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7．负载与信号源内阻对回路影响
.
IL0 IC0
物理意义：谐振条件下，回路储存能量与消耗能量之比
Q
U
2 0
0L
U
2 0
R0
R0
0L
R00C
谐振电阻 Q 谐振时回路的感抗值（ 或容抗值）
谐振时
0L
1
0C
L LC
L （谐振回路的特性阻抗）
C
谐振电阻
并联谐振回 路中的电流
Rp R0 Q Q
.
L C
.
.
.
IL0
U0
j0 L
3
三、高频小信号放大器的主要技术指标
1、电压增益与功率增益
电压增益
功率增益
2、通频带
1
定义：放大器的电压增益下降到最大值的 2 倍时所对
应的频带宽度。常用 2△f0.7(或BW0.7)表示。
BW0.7 f2 f1 2f0.7
2△f0.7
0.707 Av0
f1 f2
4
3、选择性： 表示选取有用信号，抑制无用信号的能力。
1
jC
1
jC
(r jL) 1
r
jC j(L 1 )
r
C
LC
j(L 1 )
C
Cr L
1
j(C 1 ) L
(L r)
回路导纳
Y
G0
jB
1 Z
Cr L
j(C
1)
L
G0
Cr L
B C 1 L
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2.回路谐振特性YG0jB1 Z
Cr L
j(C
1)
L
（1）谐振条件： 当回路的电纳等于0时（即虚部为0），回路呈谐振状态
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，不稳定的极端情况是放大器 发生自激，放大器不能正常工作。
5、噪声系数： 指输入端的信噪比与输出端的信噪比的比值
NF
(S / N )i (S / N )O
Psi Pso
Pni Pno
(NF
)dB
10 lg( Psi Pso
Pni ) Pno
阻抗相频特性
在谐振时，回路相移为零，阻抗最大，导纳最小，且为纯阻性
失谐时，回路有相移，且回路阻抗下降。
当 f f0 时， Z 0 ，回路呈纯阻性
f f0 时， Z 0 ，回路呈容性
f f0 时， Z 0 ，回路呈感性
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5．谐振曲线
（回路两端电压幅值与工作频率之间的关系）
.
.
U Is Z
（2）谐振阻抗： 谐振电阻：
Y G0
Rp R0
Z
R0
L （达到最大值，且为纯阻性） Cr
（3）谐振频率：
谐振时，由于B=0，即
0C
1
0L
0
ω0
1， LC
（4）谐振电压：U. 0
.
Is
R0
1
f0 2π LC0
1 LC
f0
2
1 LC
.
谐振时电压达到最大值且 I s与同相
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3.品质因数
它反映谐振回路损耗的大小
高频小信号放大器功能的表示形式:
输入信号频谱与输出信号频谱相同 2
二、高频小信号放大器的分类
按负载性质分：
谐振放大器 （又称调谐放大器）
用LC谐振回路作负载
非谐振放大器（如集中选频放大器）
按放大信号的频谱宽窄分
窄带放大器
用LC谐振回路或集中选频滤波器 做负载
宽带放大器
用纯阻或变压器做负载， 带宽较宽，
和空载品质因数Q0，而Q0 的大小就反映损耗的大小。
由于
g g0
，所以
QL
Q 0
结论：考虑Ｒs和ＲL,Q下降，选择性变坏，但通频带加宽。
Z 1
1
Y
G0
j(C
1) L
U Is Z Is
1
G02
(C
1
L
)2
I s R0
1
(C
1
L
)2
R02
I s R0
U0
1 Q2( f f0 )2
1 Q2( f f0 )2
f0 f
f0 f
当 f 在 f0 附近时，
f f0 ( f f0 )( f f0 ) 2 f
f0 f
ff0
f0
.
Au
.
1.0
理想
Auo
0.707
2△f0.7
实际
0.1
f
2△f0.1
f0
矩形系数：表征放大器选择性好坏的一个参量，用来表
示实际曲线形状接近理想矩形的程度
K r 0.1
2f0.1 2f0.7
Kr0.1 1，选择性越好。
Au 0.1Au时0 所对应的频 带宽度
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4、工作稳定性：指放大器的工作状态、晶体管参数、电路元件参 数等变化时，放大器主要性能指标的稳定程度。