高频课件 第2章

第2章 小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路
小信号谐振放大器
集中选频放大器
2.1 LC谐振回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用 的无源选频网络，包括并联回路和串联回路 两种结构类型。
利用LC谐振回路的幅（度）频（率） 特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进 行选频，即从输入信号中选择出有用频率分 量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选 频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以
1.1、通信与通信系统
4）信道：信息的传送通道，又称传输媒介。信道 可分为无线信道和有线信道两大类；
5）接收机：把由信道传送过来的已调信号取出并 进行处理，得到与发送相对应的原基带信号， 把这一过程称为解调；
6）输出变换器：把基带信号恢复成原来形式的信 息。
1.1、通信与通信系统
通信系统按传输的基带信号不同，分为模拟通信系统和 数字通信系统两大类。 1）模拟通信系统：直接传输模拟信号（即基带信号为 模拟信号）的通信系统,称为模拟通信系统。 典型的模拟通信系统的发送设备的组成框图和接收 设备的组成框图分别如图2和图3所示。 图2为调幅发射机的组成框图。 图3为超外差式调幅接收机的组成框图。 2）数字通信系统：传输数字信号（即基带信号为数字 信号）的通信系统,称为数字通信系统。
2.1.1 并联谐振回路的选频特 性
谐振回路
谐振回路由电感线圈和电容器组成，它具有选择 信号及阻抗变换作用。
LC并联谐振回路
图2.1.1是电感L、电容C和外加信号源组成的
并联谐振回路。r是电感L的等效损耗电阻，电容的
.
损耗一般可以忽略。 I
S
为电流源，U
为并联回路两
O
端输出电压。

图4.3.1 单调谐回路谐振放大器的 原理性电路与等效电路
几十μV～几mV
fo–fs=fi
1V左右
高频放大 混频
fs
fs
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
通常需要多级放大器来提供足够高的增益和足够好的选择 性，从而为下一级（例如混频和检波）提供性能良好的有用信 号。
高频小信号放大器的电路分析包括：1. 多级分单级，2. 静 态分析，3. 动态分析，4. 整合系统几个基本步骤。
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管 参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特 性的稳定。
F
A
A
低频小信号模型
高频小信号模型
出于分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至最后讨论。
End
高频小信号放大器的分析方法
几十μV～几mV
fo–fs=fi
yre yfe yie Ys
yre 表示输出电压对输入电流的控制作用（反向控制）； 表示输y入fe 电压对输出电流的控制作用（正向控制）。ｙfe越大,
表示晶体管的放大能力越强；ｙre越大, 表示晶体管的内部反 馈越强。ｙre的存在, 对实际工作带来很大危害, 是谐振放大器 自激的根源, 同时也使分析过程变得复杂, 因此应尽可能使其
放大器输入导纳Yi
•
I1
•
yie V1
•
yre V2
•
I2
•
yfe V1
•
yoe V2
•
•
I2 YL V2
Yi
yie
yre yfe yoe YL
•

2.2 高频电路中的基本电路
1、简单振荡回路 （1）并联谐振回路 （2）串联谐振回路
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第2章 高频电路基础
（1）并联谐振回路 谐振特性：
振荡回路的阻抗在某一特定频率上具 有最大或最小值的特性称为谐振特性。
1 jC Zp 1 r jL j C （当 L r 时） L C 1 r j (L ) 谐振条件： C 当回路总电抗 X=0 时，回路呈谐振状态
Q0
L
r
品质因数 Q
Q 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
二、高频电路中的有源器件 主要是：
二极管 晶体管
集成电路
完成信号的放大、非线性变换等功能。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的基本电路 2.3 电子噪声及其特性 2.4 噪声系数和噪声温度
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
一、高频电路中的元件 高频电路中使用的元器件与在低频电路中使 用的元器件基本相同，但要注意它们在高频使用 时的高频特性。
号中心频率fs=10 MHz，回路电容C=50 pF，
试计算所需的线圈电感值。
(1) 若线圈品质因数为Q=100，试计算回路谐振电阻
及回路带宽。 (2) 若放大器所需的带宽B0.7=0.5 MHz，则应在回路 上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?
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第2章 高频电路基础
（2）串联谐振回路 串联谐振回路是与并联谐振回路对偶的电路， 其基本特性与并联谐振回路呈对偶关系，通频带、 矩形系数与并联谐振回路相同。 电路组成： 电抗特性：

Yie
Ib U b
|U c 0
输出交流短路时的输入
导纳
Y fe
Ic U b
|U c 0
输出交流短路时的正向
传输导纳
Yre
Ib U c
|Ub 0
输入交流短路时的反向
传输导纳
Yoe
Ic U c
|Ub 0
输入交流短路时的输出
导纳
Y参数是任务频率的函数，当任务频率不同时，即使是 同一晶体管，其Y参数也是不一样的。当任务频率比较 低，电容效应的影响可以不思索时，晶体管的Y参数才 可以以为近似不变。假设忽略Y参数的虚部,那么可得到 低频任务的Y参数值。
常用途理方法： 1 、中和法： 晶体管B、C 极之间参与一个电容 2、失配法：使晶体管的负载阻抗与输出阻抗不匹配
图3-9 中和法原理电路
失配法：
图3-10 共射-共基级联放大器交流等效电路
3.4 集中电路高频小信号放大器 由线性集成电路与选频电路相结合方式实现 又称模拟集成电路
3.4.1 线性宽频带集成放大电路 8FZ1 ULN2204
rbb`: 基区体电阻25Ω； rb`e:发射结电阻150Ω； Cb`e: 发射结电容500pF；
Cb`c: 集电结电容5pF ； rb`c:集电结电阻1MΩ ；(反偏， 很大，被Cb`c短接掉)
rce: 集-射极电阻100kΩ； Cce:集电极电容； (很大，被 rce短接掉)
gm: 晶体管跨导，反映放大才干； gm=IEQ/26=β0/rb`e 50ms
噪声 普通指内部噪声，又分自然和人为两类。自 然噪声有热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等，人为噪声有 交流噪声、感应噪声等。
干扰 普通指外部干扰，也分自然和人为两类。自 然干扰有天电干扰、宇宙干扰和大地干扰等。人为干扰 有工业干扰和无线电台干扰。