并联谐振回路+阻抗变换+高频小信号放大器

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1、第2章小信号选频放大器2.1谐振回路2.2单调谐回路小信号谐振放大器2.3集中选频放大器概述在无线通信中，发射与接收的信号应当适合于空间传输。所以，被通信设备处理和传输的信号是经过调制处理过的高频信号，这种信号具有窄带特性。而且，通过长距离的通信传输，信号受到衰减和干扰，到达接收设备的信号是非常弱的高频窄带信号，在做进一步处理之前，应当经过放大和限制干扰的处理。这就需要通过高频小信号放大器来完成。这种小信号放大器是一种谐振放大器。混频器输出端也接有这种小信号放大器，作为中频放大器对已调信号进行放大。高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、

2、测量仪器等设备中。高频小信号放大器可分为两类：一类是以谐振回路为负载的谐振放大器；另一类是以滤波器为负载的集中选频放大器。它们的主要功能都是从接收的众多电信号中，选出有用信号并加以放大，同时对无用信号、干扰信号、噪声信号进行抑制，以提高接收信号的质量和抗干扰能力。谐振放大器常由晶体管等放大器件与LC并联谐振回路或耦合谐振回路构成。它可分为调谐放大器和频带放大器，前者的谐振回路需调谐于需要放大的外来信号的频率上，后者谐振回路的谐振频率固定不变。集中选频放大器把放大和选频两种功能分开，放大作用由多级非谐振宽频带放大器承担，选频作用由ＬC带通滤波

3、器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等承担。目前广泛采用集中宽频带放大器。高频小信号放大器主要性能指标有：谐振增益、通频带、选择性及噪声系数等。1.谐振增益放大器的谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益，记为Au0，其值可用分贝(dB)表示。放大器的增益具有与谐振回路相似的谐振特性，如图２.１所示。图中f0表示放大器的中心谐振频率，Au/Au0表示相对电压增益。当输入信号的频率恰好等于f0时，放大器的增益最大。图2.1谐振放大器的幅频特性曲线2.通频带通频带是指信号频率偏离放大器的谐振频率f0时，放大器的电压增益Au下降到谐振电压增

4、益Au0的时，所对应的频率范围，一般用BW0.7表示，如图２.１所示。3.选择性选择性是指谐振放大器从输入信号中选出有用信号成分并加以放大，而将无用的干扰信号加以有效抑制的能力。为了准确地衡量小信号谐振放大器的选择性，通常选用“抑制比”和“矩形系数”两个技术指标。1)抑制比抑制比可定义为：谐振增益Au0与通频带以外某一特定频率上的电压增益Au的比，用d(dB)表示，记为2)矩形系数假设谐振放大器是理想放大器，其特性曲线是如图2.1所示的理想矩形。该图表明在通频带内放大器的电压增益保持不变，而在通频带外电压增益为零。若干扰信号频率在放大器的频

5、带之外，那么，它将被全部抑制。实际谐振放大器的特性曲线如图2.1所示的钟形曲线所示。为了评价实际放大器的谐振曲线与理想曲线的接近程度，引入矩形系数，定义为式中，BW0.7是放大器的通频带；BW0.1是相对电压增益值下降到0.1时的频带宽度。K0.1值越小越好，在接近１时，说明放大器的谐振特性曲线就愈接近于理想曲线，放大器的选择性就愈好。4.噪声系数放大器的噪声系数是指输入端的信噪比Pi/Pni与输出端的信噪比Po/Pno两者的比值，即或式中，Pi为放大器输入端的信号功率；Pni为放大器输入端的噪声功率；Po为放大器输出端的信号功率；Pno为

6、放大器输出端的噪声功率。若放大器是一个理想的无噪声线性网络，那么，噪声系数2.1.谐振回路2.1.1并联谐振回路信号源与电感线圈和电容器并联组成的电路，叫做LC并联回路，如图2.4所示。图中与电感线圈Ｌ串联的电阻Ｒ代表线圈的损耗，电容Ｃ的损耗不考虑。为信号电流源。为了分析方便，在分析电路时也暂时不考虑信号源内阻的影响。1)并联谐振回路阻抗的频率特性如图2.4所示，其阻抗表达式为图2.4LC并联回路(2─1)(2─2)(2─3)(2─4)下面讨论并联回路阻抗的频率特性。当回路谐振时，即ω=ω0时，ω0L-1/ω0C=0。并联谐振回路的阻抗为一

7、纯电阻，数值可达到最大值

8、Z

9、=RP=L/CR，RP称为谐振电阻，阻抗相角为φ=0。从图2.5可以看出，并联谐振回路在谐振点频率ω0时，相当于一个纯电阻电路。当回路的角频率ω＜ω0时，并联回路总阻抗呈电感性。当回路的角频率ω＞ω0时，并联回路总阻抗呈电容性。(2─5)图2.5并联谐振回路的特性曲线式中，GP=CR/L=1/RP，为电导;B=ωC-1/ωL，为电纳。图2.6就是利用式(2─5)得出的。式(2─5)是我们常用的并联振荡回路的表达形式。2)并联谐振回路端电压频率特性谐振回路两端的电压为(2─6)(2─7)(2─8)由此可见，在信号

10、源电流Is一定的情况下，并联回路端电压UAB的频率特性与阻抗频率特性相似，如图2.7所示。图2.6并联振荡回路图2.7电压-频率特性曲线3)并联谐振回路谐振频率在实际应用中，并联