通信电子线路第二章

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1、第2章高频谐振放大器本章要点：本章主要内容有高频谐振放大器的分类与性能指标，LC谐振网络，单调谐回路小信号放大器，双调谐回路放大器，多级调谐回路放大器级联和集中选频放大器。2.1高频谐振放大器的分类与性能指标1高频小信号放大器的分类高频谐振放大器按分类形式的不同，一般常见的有下列几分类。（1）按放大器件分为：晶体管放大器、场效应管放大器、集成电路放大器。（2）按频带分为：窄带放大器、宽带放大器。（3）按电路形式分为：单级放大器、多级放大器。2高频小信号放大器的主要性能指标高频小信号放大器的主要性能指标包括电压增益与功率增益、频带宽度、矩

2、形系数、工作稳定性和噪声系数。1)电压增益与功率增益电压增益等于放大器输出电压与输入电压之比；而功率增益等于放大器输出给负载的功率与输入功率之比。2)频带宽度频带宽度是指放大器的电压增益下降到最大值的倍时，所对应的频带宽度，常用来表示。而，其中f0为谐振频率；f为放大器的电压增益下降到最大值的倍时所对应的频率。如图2.1（a）所示。3)矩形系数矩形系数是表征放大器选择性好坏的一个参量。其定义为:式中，为放大器电压增益下降至最大值的0.707倍时所对应的频带宽度；为放大器的电压增益下降至最大值的0.1倍时所对应的频带宽度。如图2.1（a）

3、所示。图2.1频带宽度与矩形系数的定义图2.1（b）所示，这时，，。因此，电压增益实际幅度频率特性越接近理想曲线(矩形波)，矩形系数越接近1，放大器选择性越好。这就是“矩形系数”命名的理由。4)工作稳定性工作稳定性是指放大器的直流偏置、晶体管参数、电路元件参数等在可能发生变化时，放大器主要性能的稳定程度。5)噪声系数噪声系数是用来表征放大器的噪声性能好坏的一个参量。2.2LC谐振网络LC谐振网络是高频电路中最常用的无源网络，包括串联谐振回路、并联谐振回路、抽头并联谐振回路和耦合谐振回路四种结构。利用LC谐振回路的幅频特性和相频特性，不仅

4、可以进行选频，还可以组成各种形式的阻抗变换电路和匹配电路，还可以在高频放大电路中担任负载的角色。1串联谐振回路1)串联谐振的条件电路复阻抗为所以谐振条件为或或和分别称为电路的谐振角频率和谐振频率。图2.2RLC串联谐振例题2.12)串联谐振的特点(1)复阻抗最小，且为纯电阻性(2)串联谐振电路的电流最大，端口电流与电压同相位(3)感抗与容抗相等，且等于电路的特性阻抗在RLC串联电路中，当电路发生串联谐振时，感抗和容抗相等，将此值称为谐振电路的特性阻抗，用表示，即定义特性阻抗为电路的品质因数，即它是一个无量纲的量，工程上简称Q值(4)电感

5、电压与电容电压远远大于电源电压3)串联电路的幅频曲线及通频带图2.4电流幅频特性通频带为上式的单位为rad/s。通频带计算公式可变为上式的单位为Hz。比较式（2.11）与式（2.12）可见，两个通频带计算公式相差倍，这是因为单位不同而引起的。后面匀用式（2.12）计算通频带。随着Q值的增大，曲线越尖锐，电路的选择性越好。在实际串联电路中常考虑信号源内阻和负载阻抗,为了区别两种情况下的Q值,不考虑信号源内阻和负载阻抗时回路本身的Q值称为空载Q值,用表示,考虑信号源内阻和负载阻抗时回路的Q值称为有载Q值,用表示在考虑信号源内阻和负载阻抗时回

6、路的Q值降低,回路的通频带变宽,选择性变差2并联谐振回路1)并联谐振条件电路导纳为所以谐振条件为则电路呈电阻性，电路的总电流与电路的端电压同相，这种现象称为并联谐振并联回路的品质因数与串联回路的品质因数的定义相同，即代入上式得2)并联谐振的特点并联谐振的特征如下：(1)回路阻抗最大，且为纯电阻性(2)并联电路端电压最大，且与电流同相(3)电感支路电流与电容支路电流近似相等，且为总电流的Q倍（4）激励源内阻Rs和负载阻抗RL对品质因数的影响考虑到激励源内阻Rs（多为前级放大器的输出阻抗）和负载阻抗RL（多为后级放大器的输入阻抗）之后，实际

7、的并联谐振回路如图2.8所示。为方便讨论，将图中电感线圈的损耗电阻等效为回路的并联电阻，其值等于回路的谐振阻抗Rp，同时将Rs、RL、Rp以电导形式表示为用G表示接入及后并联回路谐振时的总电导，有图2.8实际并联电路回路空载品质因数值及有载品质因数值分别为显然，Rs及RL接入之后，使并联谐振回路品质因数值降低，使选择性变差，从而抑制外界干扰的能力降低。为了减少Rs及RL对并联回路的影响，要求Rs及RL大一些好。同理，并联谐振回路的通频带为式中，Q为回路空载品质因数值Q0或有载品质因数值QL。因此分析串联谐振回路时所得的结论，同样适用于并

8、联谐振回路。3抽头并联谐振回路几种常用的抽头谐振回路如图2.9所示。抽头系数(又称为接入系数)的定义是式中，U、U0分别为输入、输岀信号的有效值。对于图2.9(a)所示电路，抽头系数为同理，对于图2.9(b