第2章高频小信号放大器

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1、第2章高频小信号放大器2.1概述2.2高频小信号放大器的功能2.3分析小信号放大器的有关知识2.4小信号谐振放大器2.5各种滤波组件2.6谐振放大器的制作、调试和检测2.1概述高频小信号放大器广泛用于广播、电视、通信、雷达等接收设备中.其主要功能是从所接收的众多电信号中选出有用信号并加以放大.而对其他无用信号、干扰与噪声进行抑制.以提高信号的质量和抗干扰能力。高频小信号放大器是指放大高频小信号(中心频率在几百千赫到几百兆赫.频谱宽度在几千赫到几百兆赫,振幅在微伏至毫伏量级的范围内)的放大器。因此,高频小信号放大器不但需要有一定的增益.而且需要有选频能力。前者由双极型晶体管(以下简称晶体管

2、)、场效应管或集成电路等有源器件提供.后者由LC谐振回路、陶瓷滤波器、石英晶体滤波器和声表面波滤波器等选频器件实现。高频小信号放大器也广泛用于其他电子设备中,如测量仪器、发射机等。返回2.2高频小信号放大器的功能2.2.1高频小信号放大器的分类高频小信号放大器主要有两类:一类是以谐振回路为负载的谐振放大器;另一类是以集中选择性滤波器为负载的集中选频放大器。谐振放大器常以晶体管等放大器件与LC并联谐振回路或稠合谐振回路构成.它又可分为调谐放大器(通称高频放大器)和频带放大器(通称中频放大器)。前者的谐振回路需对外来不同的信号频率进行调谐,后者的谐振回路的谐振频率固定不变。集中选频放大器是把

3、放大和选频两种功能分开处理.放大作用由多级非谐振宽频带放大器承担,目前一般都采用集中宽频带放大器。集中选择性滤波器常用的有LC带通滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等,这些滤波器都可作为部件在专业工厂生产。因此,采用集中选频放大器的电路简单、性能可靠、调整方便。下一页返回2.2高频小信号放大器的功能2.2.2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有谐振增益、通频带和选择性等。它的典型幅频特性曲线如图2-1所示.图中f0为有用信号的中心频率.即放大器的谐振频率。由图2-1可说明放大器主要性能指标的含义如下。谐振增益是指放大器在谐振频率上的电压增益AVO(或

4、功率增益)，其值可用分贝(dB)数表示。它用来说明放大器对有用信号的放大能力，一般希望每级的增益越大越好。通频带是指放大器的增益比谐振增益下降3dB时.所对应的频率范围用BW0.7表示.如图2-1所示。为了不失真地放大有用信号BW0.7应大于有用信号的频谱宽度。下一页上一页返回2.2高频小信号放大器的功能选择性是指放大器从含有各种不同频率的信号中选出有用信号、排除干扰信号的能力。它定义为通频带以外某一特定频率上的增益AV(fN)与谐振增益AV0之比值.用S表示.即上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识2.3.1串并联谐振回路的特性谐振回路也称振荡回路.是最常用的选频网络.它由电感线圈

5、和电容器组成。简单的谐振回路有串联、并联谐振回路，以及把两个或更多个串、并联谐振回路相互藕合连接起来的藕合谐振回路。1.串联谐振回路串联谐振回路如图2一2所示。图中r表示L和C的总损耗电阻。实际上，由于电容损耗比电感线圈的损耗小很多，所以r近似等于线圈的损耗电阻。串联谐振回路的总阻抗为下一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识在某一频率上.回路的感抗与容抗相等时.回路的总阻抗Z=r最小.此时电流与电压同相.回路发生串联谐振.由此可得串联谐振频率为谐振时容杭与感杭数值相等·通常称它们为回路的特性阻抗以ρ表示，即下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识回路的特性阻杭与回路固有损耗电阻

6、的比值.称为回路的固有品质因数，用Q0表示.即Q0越大.说明回路电抗元件储能越大而损耗的能量越小。用S表示的回路的选择性(也称谐振曲线方程)为下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识它表示当回路调谐不变、信号源频率改变时.谐振回路电流的相对幅值变化规律。于是可绘出串联谐振回路在不同Q0值上的谐振曲线和相移曲线.如图2-3所示。由图可见,Q0值越大,谐振曲线越尖锐,相移特性越陡峭;Q0值越小,曲线就越平坦。2.并联谐振回路LC并联谐振回路如图2-4所示。图中r代表线圈L的等效损耗电阻.由于电容器的损耗很小.其损耗电阻可以略去。下面按照与串联LC回路对偶关系.直接给出并联LC回路的主

7、要基本参数。回路的总导纳为下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识回路的谐振频率为回路的特性阻抗为回路的品质因数为下一页上一页返回2.3分析小信号放大器的有关知识同样可得出并联回路的谐振曲线和相移曲线.如图2一5所示3.串并联谐振回路的特性比较串并联回路的特性比较如表2-1所示。4.串并联阻杭的等效互换串并联阻抗的等效互换电路如图2-6所示。5.并联谐振回路的搞合连接与接入系数1)变压器祸合连接的变比关系图2-7是变压器祸合