并聯(lián)諧振回路-阻抗變換-高頻小信號(hào)放大器

1、第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收概述概述 在無(wú)線通信中，發(fā)射與接收的信號(hào)應(yīng)當(dāng)適合于空間傳輸。所以，被通信設(shè)備處理和傳輸?shù)男盘?hào)是經(jīng)過(guò)調(diào)制處理過(guò)的高頻信號(hào)，這種信號(hào)具有窄帶特性。而且，通過(guò)長(zhǎng)距離的通信傳輸，信號(hào)受到衰減和干擾，到達(dá)接收設(shè)備的信號(hào)是非常弱的高頻窄帶信號(hào)，在做進(jìn)一步處理之前，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)放大和限制干擾的處理。這就需要通過(guò)高頻小信號(hào)放大器來(lái)完成。這種小信號(hào)放大器是一種諧振放大器?；祛l器輸出端也接有這種小信號(hào)放大器，作為中頻放大器對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行放大。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 高頻小信號(hào)放大器廣泛用于廣播、電視、通信、測(cè)量?jī)x器等設(shè)備中。高頻小信號(hào)放大器可分為兩類：一類是

2、以諧振回路為負(fù)載的諧振放大器；另一類是以濾波器為負(fù)載的集中選頻放大器。它們的主要功能都是從接收的眾多電信號(hào)中，選出有用信號(hào)并加以放大，同時(shí)對(duì)無(wú)用信號(hào)、干擾信號(hào)、噪聲信號(hào)進(jìn)行抑制，以提高接收信號(hào)的質(zhì)量和抗干擾能力。第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 諧振放大器常由晶體管等放大器件與LC并聯(lián)諧振回路或耦合諧振回路構(gòu)成。它可分為調(diào)諧放大器和頻帶放大器，前者的諧振回路需調(diào)諧于需要放大的外來(lái)信號(hào)的頻率上，后者諧振回路的諧振頻率固定不變。集中選頻放大器把放大和選頻兩種功能分開(kāi)，放大作用由多級(jí)非諧振寬頻帶放大器承擔(dān)，選頻作用由C帶通濾波器、晶體濾波器、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器等承擔(dān)。目前廣泛采用集中

3、寬頻帶放大器。 高頻小信號(hào)放大器主要性能指標(biāo)有：諧振增益、通頻帶、選擇性及噪聲系數(shù)等。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 1.諧振增益諧振增益 放大器的諧振增益是指放大器在諧振頻率上的電壓增益，記為Au0，其值可用分貝 (dB)表示。放大器的增益具有與諧振回路相似的諧振特性，如圖.所示。圖中f0表示放大器的中心諧振頻率，Au/ Au0表示相對(duì)電壓增益。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率恰好等于f0時(shí)，放大器的增益最大。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收Au /Au010.7070.1fLf0fHBW0.7BW0.1理想實(shí)際f圖2.1 諧振放大器的幅頻特性曲線 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的

4、接收 2. 通頻帶通頻帶 通頻帶是指信號(hào)頻率偏離放大器的諧振頻率f0時(shí)，放大器的電壓增益Au下降到諧振電壓增益Au0的 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率范圍，一般用BW0.7表示，如圖.所示。1/20.7070.7HLBWff第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 3. 選擇性選擇性 選擇性是指諧振放大器從輸入信號(hào)中選出有用信號(hào)成分并加以放大，而將無(wú)用的干擾信號(hào)加以有效抑制的能力。為了準(zhǔn)確地衡量小信號(hào)諧振放大器的選擇性，通常選用“抑制比”和“矩形系數(shù)”兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)。 1)抑制比 抑制比可定義為：諧振增益Au0與通頻帶以外某一特定頻率上的電壓增益Au的比，用d(dB)表示，記為()20lg()uouAd dB

5、A第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2) 矩形系數(shù) 假設(shè)諧振放大器是理想放大器，其特性曲線是如圖2.1所示的理想矩形。該圖表明在通頻帶內(nèi)放大器的電壓增益保持不變，而在通頻帶外電壓增益為零。若干擾信號(hào)頻率在放大器的頻帶之外，那么，它將被全部抑制。實(shí)際諧振放大器的特性曲線如圖2.1所示的鐘形曲線所示。為了評(píng)價(jià)實(shí)際放大器的諧振曲線與理想曲線的接近程度，引入矩形系數(shù)，定義為0.10.10.7BWKBW第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 式中，BW 0.7是放大器的通頻帶；BW0.1是相對(duì)電壓增益值下降到0.1時(shí)的頻帶寬度。K0.1值越小越好，在接近時(shí)，說(shuō)明放大器的諧振特性曲線就愈接近于理

6、想曲線，放大器的選擇性就愈好。 4. 噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) 放大器的噪聲系數(shù)是指輸入端的信噪比Pi/Pni與輸出端的信噪比Po/Pno兩者的比值，即( /)/( /)/()10lg()/iinioonoiniFdBonoS NP PFS NPPP PNPP或 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 式中，Pi為放大器輸入端的信號(hào)功率；Pni為放大器輸入端的噪聲功率；Po為放大器輸出端的信號(hào)功率；Pno為放大器輸出端的噪聲功率。 若放大器是一個(gè)理想的無(wú)噪聲線性網(wǎng)絡(luò)，那么，噪聲系數(shù)/()10lg()10lg10/iniFdBonoP PNdBPP第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收2.1. 諧振

7、回路諧振回路2.1.1 并聯(lián)諧振回路信號(hào)源與電感線圈和電容器并聯(lián)組成的電路，叫做LC并聯(lián)回路，如圖2.4所示。圖中與電感線圈串聯(lián)的電阻代表線圈的損耗，電容的損耗不考慮。 為信號(hào)電流源。為了分析方便，在分析電路時(shí)也暫時(shí)不考慮信號(hào)源內(nèi)阻的影響。 1) 并聯(lián)諧振回路阻抗的頻率特性 如圖2.4所示，其阻抗表達(dá)式為第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收Is.CALRB圖2.4 LC并聯(lián)回路 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收1212121,Z ZZZZZRj LZj C22/111()()11()()1arctanL CZCRRjLjCCLLZCRCLLCLCRL (21) (22) (23)

8、(24)第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 下面討論并聯(lián)回路阻抗的頻率特性。 當(dāng)回路諧振時(shí)，即=0時(shí)，0L-1/ 0 C=0。并聯(lián)諧振回路的阻抗為一純電阻，數(shù)值可達(dá)到最大值|Z|=RP=L/CR， RP稱為諧振電阻，阻抗相角為=0。從圖2.5可以看出，并聯(lián)諧振回路在諧振點(diǎn)頻率0時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)純電阻電路。 當(dāng)回路的角頻率 0時(shí)，并聯(lián)回路總阻抗呈電感性。當(dāng)回路的角頻率 0時(shí)，并聯(lián)回路總阻抗呈電容性。 11()pCRYjCGjBLLZ(25)第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收Z(yǔ)RP z圖2.5 并聯(lián)諧振回路的特性曲線第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 式中，GP=CR/L=1/RP

9、，為電導(dǎo);B=C-1/L，為電納。 圖2.6就是利用式(25)得出的。式(25)是我們常用的并聯(lián)振蕩回路的表達(dá)形式。 2)并聯(lián)諧振回路端電壓頻率特性 諧振回路兩端的電壓為第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收2201()()1arctansABsuABssPIUUI ZCRCLLCLCRLLUUII RRC (26) (27) (28) 由此可見(jiàn)，在信號(hào)源電流Is一定的情況下，并聯(lián)回路端電壓UAB的頻率特性與阻抗頻率特性相似，如圖2.7所示。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收RPCLU.BAIs.圖2.6 并聯(lián)振蕩回路 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收UmU圖2.7 電壓-頻

10、率特性曲線 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 3)并聯(lián)諧振回路諧振頻率 在實(shí)際應(yīng)用中，并聯(lián)諧振回路頻率可以由式(22)近似求出 000010112CLfLCLC(29) 并聯(lián)回路準(zhǔn)確的諧振角頻率可以從式(21)求出：20221111RLCLQLC(210)第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 4)品質(zhì)因數(shù) 并聯(lián)回路諧振時(shí)的感抗或容抗與線圈中串聯(lián)的損耗電阻之比，定義為回路的品質(zhì)因數(shù)，用0表示， 00011LQRCRRCR(211) 并聯(lián)諧振回路的諧振電阻可以用0表示： 00001PQRQLCRC(212) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 5) 諧振曲線、通頻帶及選擇性 將式

11、(26)與式(28)相比，得202011/1()11UULCRUU(213) (214) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收U /U010圖2.8 并聯(lián)回路諧振曲線 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 由式(214)可以繪出并聯(lián)回路諧振曲線，如圖2.8所示。這曲線適用于任何并聯(lián)諧振回路。 對(duì)進(jìn)行如下變換： 000000011()LLCCQRR 在諧振頻率附近，可近似地認(rèn)為，0，+ 0 =2，則第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收0000000000()2()22QQfQQf(215) 式中，f=f-f0,得 2000121()UUfQf第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收

12、從式(216)可以看出，在諧振點(diǎn),f=0，U/U0=1。隨著|f|的增大， U/U0將減小。對(duì)于同樣的偏離值f，Q0越高，U/U0衰減就越多，諧振曲線就越尖銳，如圖2.9所示。 U /U010Q1 Q2Q2Q1 圖2.9 幅頻特性曲線 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 下面利用諧振曲線求出通頻帶。 由式(216)，令U/U0 =0.707，如圖2.10所示，可得回路的通頻帶BW 0.7為 例例1 已知并聯(lián)諧振回路諧振頻率f01MHz，0100。求頻率偏離10kHz時(shí)，電壓相對(duì)于諧振點(diǎn)的衰減比值U/U0 。又若0 50，求U/U0 。00.70.702fBWfQ (217) 第第2章章

13、通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收U / U010.707ff0BW0.7 圖2.10 通頻帶第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 解解（）0 =100時(shí), 2200022000110.44521(500.02)1()110.70721(500.02)1()UUfQfUUfQf（）若0=50時(shí)， 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果可畫(huà)得圖2.11，它說(shuō)明在相同的頻率偏離值f下，越高，諧振曲線越尖銳，選擇性越好，但通頻帶窄了。我們希望諧振回路有一個(gè)很好的選擇性，同時(shí)要有一個(gè)較寬的通頻帶，這是矛盾的。為了保證較寬的通頻帶，只能犧牲選擇性。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的

14、接收U / U010.707f0.99M1M 1.01MQ0100Q050圖2.11 例題圖 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 6)并聯(lián)諧振回路中的電流 并聯(lián)回路諧振時(shí)，流過(guò)RP、中的電流如下： 000000000001100()()()()()()()()PRsPPPLPPCsPUIU GIRUURIj IQjLRjLUURIj IQjCRjL (218) (219) (220) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 由上面三式可見(jiàn)，并聯(lián)回路諧振時(shí)，諧振電阻P上的電流就等于信號(hào)源的電流。電感支路上的電流和電容支路上的電流，等于信號(hào)源電流的0倍。因此，在諧振時(shí)，信號(hào)源電流Is不大，

15、但電感、電容支路上電流卻很大，是信號(hào)源電流的0倍，所以說(shuō)并聯(lián)諧振也叫電流諧振。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2.1.2阻抗變換電路 1、信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載對(duì)諧振回路的影響 考慮s和L后的并聯(lián)諧振回路，如圖2.12所示。下面利用電導(dǎo)的形式來(lái)分析電路。 111,spLspLspLgggRRRGggg諧振回路的總電導(dǎo)為諧振回路的空載0值，即為 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收00000111()1PLspLLPPsLQLgQLGL gggQQRRRR諧振回路的有載L值為 根據(jù)上兩式，可以得L與0的關(guān)系 由于GgP，所以QLQ0。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2、阻抗

16、變換電路 信號(hào)源內(nèi)阻或負(fù)載并聯(lián)在回路兩端，將直接影響回路的值，影響負(fù)載上的功率輸出及回路的諧振頻率。為解決這個(gè)問(wèn)題，可用阻抗變換電路，將它們折算到回路兩端，以改善對(duì)回路的影響。 (1) 變壓器耦合 圖2.13(a)為變壓器的耦合聯(lián)接電路。 212()LLNRRN (222) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收Is.RsCN1RLN2Is.RsCLRL(a)(b) 圖2.13 變壓器的耦合聯(lián)接 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 （）自耦變壓器耦合 如圖2.14(a)所示，N1是總線圈數(shù)，N2是自耦變壓器的抽頭部分線圈數(shù)。負(fù)載電阻RL折合到諧振回路后的等效電阻為RL，如圖2.14(b

17、)所示。2132231()LLLNRRRNn (223) 式中，n=N2/N1為接入系數(shù)。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收Is.RsCLRL(a)Is.RsCN1RLN223L1(b)圖2.14 自耦變壓器的耦合聯(lián)接 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 （）變壓器自耦變壓器耦合 如圖2.15(a)所示，該電路可以將信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載電阻折合到諧振回路中(注意接入系數(shù)的正確選擇)。1245121313,NNnnNN(224) RL和Rs折合到諧振回路后的電阻為RL和Rs，222111(),()LLssRR RRnn(225)第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收Is.RsCLRL

18、(a)Is.RsCRL531(b)24Rp圖2.15 變壓器自耦變壓器的耦合聯(lián)接 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收2.2 小信號(hào)諧振放大器小信號(hào)諧振放大器 小信號(hào)諧振放大器類型很多，按調(diào)諧回路區(qū)分，有單調(diào)諧回路放大器、雙調(diào)諧回路放大器和參差調(diào)諧回路放大器。按晶體管聯(lián)接方法區(qū)分，有共基極，共發(fā)射極和共集電極放大器等。本節(jié)討論一種常用的調(diào)諧放大器共發(fā)射極單調(diào)諧放大器。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2.2.1 單級(jí)單調(diào)諧放大器單級(jí)單調(diào)諧放大器 單調(diào)諧放大器是由單調(diào)諧回路作為交流負(fù)載的放大器。圖2.2所示為一個(gè)共發(fā)射極單調(diào)諧放大器。它是接收機(jī)中一種典型的高頻放大器電路。 圖中1、

19、2是放大器的偏置電阻，e是直流負(fù)反饋電阻，1、e是直流高頻旁路電容，它們起穩(wěn)定放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的作用。LC組成并聯(lián)諧振回路，它與晶體管共同起著選頻放大作用。 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收ReCeLaC1R2VR1UCCR3T1LT2C圖2.2 共射單調(diào)諧放大器 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 當(dāng)直流工作點(diǎn)選定以后，圖2.2可以簡(jiǎn)化成只包括高頻通路的等效電路，如圖2.3所示。由圖2.3可以看出，電路分為三部分：晶體管本身、輸入電路和輸出電路。晶體管是諧振放大器的重要組件，在分析電路時(shí)，可用Y參數(shù)等效電路來(lái)說(shuō)明它的特性。輸入電路由電感與天線回路耦合，將天線來(lái)的高頻信號(hào)通過(guò)它加

20、到晶體管的輸入端。輸出電路是由與C組成的并聯(lián)諧振回路，通過(guò)互感耦合將放大后的信號(hào)加到下一級(jí)放大器的輸入端。本電路的晶體管輸出端與負(fù)載輸入端采用了部分接入的方式。第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收VT1LT2CZL圖2.3 交流等效電路 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 1. 晶體管參數(shù)等效電路晶體管參數(shù)等效電路 在分析高頻小信放大器時(shí)，采用參數(shù)等效電路進(jìn)行分析是比較方便的。所以在電路化簡(jiǎn)時(shí)，可將晶體管等效成一個(gè)參數(shù)等效電路。 一個(gè)晶體管可以看成有源四端網(wǎng)絡(luò)，如圖2.16所示。 bbeceierecbecefeoeIY UY UIY UY U(226) 令 ，由晶體管的參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)方

21、程得0ceU第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收Ib.Ube.becIc.Uce.V圖2.16 晶體管共發(fā)射極電路 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 Yie是晶體管輸出端短路時(shí)的輸入導(dǎo)納（下標(biāo)“”表示輸入，“”表示共射組態(tài)），反映了晶體管放大器輸入電壓對(duì)輸入電流的控制作用，其倒數(shù)是電路的輸入阻抗。Yie參數(shù)是復(fù)數(shù)， Yie可表示為Yie =gie+jCie，其中g(shù)ie、Cie分別稱為晶體管的輸入電導(dǎo)和輸入電容。00cecebieUbecfeUbeIYUIYU第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 Yre是晶體管輸入端短路時(shí)的反向傳輸導(dǎo)納（下標(biāo)“r”表示反向），反映了晶體管輸出電壓

22、對(duì)輸入電流的影響，即晶體管內(nèi)部的反饋?zhàn)饔谩?Yoe是晶體管輸入端短路時(shí)的輸出導(dǎo)納（下標(biāo)“o”表示輸出），反映了晶體管輸出電壓對(duì)輸出電流的作用，其倒數(shù)是電路的輸出阻抗。 00bebebreUcecoeUceIYUIYU第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 圖2.17 Y參數(shù)等效電路(a)晶體管Y參數(shù)等效電路；(b)實(shí)際應(yīng)用Y參數(shù)等效電路 YieYreUce.YfeUbe.Ib.Ube.Uce.bYoecIc.e(a)第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 圖2.17 Y參數(shù)等效電路(a)晶體管Y參數(shù)等效電路；(b)實(shí)際應(yīng)用Y參數(shù)等效電路 gieYreUce.YfeUbe.Ib.Ube.Uc

23、e.bgoecIc.CoeCiee(b)第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2. 單調(diào)諧放大器 單調(diào)諧放大器如圖2.18(a)所示。將圖2.18(a)化為交流等效電路，可得圖2.18(b)。根據(jù)晶體管參數(shù)等效電路，并考慮到為保證實(shí)用的單調(diào)諧放大器穩(wěn)定地工作，都采取了一定的措施，使內(nèi)部反饋很小。 1122112222,ssbefeoeoeoeoeLLLLIn InY Ugn gCn Cgn C Cn C(227) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 上式中n1、n2是接入系數(shù)124511313, 1NNnnNN 將圖2.18(e)中的goe、gL、gP合并，得G；將Coe、C、CL合

24、并，得C。這樣可進(jìn)步將圖2.18(e)簡(jiǎn)化成如圖2.18(f)所示的形式。 在圖2.18(f)中，oepLoeLCgggCCCC(228) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收?qǐng)D2.18 單調(diào)諧放大器的等效電路ReCeLaC1R2V1R1CL23415UCCV2(a)第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收VCL 23514YL(b)L2C35YL14YoeYfeUbe.YiecbUbe.e(c)圖2.18 單調(diào)諧放大器的等效電路第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收?qǐng)D2.18 單調(diào)諧放大器的等效電路L2C3 5YL14goeYfeUbe.Coe(d)Uo.第第2章章 通信信號(hào)的接收通信

25、信號(hào)的接收?qǐng)D2.18 單調(diào)諧放大器的等效電路n1YfeUbe.goeCoe12LCgPgLCL(e)n1YfeUbe.GLCUo.( f )第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 下面對(duì)電路性能進(jìn)行計(jì)算。 1) 單調(diào)諧放大器電壓增益 放大器的電壓增益：211sooYGj Cj LIUUYn 導(dǎo)納 輸出電壓 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 為有載時(shí)并聯(lián)回路的諧振頻率。其電壓增益的模為1212121112ofefeuLbeooLoon n Yn n YUAQfUCj CCjj LfCQCLCfLC為有載品質(zhì)因數(shù); 12221()feuLon n YAQfCf(229) (230)第第2

26、章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 諧振放大器諧振時(shí)的電壓增益最大。式中的負(fù)號(hào)，表示放大器輸入電壓與輸出電壓反相(有180的相位差)。諧振放大器的電壓增益與接入系數(shù)n1、n2有關(guān)。 當(dāng)回路諧振時(shí)，f=f0，f=0時(shí)，放大器諧振電壓增益為1212f euof euon n YAGn n YAG(231) (232)其模為 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2) 單調(diào)諧放大器的通頻帶 式(230)與式(232)相比，可得單調(diào)諧放大器的諧振曲線數(shù)學(xué)表達(dá)式：2121()uLuooAQfAf(233) 單調(diào)諧放大器的諧振曲線如圖.19所示。 令 ，可求得單調(diào)諧放大器的通頻帶BW 0.7。/0.7

27、07uuoAA0.70.72oLfBWfQ (234) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收?qǐng)D2.19 諧振放大器的幅頻特性曲線 Au /Au010.7070.1fLf0fHBW0.7BW0.1理想實(shí)際f0第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 顯然，單調(diào)諧諧振放大器的通頻帶取決于回路的諧振頻率f0以及有載品質(zhì)因數(shù)QL。當(dāng)f0確定時(shí)，L越低，通頻帶愈寬,如圖.20所示。 圖2.20 不同Q諧振曲線 Au /Au01f00Q1 Q2Q2Q1f第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 當(dāng)Yfe、n1、n2、C均為定值時(shí)，諧振放大器的增益與通頻帶的乘積為一常數(shù)，也就是說(shuō)，通頻帶越寬，增益越??；

28、反之，增益越大。 3) 單調(diào)諧放大器的選擇性 由式(231)可得12120.72fefeouoLn n Yn n YfABWCQC(235) 0.10200.10.110.121()2101uLuoLAQfAffBWfQ 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 上式與式(234)相比，得矩形系數(shù) 上式說(shuō)明，單調(diào)諧放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于，諧振曲線與矩形相差太遠(yuǎn)，故單調(diào)諧諧振放大器的選擇性較差。 4) 功率增益 單調(diào)諧放大器的功率增益可由下式表示： 20.10.10.7101999.95BWKBW(236) ()10lgopiopiPGPPGdBP第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 式中，

29、 Pi為放大器的輸入功率；Po為輸出端負(fù)載gL上所獲得的功率。 在滿足匹配n21goe=n22gL的條件下，并考慮到回路的固有損耗，可由下式計(jì)算實(shí)際的功率增益： 2max02max(1)4LpopofepooeieQGGQYGg g(237) 是回路無(wú)損耗又匹配時(shí)，晶體管能給出的最大功率；20(1)LQQ第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2.2.2 多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器 將圖2.21中晶體管V2集電極上加一個(gè)諧振回路，就可得雙級(jí)單調(diào)諧放大電路，如圖2.22所示。下面分析多級(jí)單調(diào)諧回路諧振放大器的性能指標(biāo)。第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收?qǐng)D2.21 單調(diào)諧放大電路ReCeLa

30、C1R2V1R1CL23415UCCV2第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收?qǐng)D2.22 雙級(jí)單調(diào)諧放大器Re1Ce1LaCb1R2V1R1C1L12345UCCV21R4Cb2R3Ce2C2L223451Re2第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 1.電壓增益 設(shè)有n級(jí)單調(diào)諧放大器相互級(jí)聯(lián)，且各級(jí)的電壓增益相同，即 u1=u2=u3=un 則級(jí)聯(lián)后放大器的總電壓增益為 |An|= |Au1|Au2|Au3|Aun|=|Aun|n1220()21() nnfenLn nYQfGf諧振時(shí)，電壓增益為12()nun nAYfeG(238) (239) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收

31、 從式(239)可以看出，級(jí)聯(lián)后總電壓增益是單級(jí)電壓增益的n次方。在圖2.23中，n=1是單級(jí)單調(diào)諧放大器電壓增益諧振曲線；n=2是雙級(jí)單調(diào)諧放大器電壓增益諧振曲線；n=3是三級(jí)單調(diào)諧放大器電壓增益諧振曲線。電壓增益諧振曲線數(shù)學(xué)表達(dá)式為 20121() nnnoAAQ ff(240) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收?qǐng)D2.23 級(jí)聯(lián)放大器諧振曲線 Au /Au010.7070f0fn1n2n3第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2.通頻帶 令式(240)等于0.707，可得n級(jí)級(jí)聯(lián)放大器的總通頻帶100.721nLfBWQ(241) 式中,f0/L是單級(jí)單調(diào)諧放大器通頻帶； 是頻

32、帶縮小因子，下表列出不同n值時(shí)縮小因子的大小：121nn1234510.640.510.430.39121n第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 3. 選擇性 令式(240)等于0.1，可得n級(jí)級(jí)聯(lián)放大器總通頻帶BW 0.1為100.11001nLfBWQ將上式與式(241)相比，得矩形系數(shù)為10110.110010.110010.10.721nLnnfBWQBWKBW(242) 第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 下表列出了不同n值時(shí)矩形系數(shù)的大小。由表可以看出，級(jí)數(shù)越大，矩形系數(shù)越接近。 n123456K0.19.954.663.753.43.23.1第第2章章 通信信號(hào)的接收通

33、信信號(hào)的接收 2.2.3 諧振放大器的穩(wěn)定性 1. 放大器的輸入導(dǎo)納 如圖2.27所示，求放大器輸入導(dǎo)納Yi。圖中，Ys是信號(hào)源導(dǎo)納；YL是集電極總負(fù)載導(dǎo)納。圖2.27 計(jì)算Yi的調(diào)諧放大器等效電路YieYieUce.YsIi.YfeUbe.YoeYLI0.bcYieIs.第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 放大器輸入導(dǎo)納： ifeiiereieioeLiYIYYYYYYYU(249) 式中，Yi是輸出電路通過(guò)Ye的反饋而引起的輸入導(dǎo)納，稱反饋等效導(dǎo)納；Yie是晶體管的輸入導(dǎo)納。第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收?qǐng)D2.28 內(nèi)部反饋對(duì)諧振曲線的影響無(wú)反饋有反饋Af0f第第2章章 通信信號(hào)的接收通信信號(hào)的接收 2. 穩(wěn)定性 從式(249)看