并联谐振回路阻抗变换高频小信号放大器.ppt

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、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。 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，BW 0.7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 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 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/