1、第二章第二章 高頻小信號放大器高頻小信號放大器第一節第一節 概述概述一一 、高頻小信號放大器的功能、高頻小信號放大器的功能1.高頻高頻：放大器的工作頻率在：放大器的工作頻率在幾百幾百KHz幾百幾百MHz，必須考慮放大器件的極間電容。必須考慮放大器件的極間電容。2.小信號小信號：放大器的：放大器的輸入信號小輸入信號小，放大器件在線性，放大器件在線性范圍內工作。范圍內工作。3.功能功能：高頻小信號放大器的功能是：高頻小信號放大器的功能是對微弱高頻信對微弱高頻信號進行不失真放大。號進行不失真放大。二二 、高頻小信號放大器的分類、高頻小信號放大器的分類1.按頻帶寬窄分：窄帶放大器和寬帶放大器。按頻帶寬

2、窄分：窄帶放大器和寬帶放大器。2.按負載性質分：諧振式放大器和非諧振式放大器按負載性質分：諧振式放大器和非諧振式放大器三三 、高頻小信號放大器的主要技術指標、高頻小信號放大器的主要技術指標1.電壓增益電壓增益Au和功率增益和功率增益Ap ：輸入功率輸出給負載的功率輸入電壓輸出電壓iopiouppAuuA2.通頻帶通頻帶定義：放大器定義：放大器的電壓增益下的電壓增益下降到最大值的降到最大值的0.707倍時所對倍時所對應的寬度。常應的寬度。常用用 來表示來表示7 . 02 f0uuAA10.7077 . 02 ff0f3.矩形系數矩形系數（選擇性）：選擇性）：(1)選擇性：選取有用信號抑制無用信號

3、的能力。選擇性：選取有用信號抑制無用信號的能力。(2) 矩形系數：表征選擇性的一個參量矩形系數：表征選擇性的一個參量,其定義為其定義為7 . 01 . 01 . 022ffKr(3) 理想放大器的頻率響應理想放大器的頻率響應特性曲線為矩形，矩形特性曲線為矩形，矩形系數等于系數等于1。0uuAA10.7077 . 02 ff0.11 . 02 f(4) 實際放大器與矩形有差異，實際放大器與矩形有差異，矩形系數大于矩形系數大于1。0uuAA10.7077 . 02 ff0f0.11 . 02 f(5) 矩形系數表示實際曲線矩形系數表示實際曲線接近矩形的程度。接近矩形的程度。矩形系矩形系數越小，選擇

4、性越好。數越小，選擇性越好。第二節第二節 高頻電路的基礎知識高頻電路的基礎知識一一 、濾波器的分類、濾波器的分類 按頻率特性分：低通、高通、帶通、帶阻按頻率特性分：低通、高通、帶通、帶阻 按所用器件分：有源濾波器、無源濾波器按所用器件分：有源濾波器、無源濾波器 按處理信號分：模擬濾波器、數字濾波器、按處理信號分：模擬濾波器、數字濾波器、抽樣數字濾波器。抽樣數字濾波器。二二 、LC串并聯諧振回路的特性串并聯諧振回路的特性（一）電感線圈的高頻特性（一）電感線圈的高頻特性 高頻電路中電感元件的損耗不能忽略，等效高頻電路中電感元件的損耗不能忽略，等效電路中應考慮損耗電阻電路中應考慮損耗電阻LQ0Lr0

5、Lg0電感電感電感的兩種等效電路電感的兩種等效電路0000001LQgQLr，（二）電容線圈的高頻特性：損耗電阻小可忽略（二）電容線圈的高頻特性：損耗電阻小可忽略（三）（三）LC串聯諧振回路串聯諧振回路LCr0等效電路等效電路(1)阻抗：阻抗：)1(0CLjrZ(2)諧振頻率：諧振頻率：LC10(3)空載品質因數：空載品質因數：0002020rLrILIQ諧振時有功功率諧振時無功功率+-)(jU)(jI(4)串聯負載后：串聯負載后：LCr0rLLrrr0)1(CLjrZ阻抗阻抗:有載品質因數：有載品質因數：rLQL0+-)(jU)(jILCLC串聯諧振回路串聯諧振回路(7)頻率特性頻率特性：)

6、(11)()(000LjQjIjI(5)回路電流：回路電流：)1()(CLjrUZUjI(6)諧振電流：諧振電流：rUjI)(0模：模：20020)(11)()(LQII)()(0II01LQ2LQ21LLQQ幅頻特性幅頻特性相角：相角：)(arctan)(00LQ0相頻特性相頻特性)(2LQ1LQ21LLQQ 品質因數越大，曲線越尖銳，通頻帶越小，選擇性越好品質因數越大，曲線越尖銳，通頻帶越小，選擇性越好LC串聯諧振回路的補充內容：串聯諧振回路的補充內容：一、阻抗：一、阻抗：jseZjXrCLjrZ)1(1、電抗、電抗:CLX1容性時感性時純阻時,0002、阻抗模的幅頻特性：、阻抗模的幅頻特

7、性：2002022)()(1)1(rLrCLrZs0 時，阻抗模最時，阻抗模最小。故小。故LC串聯諧振串聯諧振回路常用來消除噪聲，回路常用來消除噪聲，也稱也稱陷波器陷波器。二、通頻帶公式：二、通頻帶公式：2020020)211)(11)()(LLQQII（則00000002020002)(2()(時，有當由通頻帶定義：由通頻帶定義：10.7077 . 020)()(0II注：此通頻帶定義同樣適用于并聯諧振回路注：此通頻帶定義同樣適用于并聯諧振回路LQff07 . 02,2,21)()(07 .00LQII得令三、負載的影響三、負載的影響有載品質因數：有載品質因數：LLrrLQ00空載品質因數：

8、空載品質因數：000rLQLCr0rL有載通頻帶有載通頻帶LQff07 . 02空載通頻帶空載通頻帶007 . 02Qff 可見：負載使品質因數下降、通頻帶變寬、選擇可見：負載使品質因數下降、通頻帶變寬、選擇性變差。且負載越大，品質因數下降越嚴重，故串性變差。且負載越大，品質因數下降越嚴重，故串聯諧振回路聯諧振回路適宜帶小負載適宜帶小負載。例1：已知LC串聯諧振回路的00,5,5 . 1,100QLrMHzfpFC和試求諧振時電阻解：解：，得：由LCf2102 .2120rLQ)(6 .11210100)105 . 12(1)2(1122620uHCfL例2：某電感線圈L在MHzf10時測得8

9、0,30QuHL。試求與L串聯的等效電阻r。36. 28010310102660000QLrrLQ得：由解：解：（四）（四）LC并聯諧振回路并聯諧振回路(1)導納：導納：222022200000)()()()(1LrLCBLrrGjBGCjLjrY(3)諧振頻率：諧振頻率：)/(1111)(10020020LCQQLrLCpp時，(2)空載品質因數空載品質因數：000210210rLrILIQ有功功率無功功率LCr0等效電路等效電路LCLC并聯諧振回路并聯諧振回路+-)(jI)(jU1I(4)諧振電阻諧振電阻RpLCr0等效電路等效電路LCR0并聯等效電路并聯等效電路2Y1Y22200001)

10、(),()(:LrrGjBGY已知LjCjRY1102020020022200021)1 ()(1rQrQrLrGRYY由LQrLrQRrLQ0002200200000:代入上式得將LQRRp000:諧振電阻LRrLQ00000:注意比較(5)并聯負載后：并聯負載后：gRRRRRLL100有載品質因數：有載品質因數：CRLRRULUQL00202/)/(有功功率無功功率LCR0LCR并聯電路并聯電路RL+-)(jI)(jU導納：導納：)(1 )1(00LjQgLCjgY諧振頻率：諧振頻率：)/(10LCp(6)頻率特性頻率特性：)(1 :00LjQgY已知YZ1)(arctan)()(1000

11、02LLQQRZZ0R幅頻特性幅頻特性0相頻特性相頻特性)(220時，阻抗模最大，故時，阻抗模最大，故LCRLCR并聯電路常作并聯電路常作選頻器選頻器且且Q Q越大越大, ,曲線越尖銳曲線越尖銳, ,通頻帶越小通頻帶越小, ,選擇性越好。選擇性越好。(6) 負載的影響負載的影響有載品質因數有載品質因數RRRRRLRQLLL00,空載品質因數空載品質因數LRQ000有載通頻帶有載通頻帶LQff07 . 02空載通頻帶空載通頻帶007 . 02Qff 可見：負載使品質因數下降、通頻帶變寬、可見：負載使品質因數下降、通頻帶變寬、選擇性變差。且負載越小，品質因數下降越嚴重，選擇性變差。且負載越小，品質

12、因數下降越嚴重，故并聯諧振回路故并聯諧振回路適宜帶大負載。適宜帶大負載。LC串并聯相比較串并聯相比較例例3：已知：已知LC并聯諧振回路的電感并聯諧振回路的電感L在在MHzf30時測得時測得100,10QuHL，試求諧振頻率，試求諧振頻率MHzf300時的時的C和和并聯諧振電阻并聯諧振電阻pR解：解：pFFLfC14.28)(1014.28101)10302(1)2(11262620)(85.181011030210066000kLQRRp例例4：已知：已知LCR并聯諧振回路，諧振頻率并聯諧振回路，諧振頻率MHzf100,電感電感L在在，并聯電阻KRQuHL10,100,30試求回路諧振時的電容

13、C,諧振電阻諧振電阻和回路的有載品質因數和回路的有載品質因數LQ時測得時測得MHzf10pR解：等效電路如下：解：等效電路如下：pFFLfC43.84)(1043.84103)10102(1)2(1)1 (1262620LCR0等效電路等效電路R（2 2）)(85.181031010210066000kLQR)(534. 600kRRRRRp66.341031010210534. 6)3(6630LRQpL例例5：LCR并聯諧振回路如下圖，已知并聯諧振回路如下圖，已知諧振頻率為諧振頻率為,100,4,1000QuHLMHzf kR4，試求：，試求： (1) 通頻帶通頻帶 (2) 若要增大通頻帶

14、為原來的若要增大通頻帶為原來的2倍，倍，還應并聯一個多大的電阻。還應并聯一個多大的電阻。7 . 02 f)(12.2510410102100) 1 (66000kLQR)(450. 300kRRRRR解：等效電路如下：解：等效電路如下：LCR0等效電路等效電路R74.131041010210450. 36630LRQL)(728. 0)(10728. 074. 0MHzHzQffL若要求通頻帶增大一倍若要求通頻帶增大一倍,則有載品質因數應減小一倍則有載品質因數應減小一倍87. 621LLQQ(2)設并聯電阻為設并聯電阻為R對應的對應的R應減小一倍應減小一倍)(725.

15、 121kRR)(45. 3)(108 .28911)11(1160kRsRRRRRR例例6： AM調幅廣播的頻段范圍為調幅廣播的頻段范圍為535kHz1605kHz,設計一個選頻網絡，其中設計一個選頻網絡，其中L固固定定,C可調可調,現有兩種可調電容，現有兩種可調電容，C1變化范圍為變化范圍為12pF100pF, C2變化范圍為變化范圍為15pF450pF,問問:為覆為覆蓋整個波段蓋整個波段,應選哪個電容。應選哪個電容。解：解：35351605minmaxff由題意，93015450, 933. 812100, 9,21min2max2min1max1minmaxCCCCCCLCf而應有根據可見應該選擇電容可見應該選擇電容C2例例7：已知已知L1 +L2=400uH,要要求過濾輸入電壓中的二求