高频电子线路-李福勤-第三章

fs =
fp =
1 2π L C 1 1
1 2π L 1 C C0 1 C + C0 1
3）三端陶瓷滤波器
实物图：
(2)声表面波滤波器(SAWF) (2)声表面波滤波器(SAWF) 实物图：
声表面波滤波器SAWF（ 声表面波滤波器SAWF（Surface Acoustic Wave Filter） Filter）
若回路品质因数较高 ，则
可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R 可得：高Q串联电路转换为并联电路后，R2 为串联电路r 为串联电路r1的Q2倍，而X2与串联电路X1相 倍，而X 与串联电路X 同，基本保持不变。
5．并联谐振回路的耦合连接与接入系数 并连谐振回路作为放大器的负载时，其连接的方 式直接影响放大器的性能。一般来看因为晶体管 的输出阻抗低，直接接入是不适用的，会降低谐 振回路的品质因数Q 振回路的品质因数Q。通常，多采用部分接入方 式，以完成阻抗变换。 定义：接入系数p 定义：接入系数p为转换前的圈数（或容抗）与转 换后的圈数（或容抗）的比值。由此定义我们分 别可得：
（a）
（b）
（c）
声表面波滤波器 （a）结构；（b）符号；（c）等效电路
声表面波滤波器应用实例： 声表面波滤波器应用实例：
V1是预中放部分，起前置放大作用； Z1为SAWF起集中选频作用； SAWF起集中选频作用； TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。 TA7680AP为彩电图像中频放大器IC。
集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 集中LC滤波器通常由一节或若干节LC网络 组成，根据网络理论，按照带宽、衰减特 性等要求进行设计，目前已得到了广泛应 用。
LC集中滤波网络
2、集中选频滤波器 (1) 陶瓷滤波器
1) 陶瓷片的“压电效应”与“反压电效应” 2) 两端陶瓷滤波器（外形及符号） 两个谐振频率：
1）变压器耦合连接的变比关系
变压器耦合连接的变换
2）自耦变压器耦合连接的变比关系
自耦变压器耦合连接的变换
3） 双电容分压耦合联结的变比关系
双电容分压耦合连接的变换
C + C2 R 'L = 1 RL C1
2
上面以电阻RL的等效变换推导了各种联结形式的 上面以电阻RL的等效变换推导了各种联结形式的 变比关系。可以得到电阻转换通式为
第三章 高频小信号放大器
3．1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十兆赫，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）、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 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。
K 0.1 = f 0 / Q0 = 10
矩形系数 为了说明实际谐振曲线接近矩形的程度， 可用矩形系数来表示。串联谐振回路的矩 形系数为
K 0.1
10 f 0 / Q0 = = 10 f 0 / Q0
2. 并联谐振回路 LC并联谐振回路如图所示。图中r代表线圈 LC并联谐振回路如图所示。图中r 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 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 回路对偶关系，直接给出并联LC回路的主 要基本参数。
R0
并联谐振回路
回路的总导纳为 回路的谐振频率 回路的特性阻抗 回路的品质因数
1 Y = G 0 + j ωC − ωL
ω0 =
1 LC
ρ = ω0 L =
1 L = ω0C C
L ρ C Q0 = = r r
图3.5 谐振曲线和移相曲线
3．串并联谐振回路的特性比较
4．串并联阻抗的等效互换
K 0.1 = BW0.1 BW0.7
K 0.01 BW0.01 = BW0.7
3、主要性能指标 谐振电压增益Au0— ①谐振电压增益Au0—放大器在谐振频率上的 增益，衡量对有用信号的放大能力。 通频带BW0.7— ②通频带BW0.7—放大器电压增益下降到谐振 电压增益的0.707倍时所对应的频率范围。 电压增益的0.707倍时所对应的频率范围。 ③选择性 §抑制比： d=20lgAu0/Au(dB) §矩形系数： K0.1=BW0.1/BW0.7
3．2．2高频小信号放大器的主要性 能指标 谐振电压增益Au0— ①谐振电压增益Au0—放大器在谐振 频率上的增益，衡量对有用信号的放 大能力。 通频带BW0.7— ②通频带BW0.7—放大器电压增益下 降到谐振电压增益的0.707倍时所对应 降到谐振电压增益的0.707倍时所对应 的频率范围。 ③选择性 §抑制比： d=20lgAu0/Au(dB) §矩形系数：
2．电路性能分析 谐振频率 f =
0
1
ω0CΣ
gΣ
2π LC Σ
Qe = 1 = ω 0 Lg Σ
回路有载Q 回路有载Q值 电压增益 电压增益振幅
& nn y & = U 00 = − 1 2 fe Au 0 & gΣ Ui
U 00 n1 n2 y fe Au 0 = = Ui gΣ
3．4．2多级单调谐放大器 如果多级放大器中的每一级都调谐在同一 频率上，则称为多级单调谐放大器。 设放大器有n 设放大器有n级，各级电压增益振幅分别 为Au1，Au2，…，Aun，则总电压增益振幅 是各级电压增益振幅的乘积，即
An = Au1 Au L Aun
如果每一级放大器的结构和参数均相同， 则总电压增益振幅
An = ( Au1 ) n = (n1 n2 ) n y fe
n
g Σ 1 + 2∆fQe f 0

2

n
n级放大器通频带
BWn = 2∆f 0.7 = 21 / n − 1 f0 = 21 / n − 1BW0.7 Qe
3．4．3双调谐回路谐振放大器 改善单级放大器的通频带和选择性可以采 用双调谐放大器。双调谐放大器是指集电 极采用双调谐回路作为负载的一种放大器， 可分为互感耦合和电容耦合两种类型。
goe
3.4.4集中选频放大器 3.4.4集中选频放大器
集中选频放大器的组成 第一种形式
第二种形式
1．集中滤波器 集中滤波器的任务是选频，要求在满足 通频带指标的同时，矩形系数要好。其主 要类型有集中LC滤波器、陶瓷滤波器和声 要类型有集中LC滤波器、陶瓷滤波器和声 表面波滤波器等。
3．3分析小信号放大器的有关知识
3．3．1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 耦合联接起来的耦合谐振回路。
1．串联谐振回路 串联谐振回路如图所示。图中r表示L 串联谐振回路如图所示。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 感线圈的损耗小很多，所以r近似等于线圈 的损耗电阻。
2
回路的相频特性
2∆f ϕ ≈ − arctgQ0 f0
图3.3 谐振曲线和移相曲线
通频带 当占有一定频带的信号在串联回路中传输 时，由于谐振曲线的不均匀性，输出的电 流或电压便不可避免地产生频率失真。为 了限制谐振回路频率失真的大小而规定了 谐振回路的通频带。当S值由最大值1 谐振回路的通频带。当S值由最大值1下降 到0.707时，所确定的频带宽度就是回路的 0.707时，所确定的频带宽度就是回路的 通频带BW0.7，则可求得串联回路的通频带 通频带BW0.7，则可求得串联回路的通频带 为 10 f 0 / Q0
（a）
（b）
单级负反馈放大电路 （a）电流串联；（b）电压并联
3．2高频小信号放大器的功能 3．2．1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并联谐振回路或耦合谐振回路构成， 放大器常以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 的谐振回路谐振频率固定不变。集中选频放大器是把放大和选频两种 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、 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线路简单、性能可 靠、调整方便。 小信号条件下工作的高频放大器，由于信号电压、电流幅度都很小， 放大器件运用在甲类工作状态，放大电路可看作有源线性电路，因而 可采用小信号等效电路来进行分析。由于高频小信号放大器的负载具 有谐振特性，故采用导纳Y 有谐振特性，故采用导纳Y参数电路进行分析比较方便。
图3.2 串联谐振回路
串联谐振回路的总阻抗为
1 Z = r + j ωL − ωC
在某一频率上，回路的感抗与容抗相等时， 回路的总阻抗最小，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 1
ω0 =
LC
谐振时容抗与感抗数值相等，通常称它们 为回路的特性阻抗，以表示，即