3.1.2 单调谐回路选频放大器在线视频

你好

欢迎您学习本课程

上一讲我们已经知道

每一级分散选频放大器都是由

由选频器与单管放大器组成

当选频器选用前面介绍过的

LC并联谐振回路时

便构成了一个

单调谐回路谐振放大器

简称单调谐放大器

当我们面对一个单调谐放大器时

首要的问题就是要了解

该电路的工作原理

我们首先从电路组成上看它

是否能够对信号实现选频

放大以及传输

图中Rb1 Rb2 Re

构成分压式工作点

稳定直流偏置电路

以保证晶体管处于甲类放大状态

电容Cb Ce分别为基极

发射极旁路电容

其作用是尽可能地减小加在

发射结上的高频输入信号的损耗

晶体管集电极负载为

LC并联谐振回路

用于选频

晶体管与谐振回路之间

采用部分接入方式

以减小晶体管的输出导纳

对谐振回路的影响

放大器与负载之间

采用变压器耦合

可以减小负载导纳

对谐振回路的影响

可见

该电路是从基极输入信号

从集电极通过LC并联

谐振回路耦合输出至负载

为共射放大电路

我们首先对该电路进行静态分析

一是要画出直流通路

它是分析静态的基础

原则是电路中的电容开路和

电感短路

二是估算静态工作点

其计算过程与低频放大电路相同

先求UB后求IE和UCE

掌握静态分析是十分重要的

因为在实际电路中故障虽然

表现为对高频信号

不能够正常放大

但故障却出在直流通路上

要想了解该电路的选频

和放大功能

还要从动态分析入手

一是要画出交流通路

它是计算放大电路

动态性能指标的前提

根据电路中旁路电容近似短路

和直流电压源VCC

交流短路的原则

可画出如图所示的交流通路

从交流通路可以使我们更直观地

看到高频信号选频 放大

传输的基本过程

高频信号电压经过互感耦合

加到发射结两端

产生基极电流ib

当谐振回路对输入信号

产生谐振时

经晶体管放大后的集电极电流ic

在回路两端形成

较大的谐振电压

该电压经过互感耦合

在负载上产生较大的高频信号

电压或功率

有了交流通路就为我们画单向化

Y参数等效电路提供了依据

当忽略晶体管参数Yre时

可用简化Y参数等效模型

代替交流通路中的晶体管

这样便可得到如图（a）所示的

简化Y参数等效电路

在图（a）中

晶体管及负载与谐振回路之间

属于部分接入

为了讨论方便

把图（a）中的电流源

以及输出导纳Yoe负载导纳YL

分别折合到并联谐振回路

1 3两端

此时 晶体管的接入系数

负载或下一级放大器的

输入导纳Yie2的接入系数

由此可画出折合后的

等效电路如图（b）所示

图中和分别是晶体管

输出导纳Yoe折合后的

电导和电容

gp表示空载时

并联谐振回路的损耗电导

分别是负载导纳YL

折合后的电导和电容

输出电压

若进一步合并同类元件可得

最终简化的等效电路图（c）形式

图中

显然

单级单调谐放大器的Y参数

等效电路的最简形式是一个

典型的单调谐回路

说明谐振放大器对信号的

放大作用依赖于

晶体管的放大特性

而其频率特性则主要取决于作为

晶体管负载的并联谐振回路

下面我们以此为依据继续讨论

该电路的主要性能指标

首先计算谐振频率

谐振电阻和品质因数

依据并联谐振回路的相关表达式

结合合并后的等效电路

很容易写出相应的三个表达式

其次是计算放大器的电压增益

由可得

而等于受控电流源

除以回路的总导纳

而且与受控电流源为

非关联参考方向

要加一负号

由此式可得电压增益

式中分母虚部的变换在前几讲的

并联谐振回路中都已介绍过了

在此只给出结果

可见电压增益是工作频率的函数

当ξ=0时放大器的谐振电压增益最大

即

谐振时与的相位差

并不是180°

原因是Yfe通常是一个复数

下面计算谐振时的功率增益

由于非谐振时

计算功率增益很复杂

而且实际意义并不大

因此 在此仅讨论谐振时的情况

此时电路的输入功率

输出功率

则

对于多级放大器

如果本级晶体管输入导纳与

下级晶体管输入导纳相等

即

则有

因为该放大器是一个选频放大器

所以我们有必要了解

它的通频带和矩形系数

由于选频部分是有载

并联谐振回路

由前几讲介绍的内容可以知道

该电路的通频带和矩形系数

分别为和

由品质因数 谐振电压增益

以及通频带的表达式可知

g∑减小

QL Au0增大

但2Δf0.7减小

也就是说

如果电压增益增大

通频带就要减小

那么增益与带宽的乘积

是个什么关系呢

我们把有载品质因数代入到

通频带的表达式中得到

则谐振电压增益和

通频带的乘积等于

可见

放大器的P1 P2 Yfe

和C∑确定后

增益与带宽的乘积是一个常数

表明放大器的增益和

带宽是一对矛盾

也就是说

要增大放大器的增益

必然要减小放大器的通频带

至此

我们对单调谐放大器进行了

静态和动态的分析

下面我们通过一个练习

把本讲学过的知识

进行梳理和归纳

分析计算这样的电路

关键是画高频等效电路

方法是先画交流通路

然后把交流通路中的晶体管

用Y参数等效模型来代替

因为Yre=0

所以是简化的Y参数等效电路

最后把部分接入的元件全部

折合到并联回路的两个端

也就是1 3两端

电路中的电阻都用电导来表示

图中

回路空载谐振电导

由Y参数的表达式可计算出

和Yfe的模的大小

下面根据折合后的等效电路

来计算所求内容

由谐振频率f0的表达式得

从而计算出

电路的

谐振电压增益

为了计算通频带

需要计算有载品质因数

则通频带

如果去掉R

那么

所以

可见

电阻R的接入使

放大器的增益下降

通频带变宽

本讲我们介绍的是

单调谐单级选频放大器

请您思考一下

如果把若干级这样的

放大器级联起来

放大器的性能指标

又有什么变化呢