高頻電子線路 課件 【ch02】小信號(hào)諧振放大器

高頻電子線路小信號(hào)諧振放大器第二章內(nèi)容提要

本章的主要內(nèi)容包括LC諧振電路的串聯(lián)和并聯(lián)，當(dāng)諧振電路有信號(hào)源驅(qū)動(dòng)和帶負(fù)裁時(shí)，會(huì)引起整個(gè)電路的品質(zhì)因數(shù)下降，用變壓器阻抗變換、電感分壓器阻抗變換和電容分壓器阻抗變換可以提高電路的品質(zhì)因數(shù)；小信號(hào)諧振放大器由LC諧振電路和小信號(hào)放大器兩部分組成，具有選頻和放大的作用。學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解晶體管Y參數(shù)等效電路的工作原理。掌握串、并聯(lián)諧振電路的諧振條件、諧振特性、諧振曲線、通頻帶、相頻特性曲線。掌握串、并聯(lián)諧振電路中信號(hào)源內(nèi)阻、負(fù)載對(duì)諧振電路的影響。

緒論緒論思政剖析樹立愛祖國(guó)、愛學(xué)校、愛班級(jí)和愛同學(xué)的良好氛圍。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)科技領(lǐng)域的發(fā)展從基礎(chǔ)研究、科技工程再到前沿技術(shù)都取得了矚目成就，“上可九天攬?jiān)拢驴晌逖笞谨M”，在載人航天、探月探火、深海/深地探測(cè)、超級(jí)計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航、量子信息、核電技術(shù)、大飛機(jī)制造、生物醫(yī)藥等方面都取得了重大成果，讓夢(mèng)想變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。我們要注重培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)情懷，提高學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生埋頭苦干、鍥而不舍的科研態(tài)度和潛心鉆研、淡泊名利的治學(xué)精神，為學(xué)生將來(lái)成為建設(shè)祖國(guó)的主力軍打下基礎(chǔ)。01諧振電路諧振在力學(xué)中叫作共振，在電學(xué)中叫作諧振，當(dāng)外界電磁波的頻率和某一電路的固有頻率相等或相近時(shí)，電路中物理量的振幅急劇增大，我們就說(shuō)這個(gè)電路發(fā)生了諧振，稱這個(gè)電路為諧振電路。由電路知識(shí)可知，對(duì)于發(fā)生諾振的電路，電路兩端的電壓和電流同相，而電壓和電流同相表明電路的性質(zhì)呈現(xiàn)阻性。常見的電路是LC諧振電路，有時(shí)也稱為L(zhǎng)C選頻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)外界給予一定能量，電路參數(shù)滿足一定關(guān)系時(shí)，可以在回路中產(chǎn)生電壓和電流的周期振蕩回路，由電感線圈和電容組成。諧振電路LC串聯(lián)諧振電路

圖2-1所示為L(zhǎng)C串聯(lián)電路，圖中U是電壓源的電動(dòng)勢(shì)，R。是電壓源的內(nèi)阻。下面探討在諧振狀態(tài)時(shí)LC串聯(lián)電路各參數(shù)的變化規(guī)律。諧振頻率在諧振狀態(tài)下，串聯(lián)電路的諧振角頻率為w0，且感抗和容抗相等，即w0L=1/w0C，從而

諧振電路品質(zhì)因數(shù)是電路中除功率因數(shù)之外的又一個(gè)比較重要的參數(shù)，它是用來(lái)描述電路中能量損耗多少的物理量。在諧振條件下，品質(zhì)因數(shù)是電路中儲(chǔ)存能量與消耗能量的比值，其表達(dá)式為品質(zhì)因數(shù)阻抗的頻率特性指的是阻抗和頻率之間的函數(shù)關(guān)系，由式(2-1)可得抗阻的頻率特性諧振電路由式(2-4)可得阻抗的幅頻特性和相頻特性，由此可畫出幅頻特性曲線和相頻特性曲線，分別如圖2-2(a)和圖2-2(b)所示，從曲線圖上可得到LC串聯(lián)電路復(fù)阻抗的頻率特性，具體討論如下(1)由△w=w-w0＞0得，φ＞0，即wL-1/wc>0，這說(shuō)明在串聯(lián)電路中，電感的性質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，所以該LC串聯(lián)電路的性質(zhì)呈感性。(2)由△w=w-w0<0得，φ<0，即wL-1/wc<0，這說(shuō)明在串聯(lián)電路中，電容的性質(zhì)占優(yōu)勢(shì)，所以該LC串聯(lián)電路的性質(zhì)呈容性。(3)由△w=w-w0=0得，φ=0，即wL-1/wc=0，這說(shuō)明在串聯(lián)電路中，感抗等于容抗，電路兩端的電壓和電流同相，所以該LC串聯(lián)電路的性質(zhì)呈阻性?？棺璧念l率特性諧振電路諧振曲線在頻域下，電流和頻率之間的函數(shù)關(guān)系稱為諧振曲線，一般用歸一化曲線表示，也就是說(shuō)諧振曲線是根據(jù)任意頻率下的電流和諧振時(shí)的電流的比值與頻率的關(guān)系繪制出的曲線，在任意頻率下的電流和諧振時(shí)的電流的比值的模用表示為諧振電路諧振曲線歸一化得到的幅頻特性曲線和相頻特性曲線如圖2-3所示。從圖中可以看出，幅頻特性曲線和相頻特性曲線均畫出了品質(zhì)因數(shù)為Q1、Q2的兩條曲線。根據(jù)曲線的平緩和陡峭程度得出Q2>Q1，即陡峭的曲線對(duì)應(yīng)的品質(zhì)因數(shù)更大。諧振電路諧振時(shí)電壓和電流的關(guān)系諧振時(shí)電壓和電流的關(guān)系RLC串聯(lián)電路如圖2-4所示，圖中電阻R、電感L、電容C三個(gè)元件兩端的電壓分別為4R、4L、UCU是電壓源的電動(dòng)勢(shì)，R。是電壓源的內(nèi)阻。諧振電路由此可以得到，在交流電路中，所有參數(shù)兩端的電壓之和不等于電源的電壓，甚至比電源的電壓要大得多，在這里，電感和電容兩端的電壓比電源的電壓大倍。在圖2-5所示的電流諧振曲線中，在1/根號(hào)2處做一條平行于橫軸的直線，該直線與諧振曲線有兩個(gè)交點(diǎn)，兩個(gè)交點(diǎn)間的頻率間隔是頻率的寬度，稱為通頻帶，并以BW0.7表示。諧振電路通頻帶由上述討論得矩形系數(shù)的公式為K=BW0.1/BW0.7=9.95。矩形系數(shù)是用來(lái)描述電路對(duì)信號(hào)選擇性好壞的物理量，其中選擇性指從空間的眾多頻率信號(hào)中選出有用信號(hào)、抑制干擾信號(hào)的能力。一般地，通頻帶越窄，諧振電路對(duì)信號(hào)的選擇性越好；通頻帶越寬，諧振電路對(duì)信號(hào)的選擇性越差。信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路的影響包含信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載的串聯(lián)電路如圖2-6所示。當(dāng)串聯(lián)諧振電路中有信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載時(shí)，整個(gè)電路的品質(zhì)因數(shù)為就是說(shuō)，當(dāng)串聯(lián)諧振電路中有信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載時(shí)，電路的品質(zhì)因數(shù)會(huì)下降。根據(jù)品質(zhì)因數(shù)的物理意義可知，圖品質(zhì)因數(shù)下降會(huì)導(dǎo)致電路的能耗增加，通頻帶變寬，電路對(duì)信號(hào)的選擇性變差。諧振電路諧振電路復(fù)阻抗這里計(jì)算復(fù)阻抗時(shí)，需要注意的是，圖2-7所示電路中的參數(shù)共有三個(gè)，其中一個(gè)是隱含參數(shù)，即電感的內(nèi)阻r。

LC并聯(lián)諧振電路LC并聯(lián)電路如圖2-7所示，圖中1s為電流源的恒定電流。下面探討諧振狀態(tài)時(shí)LC并聯(lián)電路各參數(shù)的變化規(guī)律。諧振頻率當(dāng)并聯(lián)電路發(fā)生譜振時(shí)，電路中的感抗和容抗相等，即wL=1/wC對(duì)應(yīng)的頻率是諧振頻率，記為w0，因此有諧振角頻率和頻率分別為諧振頻率是電路的重要參數(shù)之一，今后在電路分析中會(huì)經(jīng)常用到。諧振電路品質(zhì)因數(shù)電路的品質(zhì)因數(shù)反映諧振電路能量損耗的大小，根據(jù)定義得將式(2-8)的代入上式得從品質(zhì)因數(shù)的物理意義可以看出，它可以衡量一個(gè)電路損耗的能量，并對(duì)設(shè)計(jì)電路具有重大意義，今后在電路分析中也會(huì)經(jīng)常用到。阻抗的頻率特性并聯(lián)電路的阻抗和頻率間的關(guān)系是電路阻抗的頻率特性，相應(yīng)的表達(dá)式為：諧振電路阻抗的頻率特性從幅頻特性和相頻特性來(lái)看，當(dāng)電路發(fā)生諧振時(shí)，電路的相移為零，電路阻抗最大且為純電阻：當(dāng)電路發(fā)生失諧時(shí)，電路有相移，且電路阻抗下降。當(dāng)△w＞0時(shí)，并聯(lián)電路呈容性，相移為負(fù)；當(dāng)△w<0時(shí)，并聯(lián)電路呈感性，相移為正。根據(jù)式(2-10)可繪制出并聯(lián)諧振電路的幅頻特性曲線和相頻特性曲線，如圖2-8所示。諧振電路電壓諧振曲線LC并聯(lián)諧振電路如圖2-9所示，圖中是恒流源電流的相量表示，U。是諧振電路的輸出電壓相量。并聯(lián)電路在任一頻率下對(duì)應(yīng)的輸出電壓為諧振電路歸一化得到的幅頻特性曲線和相頻特性曲線如圖2-10所示，從幅頻特性曲線和相頻特性曲線可以看出，諧振時(shí)電路的相移為零。當(dāng)△w>0時(shí)，并聯(lián)電路呈容性，相移為負(fù)；當(dāng)△w<0時(shí)，并聯(lián)電路呈感性，相移為正。曲線越陡峭，其對(duì)應(yīng)的品質(zhì)因數(shù)越大。如圖2-11所示，在0.707的位置處繪制一條和橫軸平行的直線，和幅頻特性曲線有兩個(gè)交點(diǎn)，兩個(gè)交點(diǎn)之間的頻率寬度就是通頻帶，記為BW0.7，同樣，在0.1的位置處繪制的和橫軸平行的直線和曲線也有兩個(gè)交點(diǎn)，這兩個(gè)交點(diǎn)之間的頻率間隔稱為選擇性，記為BWo.1。諧振電路例2-1在圖2-7所示的并聯(lián)電路中，已知L=180μH，C=140pF，r=10Ω，試求：（1）fo、Q、Rp;（2）△f=±10kHz、±50kHz時(shí)的等效阻抗和相移。諧振電路阻抗變換和阻抗匹配信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載對(duì)回路的影響包含信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載的并聯(lián)諧振電路如圖2-12所示。諧振電路圖2-12包含信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載的并聯(lián)諧振電路。根據(jù)圖2-12分析可得，將圖2-12(a)中的電壓源變換為電流源，L和r的串聯(lián)變換為并聯(lián)（后面有證明），電路如圖2-12(b)所示，再將圖2-12(b)中的相同參數(shù)合并，所得電路如圖2-12(c)所示，下面主要對(duì)圖2-12(c)展開討論。例2-2在圖2-12所示的電路中，各參數(shù)分別為L(zhǎng)=586mH,C=200pF,r=12Ω,R=RL=100kΩ,試分析下列情況對(duì)諧振電路特性的影響。(1)諧振電路本身的固有電路特性；(2)信號(hào)源的內(nèi)阻及負(fù)載。解：(1)不考慮R、R的值時(shí)的電路固有特性。RP、f、Q、BW0.7分別由式(2-7)~式(2-9)和式(2-13)求得，即諧振電路例2-2在圖2-12所示的電路中，各參數(shù)分別為L(zhǎng)=586mH,C=200pF,r=12Ω,R=RL=100kΩ,試分析下列情況對(duì)諧振電路特性的影響。(2)信號(hào)源的內(nèi)阻及負(fù)載。解：(2)考慮R、RL的值時(shí)的回路特性。由于L、C的值基本不變，因此諧振頻率f仍為465kHz,等效負(fù)載電阻為諧振電路可見，信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載使電路品質(zhì)因數(shù)下降，導(dǎo)致電路能量損耗變高，通頻帶變寬，選擇性變差，因此應(yīng)采取措施減小信號(hào)源內(nèi)阻和負(fù)載的影響，并通過(guò)電路并聯(lián)電阻來(lái)加寬通頻帶。串聯(lián)電路和并聯(lián)電路阻抗的等效變換串聯(lián)電路和并聯(lián)電路模型如圖2-13所示。在電路中，若兩個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)兩端的電壓和流過(guò)的電流都相等，就說(shuō)這兩個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)等效。串聯(lián)電路和并聯(lián)電路等效指的是這兩個(gè)電路的阻抗相同。若用導(dǎo)納表示，則指的是這兩個(gè)電路的導(dǎo)納相等，即Y3和Yp相等，其中Y3是串聯(lián)的導(dǎo)納，Yp是并聯(lián)的導(dǎo)納。諧振電路串聯(lián)電路和并聯(lián)電路阻抗的等效變換諧振電路例2-3試證明圖2-14(a)和圖2-14(b)中的兩個(gè)電路圖等效。諧振電路例2-4并聯(lián)諧振回路如圖2-15所示，已知L=180uH,C=140pF,r=15Ω,試求：(1)該回路的諧振頻率f0、品質(zhì)因數(shù)Q及諧振電阻Rp。(2)flf0=1.01、1.02、1.05、2時(shí)，并聯(lián)回路的等效阻抗及相移。解：(1)由式(2-7)~式(2-9)得諧振電路例2-4并聯(lián)諧振回路如圖2-15所示，已知L=180uH,C=140pF,r=15Ω,試求：(1)該回路的諧振頻率f0、品質(zhì)因數(shù)Q及諧振電阻Rp。(2)flf0=1.01、1.02、1.05、2時(shí)，并聯(lián)回路的等效阻抗及相移。解：(2)求電路失諧時(shí)的等效阻抗和相移。諧振電路電容分壓器阻抗變換電路電容分壓器阻抗變換電路如圖2-16(c)所示。設(shè)C1、C2無(wú)損耗且RL>1/mC2,經(jīng)電容分壓器阻抗變換后的電阻為諧振電路例2-5已知阻抗變換電路如圖2-17所示，線圈匝數(shù)N12=10匝，N13=50匝，N45=5匝，L13=8.4μH,C=51pF,Q=100,I=1mA,R=10k2,R=2.5kQ,求有載品質(zhì)因數(shù)QT、通頻帶BW0.7、諧振輸出電壓Uo。諧振電路低阻變高阻型電路，如圖2-19所示。L型匹配網(wǎng)絡(luò)諧振電路例2-6已知某諧振功放的f=50MHz,實(shí)際負(fù)載R=10Ω，所需的匹配負(fù)載為Rp=2002,試確定L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。解：應(yīng)采用低阻變高阻型的L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，其參數(shù)設(shè)計(jì)如下：諧振電路在L型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)中的RL和R1的值相差不大時(shí)，Q很小，這會(huì)使濾波性能很差，這時(shí)可采用π型或T型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，如圖2-21所示。恰當(dāng)選擇兩個(gè)L型網(wǎng)絡(luò)的Q值，就可兼顧濾波和阻抗匹配的要求。π型和T型濾波匹配網(wǎng)絡(luò)諧振電路濾波器的作用類似于串聯(lián)諧振電路。陶瓷濾波器的壓電效應(yīng)和等效電路如圖2-23所示。1.集中選頻濾波器諧振電路23電路符號(hào)和等效電路在圖2-23中，C是壓電陶瓷片的固定電容值；L是機(jī)械振動(dòng)時(shí)晶體的等效質(zhì)量；C是機(jī)械振動(dòng)時(shí)的等效彈性系數(shù)；r是機(jī)械振動(dòng)時(shí)的等效阻尼。壓電陶瓷片的厚度、半徑等尺寸不同，其等效電路的參數(shù)也就不同。從陶瓷濾波器的等效電路可以看出，壓電陶瓷片具有兩個(gè)諧振頻率：一個(gè)是串聯(lián)諧振頻率；另一個(gè)是并聯(lián)諧振頻率。阻抗頻率特性陶瓷濾波器的幅頻特性曲線如圖2-24所示，從圖中可以看到，陶瓷濾波器有兩個(gè)諧振頻率。根據(jù)阻抗的幅頻特性曲線可知，兩個(gè)諧振頻率分別是串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率f。由陶瓷濾波器的等效電路可得，串聯(lián)諧振頻率的表達(dá)式為諧振電路45應(yīng)用四端陶瓷濾波器如圖2-25所示。陶瓷片的Q值比一般LC回路的大，當(dāng)將各陶瓷片的串、并聯(lián)諧振頻率配置得當(dāng)時(shí)，四端陶瓷濾波器可獲得接近矩形的幅頻特性曲線。陶瓷濾波器的工作頻率為幾百千赫茲到幾十兆赫茲。使用四端陶瓷濾波器時(shí)，輸入阻抗、輸出阻抗必須與信號(hào)源阻抗、負(fù)載陶瓷阻抗相匹配，此時(shí)幅頻特性變差，通帶內(nèi)響應(yīng)起伏增大，阻帶衰減值變小。陶瓷濾波器的優(yōu)缺點(diǎn)陶瓷濾波器的優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低、受外界影響小。而陶瓷濾波器的缺點(diǎn)是頻率特性較難控制，生產(chǎn)一致性較差，通頻帶不夠?qū)?。石英晶體濾波器的特性與陶瓷濾波器的相似，從等效電路包含的參數(shù)到幅頻特性曲線都類似，但石英晶體濾波器的Q值比陶瓷濾波器的Q值高很多，因此石英晶體濾波器的頻率特性好，但其價(jià)格較高。諧振電路聲表面波濾波器是聲表面波(SAW)器件的一種，其結(jié)構(gòu)及工作原理如圖2-26所示。聲表面波濾波器諧振電路聲表面波是在壓電固體材料表面產(chǎn)生和傳播且其振幅隨深入固體材料的深度增加而迅速減小的彈性波。聲表面波濾波器諧振電路02小信號(hào)諧振放大器高頻小信號(hào)放大器主要用于放大高頻小信號(hào)，屬于窄帶放大器。由于采用諧振電路作為負(fù)載解決了放大倍數(shù)、通頻帶寬、阻抗匹配等問(wèn)題，因此高頻小信號(hào)放大器又稱為小信號(hào)諧振放大器。就放大過(guò)程而言，電路中的晶體管工作在小信號(hào)放大區(qū)域，非線性失真很小。小信號(hào)諧振放大器一方面可以對(duì)窄帶信號(hào)實(shí)現(xiàn)不失真放大；另一方面可以濾除帶外信號(hào)，有選頻作用。小信號(hào)諧振放大器(1)增益要高，也就是放大量要大。例如，用于各種接收機(jī)中的中頻放大器的電壓放大倍數(shù)可達(dá)104~103，即電壓增益為80~100dB,這通常要靠多級(jí)放大器才能實(shí)現(xiàn)。(2)頻率選擇性要好。選擇性描述的是選擇所需信號(hào)和抑制無(wú)用信號(hào)的能力，主要由選頻電路完成。放大器的帶寬和矩形系數(shù)是衡量選擇性的兩個(gè)重要參數(shù)。(3)工作穩(wěn)定可靠。這要求放大器的性能應(yīng)盡可能地不受溫度、電源電壓等外界因素變化的影響，不產(chǎn)生任何自激。此外，在放大微弱信號(hào)的接收機(jī)前級(jí)放大器中，還要求放大器內(nèi)部噪聲要小，這是因?yàn)榉糯笃鞅旧淼脑肼曉降?，接收微弱信?hào)的能力就越強(qiáng)。小信號(hào)諧振放大器三極管的結(jié)構(gòu)如圖2-27所示。晶體管Y參數(shù)等效電路小信號(hào)諧振放大器晶體管Y參數(shù)等效電路如圖2-28所示，以電壓為自變量、電流為因變量，根據(jù)電路中用導(dǎo)納表示的歐姆定律，晶體管的Y參數(shù)網(wǎng)絡(luò)方程可表示為：晶體管Y參數(shù)等效電路小信號(hào)諧振放大器晶體管的Y參數(shù)可以由查閱手冊(cè)和儀器測(cè)量?jī)煞N方式得到。混合π型等效電路如圖2-29所示。晶體管Y參數(shù)等效電路小信號(hào)諧振放大器在研究窄帶小信號(hào)放大器時(shí)，可近似認(rèn)為Y參數(shù)在所討論的頻帶范圍內(nèi)為常數(shù)，實(shí)際應(yīng)用的Y參數(shù)等效電路如圖2-30所示。晶體管Y參數(shù)等效電路小信號(hào)諧振放大器放大器電路和等效電路單調(diào)諧電路諧振放大器電路又稱為晶體管單調(diào)諧電路諧振放大器電路，其電路如圖2-31所示。單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器阻抗變換電路和自耦變壓器（電感分壓器）阻抗變換電路兩種，自耦變壓器（電感分壓器）把晶體管的輸出接入諧振回路，代替電源或信號(hào)源的激勵(lì)，而負(fù)載通過(guò)變壓器接入諧振電路，這樣做的好處是減少了晶體管的輸出導(dǎo)納和負(fù)載導(dǎo)納對(duì)諧振電路的影響。圖2-31中的Rb1、R2、R構(gòu)成了分壓式電流反饋直流偏置電路，以保證晶體管工作在甲類狀態(tài)；C、C分別是基極和發(fā)射極的旁路電容，主要作用是將高頻信號(hào)短路。從交流通路可以看出整個(gè)電路的基本組成，從直流通路可以看出電路工作在甲類狀態(tài)。單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器從式(2-27)可以看出，頻率因晶體管的輸出電容和負(fù)載電容而降低，減小電路的電感和電容可以使頻率恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值。電路對(duì)應(yīng)的有載品質(zhì)因數(shù)為因?yàn)镚>G,所以Qr<Q(Q為回路的空載品質(zhì)因數(shù))。為了減小晶體管及負(fù)載對(duì)單調(diào)諧電路的影響，除應(yīng)選用Y、Y小的晶體管外，還應(yīng)選擇匝比n1和n2較大的變壓器。單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器電壓增益、選擇性和通頻帶單調(diào)諧電路諧振放大器的電壓增益計(jì)算如下：?jiǎn)握{(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器由于單調(diào)諧電路諧振放大器選用的諧振電路是LC諧振電路，因此兩者的選擇性、通頻帶和矩形系數(shù)都是一樣的。由于沒有辦法滿足高選擇性和加寬通頻帶對(duì)品質(zhì)因數(shù)的要求，即對(duì)應(yīng)的諧振曲線的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1，因此單調(diào)諧電路諧振放大器的選擇性比較差。多級(jí)單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器由于單調(diào)諧電路諧振放大器無(wú)法滿足諧振放大器有足夠大的增益這一要求，因此通常采用多級(jí)單調(diào)諧電路諧振放大器級(jí)聯(lián)。級(jí)聯(lián)的方法有同步調(diào)諧和參差調(diào)諧兩種。若每級(jí)單調(diào)諧電路均調(diào)諧在同一頻率上，則稱為同步調(diào)諧；若各級(jí)單調(diào)諧電路調(diào)諧在不同頻率上，則稱為參差調(diào)諧。級(jí)聯(lián)諧振放大器總的電壓放大倍數(shù)可用式(2-35)表示同步諧振放大器如果放大器由n級(jí)諧振放大器級(jí)聯(lián)，各級(jí)都調(diào)諧在同一頻率上，每級(jí)的電壓放大倍數(shù)分別為AA2…、4n,則總的電壓放大倍數(shù)A∑為式中，分別為各級(jí)諧振放大器諧振時(shí)，對(duì)應(yīng)的電壓放大倍數(shù)。也可以用分貝表示級(jí)聯(lián)后總的諧振電壓增益，即Ano∑(dB)=|A2o.1|(dB)+|Ano.2|(dB)+…+|Anon|(dB)多級(jí)單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器多級(jí)單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器多級(jí)同步諧振放大器的幅頻特性曲線如2-33所示，從圖中可以看出，多級(jí)放大器級(jí)數(shù)越多，諧振增益越大，對(duì)應(yīng)的幅頻特性曲線越尖銳，矩形系數(shù)越小，相應(yīng)的選擇性越好，但通頻帶越窄。同時(shí)也能看出，在n級(jí)級(jí)聯(lián)后，每一級(jí)的通頻帶都比總通頻帶要寬。多級(jí)單調(diào)諧電路諧振放大器小信號(hào)諧振放大器雙參差諧振放大器的模型和幅頻特性曲線如圖2-34所示。提高諧振放大器穩(wěn)定性的方法為了提高諧振放大器的穩(wěn)定性，通常從以下兩個(gè)方面入手：①?gòu)木w管本身想辦法，減小晶體管反向傳輸導(dǎo)納Y。Y的大小主要取決于C的值，選擇晶體管時(shí)盡可能選擇C的值小的晶體管，使其容抗增大，反饋?zhàn)饔脺p弱。②從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用，使它單向化，具體方法有中和法和失配法。1.中和法諧振放大器的中和電路和交流通路如圖2-35所示，中和電路接中和電容CN。中和法是指通過(guò)在晶體管的輸出端與輸入端之間引入一個(gè)附加的外部反饋電路小信號(hào)諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性（中和電路）來(lái)抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)Y引起的內(nèi)部反饋?zhàn)饔谩Ｓ捎赮的實(shí)部（反饋電導(dǎo)）很小，可以忽略，所以常常只用一個(gè)中和電容CN來(lái)抵消Y的虛部（即反饋電容C）的影響，這樣就可達(dá)到中和的目的。小信號(hào)諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性2.失配法失配法通過(guò)增大負(fù)載導(dǎo)納，進(jìn)而增大回路總導(dǎo)納，使輸出電路失配，輸出電壓相應(yīng)減小，對(duì)輸入端的影響也就減小，可見，失配法用犧牲增益來(lái)?yè)Q取電路的穩(wěn)定。為了滿足增益和穩(wěn)定性的要求，常用的失配法是，將兩個(gè)晶體管按共射共基方式連接成一個(gè)復(fù)合管，形成的共射共基組合電路諧振放大器如圖2-36所示。小信號(hào)諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性由于共基電路的輸入導(dǎo)納較大，因此當(dāng)它和輸出導(dǎo)納較小的共射電路連接時(shí)，相當(dāng)于增大共發(fā)電路的負(fù)載導(dǎo)納而使之失配，從而使共發(fā)晶體管內(nèi)部反饋減弱，穩(wěn)定性大大提高。小信號(hào)諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性集成諧振放大器MC1590集成諧振放大器電路如圖2-37所示，圖中引腳1、3為雙端輸入端，輸入信號(hào)u通過(guò)耦合電容C1加到引腳1端，引腳3端通過(guò)隔直電容C3交流接地，構(gòu)成單端輸入，C2、L構(gòu)成輸入調(diào)諧電路。小信號(hào)諧振放大器諧振放大器的穩(wěn)定性03集中選頻放大器集中選頻放大器由集成寬帶放大器（由多級(jí)差分放大電路組成）、集中選頻濾波器（常用的有石英晶體濾波器、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器等)組成，其中集中選頻濾波器具有接近矩形的幅頻特性曲線。為滿足高增益放大器的選頻要求，集中選頻放大器一般采用集中選頻濾波器作為選頻電路。濾波器的輸入阻抗集中選頻放大器相等且匹配（在濾波器的另一端也是一樣)，這是因?yàn)闉V波器的頻率特性依賴于兩端的源阻抗與負(fù)載阻抗，只有當(dāng)兩端的端接阻抗等于要求的阻抗時(shí)，才能得到預(yù)期的頻率特性。當(dāng)集成寬帶放大器的輸出阻抗與集中選頻濾波器的輸入阻抗不相等時(shí)，應(yīng)在兩者間加入阻抗轉(zhuǎn)換電路，通?？捎酶哳l寬帶變壓器進(jìn)行阻抗變換，也可以用低Q值的振蕩電路進(jìn)行阻抗變換。集中選頻放大器將集中選頻濾波器放在集成寬帶放大器的前面，這種接法的好處是，當(dāng)所需放大信號(hào)的頻帶以外有強(qiáng)的干擾信號(hào)時(shí)，干擾信號(hào)不會(huì)直接進(jìn)入集成寬帶放大器，避免此干擾信號(hào)因放大器的非線性（放大器在大信號(hào)時(shí)總是非線性的）而產(chǎn)生新的干擾。集中選頻放大器難點(diǎn)釋疑本章的難點(diǎn)是有內(nèi)阻的信號(hào)源驅(qū)動(dòng)和帶負(fù)載并有阻抗變換的單調(diào)諧諧振電路。對(duì)于此種電路，可以利用剝洋蔥的方式逐層化簡(jiǎn)分解