第7章高频谐振放大器 7.1小信号选频放大器 7.2高频谐振功率放大器 Back
第7章 高频谐振放大器 7.1 小信号选频放大器 7.2 高频谐振功率放大器
7.1小信号选频放大器 7.1.1.LC谐振回路小信号选频放大器 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无 源网络，也是构成高频放大器、振荡器以及各 种滤波器的主要部件，在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务，并可直接作为负载使用。 1.LC并联谐振回路的基本特性 ()谐振频率、谐振电阻、品质因数和通频带
7.1 小信号选频放大器 7.1 .1. LC谐振回路小信号选频放大器 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无 源网络, 也是构成高频放大器、 振荡器以及各 种滤波器的主要部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作为负载使用。 1. LC并联谐振回路的基本特性 (1) 谐振频率、谐振电阻、品质因数和通频带
π/2 感性 容性 m/2 6 (c) (d) 图7.1并联谐振回路、幅频特性和相频特性 (a)并联谐振回路；(b)等效电路；(c)幅频特性；(d)相频特性 并联谐振回路的并联阻抗为 1 (r+joL)- Zp= C r+jol+1 (7一1) 1⊙C
L r C C I C . I R . R0 I L . L 0 B 1 1 / 2 Q1 ＞Q2 Q1 Q2 0 －/2 /2 感 性 Q2 Q1 Q1 ＞Q2 容 性 Z (a) (b) (c) (d) ＋ － U . 0 |zp |/R0 I . 图7.1 并联谐振回路、 (a) 并联谐振回路; （b）等效电路; （c）幅频特性; （d）相频特性 并联谐振回路的并联阻抗为 j C r j L j C r j L Z p 1 1 ( ) + + + = (7 — 1)
定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω，令Z, 的虚部为零，求解方程的根就是ω，可得 式中，Q为回路的品质因数，有 Q=0L-1 r @oCr 当0>1时，0= 。回路在谐振时的阻抗最大，为一 1 电阻Rp R,= (7-2) Cr 0,C
定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0 , 令Zp 的虚部为零,求解方程的根就是ω0 ,可得 r Cr L Q LC Q 0 0 0 2 1 1 1 1 = = = − 式中, Q为回路的品质因数, 有 当 时, 。 回路在谐振时的阻抗最大, 为一 电阻RP Q 1 LC 1 0 = C Q Q L Cr L RP 0 0 = = = （7 — 2）
L Zp= Cr 1+j0(0-00) (7-3) 0⊙ Zp= Rp RP (7-4) 1+ ,2Q△⊙ 1+j5 00 并联回路通常用于窄带系统，此时ω与ω相差不大，式 (7-3)可进一步简化为（7一4) 式中，△0=0-00 对应的阻抗模值与幅角分别为 2= Rp =R 1+020 V1+52 (7-5) 00
j R Q j R Z j Q Cr L Z p P p p + = + = + − = 2 1 1 1 ( ) 0 0 0 （7— 3 （7—4） 并联回路通常用于窄带系统, 此时ω与ω0相差不大, 式 （7 — 3）可进一步简化为（7—4） 式中,Δω=ω-ω0。 对应的阻抗模值与幅角分别为 2 2 0 1 ) 2 1 ( + = + = P P p R Q R Z （7 — 5
令2Uo- Z(oo)得通频带宽度为 8o=f,f,=8
Q f BW Z j Z f f p p 0 1 2 0.7 ( 0) 2 1 ( ) = = = − 令 得通频带宽度为
△0 Pz=-arctan(20 ）=-arctan5 (7—6) 00 I=Ic=Ol （7-7) 图7-2表示了并联振荡回路中谐振时的电流、电压关系
arctan( 2 ) arctan 0 = − Z = − Q （ 7—6 ） I I QI L = C = （7— 7） IL . IC . 0 I . U . 图7 - 2表示了并联振荡回路中谐振时的电流、电压关系
例1设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号 中心频率f=10MHz,回路电容C-50pE, ()试计算所需的线圈电感值。 (2)若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻 及回路带宽。 (3)若放大器所需的带宽B=0.5MHz,则应在回路上 并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求？ 解 (1)计算L值。由式(7-2)，可得
例 1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载, 信号 中心频率fs =10MHz, 回路电容C=50 pF, (1) 试计算所需的线圈电感值。 (2) 若线圈品质因数为Q=100, 试计算回路谐振电阻 及回路带宽。 (3) 若放大器所需的带宽B=0.5 MHz, 则应在回路上 并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求? 解 (1) 计算L值。由式(7 — 2), 可得
L=- C(2π)2fC 将f以兆赫兹(MHz为单位，C以皮法(pF)为单位，L以 微亨（)为单位，上式可变为一实用计算公式： fc 将f6f=10MHz代入，得 L=5.07H (2)回路谐振电阻和带宽。由式(7-2) R=Q0L=100×2π×107×5.07×10-6=3.18×104 =31.8k2
C f C L 2 0 2 2 0 (2 ) 1 1 = = 将f0以兆赫兹(MHz)为单位, Ｃ以皮法(pF)为单位, L以 微亨（μH）为单位，上式可变为一实用计算公式: f C f C L 2 0 6 2 0 2 25330 10 1 ) 2 1 = ( = 将f0=fs =10 MHz代入, 得 L = 5.07 (2) 回路谐振电阻和带宽。由式(7 — 2) = = = = − k R Q L 31.8 100 2 10 5.07 10 3.18 10 7 6 4 0 0
回路带宽为 B=6=100kHE Q (3)求满足0.5MHz带宽的并联电阻。设回路上并 联电阻为R1,并联后的总电阻为R1∥Ro,总的回路有载 品质因数为Q虹。由带宽公式，有 g.-6 B 此时要求的带宽B=0.5MHz,故 Q=20 回路总电阻为
回路带宽为 kHz Q f B 100 0 = = (3) 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并 联电阻为R1 , 并联后的总电阻为R1∥R0 , 总的回路有载 品质因数为QL。由带宽公式,有 20 0 = = L L Q B f Q 此时要求的带宽B=0.5 MHz, 故 回路总电阻为