高频小信号选频放大器优化方案

前面所介绍的电路主要是放大频率不是很高的低频信号，在通信电路中经常要对高频小信号进行放大的同时，将感兴趣的频率信号选择出来。能够实现这个功能的电路称为高频小信号选频放大器，变压器耦合是高频小信号选频放大器常用的耦合方式。

【例6-6】 变压器耦合放大器电路如图6-75所示，在晶体管的结电容C_π′对高频信号的影响可以忽略，基极电容C_b和发射极旁路电容C_e对低频信号的影响也可忽略的前提下，画出输出端开路时放大器幅频特性的波特图，并讨论负载对波特图影响的情况。

解 图6-75所示的电路与前面所介绍电路的最大差别在于集电极电阻R_c被LC并联谐振电路所替代。在晶体管的结电容C_π′对高频信号的影响可以忽略，基极电容C_b和发射极旁路电容C_e对低频信号的影响也可忽略的前提下，图6-75所示电路输出端开路时的微变等效电路如图6-76所示。

图6-75 变压器耦合放大器电路

图6-76 微变等效电路

图6-76中与电感L相串联的电阻R是电感线圈的内阻，LC并联谐振网络是晶体管集电极回路的负载，该谐振网络的总阻抗为

根据放大器电压放大倍数的定义式可得电压放大倍数模的表达式为

上式说明图6-75所示的电路电压放大倍数的模与阻抗Z的模成正比。因为阻抗Z的模是频率的函数，所以该电路电压放大倍数的模也是频率的函数，该函数称为放大器的频响特性。在Multisim软件中利用波特图仪可以得到放大器频响特性的图形，用波特图仪测量得到的幅频特性如图6-77所示。

图6-77波特图屏幕上的波形说明，图6-75所示的电路对不同频率的信号有不同的放大倍数，在谐振网络的谐振频率点上电路的放大倍数最大，不在谐振频率的点上，电路的电压放大倍数很小，所以图6-75所示的电路称为选频放大器。(www.xing528.com)

选频放大器通常用在通信电路中对固定频率的信号进行放大，这个固定频率的信号称为中频信号，所以选频放大器通常又称为中频放大器。

图6-77中两张波特图屏幕的图形分别对应于两种不同Q值的幅频特性，第一张幅频特性的Q值大于第二张幅频特性的Q值。

图6-77中波特图仪屏幕上的波形还说明，Q值大的电路选择性好，通频带差；Q值小的电路选择性差，通频带好。利用电路分析课程的知识可知，当选频放大器加上负载以后，谐振电路的总阻抗将减小，总电导将加大，谐振电路的Q值将减小。Q值减小将影响选频放大器的选择性和通频带，利用变压器阻抗变换的原理可以改善加入负载对选频放大器选择性和通频带的影响。为了使选频放大器有合适的选择性和通频带，通常采用变压器中间抽头的办法使电路达到选择性和通频带最佳的组合。变压器中间抽头达到负载部分接入，实现选频放大器输出电路阻抗匹配的目的，负载部分接入的选频放大器电路如图6-78a所示。

图6-77 放大器的幅频特性曲线

图6-78 负载部分接入的选频放大器

图6-78a中的LC谐振网络和变压器合成在一起的组件称为中频变压器，简称中周，收音机电路的中周谐振频率为465kHz。

图6-78a电路中的中周是单调谐回路的，利用图6-78b所示的双调谐回路既可以保证电路的选择性，同时又有较宽的通频带。

当图6-78所示电路的输入信号是电视机天线接收的高频载波信号时，因为图6-78所示电路的作用是对高频信号进行放大，所以图6-78所示的电路又称为高频放大器。

对高频放大器进行分析和计算，除了用上面介绍的混合л参数模型外，还采用第4章介绍的晶体管Y参数方程。