５０安阳师范学院学报
２００９拒
单调谐回路谐振放大器
与双调谐回路谐振放大器特性分析
李研达
（安阳师范学院电气电子信息工程系，河南安阳４５５００２）
［摘要］本文着重分析单调谐回路谐振放大器与双调谐回路谐振放大器选频特性。
［关键词］双调谐回路谐振放大器；电压增益（ｖｏｌｔａｇｅｇａｉｎ）；通频带；选择性［中图分类号］ＴＮ７２２．１＋４
［文献标识码］Ｂ
［文章编号】１６７１．５３３０｛２００９）０２—００５０．０３
“高频小信号放大器”是《高频电子线路》课程中较为重要的一个组成部分，调谐回路谐振放大器的电压增益、功率增益、选择性的有关分析也是本章的一个难点。本文主要对单调谐回路谐振放大器与双调谐回路谐振放大器选择性做一个对比性的分析，希望能对读者有所帮助。
ｌ
心频率。ＬＣ回路与本级集电极电路的联接采用自耦变压器形式（抽头电路），与下级负载的联接采用变压器耦合。对于小信号放大器，晶体管的作用可以用ｙ参数等效电路来表示，图（ｂ）只画出集电极部分的Ｙ参数等效电路。对于图（ｂ）利用抽头变换将晶体管部分和负载部分都折合到ａ、ｂ两端可得电路谐振时的电压增益为Ａ砷＝一
单调谐回路谐振放大器原理分析
１．１单级单调谐回路谐振放大器原理分析
■坐。根据通频带的定义，如果：≥：７，则
ｐ
ｐ＾，
４
・１
ｇ∑
／ｔ，，ｏ
４２
输入佶号
回增
（ａ）原理性电路
负蛾，．Ｌ
２３ｆｏ．，＝署，Ｑ。越高，则通频带越窄。根据矩形系
数的定义Ｋ，ｏ．１＝瓦２２ａｆｏ，＝瓷等，求出Ｋｒｏ，＝
９．９５》ｌ，由此可见，不论其Ｑ值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远。也就是说单级单调谐回路谐振放大器的选择性是很不理想的。
１．２
多级单调谐回路谐振放大器原理分析
假如放大器为／７，级，那么总增益是各级增益
ｊ
的乘积，多数情况下多级放大器是由完全相同的
＋ｆ
｝Ｎ２略
１Ｌ—ｌ
【ｂ）等效电路
图１
驯轧
单级放大器组成的，那么整个放大器的总增益是
Ａ７。＝Ａ７，。・Ａ７以・Ａ
７。＝（Ａ７，。）“，利用通频带的定
义，可求得ｎ级放大器的通频带为，２Ａ∞。，＝
√２去一１万６００：√２｛一１（２△∞。，）单级。由此可见疗
级相同的放大器级联时，总的通频带比单级放大器的通频带缩小了，级数越多总的通频带越小。多
上图（ａ）为单调谐回路谐振放大器原理性电路，为了突出所要讨论的中心问题，略去了在实际电路中必须加的附属电路。由图（ａ）可知，由ＬＣ单回路构成集电极的负载，它调谐于放大器的中
［收稿日期］２００８．０６．０６
级单调谐放大器的矩形系数：如．。＝÷刍。
√２吉‘１
、‘５
［作者简介］李研达（１９８２一），男，河南安阳人，安阳师范学院教师，主要从事电子技术的研究。
万方数据
第２期李研达：单调谐回路谐振放大器与双调谐回路谐振放大器特性分析
５１
事实上多级单调谐回路的选择性较差，通频带也不理想。为了改善这些状况，我们可以采用双调谐回路放大器。
２
双调谐回路谐振放大器原理分析
２．１
单级双调谐回路谐振放大器原理分析
细肌衄圆至
图２
上图中图（ｏ）所示是一种常用的双调谐回路放大器线路。图（ｂ）为双调谐回路放大器的高频等效电路。为了分析方便我们可以将图（６）中的电流源部分和负载部分分别折合到Ｌ。、Ｃ，和￡”Ｃ：两端。变换之后的等效电路即为图（ｃ）。为了分析方便，我们假设两个回路元件参数都相同，谐振
时，拿：ｏ，Ａ砷：＾．曼！■型，由此可见，
ｌ＋ｒ／
ｇ
双调谐回路放大器的电压增益与单调谐回路放大
器类似，存在￡！生！墨
ｇ
项，另外Ａ曲与耦合因数
＇７有关。根据＇７的取值不同，可以分为以－Ｆ－－种情况讨论：
泐例
舔图３
１）弱耦合叩＜１，谐振曲线在乎＝０处出现峰
值。此时Ａ．，。＝＿１孑孑・！』生ｇ型，随着７的增
＋刀
’
万
方数据加，Ａｍ的值增大。
０处出现最大值，此时Ａ砷：！』生型。
２）临界耦合叩＝１，谐振曲线较平坦，在ｅ：
３）强耦合刁＞１，谐振曲线出现双峰，两个峰
点位置在手：±／再，此时Ａ砷：墨！之｝塑ｊ
与刁＝１的峰值相同。
三种情况的曲线如图３所示：
２．２
多级双调谐回路谐振放大器
依照与多级单调谐回路谐振放大器相同的方法我们可以对多级双调谐回路谐振放大器进行分析，这里不再加以讨论，下面主要讨论单级单调谐回路谐振放大器与单级双调谐回路谐振放大器之间的关系以及多级单调谐回路谐振放大器与单级双调谐回路谐振放大器之间的关系。
３
特性对比
３．１
单级单调谐回路谐振放大器与双调谐回路谐振放大器特性分析
对于单级单调谐回路谐振放大器，其通频带
为２龋．，＝西ｆｏ，矩形系数‰．。＝魏＝
￣／１０２—１》１，选择性很不理想。对于双调谐回路谐振放大器，由于临界耦合的情况在实际上应用较多，我们首先分析临界耦合状态下的通频带和选择性。
１）临界耦合状态，叩＝１时，Ａ，＝
竺也！丝！．
４
一
＾．墨！—型，生：＿兰，这是较常用ｇ以Ｆ７了而研∥Ⅵ一
望
１＋７２
ｇ
’Ａ，ｏ一／矿玎’４“”１“。
的情况。令乏＝击可求出通频带２龋．，＝拒卺。
而单调谐放大器的通频带是２劬，＝万Ｊｏ。对比可
见，在回路有载品质因数０。相同的情况下，临界耦合双调谐回路谐振放大器的通频带为单调谐回
路放大器通频带的压倍。
选择性分析，求出临界耦合时的矩形系数令
夕而两ｑ７２广ｆｏ，因此矩ｉｆ２，系数为Ｋ，ｏ．Ｉ（取调）：
√１０２—１＝３．１６＜Ｋ州（单谓）。可见双调谐回路放大器的矩形系数远比单调谐放大器的小，它的谐
老＝“１０，带入式子去＝志得，２龋．ｔ＝
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２００９扼
振曲线更接近于矩形。
放大器的矩形系数‰．。对其列表分析如下：
凡
２）过耦合状态特性分析。频率特性在手＝０的两边出现双峰，在手＝０处为谷点，叩越大，两峰点拉开越远，谷点下降也越厉害。若以６表示谷点
ｌ１９．９５
２３３．７５
４５
３．２
６
３．１
７３．Ｏ
８９１０２．９
ｆ‰。
４．８３．４２．９４１２．９２２．５６
下凹的程度，求出艿得，艿：－绷１，可见艿随着７
１＋叩
由上表可见，当级数增加时，放大器的矩形系数有所改善。但是这种改善是有限度的。级数越多
的增大而下降。通频带的计算方法与临界耦合时
一样，求出通频带为２甑，＝￣／叩２＋２ｊ７—１・Ｊ万ｏ。
Ｙ
——．一，
‰。的变化越缓慢，即使级数有无限大如。也只有２．５６，离理想的矩形（如。＝１）还有很大距离。
而单级的双调谐放大器临界状态的矩形系数为３．１６，相当于５—６级单调谐放大器的选择性，优
势是很明显的。
根据通频带的定义，在通频带范围内ａ值应大于
１
圭，对于双峰曲线中心下凹的ｄ值也应该满足这
√２
以上分析都是以公式推导为主，那么如果从
一条件。因此，令艿：圭，求得田：２．４１。将此值带
√２
电路的角度出发，如何理解双调谐回路放大器的优点呢？在此笔者只做一个概括性的介绍。首先从通频带来说，双调谐回路存在反射阻抗。临界耦合时，在谐振点处，次级回路电流达到最大可能的值，而初级回路电流则由于反射电阻达到最大值，而略有减小。当外加信号频率略微偏离谐振频率时，反射电抗出现，并且初、次级回路反射电抗符号相反，二者可以相互抵消一部分。这样在略微偏离谐振点处，初级回路的电流值反而可能比谐振点处大，即略微出现双峰的状态。因此，在次级回路中，电流的瞌线在谐振点附近会表现出比单回路曲线更平坦的顶部，从而通频带加宽。对于双调谐回路的选择性优势，可以从它的“双重滤波”作用来理解，初级回路和次级回路都具有滤波作用，这样对于偏离谐振点的频率衰减作用一定更为明显，所以双调谐回路放大器频率特性曲线相比单调谐电路边缘更为陡峭，顶部也更平坦。
［参考文献］
［１］张萧文．高频电子线路（第四版）［Ｍ］．北京：高等教育
出版社．
——
，ｆ
人２舐７＝￣／７２＋２７—１．Ｊ石。得２砺．，＝３．１Ｊ石０，
Ｙ
Ｙ
这就说明双调谐回路谐振放大器与单振荡回路相比，在Ｑ值相同的情况下，其通频带是单回路通频带的３．１倍。此时相比单调谐回路放大器它有着更宽的通频带和更好的选择性。但是需要指出，过耦合状态下虽然通频带更宽，矩形系数更好，但谐振曲线顶部出现凹陷，回路的调节也变的麻烦，因此，只在与临界耦合级配合时或特殊场合才采用。
３）弱耦合状态，此时双调谐放大器的谐振曲线与单调谐回路放大器相似，通频带较窄选择性也较差，这种情况也很少应用，因此不再进行分析。
３．２
多级单调谐放大器与双调谐放大器特性分析
我们已经知道双凋谐回路放大器的通频带为
ｒ
２觚．，＝拒万Ｊ０。在回路有载品质因数仇相同的
ＶＬ
情况下，临界耦合双调谐回路谐振放大器的通频带为单调谐回路放大器通频带的√２倍。对于多级单调谐放大器，如前所述，总的通频带比单级放大器的通频带缩小了。通频带的差异是巨大的，双调谐回路通频带的优势是单调谐，尤其是多级单调谐回路所不能比拟的。
下面再来讨论选择性，多级单调谐回路谐振
［２］董在望．通信电路原理（第二版）［Ｍ］．北京：高等教育
出版社．
［３］ｗ．ＡｌａｎＤａｖｉｓ，Ｋ．Ａｇａｒｗａｌ．ＲａｄｉｏＦｒｒｅｑｕｅｎｃｙＣｉｒｃｕｉｔＤｅ－
Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ．
ｓｉｇｎ［Ｍ］．Ｎｅｗ
ＴｈｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳｉｎｇｌｅＲｅｓｏｎａｎｃｅＣｉｒｃｕｉｔＲｅｓｏｎａｎｃｅ
ＡｍｐｌｉｆｉｅｒａｎｄＤｏｕｂｌｅＲｅｓｏｎａｎｃｅＣｉｒｃｕｉｔＲｅｓｏｎａｎｃｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ
ＬＩＹａｎ——ｄａ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＡｎｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ａｎｙａｎｇ４５５００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｅｓａｎｄｄｏｕｂｌｅ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ
Ｏｎ
ａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｉｎｇｌｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ．
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ
ｃｉｒｃｕｉｔｒｅｓｏｎａｎｃｅ
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ
ｃｉｒｃｕｉｔ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｏｕｂｌｅ
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