《通信电子电路》中的高频放大电路是无线通信系统中至关重要的组成部分,主要负责接收和放大高频信号。在本课程中,北京邮电大学的唐恬教授深入讲解了小信号谐振放大电路的相关知识,这是通信工程专业的重要内容。
小信号谐振放大电路主要用于接收机的前端,它的主要功能是选频和放大。选频是指电路只允许特定频率范围内的信号通过,而放大则是将微弱的信号增强。这种放大器通常工作在甲类状态,以保证较高的效率和线性。根据选频方式的不同,小信号谐振放大电路可以分为分散选频和集中选频两种类型。
课程的重点在于2.3章节,即小信号谐振放大电路的分析。这部分内容详细介绍了该电路的技术指标,包括谐振增益、通频带、选择性、矩形系数、稳定性以及噪声系数。这些指标决定了放大器的工作性能和信号质量。
谐振增益是衡量放大能力的关键,通频带则表示放大器能够有效工作的频率范围。选择性是指电路对不同频率信号的分辨能力,而矩形系数反映了通频带的形状,它是一个衡量选择性和通频带宽度之间平衡的参数。稳定性涉及电路在各种工作条件下的稳定运行,而噪声系数则关乎放大器引入的额外噪声。
LC谐振回路是小信号谐振放大电路中的核心组件,其选频特性由Q值(品质因数)和相对频率ω/ω0共同决定。Q值越大,谐振曲线越陡峭,选择性越好,但通频带会变窄。同时,高Q值的谐振回路可以实现线性相位响应,这对于某些应用至关重要。
在分散选频的小信号谐振放大电路中,通过调整LC谐振回路的参数,可以改变3dB带宽(BW0.7)和20dB带宽(BW0.1),从而调整通频带的宽度。矩形系数是表征通频带形状的一个固定值,不受回路参数直接影响,但它揭示了通频带宽度与选择性之间的矛盾关系。
单调谐回路和并联谐振负载是构建小信号谐振放大电路的常见方法。通过调整电阻、电容和电感,可以改变品质因数QL,进而影响谐振增益和选频性能。多级放大电路通过级联多个单调谐回路,可以进一步提升增益和选择性,但同时也会导致通频带变窄。
参差调谐电路是通过调整各级谐振回路的频率来实现更宽的通频带,同时保持较好的选择性。例如,双参差调谐电路可以实现两个谐振频率的微小差异,以扩展通频带而不显著降低选择性。
北京邮电大学的这堂课详细探讨了高频放大电路中涉及的理论和技术,涵盖了小信号谐振放大器的设计、分析和优化方法,对于理解通信系统中的信号处理至关重要。这些知识点对于通信工程专业的学生和从业者来说是必备的基础知识。
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