高頻小信號諧振放大電路時(shí)域與頻域對比分析

摘要：高頻小信號諧振放大電路，主要是用來(lái)放大采集的微小的高頻電壓信號，但是放大器的負載不是線(xiàn)性電阻而是具有選頻功能的諧振網(wǎng)絡(luò )。所以諧振放大電路能夠對不同頻率的信號進(jìn)行不同增益的放大，在信號的選擇等方面具有重要的作用。文章從時(shí)域以及頻域兩個(gè)方面對諧振放大電路進(jìn)行對比分析。
關(guān)鍵詞：諧振；放大器；時(shí)域分析；頻域分析

0 引言
在通信電子電路中，對于微小的信號需要進(jìn)行一定增益的放大。通信中的微小信號都屬于高頻信號，所以電路的分析都是基于期間的非線(xiàn)性特性進(jìn)行的。非線(xiàn)性電路的輸出中不同頻率分量的信號分量較多，所以需要采用具有頻率選擇功能的諧振網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行頻率的選擇。諧振網(wǎng)絡(luò )頻率選擇的性能直接決定了諧振放大電路的性能。采用時(shí)域波形的觀(guān)測以及頻域不同頻率的頻譜進(jìn)行對比分析，可以清晰地對諧振放大電路進(jìn)行分析。

1 諧振放大電路概述
諧振電路原理圖中的LC并聯(lián)諧振回路用電阻Rc代替，就是典型的共發(fā)射極電路。它的電壓放大倍數是Au=βRc／rbe(這里是其絕對值，沒(méi)有考慮相位問(wèn)題)。由于Rc對所有的頻率分量都呈現出相同的阻值(阻抗)，故這個(gè)電路沒(méi)有頻率選擇作用(即在很寬的頻率范圍內，其放大倍數是一樣的)。若Rc用LC并聯(lián)諧振回路代替，由于諧振阻抗的頻率特性，使得在諧振頻率點(diǎn)及左右極小的頻率范圍內呈現出很高的阻抗，使電路的電壓放大倍數很高，而離開(kāi)諧振點(diǎn)的其他頻率范圍都呈現出極低的阻抗(理想狀態(tài)下可以看做為零)，使電壓放大倍數接近于零，于是這個(gè)放大器就有了對某一頻率有選擇性的放大特性，稱(chēng)為諧振放大器。

2 小信號諧振放大電路的時(shí)域分析
在小信號諧振放大中，電路的輸入信號中除了所需要的信號外還有不需要的信號，它們的頻譜往往不同，所以用選頻的方法，選取需要的頻率分量，抑制不需要的頻率分量。另外，其中有用信號的幅度往往也很小，處理這種信號必須具有選頻和放大雙重功能。小信號諧振放大器電路中晶體管集電極負載是LC并聯(lián)諧振電路，其阻抗是隨頻率而變化的，回路諧振頻率f0上的阻抗為純電阻并且是最大的，因此諧振放大器在負載回路的諧振頻率上具有最大的電壓放大增益，稍離開(kāi)此諧振中心頻率，電壓增益就會(huì )迅速減小。在分析中采用仿真軟件來(lái)測試諧振放大電路的時(shí)域的輸入輸出波形。分析測試電路如圖2所示。