高頻小信號諧振放大電路時域與頻域對比分析

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性電阻而是具有選頻功能的諧振網絡。所以諧振放大電路能夠對不同頻率的信號進行不同增益的放大，在信號的選擇等方面具有重要的作用。文章從時域以及頻域兩個方面對諧振放大電路進行對比分析。
關鍵詞：諧振；放大器；時域分析；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性特性進行的。非線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絡進行頻率的選擇。諧振網絡頻率選擇的性能直接決定了諧振放大電路的性能。采用時域波形的觀測以及頻域不同頻率的頻譜進行對比分析，可以清晰地對諧振放大電路進行分析。

1 諧振放大電路概述
諧振電路原理圖中的LC并聯諧振回路用電阻Rc代替，就是典型的共發射極電路。它的電壓放大倍數是Au=βRc／rbe(這里是其絕對值，沒有考慮相位問題)。由于Rc對所有的頻率分量都呈現出相同的阻值(阻抗)，故這個電路沒有頻率選擇作用(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，而離開諧振點的其他頻率范圍都呈現出極低的阻抗(理想狀態下可以看做為零)，使電壓放大倍數接近于零，于是這個放大器就有了對某一頻率有選擇性的放大特性，稱為諧振放大器。

2 小信號諧振放大電路的時域分析
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，稍離開此諧振中心頻率，電壓增益就會迅速減小。在分析中采用仿真軟件來測試諧振放大電路的時域的輸入輸出波形。分析測試電路如圖2所示。