到目前为止，我们讨论过的放大器类型即使在音频频率上也不能在射频下有效地工作。而且，这些放大器的增益在很大范围内不会随信号频率变化。这允许在一定频率范围内同样好地放大信号，并且在拒绝其他频率的同时不允许选择特定的所需频率。

因此，需要一种既可以选择又可以放大的电路。因此，放大器电路以及诸如调谐电路之类的选择构成了一个调谐放大器。

什么是调谐放大器?

调谐放大器是用于调谐目的的放大器。调整意味着选择。在一组可用频率中，如果有必要选择一个特定的频率，而拒绝所有其他频率，则此过程称为“选择” 。通过使用称为“调谐电路”的电路来完成此选择。

当放大器电路的负载由调谐电路代替时，这种放大器可以称为调谐放大器电路。基本的调谐放大器电路如下图所示。

调谐器电路不过是LC电路，也称为谐振或振荡电路。选择频率。调谐电路能够在以谐振频率为中心的窄频带上放大信号。

当电感器的电抗平衡电容器的电抗时，在调谐电路中以某个频率，这种频率可以称为谐振频率。用f _r表示。

共振的公式是

$$ 2 \ pi f_L = \ frac {1} {2 \ pi f_c} $$

$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$

调谐电路的类型

根据与主电路的连接类型，调谐电路可以是串联调谐电路(串联谐振电路)或并联调谐电路(并联谐振电路)。

串联调谐电路

串联连接的电感器和电容器构成一个串联调谐电路，如下电路图所示。

在谐振频率下，串联谐振电路提供低阻抗，允许高电流通过它。串联谐振电路向远离谐振频率的频率提供越来越高的阻抗。

并联调谐电路

并联连接的电感器和电容器构成一个并联调谐电路，如下图所示。

在谐振频率下，并联谐振电路会提供高阻抗，从而不允许大电流通过它。并联谐振电路对远离谐振频率的频率提供越来越低的阻抗。

并联调谐电路的特性

发生并联谐振的频率(即电路电流的无功分量变为零)称为谐振频率f _r 。调谐电路的主要特征如下。

阻抗

电源电压与线电流之比就是调谐电路的阻抗。 LC电路提供的阻抗为

$$ \ frac {电源\：电压} {线方程} = \ frac {V} {I} $$

在谐振时，线电流增加而阻抗减小。

下图表示并联谐振电路的阻抗曲线。

对于高于和低于谐振频率f _r的值，电路的阻抗减小。因此，可以选择特定的频率并拒绝其他频率。

为了获得电路阻抗的方程，让我们考虑

线路电流$ I = I_L cos \ phi $

$$ \ frac {V} {Z_r} = \ frac {V} {Z_L} \ times \ frac {R} {Z_L} $$

$$ \ frac {1} {Z_r} = \ frac {R} {Z_L ^ 2} $$

$$ \ frac {1} {Z_r} = \ frac {R} {L / C} = \ frac {CR} {L} $$

由于$ Z_L ^ 2 = \ frac {L} {C} $

因此，获得电路阻抗Z _r为

$$ Z_R = \ frac {L} {CR} $$

因此，在并联谐振时，电路阻抗等于L / CR。

电路电流

在并联谐振时，电路或线路电流I由施加的电压除以电路阻抗Z _r得出，即

线电流$ I = \ frac {V} {Z_r} $

其中$ Z_r = \ frac {L} {CR} $

由于Z _r非常高，因此线路电流I将非常小。

品质因数

对于并联谐振电路，谐振曲线的清晰度决定了选择性。线圈的电阻越小，谐振曲线将越尖锐。因此，线圈的电感电抗和电阻决定了调谐电路的质量。

线圈在谐振时的感抗与电阻的比称为品质因数。用Q表示。

$$ Q = \ frac {X_L} {R} = \ frac {2 \ pi f_r L} {R} $$

Q值越高，共振曲线越锐利，选择性越好。

调谐放大器的优势

以下是调谐放大器的优点。

• 使用电抗元件(例如L和C)可最大程度地降低功率损耗，从而使调谐放大器高效工作。

• 通过在谐振频率上提供更高的阻抗，所需频率的选择性和放大率很高。

• 由于并联调谐电路中的电阻很小，因此可以使用较小的集电极电源VCC。

重要的是要记住，当集电极电阻负载很高时，这些优点就不适用。

调谐放大器的频率响应

为了使放大器高效，其增益应该很高。该电压增益取决于β，输入阻抗和集电极负载。调谐放大器中的集电极负载是调谐电路。

这种放大器的电压增益为

电压增益= $ \ frac {\ beta Z_C} {Z_ {in}} $

其中Z _C =有效的集电极负载，Z _in =放大器的输入阻抗。

Z _C的值取决于调谐放大器的频率。由于Z _C在谐振频率处最大，因此放大器的增益在该谐振频率处最大。

带宽

调谐放大器的电压增益降至最大增益的70.7％的频率范围称为带宽。

f ₁和f ₂之间的频率范围称为调谐放大器的带宽。调谐放大器的带宽取决于LC电路的Q，即频率响应的清晰度。 Q值和带宽成反比。

下图详细说明了调谐放大器的带宽和频率响应。

Q和带宽之间的关系

带宽的品质因数Q定义为谐振频率与带宽之比，即

$$ Q = \ frac {f_r} {BW} $$

通常，实际电路的Q值大于10。

在这种情况下，并联谐振时的谐振频率为

$$ f_r = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$