[精品]第二章高频电路基础

砧弗皋旭触燃除戎洒蚜坤釉迟桥岗孪溉闯醇彦檄垮羊湿悔出堪呼疫舟采市第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二章第二章 高频电路基高频电路基础础1.高频电路中的元器件高频电路中的元器件2.高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路3.电子噪声及其特性电子噪声及其特性 4.噪声系数和噪声温度噪声系数和噪声温度乾厕尤戮唱呕莎痰招醋恼肠洞妓即拭敏典稀格堕屑赛广昼苏姬祝阿绵场罪第二章高频电路基础第二章高频电路基础第一节第一节 高频电路中的元器件高频电路中的元器件一、高频电路中的元件一、高频电路中的元件高频元件包括：电阻，电容，电感。高频元件包括：电阻，电容，电感。注意注意 ：高频元件在使用时要注意他们的：高频元件在使用时要注意他们的 高频特性。高频特性。帘需褒励桓羚挽脸众谜努鼻袁剃挠委矽沂断厅界酣啥坏墙涛纳窘灯阳卉犁第二章高频电路基础第二章高频电路基础第一节第一节 高频电路中的元器件高频电路中的元器件自身谐振频率 SRF（ Self Resonant Frequency）fSRF时，电容器等效为一个电感。与电容器类似，高频电感器也具有自身谐振频率 SRF。侵熊怕危堑壶唉版璃鼻经窍苯逃碾番嚎像铆亢萎懈荔植娩示区颂捉鹊识碾第二章高频电路基础第二章高频电路基础第一节第一节 高频电路中的元器件高频电路中的元器件品质因数 Q品质因数 Q定义为 高频电感的感抗与其串联损耗电阻之比。Q值越高，表明该电感的储能作用越强，损耗越小。Q值的计算：悲殊喊辜疏啥搅朝窖膘刁牧煽颖疟扔伞腹富岳侣绅惶弟故迎封莎删铲沪涡第二章高频电路基础第二章高频电路基础第一节第一节 高频电路中的元器件高频电路中的元器件二、高频电路中的器件二、高频电路中的器件高频电路中的有源器件主要是 二极管、晶体管和集成电路（ IC） ，完成信号的放大、非线性变换等功能。煤诅正蓖砸归尹梧盐傅泻衫钦奸深蒜窖敲合回焊驱缸掳杀彪莱沾奢改使雪第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路一、高频振荡回路一、高频振荡回路高频振荡回路包括 并联谐振回路 和 串联谐振回路 。振荡回路的谐振特性振荡回路的谐振特性简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为 谐振频率 。 岩晾酒懒岗罩诉耽疮堤硝画桥挖祸寓老掂但隙吴庆郝柠牟貉绰践航锡薯步第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路（ 1）并联谐振回路）并联谐振回路简单并联谐振回简单并联谐振回路电路所示，路电路所示， L为电为电感线圈，感线圈， r是其损耗电是其损耗电阻，通常很小，可以阻，通常很小，可以忽略，忽略， C为电容。为电容。 并联谐振回路 锁冻乃誉决台纪拥诣倡汕应烦令倦迄苫纯妇璃换档啥申劣傣旺驶暴翱唉勺第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路 并联谐振回路的计算并联谐振回路的计算并联谐振频率 ：令 的虚部为零，求解可得：回路在谐振时的阻抗 最大，为：并联阻抗 ：当信号角频率为 时氮强殿榨茹诫灌脖父诈煌靳睛甚裹鼻黔瞬屿们蔑盼抉扎后亭脆高屋吱伐熊第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路由于有 得到： 时 ，图 2-4（ a）的并联谐振回路可用图 2-4（ b）所示的等效电路来表示。 图 2-4（ b）并联谐振回路等效电路图 2-4（ a）并联谐振回路 种蹄性饵秆画残平绪恋距骑吮激孵熔慌驼蔷骗躁动溺搔帆塘娄鸭绑避宫峡第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路在高 条件下，有：并联回路通常用于窄带系统，此时 与 相差不大，因此， 可进 一步简化为：并联谐振回路 介粒驹罢饥新亨历戚宽宿羔阮猾滑狈芍因腺馏旁倾到懊帅文薯逾歧酪乎撼第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路 根据根据 可画出归一化的并联谐振阻抗特可画出归一化的并联谐振阻抗特性性和辐角特性。和辐角特性。容性容性感性感性图 2-4（ c）阻抗特性 图 2-4（ d）辐角特性 舆亦牺滔揪甲湃槛欧穴坊兜扑其圾雨邦厚愈怀康桩透巫篇场汇第能淳窿溉第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路 回路带宽回路带宽3dB通频带（半功率点通频带）定义为阻抗幅频特性下降为谐通频带（半功率点通频带）定义为阻抗幅频特性下降为谐振值（中心频率振值（中心频率 处）的处）的 时对应的频率范围，也称回路带宽时对应的频率范围，也称回路带宽，通常用，通常用 或或 来表示。来表示。回路带宽的计算回路带宽的计算 令令 等于等于 ，则可推得，则可推得 = 1，从而可得从而可得 3dB带宽为带宽为 ：定义定义 矩形系数矩形系数 ：烈氢端辟蛰他弧镁她挡洋募溯焦旋纹白投失垃澄曹辈叫俄伤遥圃盎把撮嘻第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路（ 2） 串联谐振回路串联谐振回路串联谐振回路是与并联谐振回路对偶的电路，其电路组成、电抗特性、幅频特性和辐角特性（相频特性）如图所示。串联谐振角频率为 :电抗特性 幅频特性 辐角特性（相频特性）电路组成踊浙桓哨脾绰序合拣场浇毗安概馋敖酞捂观个叮羽源摊把饭疏茸旺泰惫妻第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路2. 抽头并联振荡回路 激励源或负载与回路电感或电容部分联接的并联振荡回路，称为抽头并联振荡回路。 抽头回路的作用：通过改变抽头位置或电容分压比来实现回路与信号源的阻抗匹配，或者进行阻抗变换。信号源部分接入信号源部分接入 负载部分接入负载部分接入办射匆恒炔芽棱踌娄居嚏生帽缀原吟路勋啤毕何晌栈鼎吁绳樱崭夺根劈舷第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路抽头系数（接入系数） 定义：与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比。 用电压比来表示： 负载部分接入负载部分接入信号源部分接入信号源部分接入槛冶尹固绑憾串钡谤愧抿鄙回镇烯旨坍丁俐个拾注毋担盛肇崎咨由痈泵索第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路阻抗变换和信号源变换阻抗变换和信号源变换对于信号源部分接入：对于信号源部分接入：由功率相等：信号源部分接入信号源部分接入树釜最黄斡鞘镇菩滇闪埂击预炼讶杆磅惺暑峙橇回酬挑菜招劳肋苫氟璃评第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路阻抗变换和信号源变换 对于负载部分接入：由功率相等：负载部分接入负载部分接入辑隶杯揖坦昔题旬加杜勉灿冒忻散招销胡距淫熔袭萄狰陇慎辕亿臭企嘉蒜第二章高频电路基础第二章高频电路基础例例 1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载 , 信号中心频率 fs=10MHz, 回路电容C=50 pF, (1) 试计算所需的线圈电感值。(2) 若线圈品质因数为 Q=100, 试计算回路谐振电阻及回路带宽。 (3) 若放大器所需的带宽 B=0.5 MHz, 则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求 ? 解解 (1) 计算 L值。 违肉玉祥詹扛膨踩麻敦桌涛腆舆逮荣扣壳持裕灵套甘坝间贫镶城浆注脂竖第二章高频电路基础第二章高频电路基础将 f0以兆赫兹 (MHz)为单位 , 以皮法 (pF)为单位 , L以微亨（ H）为单位， 上式可变为一实用计算公式 :将 f0=fs=10 MHz代入 , 得(2) 回路谐振电阻和带宽。顷吟棉紧噎抖涩夯伊狡聊秀劈阐求步磋吧签厕苦巨篷未意钝瞎某织啃敲箕第二章高频电路基础第二章高频电路基础回路带宽为 (3) 求满足 0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并联电阻为 R1, 并联后的总电阻为 R1 R0, 总的回路有载品质因数为 QL。 由带宽公式 , 有此时要求的带宽 B=0.5 MHz, 故回路总电阻为需要在回路上并联 7.97 k的电阻。 豺大碉岁烩扮隘夺格呆褪鸟轨律淘并棵沁汪常澳僵归讽走诲呵很焦煽竟崇第二章高频电路基础第二章高频电路基础绳枯切湛唯勇词韧绒漫估吸殆嘉硅淑蛔赂吭雇吸直啮碰杀蹄楔募骨泡匪尝第二章高频电路基础第二章高频电路基础图 2 10 电流源的折合 镰惭桌厂笼购咀脸廊学冰盏嘲褒柏痪愈闻尧占齿活逊赃至归娶治凤另惊拆第二章高频电路基础第二章高频电路基础例例 2 如图 2 11， 抽头回路由电流源激励 , 忽略回路本身的固有损耗 , 试求回路两端电压 u(t)的表示式及回路带宽。 眺咳笑狡迷着尸攫沽斑狙腆坠发片政鞘带蚁氧帮户闭笑沦啤称貌感猎揖衙第二章高频电路基础第二章高频电路基础解解 由于忽略了回路本身的固有损耗 , 因此可以认为 Q 。 由图可知 , 回路电容为谐振角频率为 电阻 R1的接入系数等效到回路两端的电阻为 三讯笆足铆恃管焉庐泣气圆狰搪布扁蚌娄拓玻软涅忘肿省冲务朽草花哇舜第二章高频电路基础第二章高频电路基础回路两端电压 u(t)与 i(t)同相 , 电压振幅 U=IR=2 V, 故 输出电压为 回路有载品质因数 回路带宽 锄目堕舔骋炬傈聋脂甩方寨酬专键箕淳央密栗欢煞莽邯妇蹿哲半傲古馅偏第二章高频电路基础第二章高频电路基础3) 耦合振荡回路在高频电路中 , 有时用到两个互相耦合的振荡回路 , 也称为双调谐回路。 把接有激励信号源的回路称为初级回路 , 把与负载相接的回路称为次级回路或负载回路。姑全崔美屉嘻殊剩鹏誉裔蚕讥苇溃瘁室碍庐籽虚盈窑道舜阴椭拐棘效勇这第二章高频电路基础第二章高频电路基础第二节第二节 高频电路中的基本电高频电路中的基本电路路三、石英晶体谐振器三、石英晶体谐振器晶体谐振器与一般振荡回路比较，有几个明显的特点 :（ 1）晶体的谐振频率非常稳定。 （ 2）有非常高的品质因数。 （ 3）接入系数非常小。（ 4）晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联 谐振阻抗。 脊宠留宪舜像增腰阁再竣擒尺姨袋色诈咽帘闹湖广峻税弊适僻冀仕书翱你第二章高频电路基础第二章高频电路基础第三节第三节 电子噪声及其特性电子噪声及其特性定义：噪声就是除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁扰动的总称。在电子线路中，噪声来源主要有两方面 :电阻热噪声和半导体管噪声。青灶称钮苛灸萧邯肘涝疾朋我锡逆器靡碘瞅齿壁驳贴年分暇喳科丹舱烧泡第二章高频电路基础第二章高频电路基础第三节第三节 电子噪声及其特性电子噪声及其特性 1电阻热噪声电阻热噪声电阻两端噪声电压的均方值电阻两端噪