第二章　高频电路基础

(1-1)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院高频电路原理与分析（第五版）西安电子科技大学出版社 曾兴文 刘乃安 陈健 编主讲 : 李建新 教授(1-2)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院第 2章 高频电路基础各种无线电设备主要是由一些处理高频信号的功能电路组成。每一种功能电路又都是由各种各样的无源元件或有源元件组成，它们是构成高频电路的基础，因此本章介绍高频电路中常用的元件和组件。 另外，在高频电子电路中各种噪声干扰是影响高频电路性能的主要因素，了解电子噪声的概念对理解高频电路和系统的性能非常有用。所以，本章还将简单介绍有关噪声的概念和基本特性及计算方法。(1-3)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院主要内容 2.1 高频电路中的元件器件 2.2 高频电路中的组件 2.3 阻抗变换与阻抗匹配 2.4 电子噪声(1-4)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院2 . 1 高频电路中的元件器件 2.1.1高频电路中的元件 1 电阻器 高频等效电路(1-5)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 CR和 LR越小，高频性能越好。 高频特性与材料、封装形式和尺寸大小有关。 金属膜电阻优于碳膜电阻；碳膜电阻优于线绕电阻；表面贴装（ SMD） 电阻优于引线电阻；小尺寸电阻优于大尺寸电阻。 频率越高，电阻的高频特性越明显。(1-6)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 2 电容器 高频等效电路 阻抗特性(1-7)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 SRF 称为自身谐振频率。 容性 感性(1-8)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 3 电感器 高频等效电路 阻抗特性 SRF 称为自身谐振频率。 感性 容性(1-9)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 2.1.2 高频电路中的有源器件 （ 1）二极管 主要用于检波、调制、解调及混频等非线性电路，工作于低电平状态。常用以下两种二极管，其结电容小，工作频率高 点接触型二极管 100 200MHZ（ 2AP系列） 表面势垒二极管 微波段 变容二极管 变容二极管调频(1-10)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 在振荡回路中，作为电调谐器或自动调谐电路。 用于振荡器中，通过改变电压来改变振荡信号的频率，即压控振荡器。 PNI二极管（隧道二极管），其高频等效电阻受正向直流电流的控制，可作为可调电阻。用于电控开关、限幅器、电调衰减器或电调移相器。(1-11)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 （ 2）晶体管（ BJT） 与场效应管 (FET) 高频小功率管，主要用于小信号放大，要求高增益和低噪声。 高频功放管，除增益外，还要求在高频时有较大的输出功率。 BJT工作频率可达几千兆赫，噪声系数只有几分贝，而小信号 FET在同样的工作频率下，噪声系数更低；在输出功率方面，在几百兆赫以下频率， BJT可达几十瓦至上百瓦，而 FET在几千兆赫频率以上还能输出几瓦功率。(1-12)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院（ 3）集成电路通用型宽带集成放大器， 100 200MHZ， 增益50 60dB。专用集成电路（ ASIC）， 包括集成锁相环、集成调频信号解调器、单片集成接收机以及电视机中的专用集成电路等。返回(1-13)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院2.2 高频电路中的组件 2.2.1 高频振荡回路 1. 简单振荡回路 电感与电容组成的串并联电路。 （ 1）串联谐振回路 阻抗(1-14)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 阻抗特性曲线 串联谐振频率(1-15)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 谐振电流 任意频率下回路电流与谐振电流之比 其中： 称为品质因数(1-16)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 因 引入广义失谐 则 谐振曲线为 (1-17)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 令 得通频带 （ 2）并联谐振回路 (1-18)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 阻抗 阻抗特性曲线（见图 c） 并联谐振频率(1-19)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 其中 当 谐振电阻 当回路谐振时，阻抗最大且为一纯电阻 R0 用谐振电阻表示的阻抗(1-20)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院(1-21)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院2. 抽头并联振荡回路（部分接入）（ 1）几种常用的抽头并联振荡回路(1-22)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 （ 2）接入系数 p 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。 （ 3）电阻、电压、电流的部分接入关系 （ 4）采用部分接入后，回路电流 IL和 IC与 I的比值要减小，即(1-23)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 两式相比得 即 （ 5）用元件参数表示的接入系数 电感部分接入 无互感 有互感(1-24)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 电容部分接入（如图 2 9e） 3. 耦合振荡回路（双调谐回路） （ 1）类型 互感耦合回路 电容耦合回路(1-25)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院(1-26)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 （ 2）在高频电路中的作用 进行阻抗变换，实现高频信号的传输 形成比简单振荡回路更好的频率特性 （ 3）条件 两个回路都调谐于信号频率 两个回路都为高 Q电路(1-27)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 （ 4）分析（以互感耦合电路为例） 设互感系数为 M， 初、次级线圈电感分别为 L1、 L2。 为了反映两回路的相对耦合程度，引入耦合系数 根据电路理论，(1-28)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 引入反映阻抗 其中 Z2是次级回路的串联阻抗。 当次级回路谐振时，反映阻抗 Zf为纯电阻 rf， 使初级并联谐振电阻下降； 当次级回路失谐时， Zf为随频率变化的感性阻抗（ 0 ） 或容性阻抗（ 0）； 反映阻抗 Zf的变化会影响初级并联阻抗 Z1和初级的转移阻抗 Z21的频率特性发生变化。 设两回路参数完全相同，即(1-29)第二章 高频电路基础结束高频电路原理与分析信息学院 再