第二章 高频电路基础2

模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础第 2章 高频电路基础2.1高频电路中的基本元器件 2.2高频电路中的基本电路 2.3 电子噪声及其特性2.4 噪声系数和噪声温度模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础22.2 高频电路中的基本电路2.2.1 高频振荡回路高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络，也是构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件，在电路中完成阻抗变换、信号选择等任务，并可直接作为负载使用。下面分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡回路三部分来讨论。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础并联谐振回路 储能元件（电感和电容）并联 电流驱动，电压输出 传输函数具有阻抗的量纲串联谐振回路：电压驱动，电流输出 LC谐振回路是最简单也是最基本的 LC滤波器电路。1.简单 振 荡 回路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础1) 电路特点 负载电阻 RL 固有损耗也可等效表示为并联谐振电阻 RP 回路电感元件的固有损耗电阻 RS（包括电感线圈导线的欧姆电阻、由趋肤效应引起的高频损耗电阻）模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础n 传输函数（传输阻抗 ）n 谐振： 输出电压与输入电流同相，回路呈纯阻特性其中模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础n 回路空载（固有）品质因数 Q 表征回路谐振过程中电抗元件的储能与电阻元件耗能状况的比值。当 Q 1 时：n 回路谐振角频率 ：为回路无阻尼振荡角频率。n 谐振回路的特性阻抗：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础LC并联谐振回路的全并联等效（在 的情况下）Q值很高模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础2) 并联回路的阻抗特性和辐角特性模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础并联回路的阻抗特性 = 0 ，呈纯阻且阻抗最大 0 ，呈容性 0 ，呈感性模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础3）谐振特性并联谐振时， 输出电压最大 ：并联谐振时，流过其电抗支路的电流 IL、 IC 比激励电流 Ig大 Q倍，故并联谐振又称 电流谐振 。所以品质因数 Q 易测量。 并联回路在谐振时的电流、电压相位关系如图所示。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础串联回路谐振时，回路呈纯电阻，且阻值最小，回路 电流最大 。串联回路谐振时，电抗上电压是激励电压的 Q 倍，故串联谐振又称 电压谐振 。 串联回路在谐振时的电流、电压相位关系如图所示。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础4） 相对频率特性、通频带和谐波 抑制度以 = 时的输出电压 对 归一化，可得并联谐振回路的相对幅频特性与相对相频特性，其值分别如下：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础并联谐振回路的相对幅频特性 和 相对相频特性Q值增大 选择性更好 Q值增大 斜率的绝对值增大模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础串联谐振回路的相对幅频特性 和 相对相频特性Q值增大 选择性更好 Q值增大 斜率的绝对值增大模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础通频带（半功率点通频带）： 当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时 , 将并联回路端电压值 (串联回路电流值）下降为谐振值的 时对应的频率范围称为回路的通频带。当 与 0很接近时有：则有：称为广义失谐。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础则相对幅频特性可以表示为：进而有：令：则有：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础n 谐波 抑制度 例：若 Q=100， 二次谐波 抑制度模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础5） 矩形系数19为了衡量实际幅频特性曲线接近理想幅频特性曲线的程度，提出了 “矩形系数 ”这个性能指标。 矩形系数 0.1： 为单位谐振曲线 （ ）值下降到 .时的频带范围 0.1与通频带 0.7之比， 即 :模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础20 0.1是一个大于或等于的数， 其数值越小， 则对应的幅频特性越理想。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础21解： 取 用类似于求通频带 0.7的方法可求得 :一个单谐振回路的矩形系数是一个定值 ,与其回路值和谐振频率无关，且这个数值较大，接近， 说明单谐振回路的幅频特性不大理想。 例： 求并联谐振回路的矩形系数 0.1 。 模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础22（ 6） 信号源 內 阻和负载电阻对并联谐振回路的影响影响谐振回路谐振频率。减小 通频带加宽 选择性变坏。有载品质因数影响：模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础23在有信号源 內 阻和负载电阻情况下，为了对并联谐振回路的影响小， 需要应用阻抗变换电路。并联谐振回路希望 用恒流源激励。结论：串联谐振回路希望 用恒压源激励。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础(1) 全耦合变压器等效从 功率 等效角度证明：理想变压器无损耗：2. 抽 头 并 联 振 荡 回路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础负载电阻 RL是通过双电容分压接入并联谐振回路的 ,称为部分接入法 。接入系数：可得：(2) 双电容耦合电路u 由低抽头向高抽头转换，阻抗提高。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础(3) 双电感抽头耦合电路 （忽略了互感 M）负载电阻 RL是通过双电感抽头接入并联谐振回路的 ,称为 部分接入法。接入系数：得：， (p1)模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础(4) 应用部分接入法的选频电路 接入系数：结论 :采用部分接入法，电源及负载对回路 有 载品质因数影响明显减小。模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章 高频电路基础28上面分析了外接负载为纯阻的情况。而当外接负载包括电抗成分时，上述等效变换关系仍然适用。接入系数模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路模 拟 电 子 线 路 高 频 电 子 线 路第二章