射频通信电路第1章选频回路与阻抗变换.ppt

第一章选频回路与阻抗变换,1.1选频回路的指标,BW20dB,1、幅频特性,2、相频特性,电压源VS电流源IS,电流I电压V,1.2LC串并联谐振回路,1.并联谐振回路,1.2.1谐振的基本概念与特性,1.阻抗特性,3.品质因数Q,谐振时的特点,电感电流,电容电流,特点：电抗支路的电流比信号源大Q倍,4.电流特性,2.串联谐振回路,分析内容:回路输出电压(电流)及回路阻抗随频率变化特性,1.并联谐振回路,1.2.2选频特性,讨论谐振频率附近的选频特性,（1）,（归一化选频特性）,公式：,注意：高的选择性与宽的通频带对的要求是矛盾的,幅频特性,公式：,问题：回路通频带点上,（2）相频特性,线性相频范围,公式：,相频特性,电抗特性,2.串联谐振回路的选频特性,1.实际并联回路,1.2.3实际并联回路与有载Q,等效：,实部相等：,虚部相等：,定义：支路,（1）串并联支路阻抗变换,虚部为零：,由于：,注意：实际并联回路参数：,实际谐振频率与L、C、r的关系,（其中是支路Q）,（2）实际并联回路分析,讨论信号源内阻及负载对回路的影响,谐振阻抗,和不影响回路谐振频率只影响谐振阻抗和回路Q,有载为：,结果：通频带变宽，选择性变差,2.有载品质因数Q,1.3无源阻抗变换,变压器种类：空心变压器磁芯变压器耦合紧，漏感小(),磁芯损耗随频率升高增大,理想变压器：无损耗、耦合系数为1，初级电感量为无穷,磁芯变压器可近似为理想变压器,1.3.1变压器阻抗变换,窄带网络两电抗元件不同性质，有选频滤波性能,特征：两电抗元件组成结构形式同L,讨论问题：1.已知工作频率，欲将变换为，求：电路结构和、,2.L网络的带宽,1.3.3L网络阻抗变换,变换依据:串并联互换,串并联互换公式,注意：由于等效，串联支路Q并联支路Q，,由变换电阻可求出Q,则:,1.电路结构与参数计算,当时,变换L网络形式,总结：L匹配网络支路的Q值可以表示为,L网络缺点:当两个要阻抗变换的源和负载电阻值确定后，L网络的Q值也确定了，是不能选择的，因此该窄带网络的滤波性能不能选择。,注意：不一定是高Q,解：先将信号源端的寄生电感和负载端的寄生电容归并到L网络中。,例1-3-2已知信号源内阻=12，并串有寄生电感=1.2。负载电阻为=58并带有并联的寄生电容=1.8PF，工作频率为。设计L匹配网络，使信号源与负载达共轭匹配。,例1-3-2,2.带宽,谐振阻抗,谐振阻抗,回路带宽,分析方法：分解为两个L网络，设置一个假想中间电阻,两个L网络的Q分别是,由于是未知数，因此可以假设一个Q1或Q2,假设Q的原则：根据滤波要求，设置一个高Q,网络的带宽：由高Q决定,1.3.4和T型匹配网络,例1-3-3：设计一个型匹配网络，完成源电阻和负载电阻间的阻抗变换。工作频率MHz，假设大的一个有载。,对应L网络的Q为：,设网络由L和C1、C2组成，将L分成L1和L2两个电感。,首先确定此大的有载4是在源端还是负载端？,由于，因此此设计方案是可行的,负载端L网络的并联电容支路为,负载端串联电感支路为：,对源端的L网络，其每条臂的Q值为：,源端串联电感支路有,总电感为：,Rinter,1.阻抗园图的基本知识,圆图上的任何一点描述的是电阻和电抗的串联,纯电抗R=0,实际阻抗,参考阻抗,园图上表示归一化阻抗,1.3.5用Smith圆图设计匹配网络,（1）.串并联支路互换,等效的两串并联支路互为倒数,2.园图上的操作,阻抗园图：图上的点表示电阻和电抗的串联,导纳园图：园图上的点表示电导和电纳的并联,可以将同一个园既看作阻抗园又看作导纳园,（2）.串联一个元件,（3）.并联一个元件,(1)RS和RL均为纯电阻,例1-3-4：设，设计一个L网络对其进行匹配。,解:由于,所以L网络如图,以高通型为例分析,2.L匹配网络设计,串联电容C,负载与电感L并联,求串联电容C,求电感L,从点B出发，沿等画圆弧，与ZAB相交于点M，弧长MB即为归一化容抗,求点M的中心对称点N，N一定在半圆YAB上，弧长AN即为归一化感纳,C未知？,1.概述,无损耗、无漏感、初级电感量L1无穷,1.3.6宽带阻抗变换网络,变压器1,变压器2,（1）.传输线的概念与应用条件,（2）.传输线变压器的结构,传输线、高导磁率磁芯、,2.传输线变压器结构与特点,（3）.传输线变压器传输能量的方式,高频段传输线方式,低频段变压器方式,（4）.影响传输线变压器频带的因素,特点：频带宽高频宽带变压器,（1）.平衡与不平衡变换,匹配条件,3.传输线变压器的应用,（2）.阻抗变换,传输线变压器实现阻抗变换特点特定的变换比,14与41阻抗变换,结构：一对传输线变压器一根短路线,证明：,匹配条件：,匹配条件一般公式,1.4集中选频滤波器,高频滤波器分类：LC滤波器、集中选频滤波器,常