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高频电路课件，马，2004年11月，第1章绪论，1.1无线通信系统概述1。无线通信系统的组成1。通信：电信号传输。也就是信息的传输过程。传输-指长距离传输。信号-指声音、图像、文本等。发展历史从山顶消防站到现代通信。通信系统：实现信息传输的系统。2.谱写：发送设备：生成适合于信道传输的信号。渠道：传播的媒介。有有线、无线和光纤。接收设备：恢复原始信号。发射、源、发射设备、信道、信道、信道棚、接收设备、低频放大器、调制器、高频小信号放大器、高频功率放大器、载波振荡器、高频电路、语音、300-3400HZ、接收、超外差接收机、低放大倍数、易自激的高频小信号放大器。高频小信号放大器、解调器、低频放大器、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、检波器、低频放大器、本机振荡器、高频电路。无线通信系统的类型1。按工作频段：(长波)、中波、短波、超短波、微波、卫星通信。(红色是高频)2。根据通信方式：全双工、半双工、单工。单一工作：仅发送或接收。(单向)半双工：它可以发送和接收，但在需要时间时不能同时发送和接收。(双向，时分)示例：对讲机全双工：同时收发器。例如：手机3。根据调制方式：调幅、调频、调相、脉冲调制。4.根据传输的信息：模拟通信和数字通信。或者语音、图像、数据、多媒体通信。1.2无线电信号和调制1。信号分类无线电信号：调制信号(基带信号)，载波信号，调制波信号。调制信号-低频信号载波信号调制波信号-高频信号2。无线电信号1的特征。时间特性和振幅之间的关系。频谱特征(角度)的频率和振幅之间的关系通常用波形图或数学表达式来描述。f()具有幅频特性和相频特性。周期性信号的离散频谱；非周期信号的连续谱。使用频谱来表示更复杂的信号更方便。重要的参数是带宽。例如，语音范围为100赫兹-6千赫兹，一般为300赫兹-3400赫兹，调幅带宽为9千赫兹，调频带宽为200千赫兹，电视带宽为8千赫兹。频分复用是无线通信使用高频的原因之一。3.频率特性是指无线电信号的频率或波长。无线电波在电磁波谱中的位置是p5。在电磁波中，无线电波频率相对较低，波长相对较长。无线电波段划分：p5，4。传播特性是指无线电信号的传播模式、传播距离和传播特性。无线通信的传输媒介(信道)是自由空间。无线电信号通过天线传输。由于能量扩散、吸收、反射、散射和其他现象，无线电信号的强度在到达接收天线时会大大衰减。为了有效传输，必须选择传输模式。传输模式的选择主要基于无线电信号的频率。衍射传播(地波):取决于电磁波衍射传播。长波、中波和短波，尤其是长波和中波，通过地波传播，可以传播很远。折射和反射传播(天波):取决于电离层反射和折射传播。中短波，尤其是短波，可以通过天波进行远距离传输。由于地球的曲率，直接传播的距离(空间波):是有限的。寻呼站采用这种传输方式。长距离传输可以通过天线、继电器或卫星来实现。超短波和微波作为空间波传播。具有调制特性的高频信号适用于天线传输和空间传播。只有高频率和短当载波信号是脉冲信号时，脉冲调制：是上述调制的通用术语。调制的解调(检测、鉴频、鉴相)逆。1.3、本课程的特点1。功能多样化放大、振荡、频率变化。其次，电路是多样化的，分为基本二极管、三极管、场效应晶体管和变容二极管。第三，章节之间有很多概念和很少的联系。4.非线性电路分析方法是除高频小信号谐振放大器以外的所有非线性电路。因此，不能使用线性电路分析方法和定理，如微分等效电路法和叠加定理。然而，非线性分析是不成熟的或没有分析方法，只有具体的解决办法。工程估算是最常用的。CAD辅助分析和EAD辅助设计可用于更高的水平。要求：1。典型基本电路工作原理，工程估算。2.基本概念。3.非线性电路分析方法。第二章高频电路基础2.1高频电路中的元件1。高频电路中的元件1。高频电阻LR-引线电感；分布电容LRcR越小，高频特性越好。高频特性与电阻器的材料、封装形式和尺寸有关。高频下金属薄膜的电阻优于碳薄膜。碳膜电阻比线绕电阻具有更好的高频特性。表面贴装电阻比引线电阻具有更好的高频特性。小尺寸电阻比大尺寸电阻具有更好的高频特性。2.高频电容液晶分布电感；RC-极间绝缘电阻电解电容器高频特性差；云母和陶瓷具有良好的电容性能。高频电感RL-交流电阻。Cl-分布电容Q-品质因数，较小损耗Q=L/RL、f、z、fs、感性、容性、L、L、RL、cl、f、z、FP、感性、容性、ii。高频电路中的有源器件1。二极管用于非线性转换电路，例如检测、调幅、混频等。在高频下。例如，点接触二极管(2AP)具有小的电极间电容和高的工作频率。工作频率与微波一样高的表面势垒二极管；可变电容二极管，电容随反向偏置电压而变化；当U型、CJ型和PN结显示电容效应时，扩散电容cD起主要作用。当PN结反向偏置时，势垒电容(结电容)cj起主要作用。当PN结被反向偏置时，通过特殊处理-变容二极管2，cj具有大范围的变化。晶体管场效应晶体管高频低功率晶体管：具有高增益、低噪声和高达几千兆赫的工作频率。高频大功率管：高增益，大输出功率。在几百兆赫，输出功率可以达到10-1000瓦.场效应晶体管：在相同的高频率下，增益相同，噪声较低。工作频率超过10千兆赫的砷化镓场效应晶体管。金属氧化物场效应晶体管，在几个GHz频率下输出功率高达几瓦。3.有：个宽带集成放大器，100-200兆赫和50-60分贝的集成电路，高频比低频少。模拟乘法器，100兆赫以上，专用：集成锁相环，单片集成接收机，集成鉴频器，彩电专用芯片，手机专用芯片。2.2、高频电路中的基本电路1。高频振荡电路：频率选择，阻抗变换。1.简单振荡电路(1)当并联谐振电路(特性图)谐振时，0=，此时|zp|为最大值，即纯电阻R0、LR、C、C、L、R0、Q=无功功率/有功功率；Q=0L/r=1/0Lr=/r。或Q=Ro/0L=0cRo=Ro/，环路特性阻抗=0L=1/0c=Q越高，环路选择性越好，表明损耗越小，Q0-空载；QL加载时，失谐系数=2Q=2Q。当=1时，2f为带宽B，B0.707=f0/Q，矩形系数kr0.1=B0.1/B0.707，越接近1越好。它是衡量选择性的技术指标。单级为9.96，q-谐振曲线更陡-0.707左-kr 0.1不变，ZP=ro/(1j)， z=-arctan ， z/d在谐振频率附近，q值越小，线性范围越宽，IC=il=qi，u，I，IC，il，例：有并联谐振电路，f0=10MHz，c=50pF，(1)试计算l值；(2)如果Q=100，则寻找r0和b；(3)如果B=0.5兆赫，可以并联多少负载来满足带宽要求？解决方案：(1)F0=l=1/(42f 02 c)=5uh(2)q=ro/0l=q0l=31.4kb 0.707=F0/q=100 khz，(3)当串联谐振电路(特性图)谐振0=时，QL=F0/b=20r=QL0l=6.28kr=rlrorl=7.87k(2)对于纯电阻r、LRC，q=0l/r=1/0cr=/Rb 0.707=F0/qkr 0.1=b 0.1/b 0.707(3)串并联阻抗变换zs=zp1/(rsjxs)=1；、xsrs、XP、RP、Rp=Rs(1 Q2)串并联xp=xs(1)或Rs=xs=并联串示例抽头并联振荡回路物镜：实现信号源和回路或回路和负载之间的阻抗匹配或阻抗变换。确保通带和选择性的要求。接入系数p=p 1p=uab/UCD=，uab，UCD，RS ，l1l2，c，r0，根据转换前后功率相等的原则，RS=RS/p2或gs=p2gs结论：由小端转换为大端，电阻较大，电导较小。结论：从小端到大端减小电容。此外，负载转换：RL=RL/p2或GL =P22GLCL =P2CL，电流转换：IS=PIS、C1 C2、CS、L、R0、CS ，例如：已知：Q01，I (t)=COS107TMA，R1=500，C1=C2=2000 pF。L=10uH，find: u(t)，u1(t)，b解决方案：p=0.5 r1 =R1/p2=2ku(t)=R1 i (t)=2 cos 107 tvi 1(T)=I(T)/p=2 cos 107 TMA u1(T)=r1i (T)=cos 107 TV、I(T)，u(T)，L，c1，C2，R1，u1 (t)， 0=107f0=高频变压器充当低频变压器：来传输信号阻抗变换和DC隔离特性：(1)为了降低损耗，使用具有高磁导率和低高频损耗的软磁材料作为磁芯(2)，其适用于小信号场合并且尺寸小。线圈匝数减少1。理想变压器，n=n1/n2e 1=jmi2e 2=jmi1u 1=nu2i 1=-I2/n(不考虑m时)rl =N2 rljl11jmi2=u1jl2jmi1=U2、u1-、U2-、i1、I2、m、l1n1、l2 n2、e1、e2、rl、U2、2。中心抽头变压器U1=U2=nU3I1 I 2=-i3/n，例如n=n1/N2=u1=U2=u3/2I1=I2=-i3、n1n1、N2、u3-、i1、I 3、I2、I2、I 3、I2、I 3、I 4、I 3、I 4、I 4、I 3、I 4、I 3、I 4、I3、I 4、I3、I 4、I 4、I 4、I 4物理特性(1)压电效应：随着外力变形，在表面产生电荷并呈现电压；晶体因外加电压而变形。当电压改变时，晶体振荡。当这种振荡接近机器的自然振荡频率时，就会形成谐振，电路上就会出现电谐振。(2)振荡频率与晶片的材料、尺寸和几何形状有关。(3)频率稳定性好，温度系数低于10-6个数量级。(4)泛音振荡：也可以以更高的谐波振荡，例如3、5和7个奇数阶，并且实际的振荡频率不一定是整数倍。2.等效电路和阻抗特性、c0、Lqcqrq、典型参数3336 LQ=4CQ=6.310-3 PFRQ=100C0=3PF串联谐振fq=(fs)当0为容性时，并联谐振F0= FP(谐振曲线)曲线；q1，理想情况下kr0.1=1为矩形，kr0.1越小，选择性越好，单级谐振放大器讨论中kr0.1=9.96Kug;(1)rl表示因此，Ku 和B 被p1访问系数设为0.707。如图所示，示例：是一个小信号谐振放大器，fo=300MHz，晶体管Y参数Gie=1.5 ms，CIE=12 pF，YRE=0，YFE=5822 ms，GOE=0.4 ms，COE=9.5 pF，QO=100，RL=10k，L=0.8UH，P2=0.3，以找到3360Ku，B0.707，C、Ui、 解决方案：(Y参数等效电路图)(1)GO=1/0LQO=0.066 MSgl =P22/RL=0.009 MSG=GO GL GOE=0.475 MSKU=P2YFE/G=36.6(2)QL=1/0LG=14B 0.707=FO/QL=2.14 mHZ(3)C=1/(42F 02L)=1 高频谐振放大器的稳定性1。原因：Yre0，即来自极间电容cbc的反馈，影响：YRE (1)放大器的幅频特性恶