物理学院高频电子线路g1-2.

1、高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础3、耦合振荡回路、耦合振荡回路简单振荡回路的缺点是：选择性差，矩形系数大。简单振荡回路的缺点是：选择性差，矩形系数大。耦合振荡回路是将两个振荡回路通过公共阻抗（电耦合振荡回路是将两个振荡回路通过公共阻抗（电抗或电阻）耦合在一起，抗或电阻）耦合在一起，能较好的解决通频带和选能较好的解决通频带和选择性之间的矛盾。择性之间的矛盾。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础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L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1

2、C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.（1）两种耦合回路）两种耦合回路L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.互感耦合振荡回路，（两个互感耦合振荡回路，（两个振荡回路通过互感耦合）振荡回路通过互感耦合）电容耦合振荡回路，（两个电容耦合振荡回路，（两个振荡回路通过电容耦合）振荡回路通过电容耦合）高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第一节第一

3、节高频电路中的元器件高频电路中的元器件（2 2）耦合系数）耦合系数k k与耦合因子与耦合因子A A耦合系数耦合系数K：耦合阻抗和两回路中同性质电抗的几耦合阻抗和两回路中同性质电抗的几何平均值之比。何平均值之比。互感耦合回路：互感耦合回路：12MkL L电容耦合回路：电容耦合回路：12()()CCCCkCCCCL2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.

4、L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础 耦合谐振回路的特性和谐振曲线的形状与两个耦合谐振回路的特性和谐振曲线的形状与两个谐振回路之间的耦合程度密切相关。谐振回路之间的耦合程度密切相关。k1%，称很弱耦合；，称很弱耦合； k1% 5%，称弱耦合；，称弱耦合； 5% k 90%，称强耦合；，称强耦合； k 90%,很强耦合；很强耦合；k=100%,全耦合。全耦合。耦合因数耦合因数表示耦合与表示耦合与Q共同对回路特性造成共同对回路特性造成的影响。的影响。 =

5、 111 , = 称为耦合因数称为临界耦合cAk QAAkkQ设：设：121212, , LLLCCCQQQ高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础A =1，称为临界耦合，称为临界耦合， 曲线为单峰曲线为单峰。0.72ofBQr0.13.15KA A 11，称为过耦合，曲线为双峰。，称为过耦合，曲线为双峰。0 .73 .1ofBQr0.12.34KA =2.41时时第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础 (1) (1) 为了减少损耗为了减少损耗, , 高频变压器常用导磁率高频变压器常用导磁率

6、高、高、 高频损耗小高频损耗小的软磁材料作磁芯。的软磁材料作磁芯。( (导磁率高，可以在同样的导线匝数下获得较大的电感量）导磁率高，可以在同样的导线匝数下获得较大的电感量） (2) (2) 高频变压器一般用于小信号场合高频变压器一般用于小信号场合, , 尺寸小尺寸小, , 线圈的匝数较线圈的匝数较少。少。（2 36） 二、二、 高频变压器和传输线变压器高频变压器和传输线变压器 用于几十兆赫兹以下高频电路中，进行信号传输、用于几十兆赫兹以下高频电路中，进行信号传输、阻抗匹配、隔直流。阻抗匹配、隔直流。1、高频变压器、高频变压器第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路高频电子线路高频电

7、子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础(a)(b)(c)N1N2(a)LSCSLN1N2(b)图 2 15 高频变压器及其等效电路 (a) 电路符号; (b) 等效电路第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础12331212()UUn UInIINnN中心抽头变压器电路中心抽头变压器电路N1N1U1.U2.I1.I2.N2I3.(a)(b)Z1Z2Z4Z3n:1U3.第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路3121121112220UUUNNNNININI或 ：注意电流方向都注意电流方向都是流入同名

8、端是流入同名端高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础例：电路如图所示，列写电路方程。例：电路如图所示，列写电路方程。112121112120LLLssLLLuuiiiiiiuuiRuuiRuiR高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础2 2 、传输线变压器、传输线变压器 用途：极性变换、阻抗变换、平衡不平衡变用途：极性变换、阻抗变换、平衡不平衡变换，功率合成、功率分配等。换，功率合成、功率分配等。结构：由传输线（同轴电缆、带状线或双绞结构：由传输线（同轴电缆、带状线或双绞线）在磁环上绕制而成。线）在磁环上绕制而成。第二节第二节高频电路中的基本电

9、路高频电路中的基本电路磁环42132143(a)(b)高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础特点：特点：工作的频率范围非常宽，上限频率非常高，但受到传工作的频率范围非常宽，上限频率非常高，但受到传输线特性的限制。下限频率受变压器特性限制。输线特性的限制。下限频率受变压器特性限制。工作原理：工作原理：传输线模式负责将信号的能量传递给负载，理想情传输线模式负责将信号的能量传递给负载，理想情况下，变压器模式不传输能量。况下，变压器模式不传输能量。变压器模式实现阻抗变换、极性变换等作用。变压器模式实现阻抗变换、极性变换等作用。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基

10、础高频电路基础传输线的长度传输线的长度 l 应满足：应满足：m i n1181 0l 在上述条件下：在上述条件下：1212,UUII高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础1 4 阻抗变换器; 第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路121212112224/1/ 4LLiLiLUUUUUUUURRIIRR电路分析电路分析高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础4: 1阻抗变换器阻抗变换器/4 / 1iLRR12121214241/2iiLLLUUIIUUUUURRIII高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础

11、4.24试求所示个传输线变压器的阻抗变换关系及相试求所示个传输线变压器的阻抗变换关系及相应的特性阻抗应的特性阻抗ZC。解：解：11111,2,43324483322LLLLLiiLiiLiLLCLLuuu iiuRiuu iiuuuRRiiiuuZRii高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础（2 41）三、三、 石英晶体谐振器石英晶体谐振器 石英晶体谐振器简称为晶体。用于高稳定性的振荡器，滤石英晶体谐振器简称为晶体。用于高稳定性的振荡器，滤波器、鉴频器中。波器、鉴频器中。 化学成分：化学成分：二氧化硅二氧化硅 物理性质和化学性质都非常稳定。受物理性质和化学性质都非常稳

12、定。受温度等外界条件变动的影响极为微小。温度等外界条件变动的影响极为微小。第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件1、晶体结构、晶体结构Z轴：光轴；轴：光轴；X轴：电轴；轴：电轴；Y轴：机械轴轴：机械轴高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础晶片具有弹性，可产生机械振动，晶片具有弹性，可产生机械振动， 有有固有振动频率固有振动频率。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础压电效应：（压电效应：（X X轴和轴和Y Y方向方向）受力受力形变形变在电极上产生等量异性在电极上产生等量异性电荷电荷数量数量正比正比于形变。于形变。电压电压形变形变形变

13、大小正比电场强度。形变大小正比电场强度。3、石英谐振器的等效电路、石英谐振器的等效电路交变电压交变电压晶体振动晶体振动交变电荷交变电荷交交变电流变电流 压电效应使晶体具有了导电性。压电效应使晶体具有了导电性。反压电效应：反压电效应：第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件2、压电效应、压电效应高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础晶体具有多种振荡模式，除晶体具有多种振荡模式，除基音基音模式外，还存在各种模式外，还存在各种奇次奇次泛音泛音振动模式。振动模式。电压频率等于晶体固有振动频率时电压频率等于晶体固有振动频率时：产：产生共振，电流最大，生共振，电流最大，电

14、流电压同相。电流电压同相。电压频率小于晶体固有振动频率时电压频率小于晶体固有振动频率时：电电流超前于电压流超前于电压，电压频率大于晶体固有振动频率时电压频率大于晶体固有振动频率时：电电流滞后于电压。流滞后于电压。根据电流电压关系，晶体可以等效为串联谐振电路根据电流电压关系，晶体可以等效为串联谐振电路第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础完整等效电路完整等效电路等效三次泛等效三次泛音谐振特性音谐振特性等效基波等效基波谐振特性谐振特性电极的电容电极的电容效应等效效应等效电路符号电路符号工作于基音的晶体称为工作于基音的晶体称为

15、基音晶体。基音晶体。工作于泛音的晶体称为工作于泛音的晶体称为泛音晶体。泛音晶体。第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础基频时晶体压基频时晶体压电效应等效电效应等效电极的电容电极的电容效应等效效应等效4、基频等效电路、基频等效电路频率稳定度高是由于：频率稳定度高是由于：（1 1）Q Q值很高值很高（2 2）接入系数）接入系数 很小。很小。 0qCnC参数的特点：参数的特点：Lq 很大很大（几十几十mh，与，与 质量有关质量有关), Cq 很小很小（102pF以下以下,与刚性与刚性有关）。有关）。rq 很小很小（与摩擦损耗有

16、关）（与摩擦损耗有关）Qq 很高很高(105以上），以上），C0Cq第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础5、基频时的等效阻抗、基频时的等效阻抗q0qcrcrq0q11()11jLjCjCZjjXjLjCjC2qq0220qqq111111LCjCCLCL spspqqq0qq011,L CCCLCC2s20p1(/)11(/)jC 忽略忽略rq第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础其余范围：其余范围：X Xcr cr 0, 0, Z Zcr cr

17、 为容性为容性。s 0, Zcr 为感性为感性第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件spspqqq0qq011,L CC CLCC高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础由于由于Cq/C01,所以所以s 与与 p间隔很小间隔很小 。q0qqps000qqq0qsqs0111111212qCCCCCCC CL CLCCCC p或当晶体两端并有电容当晶体两端并有电容C CL L时。时。并联谐振频率为并联谐振频率为f fN N。f fN N f fp p. .00111122LLqqNssqCCfffCCCCC第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件高频电子

18、线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础四、四、 集中滤波器集中滤波器陶瓷谐振片 图 2 25 陶瓷滤波器电路 1、 陶瓷滤波器第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件由压电陶瓷构成，等效电路与晶体相同，品质因数比由压电陶瓷构成，等效电路与晶体相同，品质因数比晶体低，但比晶体低，但比LC回路高，通带比晶体要宽。回路高，通带比晶体要宽。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础2、 声表面波滤波器 第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件结构及工作原理结构及工作原理高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础用途用途 SAW SAW滤波器在抑制电子信息设备高次谐波、镜像信滤波器在抑制电子信息设备高次谐波、镜像信息、发射漏泄信号以及各类寄生杂波干扰等方面起到良好息、