第2章-高频电路基础-第2章课件

无线通信系统的组成发送设备接收设备超外差形式无线通信系统的组成发送设备接收设备超外差形式第2章--高频电路基础-第2章课件第2章高频电路基础

2.1高频电路中的元器件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2.5非线性失真第2章高频电路基础2.1高频电路中的元器件高频电路高频放大器

高频振荡器

调制电路

解调电路

反馈控制电路调幅

调频检波

鉴频高频电路高频放大器

高频振荡器

调制电路

解调电路

反馈控高频电路高频放大器

高频振荡器

调制电路

解调电路

反馈控制电路调幅

调频检波

鉴频基础元件—R、L、C

器件—二极管、晶体管、MOS管

组件—LC谐振回路、高频变压器

电子噪声高频电路高频放大器

高频振荡器

调制电路

解调电路

反馈控一.元件

(1)电阻(绕线电阻-碳膜电阻-金属膜电阻-贴片电阻)CR为分布电容,LR为引线电感,R为电阻。

图2—1电阻的高频等效电路2.1高频电路中的元器件一.元件图2—1电阻的高频等效电路2.（2）电容RC—极间绝缘电阻;Lc—分布电感（引线电感）、极间电感;电解电容的极间电感大,小瓷介电容的引线电感较大;当工作频率大于电容自身谐振频率时,电容将等效为一个电感.

图2—2电容器的高频等效电路

(a)电容器的等效电路;（b）电容器的阻抗特性

（2）电容（3）电感r—线圈直流电阻,（交流电阻>直流电阻）；Cl——匝间分布电容；SRF—电感自身谐振频率。品质因数Q=ωL/r

图2—3高频电感器的自身谐振频率SRF（3）电感图2—3高二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容

势垒电容二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管（BJT）与场效应管（FET）二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管（BJT）与场效应管（FET）高频晶体管高频小功率管

高频大功率管二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管（BJT）与场效应管（FET）高频晶体管高频小功率管：高增益、低噪声

高频大功率管二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管（BJT）与场效应管（FET）高频晶体管高频小功率管：高增益、低噪声

高频大功率管：大功率二.有源器件

1)二极管常用类型点接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管与场效应管（FET）高频晶体管高频小功率管：高增益、低噪声

高频大功率管：大功率发射结电容—扩散电容二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管与场效应管（FET）高频晶体管高频小功率管：高增益、低噪声

高频大功率管：大功率发射结电容—扩散电容，正比于ICQ;二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管与场效应管（FET）高频晶体管高频小功率管：高增益、低噪声

高频大功率管：大功率发射结电容—扩散电容，正比于ICQ;集电结电容—势垒电容二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极管(肖特基二极管)

变容二极管

PIN二极管PN结电容扩散电容—外加正向偏压

势垒电容—外加反向偏压2）晶体管与场效应管（FET）高频晶体管高频小功率管：高增益、低噪声

高频大功率管：大功率发射结电容—扩散电容，正比于ICQ;集电结电容—势垒电容，反比于的1/3—1/2次方二.有源器件

1)二极管常用类型电接触式二极管

表面势垒二极频率参数—共射截止频率

—共基截止频率

—特征频率频率参数—共射截止频率

—共基截止频率

—特征频率频率参数—共射截止频率

—共基截止频率

—特征频率频率参数—共射截止频率

—共基截止频率

—特征频率频率参数3）集成电路通用型专用型(ASIC)—共射截止频率

—共基截止频率

—特征频率频率参数3）集成电路通用型专用型(ASIC)—共射截止频率

频率参数3）集成电路通用型宽带集成放大器（如FX733）达120MHz

模拟相乘器（如（MC1596）专用型(ASIC)—共射截止频率

—共基截止频率

—特征频率频率参数3）集成电路通用型宽带集成放大器（如FX733）频率参数3）集成电路通用型宽带集成放大器（如FX733）达120MHz

模拟相乘器（如（MC1596）专用型(ASIC)集成锁相环

集成调频解调器

单片接收机

电视中的专用集成片—共射截止频率

—共基截止频率

—特征频率频率参数3）集成电路通用型宽带集成放大器（如FX733）2.2高频电路中的组件无源组件

(无源网络)高频谐振(振荡)回路

高频变压器

谐振器

滤波器2.2高频电路中的组件无源组件

(无源网络)高频谐振(振荡2.2高频电路中的组件无源组件

(无源网络)高频谐振(振荡)回路

高频变压器

谐振器

滤波器完成信号传输、选频、阻抗变换等功能。2.2高频电路中的组件无源组件

(无源网络)高频谐振(振荡2.2.组件无源组件

(无源网络)高频谐振(振荡)回路

高频变压器

谐振器

滤波器信号传输、选频、阻抗变换等功能。其它组件平衡调制器、混频器

正交调制器、混频器

移相器

匹配器与衰减器

分配器与合路器

定向耦合器

隔离器与缓冲器

高频开关与双工器2.2.组件无源组件

(无源网络)高频谐振(振荡)回路

高频1.高频振荡回路简单振荡回路

抽头并联振荡回路

耦合振荡回路1.高频振荡回路简单振荡回路

抽头并联振荡回路

耦合振荡回路1.高频振荡回路简单振荡回路

抽头并联振荡回路

耦合振荡回路1）简单振荡回路串联谐振回路

并联谐振活路1.高频振荡回路简单振荡回路

抽头并联振荡回路

耦合振荡回路1.高频振荡回路简单振荡回路

抽头并联振荡回路

耦合振荡回路1）简单振荡回路串联谐振回路

并联谐振活路（1）串联谐振回路1.高频振荡回路简单振荡回路

抽头并联振荡回路

耦合振荡回路幅度—幅频特性相角—相频特性幅度—幅频特性相角—相频特性幅度—幅频特性相角—相频特性谐振角频率幅度—幅频特性相角—相频特性谐振角频率幅度—幅频特性相角—相频特性谐振角频率品质因数幅度—幅频特性相角—相频特性谐振角频率品质因数图2—4串联振荡回路及其特性第2章--高频电路基础-第2章课件串联谐振回路相频特性:串联谐振回路相频特性:串联谐振回路相频特性:（a）当时，阻抗最小，纯阻

串联谐振回路相频特性:串联谐振回路相频特性:（a）当时，阻抗最小，纯阻（b）当时，阻抗呈容性

串联谐振回路相频特性:串联谐振回路相频特性:（a）当时，阻抗最小，纯阻（b）当时，阻抗呈容性

（c）当时，呈感性串联谐振回路相频特性:（a）当时，阻抗最小，纯阻（b）当时，阻抗呈容性

（c）当时，感性谐振时电流最大串联谐振回路相频特性:（a）当时，阻抗最小，（a）当时，阻抗最小，纯阻（b）当时，阻抗呈容性

（c）当时，感性谐振时电流最大任意频率下回路电流与谐振电流之比（a）当时，阻抗最小，（a）当时，阻抗最小，纯阻（b）当时，阻抗呈容性

（c）当时，感性谐振时电流最大任意频率下回路电流与谐振电流之比令称为广义失谐（a）当时，阻抗最小，模模模由模由模令—绝对失谐量—相对失谐量模令—绝对失谐量—相对模令称广义失谐—绝对失谐量—相对失谐量所以模令称广义失谐—绝对失谐量模令称广义失谐—绝对失谐量—相对失谐量所以当时，对应频率范围称为通频带模令称广义失谐—绝对失谐量模令称广义失谐—绝对失谐量—相对失谐量所以当时，对应频率范围称通频带模令称广义失谐—绝对失谐量模令称广义失谐—绝对失谐量—相对失谐量所以当时，对应频率范围称通频带模令称广义失谐—绝对失谐量广义失谐广义失谐当时当时当时当时当时当时当时当时所以上限截止频率当时当时所以上限截止频率当时当时所以上限截止频率下限截止频率当时当时所以上限截止频率下限截止频率当时当时所以上限截止频率下限截止频率通频带当时当时所以上限截止频率下限截止频率通频当时当时所以上限截止频率下限截止频率通频带单谐振回路的通频带与谐振频率成正比，与品质因数成反比。当时当时所以上限截止频率下限截止频率通频

图2—7并联谐振回路及其等效电路、阻抗特性和辐角特性

(a)并联谐振回路;（b）等效电路;（c）阻抗特性;（d）辐角特性（２）并联谐振回路图2—7并联谐振回路及其等效电路、阻并联回路谐振频率rL串联回路品质因数并联回路谐振频率rL串联回路品质因数并联回路谐振频率rL串联回路品质因数电抗/电阻并联回路谐振频率rL串联回路品质因数电抗/电阻当时,并联回路谐振频率rL串联回路品质因数当时,当时,谐振时的阻抗最大,为一电阻R0并联回路谐振频率rL串联回路品质因数当时,当时,谐振时的阻抗最大,为一电阻R0并联谐振频率rL串联回路品质因数当时,模幅角模幅角模幅角相对幅模模幅角相对幅模模幅角相对幅模并联回路品质因数电阻/电抗模幅角相对幅模并联回路品质因数电阻/电抗并联谐振回路的通频带

并联谐振回路的通频带并联谐振回路的通频带(单谐振回路均为)并联谐振回路的通频带并联谐振回路的通频带(单谐振回路均为)并联谐振时并联谐振称为电流谐振。所以并联谐振回路的通频带并联谐振时并联谐振称为电流谐振。所以图2－8表示了并联振荡回路中谐振时的电流、电压关系。并联谐振回路的通频带(单谐振回路均为)并联谐振时所以并联谐振称电流谐振。图2－8表示了并联振荡回路中谐振时的电流、电压关系。并联并联谐振回路相频特性:..并联谐振回路相频特性:..并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，u与i同相,纯阻性

并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，u与i同相,纯阻性(2)当ω<ω0时φ>0，u比i超前,呈感性并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，u与i同相,纯阻性(2)当ω<ω0时φ>0，u比i超前,呈感性(3)当ω>ω0时φ<0，u比i滞后,呈容性并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，u与i同相,纯阻性(2)当ω<ω0时φ>0，u比i超前,呈感性(3)当ω>ω0时φ<0，u比i滞后,呈容性并联谐振回路相频特性:..(1)当ω=ω0时φ=0，并联谐振回路相频特性:...ww0B11/2Q1＞Q2Q1Q20－p/2wp/2感性Q2Q1Q1＞Q2容性jZ.0|zp|/R0.(1)当ω=ω0时φ=0，u与i同相,纯阻性(2)当ω<ω0时φ>0，u比i超前,呈感性(3)当ω>ω0时φ<0，u比i滞后,呈容性并联谐振回路相频特性:...ww0B11/2Q1＞Q2Q1Q

例1

设一放大器以简单并联振荡回路为负载,信号中心频率fs=10MHz,

回路电容C=50pF,(1)试计算所需的线圈电感值。

(2)若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。

(3)若放大器所需的带宽B=0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?

例1设一放大器以简单并联解：(1)计算L值。解：(1)计算L值。将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,L以微亨（μH）为单位，上式变为一实用计算公式:解：(1)计算L值。将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,L以微亨（μH）为单位，上式变为一实用计算公式:将f0=fs=10MHz代入,得解：(1)计算L值。将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,L以微亨（μH）为单位，上式变为一实用计算公式:将f0=fs=10MHz代入,得

(2)回路谐振电阻和带宽。由式(2—12)解：(1)计算L值。将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,回路带宽为

(3)求满足0.5MHz带宽的并联电阻。设回路上并联电阻为R1,并联后的总电阻为R1∥R0,总的回路有载品质因数为QL。由带宽公式,有此时要求的带宽B=0.5MHz,故回路带宽为(3)求满足0.5MHz带所以回路总电阻为需要在回路上并联的电阻为所以回路总电阻为需要在回路上并联的电阻为RL串联品质因数

回路总电阻为需要在回路上并联的电阻为=电抗/电阻RL串联品质因数

回路总电阻为需要在回路上=电抗/电阻RL串联品质因数

RL并联品质因数

回路总电阻为需要在回路上并联的电阻为=电阻/电抗RL串联品质因数

RL并联品质因数

回路总电阻为需要在RL串联品质因数

RL并联品质因数

Q值的物理意义是回路的无功功率与有功功率之比。回路总电阻为需要在回路上并联的电阻为RL串联品质因数

RL并联品质因数

回路总电阻为需要在RL串联品质因数回路上并联电阻RL

有载品质因数Q值的物理意义是回路的无功功率与有功功率之比。

RL并联品质因数RL串联品质因数回路上并联电阻RL有载品质因数Q值的物理意2)抽头并联振荡回路

LC并联回路接上信号源和负载后Q值会降低。

为提高Q值,采用部分接入法(抽头)实现阻抗匹配。2)抽头并联振荡回路

LC并联回路接上信号源和负2)抽头并联振荡回路

LC并联回路接上信号源和负载后Q值会降低。

为提高Q值,采用部分接入法(抽头)实现阻抗匹配。常见形式(a)电感分压式

(b)电容分压式2)抽头并联振荡回路

LC并联回路接上信号源和负2)抽头并联振荡回路

LC并联回路接上信号源和负载后Q值会降低。

为提高Q值,采用部分接入法(抽头)实现阻抗匹配。常见形式(a)电感分压式

(b)电容分压式2)抽头并联振荡回路

LC并联回路接上信号源和负(a)电感分压式(a)电感分压式(1)接入系数

(a)电感分压式(1)接入系数

(a)电感分压式(1)接入系数

若考虑互感M,则

(a)电感分压式(1)接入系数

(a)电感分压式(1)接入系数

若考虑互感M,则

(2)RL折合到输入端的电阻R

(a)电感分压式(1)接入系数

(a)电感分压式(1)接入系数

若考虑互感M,则

(2)RL折合到输入端的电阻R

由(折合前后功率相等)

得(缩小了倍)(a)电感分压式(1)接入系数

(a)电感分压式折合到并联回路的电阻（RS'=RiT)

由

得(扩大倍)

折合到并联回路的电阻（RS'=RiT)

折合到并联回路的电阻

由

得(扩大倍)

(4)信号源电流折合到LC回路的电流

由(变换前后信号源提供的功率不变)

得折合到并联回路的电阻

由

折合到并联回路的电阻

由

得(扩大倍)

(4)信号源电流折合到

由(变换前后信号源提供的功率不变)

得(5)电感支路电流

由

得折合到并联回路的电阻

由

(b)电容分压式等效于(b)电容分压式等效于(b)电容分压式等效于接入系数(b)电容分压式等效于接入系数(b)电容分压式等效于接入系数(1)RL折合到并联回路(2)UT折合到输出端电压UL(3)并联回路Q值(b)电容分压式等效于接入系数(1)RL折合到并联回路(2)

例2

如图，抽头回路由电流源激励,忽略回路本身的固有损耗,试求回路两端电压u(t)的表示式及回路带宽。

例2如图，抽头回路由电流源激励,

解：由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q→∞。由图可知,回路电容为解：由于忽略了回路本身的固有损耗,

解：由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q→∞。由图可知,回路电容为谐振角频率为解：由于忽略了回路本身的固有损耗,

解：由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q→∞。由图可知,回路电容为谐振角频率为电阻R1的接入系数等效到回路两端的电阻为解：由于忽略了回路本身的固有损耗,

回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅

U=IR=1*2=2V,回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅

回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅

U=IR=1*2=2V,故回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅

回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅

U=IR=1*2=2V,故输出电压为回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅输出电压

回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅

U=IR=1*2=2V,故输出电压为回路有载品质因数回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅输出电压回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅

U=IR=1*2=2V,故输出电压为回路有载品质因数回路带宽=5×105/2π=80kHz回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅输出电压

图2—12两种常见的耦合回路及其等效电路3)耦合振荡回路互感耦合电容耦合图2—12两种常见的耦合回路及其等效电路3)耦合互感耦合系数电容耦合系数互感耦合系数电容耦合系数耦合因子互感耦合系数电容耦合系数广义失谐耦合因子互感耦合系数电容耦合系数广义失谐耦合因子初次级阻抗次级阻抗为互感耦合系数电容耦合系数广义失谐耦合因子初次级阻抗次级阻抗为互感耦合系数电容耦合系数转移阻抗转移阻抗归一化转移阻抗(相对幅模)

A=1时称临界耦合,临界耦合系数k0=A/Q=1/Q(k=k0)

归一化转移阻抗(相对幅模)A=1时称临界耦合,临界耦合系数

(1)A<1,欠耦合,幅频特性曲线为单峰,且峰值随A的减小而减小

这意味着放大量减小,没有实用价值(K<K0)。(2)A>1,过耦合,双峰,峰值不随A的增大而改变,但A增大时两峰间距增大且凹陷加深,也不实用。实用中,常选A=1或略大于1,双峰凹陷不多,矩形系数好。

定义:矩形系数

(1)A<1,欠耦合,幅频特性曲线为单峰,且峰值随A的减小单谐振回路单谐振回路单谐振回路双调谐回路(A=1时)临界耦合单谐振回路双调谐回路(A=1时)临界耦合单谐振回路双调谐回路(A=1时)临界耦合最大凹陷0.707时,A=2.41单谐振回路双调谐回路(A=1时)临界耦合最大凹陷0.707时

2.高频变压器和传输线变压器

1)高频变压器与低频变压器在磁芯材料和结构上区别：

2.高频变压器和传输线变压器

2.高频变压器和传输线变压器

1)高频变压器与低频变压器在磁芯材料和结构上区别：

(1)用导磁率高、高频损耗小的软磁材料做磁芯；

2.高频变压器和传输线变压器

2.高频变压器和传输线变压器

1)高频变压器与低频变压器在磁芯材料和结构上区别：

(1)用导磁率高、高频损耗小的软磁材料做磁芯；

(2)用于小信号场合,尺寸小,匝数少。2.高频变压器和传输线变压器

2.高频变压器和传输线变压器

1)高频变压器与低频变压器在磁芯材料和结构上区别：

(1)用导磁率高、高频损耗小的软磁材料做磁芯；

(2)用于小信号场合,尺寸小,匝数少。磁芯结构有环形—线圈绕在磁环上罐形—磁路有气隙，微调电感

双孔磁芯2.高频变压器和传输线变压器图2—15高频变压器及其等效电路

电路符号等效电路图2—15高频变压器及其等效电路电路符号等图2—15高频变压器及其等效电路

—漏感—分布电容Ｌ—初级励磁电感电路符号等效电路图2—15高频变压器及其等效电路—漏感图2—15高频变压器及其等效电路

—漏感—分布电容Ｌ—初级励磁电感在低频端，LS、CS

的影响可忽略，Ｌ分流，影响低频响应

电路符号等效电路图2—15高频变压器及其等效电路—漏感图2—15高频变压器及其等效电路

—漏感—分布电容Ｌ—初级励磁电感在低频端，LS、CS

的影响可忽略，Ｌ分流，影响低频响应

在高频端，LS分压，CS

旁路，影响高频响应，Ｌ的旁路作用可忽略。电路符号等效电路图2—15高频变压器及其等效电路—漏感图2—15高频变压器及其等效电路

—漏感—分布电容Ｌ—初级励磁电感在低频端，LS、CS

的影响可忽略，Ｌ分流，影响低频响应

在高频端，LS分压，CS

旁路，影响高频响应，Ｌ的旁路作用可忽略。为展宽高频范围，采用导磁率高的磁芯。电路符号等效电路图2—15高频变压器及其等效电路—漏感图2—16中心抽头变压器电路（a）中心抽头变压器电路;（b）作四端口器件应用＊中心抽头变压器n=N1/N2

图2—16中心抽头变压器电路（a）中心抽头变压器电路;（b）作四端口器件应用＊中心抽头变压器n=N1/N2用途：功率分配器、平衡电桥电路

功率合成器、平衡调制器

2）传输线变压器传输线—传输高频信号的双导线，同轴线。

利用两导线间的分布电容和分布电感形成

电磁波的传输系统。

频带宽0~几千MHz2）传输线变压器传输线—传输高频信号的双导线，同轴线。

2）传输线变压器传输线—传输高频信号的双导线，同轴线。

利用两导线间的分布电容和分布电感形成

电磁波的传输系统。

频带宽0~几千MHz传输线工作方式变压器工作方式传输线变压器有

两种工作方式2）传输线变压器传输线—传输高频信号的双导线，同轴线。

2）传输线变压器传输线—传输高频信号的双导线，同轴线。

利用两导线间的分布电容和分布电感形成

电磁波的传输系统。

频带宽0~几千MHz两线电流反相

频带宽两电压同相

频带宽传输线工作方式变压器工作方式传输线变压器有

两种工作方式2）传输线变压器传输线—传输高频信号的双导线，同轴线。

主要参数：

波速，波长，

特性阻抗

传输线的相对介电常数主要参数：

波速，波长，

特性阻抗

图2—18传输线变压器的工作方式

(a)传输线方式;(b)变压器方式

主要参数：

波速，波长，

特性阻抗

传输线的相对介电常数图2—18传输线变压器的工作方式主要参数：

波速（a）高频反相器（c）1：4阻抗变换器（a）高频反相器（c）1：4阻抗变换器3）石英晶体振荡器1）物理特性3）石英晶体振荡器1）物理特性3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF—机械惯性10~1000mH

3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF—机械惯性10~1000mH

—机械弹性3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF—机械惯性10~1000mH

—机械弹性—损耗电阻3）石英晶体振荡器1）物理特性—静态电容几p~几十pF串联谐振频率并谐频率串联谐振频率并谐频率串联谐振频率并谐频率频差相对频差量级串联谐振频率并谐频率频差相对频差量级串联谐振频率并谐频率频差相对频差量级实用中，晶体两端并接电容，称晶体的负载电容（一般30pF、50pF）。越大，越接近fq。串联谐振频率并谐频率频差相对频差量级实用中，晶体两端串联谐振频率并谐频率频差相对频差量级实用中，晶体两端并接电容，称晶体的负载电容（一般30pF、50pF）。越大，越接近fq。应用晶体振荡器

晶体滤波器、差接桥式串联谐振频率并谐频率频差相对频差量级实用中，晶体两端

4.集中滤波器集中滤波器LC滤波器、晶体滤波器

陶瓷滤波器、声表面滤波器4.集中滤波器集中滤波器LC滤波

4.集中滤波器集中滤波器LC滤波器、晶体滤波器

陶瓷滤波器、声表面滤波器二端件,相当于旁路电容三端件,例6.5MHz第二伴音带通滤波器.1）陶瓷滤波器4.集中滤波器集中滤波器LC滤波149

三端陶瓷滤波器实物图：149三端陶瓷滤波器实物图：集中选频放大器应用举例输入端变压器耦合射极输出器实现阻抗匹配展宽通频带陶瓷滤波器选频放大器并联谐振回路调谐在陶瓷滤波器主谐振频率上，以消除陶瓷滤波器通带外出现的小谐振峰。集中选频放大器应用举例输入端变压器耦合射极输出器实现阻抗匹

4.集中滤波器集中滤波器LC滤波器、晶体滤波器

陶瓷滤波器、声表面滤波器二端件,相当于旁路电容三端件,例6.5MHz第二伴音带通滤波器的陷滤波1）陶瓷滤波器2）声表面滤波器（SAWF）主要特性:（1）工作频率范围宽

（2）相对频带宽4.集中滤波器集中滤波器LC滤波

4.集中滤波器集中滤波器LC滤波器、晶体滤波器

陶瓷滤波器、声表面滤波器二端件,相当于旁路电容三端件,例6.5MHz第二伴音带通滤波器的陷滤波1）陶瓷滤波器2）声表面滤波器（SAWF）主要特性:（1）工作频率范围宽

（2）相对频带宽（3）便于器件微型

化和片式化原：圆形金属壳封装

改：方形扁平金属封装、表面贴装4.集中滤波器集中滤波器LC滤波

4.集中滤波器集中滤波器LC滤波器、晶体滤波器

陶瓷滤波器、声表面滤波器二端件,相当于旁路电容三端件,例6.5MHz第二伴音带通滤波器的陷滤波1）陶瓷滤波器2）声表面滤波器（SAWF）主要特性:（1）工作频率范围宽

（2）相对频带宽（3）便于器件微型

化和片式化原：圆形金属壳封装

改：方形扁平金属封装、表面贴装（4）带内插入衰减较大，电视需加预中放

（5）矩形系数接近理想1.1~24.集中滤波器集中滤波器LC滤波154154第2章--高频电路基础-第2章课件主要特点：频率特性好、性能稳定、体积小、可靠性高

便于批量生产、免调试主要特点：频率特性好、性能稳定、体积小、可靠性高

声表面波滤波器选频放大器L1与分布电容并联谐振于中心频率。C1、C2、C3均为隔直耦合电容。R2、C4为电源去耦滤波电路。L2、L3为匹配电感，用于抵消SAWF输入、输出端分布电容的影响，以实现阻抗匹配。声表面波滤波器选频放大器L1与分布电容并联谐振于中心频率。5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号电平5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号电平类型高频固定衰减器

高频可变衰减器5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号电平类型高频固定衰减器

高频可变衰减器器件电阻性网络

开关电路

PIN二极管5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号电平类型高频固定衰减器

高频可变衰减器器件电阻性网络

开关电路

PIN二极管结构T型

型

L型

u型

桥T型

O型5.衰减器与匹配器1）高频衰减器用来调整信号传输通路上的信号图2-28T型和Π型网络特性阻抗：50和70两种图2-28T型和Π型网络特性阻抗：5图2-28T型和Π型网络特性阻抗：50和70两种2）高频匹配器用来连接阻抗不匹配的两部分高频电路类型电阻衰减器

变压器变换式图2-28T型和Π型网络特性阻抗：5

图2—29T型电阻网络匹配器图2—29T型电阻网络匹配器

图2—29T型电阻网络匹配器匹配的最小衰减量电阻值图2—29T型电阻网络匹配器匹配的最小衰减量电阻2.3阻抗变换与阻抗匹配在高频电路中，阻抗变换的目标是实现阻抗匹配。（1）负载得到最大传输功率；（2）滤波器达到最佳性能；（3）接收机的灵敏度得以改善；（4）发射机的效率得以提高。阻抗匹配目的是：2.3阻抗变换与阻抗匹配在高频电路中，阻抗变换的目标是实现2.3阻抗变换与阻抗匹配在高频电路中，实现阻抗变换的方法有：（1）利用抽头并联振荡回路或耦合振荡回路实现；（2）利用LC网络实现；（3）利用变压器实现；（4）利用电阻网络实现。2.3阻抗变换与阻抗匹配在高频电路中，实现阻抗变换的方法有2.4电噪声

一.概述内部噪声外部干扰自然干扰

人为干扰电特性脉冲型

正弦型

起伏型二.电子噪声的来源与特性来源电阻热噪声

半导体管噪声2.4电噪声一.概述内部噪声外部干扰自然干扰

人1.电阻势噪声(1)产生原因:由导体内部自由电子无规则运动产生

(2)特点:①由持续时间极短的脉冲组成

②具有平坦的噪声谱,属于白噪声

(3)表示方法:

无确定极性,无确定数值,且平均值为0;

只能用噪声噪声电压的均方值表示.T—绝对温度（K）

B—测量此电压时的带宽1.电阻势噪声(1)产生原因:由导体内部自由电子无规则运动产图2—31电阻热噪声等效电路（4）功率谱密度均方电压谱密度

均方电流谱密度

均为功率谱，称白噪声图2—31电阻热噪声等效电路（4）功率谱密度均方电（5）线性电路中的热噪声

图2—32热噪声通过线路电路的模型①多个电阻的热噪声

设两个电阻串联，且两个电阻上的噪声电势互不相关②热噪声通过线性网络（5）线性电路中的热噪声图2—32热第2章--高频电路基础-第2章课件热噪声散弹噪声

分配噪声

闪烁噪声2.晶体三极管的噪声1)散弹噪声（散粒噪声）

产生原因:载流子通过PN结时随即起伏流动产生的

特点:具有平坦的噪声谱,也是白噪声噪声谱密度:发射结的散弹噪声起主要作用,集电结的散弹噪声可忽略.热噪声散弹噪声

分配噪声

闪烁噪声2.晶体三极2)分配噪声(过剩噪声、接触噪声）原因：Ic与Ib的分配比起伏变化而产生的Ic、Ib起伏噪声

特点：也是白噪声

3)闪烁噪声

原因：器件表面清洁处理不好或内部缺陷引起的噪声

特点：电流噪声谱密度与频率成反比，又称1/f噪声，低频噪声。

电路中也有这种噪声，且碳膜电阻噪声最大，金属膜最小。3.场效应管的噪声无散弹噪声(因它不靠少数载流子运动)有热噪声、感应噪声、闪烁噪声2)分配噪声(过剩噪声、接触噪声）3.场效应管的噪声无散弹噪

三.噪声系数和噪声温度

1．噪声系数的定义

图2—35噪声系数的定义

S—信号功率N—噪声功率三.噪声系数和噪声温度噪声系数定义为线性电路输入信噪比与输出信噪比的比值输出噪声功率

，内部附加噪声噪声系数定义为线性电路输入信噪比与输出信噪比的比值输出噪声功噪声系数通常用dB表示,用dB表示的噪声系数为说明（1）噪声功率与带宽有关；

（2）噪声系数与输入信号大小无关，但与输入噪声功率有关。

规定Ni为Rs的最大输出功率，Rs的温度为290K，标准噪声温度。

（3）噪声系数与负载大小无关

开路电压法

短路电流法

（4）噪声系数的概念仅适用于线性电路或准线性电路。

非线性电路中，信号与噪声、噪声与噪声相互作用，输出信

噪比更恶化。噪声系数通常用dB表示,用dB表示的噪

2．噪声温度

将线性电路的内部附加噪声折算到输入端,用提高信号源内阻上的温度来等效,这就是“噪声温度”。由得例：某低噪声放大器NF=1.05（0.21dB）Te=0.09*290K=14.5K

采取某种措施后NF=1.025（0.11dB）Te=0.025*290K=7.25K

可见：采用噪声温度的度量方法，数量变化概念较明显。2．噪声温度由得例：某低噪声放大器图2—36信号源的额定功率（a）电压源;（b）电流源2）额定功率增益KPm是指四端网络的输出额定功率Psmo和输入额定功率Psmi之比,即图2—36信号源的额定功率2由此定义噪声系数因为Nmi=kTB,Nmo=KPmNmi+Nmn,,所以令是网络额定输出噪声功率等效到输入端的数值则由此定义噪声系数因为Nmi=kTB图2—37无源四端网络的噪声系数3）无源四端网络的噪声系数在输出端匹配时，输出的额定噪声功率

所以：无源四端网络的噪声系数无源四端网络的噪声系数等于网络的衰减倍数图2—37无源四端网络的噪声系数3）无源四端网络的

3．噪声系数与灵敏度

噪声系数是用来衡量部件和系统噪声性能的。

噪声性能的好坏决定了输出端的信噪比.

当要求一定的输出信噪比时,它决定了输入端必要的信号功率.也就决定了放大或接收微弱信号的能力.

接收机接收微弱信号的能力可用灵敏度来衡量.

灵敏度是指保持输出端信噪比一定时,接收机输入的最小信号电压或功率.3．噪声系数与灵敏度习题课(一)高频电路基础1.重点掌握高频振荡回路的频率特性

(1)简单振荡回路(串联谐振、并联谐振)(2)抽头并联振荡回路(电感分压式、电容分压式)(3)耦合振荡回路(双调谐回路)2.了解高频电压器的特点,熟悉传输线变压器的工作方式3.掌握石英晶体振荡器的阻抗特性及等效电路.

熟悉石英晶体振荡器的特点4.熟悉集中滤波器(主要是SAWF)的主要特点.

了解衰减器与匹配器的作用及特点.5.熟悉电子噪声的来源与特性(电阻、三极管)(热噪声、散弹噪声、闪烁噪声、分配噪声)

了解噪声系数的概念

(二)1.串联谐振回路(二)1.串联谐振回路第2章--高频电路基础-第2章课件2.并联谐振回路2.并联谐振回路3.复杂电路3.复杂电路4.抽头并联振荡回路4.抽头并联5.耦合振荡回路(双谐振回路)5.耦合振荡回路(双谐振回路)一、选择题

1．在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以(

）

A．提高回路的Q值B．提高谐振频率

C．加宽通频带D．减小通频带2．混频器主要用于无线通信系统的（）A．发送设备B．接收设备C．发送设备、接收设备

3．无线通信系统接收设备中的中放部分采用的是以下哪种电路（

）A．调谐放大器B．谐振功率放大器C．检波器D．鉴频器

4．调幅收音机中频信号频率为（）

A．465kHzB．10.7MHzC．38MHzD．不能确定5、电视、调频广播和移动通信均属_____通信。（A)超短波（B)短波（C)中波（D)微波

6、调幅收音机中频信号频率为＿＿、调频收音机中频信号频率为＿＿、电视机中频信号频率为＿＿．

(A)465kHz(B)38MHz(C)10.7MHz(4)不能确定

一、选择题一、选择题

1．在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R，可以(C

）

A．提高回路的Q值B．提高谐振频率

C．加宽通频带D．减小通频带2．混频器主要用于无线通信系统的（B

）A．发送设备B．接收设备C．发送设备、接收设备

3．无线通信系统接收设备中的中放部分采用的是以下哪种电路（A

）A．调谐放大器B．谐振功率放大器C．检波器D．鉴频器

4．调幅收音机中频信号频率为（A

）

A．465kHzB．10.7MHzC．38MHzD．不能确定5、电视、调频广播和移动通信均属__D___通信。（A)超短波（B)短波（C)中波（D)微波

6、调幅收音机中频信号频率为＿A＿、调频收音机中频信号频率为＿C＿、电视机中频信号频率为＿B＿．

(A)465kHz(B)38MHz(C)10.7MHz(4)不能确定

一、选择题

7．如图所示调谐放大器，接入电阻R4的目的是（）

提高回路的Q值提高谐振频率加宽通频带减小通频带7．如图所示调谐放大器，接入电阻R4的目的是

7．如图所示调谐放大器，接入电阻R4的目的是（C

）

提高回路的Q值提高谐振频率加宽通频带减小通频带7．如图所示调谐放大器，接入电阻R4的目的是8、并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（）

A）感性B）容性

C）阻性D）容性或感性

9、在电路参数相同的情况下，双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较()。

A)增大B)减小C)相同D)无法比较1、在相同条件下，10.双调谐回路放大器与单调谐回路放大器相比，下列表达正确的是（）

A)双调谐回路放大器的选择性优于单调谐回路放大器，通频带也较宽

B)双调谐回路放大器的选择性优于单调谐回路放大器，通频带也较窄

C)单调谐回路放大器的选择性优于双调谐回路放大器，通频带也较宽

D)单调谐回路放大器的选择性优于双调谐回路放大器，通频带也较窄

11、下列表达正确的是（）。

A)低频信号可直接从天线有效地辐射

B)低频信号必须装载到高频信号上才能从天线有效地辐射

C)高频信号及低频信号都不能从天线上有效地辐射

D)高频信号及低频信号都能从天线有效地辐射12.LC组成并联谐振回路，谐振频率，把它串接在电路中，就能阻止频率为（）的信号通过。

A)foB)不为foC)大于foD)小于fo8、并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（8、并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（C）

A）感性B）容性

C）阻性D）容性或感性

9、在电路参数相同的情况下，双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较(A)。

A)增大B)减小C)相同D)无法比较1、在相同条件下，10.双调谐回路放大器与单调谐回路放大器相比，下列表达正确的是（A）

A)双调谐回路放大器的选择性优于单调谐回路放大器，通频带也较宽

B)双调谐回路放大器的选择性优于单调谐回路放大器，通频带也较窄

C)单调谐回路放大器的选择性优于双调谐回路放大器，通频带也较宽

D)单调谐回路放大器的选择性优于双调谐回路放大器，通频带也较窄

11、下列表达正确的是（B）。

A)低频信号可直接从天线有效地辐射

B)低频信号必须装载到高频信号上才能从天线有效地辐射

C)高频信号及低频信号都不能从天线上有效地辐射

D)高频信号及低频信号都能从天线有效地辐射12.LC组成并联谐振回路，谐振频率，把它串接在电路中，就能阻止频率为（A）的信号通过。

A)foB)不为foC)大于foD)小于fo8、并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（C二、填空题1．通常将携带有信息的电信号称为

，未调制的高频振荡信号称为

，通过调制后的高频振荡信号称为

。2.通信系统由输入变换器、

、

、

以及输出变换器组成。3.为实现电信号的有效传输，无线电通信通常要进行调制。常用的模拟调制方式可以分为

、

和

三种。4．小信号谐振放大器的主要特点是以

作为放大器的交流负载，具有

和

功能。5．单调谐放大器经过级联后电压增益

、通频带

、选择性

。（在空格中填写变化趋势）

6、语音信号的频率范围为

，图像信号的频率范围为-。音频信号的频率范围为

。

二、填空题二、填空题1．通常将携带有信息的电信号称为

调制信号

，未调制的高频振荡信号称为

载波

，通过调制后的高频振荡信号称为

已调波

。2.通信系统由输入变换器、

发送设备

、

信道

、

接收设备

以及输出变换器组成。3.为实现电信号的有效传输，无线电通信通常要进行调制。常用的模拟调制方式可以分为

调幅

、

调频

和

调相

三种。4．小信号谐振放大器的主要特点是以

调谐回路

作为放大器的交流负载，具有

放大

和

选频

功能。5．单调谐放大器经过级联后电压增益

增大

、通频带

变窄

、选择性

变好

。（在空格中填写变化趋势）

6、语音信号的频率范围为300-3400KHZ，图像信号的频率范围为0-6MHZ。音频信号的频率范围为_20HZ_-20KHZ。

二、填空题三、简答题（每小题5分，共10分）1.通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？2．无线电通信为什么要进行调制？常用的模拟调制方式有哪些？三、简答题（每小题5分，共10分）三、简答题（每小题5分，共10分）1.通信系统由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？答：通信系统由输入、输出变换器，发送、接收设备以及信道组成。输入变换器将要传递的声音或图像消息变换为电信号（基带信号）；发送设备将基带信号经过调制等处理，并使其具有足够的发射功率，再送入信道实现信号的有效传输；信道是信号传输的通道；接收设备用来恢复原始基带信号；输出变换器将经过处理的基带信号重新恢复为原始的声音或图像。2．无线电通信为什么要进行调制？常用的模拟调制方式有哪些？答：1）信号不调制进行发射天线太长，无法架设。

2）信号不调制进行传播会相互干扰，无法接收。常用的模拟调制方式有调幅、调频及调相三、简答题（每小题5分，共10分）

3．无线电广播发送和接收设备由哪些主要部分组成？3．无线电广播发送和接收设备由哪些主要部分组成？

3．无线电广播发送和接收设备由哪些主要部分组成？答：发送设备由振荡器、倍频器、调制器、低频放大及功率放大器等部分组成。接收设备由高频放大器、混