高频电子线路第二章
高频电子线路二版第二章.高频电路基础
次级回路自阻抗
M2
Zf1 Z22
初级回路自阻抗
M2
Zf2
Z11
Z22 次级回路自阻抗
Z11 初级回路自阻抗
广义失谐量: 0L ( 0 ) 2Q
r 0
0
耦合因子: A Q
临界耦合 A 1
欠耦合 A<1
过耦合 A>1
理相
1
0.7
实际
0.1
0
ω0
ω
② 选择性: 表征了对无用信号的抑制能力,
Q值越高,曲线越陡峭,选择性越好,但通频
带越窄。
③ 理想回路:幅频特性在通频带内应完全
平坦。是一个矩型.
矩型系数: 表征实际幅频特性与理想幅
频特性接近的程度.谐振曲线下降为谐振值( f0 处 )的0.1时对应的频带宽度B0.1与通频带B0.707 之比:
+
IS
RS
C
N1 N2 RL
+
R'L
IS
RS
C
L
分析:
由 N1:N2=1:n ,得 n = N2 / N1(接入系数)。利用ⅰ 的方法,也可求得负载RL等效到初级回路的等效电阻是:
பைடு நூலகம்RL
1 n2
RL
或 gL n2gL
ⅲ. 电容分压式阻抗变换电路
Ú
+
IS RS
L
C1 ÚT
C2
IS RS C L
C1 R'L
⑷ 分析几种常用的抽头并联谐振回路
ⅰ.自耦变压器阻抗变换电路
Ú1
+
IS
RS
C
N1 Ú2 L
N2
RL
高频电子线路第2章
信号偏离谐振回路的谐振频率时,谐振回路 的幅频特性下降为最大值的 1/ 2 (≈ 0.7)时对 应的频率范围,称为通频带,用BW0.7表示。
BW0.7
2f0.7
f0 Q
I
1
1
I max
1
jQ
0
0
1 j
II 1
I max
I max
12
arctan
➢谐振回路的品质因数越大,通频带越窄
2.并联谐振回路
Yp
1 Zp
1 rp
j C
1 L
1 rp
1
j rp 0 L
0
0
1
j
谐振时 0
Zp max rp Q
L C
U max Is rp
IC j0CUmax j0Crp Is jQIs
IL
U max j0 L
j rp 0 L
解:将图2.9(a)等效为图2.9(b),各等效元件的参数计算如下
p1
N12 N13
1 5
,p2
N 45 N13
1 10
RL
RL p22
102
2 200(k)
因为Ys
p12Ys
1 Rs
jCs
p12
(
1 Rs
jCs )
所以Rs
Rs p12
52 10 250(k)
Cs
p12Cs
100 52
Rp
X
2 p
Rp2
X
2 p
j Rp2 X p
Rp2
X
2 p
等效变换前后回路的品 质因数应该相等
X s Rp Q
Rs
Xp
高频电子线路第二章
本地载波的产生
平方器
带通滤波器
分频器
2. 单边带调幅
双边带抑制载波调幅方式中,不含固定载波
分量,因而可以有效地利用发射机的功率传递 信息
➢但它是双边带信号,所占带宽仍为调制信号最高
➢ 通信接收机中的混频电路 ➢ 二极管混频电路 ➢ 混频失真
2.4 振幅调制与解调电路
➢ 振幅调制电路 ➢ 二极管包络检波电路 ➢ 同步检波电路
什么是调制?
调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程
➢调制的作用是把消息置于消息载体,以便传输和处理 ➢解调是调制的逆过程,从消息载体中还原出原来的消息
两种方案
幅度调制其实是一个变频过程,即两个信号相乘
二、双边带和单边带调制电路组成模型
1.(抑制载波的)双边带调幅
从信息传输的角度看,载波是多余的,并且普通AM载波的功率占了
总功率的一半以上,对充分利用发射机功率是不利的 ➢采用抑制载波调幅
波形图
DSB AM的性 质
已调信号的幅度随调制信号的变化而变化,但其包络不能反映调制信号的形状 ➢调制信号正值时的载波相位与调制信号负值时的相位是反相的(差180) ➢不能使用包络检波,只能采用同步检波(相干解调) ➢抑制载波调幅不含固定的载波分量,如果调制信号的平均值不为0,将会出现
调制分类
按调制信号vΩ(t)
➢模拟调制、数字调制
按载波vc(t)
➢脉冲调制、正弦波调制、光强度调制
正弦波调制
➢幅度调制、角度调制(频率调制、相位调制)
2.1 频谱搬移电路的组成模型
2.1.1 振幅调制电路的组成模型
幅度调制(AM)是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化,而其角
频率和初相位均为常数
高频电子线路 第2章-高频电路基础
1 1 L= 2 = ω0 C (2π ) 2 f 02C
以兆赫兹(MHz)为单位 C以皮法 为单位, 以皮法(pF)为单位 L以 为单位, 将f0以兆赫兹 为单位 为单位 以 微亨( )为单位, 上式可变为一实用计算公式: 微亨(µH)为单位, 上式可变为一实用计算公式:
1 2 1 25330 6 L = ( ) 2 × 10 = 2 2π f 0 C f0 C
(3) 求满足 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并联 带宽的并联电阻。 带宽的并联电阻 电阻为R 并联后的总电阻为R 电阻为 1, 并联后的总电阻为 1∥R0, 总的回路有载品 f0 质因数为Q 由带宽公式, 质因数为 L。 由带宽公式 有 Q =
L
B
此时要求的带宽B=0.5 MHz, 故 QL = 20 此时要求的带宽 回路总电阻为
主要包括电台、工业、空间电磁、天电等 主要包括电台、工业、空间电磁、
内部产生的一般称为噪声
人为:接地 回路耦合等 人为 接地,回路耦合等 接地 系统内:电阻 电子器件等的热噪声等 系统内 电阻,电子器件等的热噪声等 电阻
电子噪声:电子线路中普遍存在。 电子噪声:电子线路中普遍存在。指电子线路中的随 机起伏的电信号,与电子扰动有关。 机起伏的电信号,与电子扰动有关。 当噪声,干扰与信号可比拟时 称信号被噪声淹没 当噪声 干扰与信号可比拟时,称信号被噪声淹没 干扰与信号可比拟时 称信号被噪声淹没.
ωM M = 对于互感耦合: 对于互感耦合 k = 2 L1L2 ω L1L2
通常情况: 通常情况
M L1 = L2 = L 则 k = L
CC k= 对于电容耦合: 对于电容耦合 (C1 + CC )(C2 + CC )
(完整版)高频电子线路(知识点整理)
127.02ωωω-=∆高频电子线路重点第二章 选频网络一. 基本概念所谓选频(滤波),就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
电抗(X)=容抗( )+感抗(wL) 阻抗=电阻(R)+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二.串联谐振电路 1.谐振时,(电抗) ,电容、电感消失了,相角等于0,谐振频率: ,此时|Z|最小=R ,电流最大2.当w<w 0时,电流超前电压,相角小于0,X<0阻抗是容性;当w>w 0时,电压超前电流,相角大于0,X>0阻抗是感性;3.回路的品质因素数 (除R ),增大回路电阻,品质因数下降,谐振时,电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍,相位相反4.回路电流与谐振时回路电流之比 (幅频),品质因数越高,谐振时的电流越大,比值越大,曲线越尖,选频作用越明显,选择性越好5.失谐△w=w (再加电压的频率)-w 0(回路谐振频率),当w 和w 0很相近时, ,ξ=X/R=Q ×2△w/w 0是广义失谐,回路电流与谐振时回路电流之比6.当外加电压不变,w=w 1=w 2时,其值为1/√2,w 2-w 1为通频带,w 2,w 1为边界频率/半功率点,广义失谐为±17. ,品质因数越高,选择性越好,通频带越窄 8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性Q 越大,相位曲线在w 0处越陡峭10.能量关系电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量,消耗能量的只有损耗电阻。
回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 , 表示回路或线圈中的损耗。
就能量关系而言,所谓“谐振”,是指:回路中储存的能量是不变的,只是在电感与电容之间相互转换;外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量,以维持回路的等幅振荡,而且谐振回路中电流最大。
11. 电源内阻与负载电阻的影响Q L 三. 并联谐振回路 1.一般无特殊说明都考虑wL>>R ,Z 反之w p =√[1/LC-(R/L)2]=1/√RC ·√1-Q2 2.Y(导纳)= 电导(G)= 电纳(B)= . 与串联不同 )1(CL ωω-010=-=C L X ωωLC 10=ωCR R L Q 001ωω==)(j 0)()(j 11ωψωωωωωe N Q =-+=Q702ωω=∆⋅21)(2=+=ξξN Q f f 0702=∆⋅Qf f 1207.0=∆ξωωωωψ arctan arctan 00-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⋅-=Q ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≈C L R C L ωω1j ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=C CR ω1j ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+L C LCRωω1j LCR ⎪⎭⎫ ⎝⎛-L C ωω1C ω1-+ –CV sLRI s C L R22222221cos 21sin 21sm sm sm V CQ t V CQ t V CQ w w w C L 22=+=+=ωω2sm 02sm 21π2121π2CQV R V w R⋅=⋅⋅=ωQCQV V CQ w w w R C L ⋅=⋅=+π2121π2212sm sm每周期耗能回路储能π2 =Q 所以RR R R Q LS 0=3.谐振时,回路谐振电阻R p= =Q p w p L=Q p/w p C4.品质因数(乘R p)5.当w<w p时,B>0导纳是感性;当w>w p时,B<0导纳是容性(看电纳)电感和电容支路的电流等于外加电流的Q倍,相位相反并联电阻减小品质因数下降通频带加宽,选择性变坏6.信号源内阻和负载电阻的影响由此看出,考虑信号源内阻及负载电阻后,品质因数下降,并联谐振回路的选择性变坏,通频带加宽。
高频电子线路第二章 高频小信号放大器
(2) 为了增大Au0, 要求负载电导小, 如果负载是下一级放 大器, 则要求其gie小。 (3) 回路谐振电导ge0越小, Au0越大。 (4) Au0与接入系数n1、n2有关, 但不是单调递增或单调 递减关系。由于n1和n2还会影响回路有载 Q值Qe, 而Qe又 将影响通频带,所以n1与n2的选择应全面考虑, 选取最佳值。
结论:
以上这些质量指标,相互之间即有联系又有矛盾。 增益和稳定性是一对矛盾,通频带和选择性是一 对矛盾。
应根据需要决定主次,进行分析和讨论。
4、 晶体管的高频小信号等效电路
形式等效电路(网络参数等效电路) 包括:Y参数、h参数、z参数、s参数等效电路 混合π型等效电路(物理模拟等效电路)
2.2.1 单管单调谐放大器※
1.电路组成及特点
●右图是一个典型的单管单调谐放大器。
C b 与 C c 分别是和信号源(或前级放大器)、 负载(或后级放大器)的耦合电容, Ce是旁路
UCC R2 L Cc
电容。 ●电容C与电感L组成的并联谐振回路作为晶 体管的集电极负载 , 其谐振频率应调谐在输入 有用信号的中心频率上。 ● 回路与晶体管的耦合采用自耦变压器耦合方 式 , 这样可减弱晶体管输出导纳对回路的影响。 ● 负载(或下级放大器)与回路的耦合采用自 耦变压器耦合和电容耦合方式, 这样, 既可减弱 负载(或下级放大器)导纳对回路的影响 , 又 可使前、 后级的直流供电电路分开。 ● 另外 , 采用上述耦合方式也比较容易实现前、 后级之间的阻抗匹配。
指在电源电压变化或器件参数变化时以上三参数的稳定程 度。 为使放大器稳定工作,必须采取稳定措施,即限制每级 增益,选择内反馈小的晶体管,应用中和或失配方法等。
高频电子线路 第二章
第1 章功率电子线路1.2功率放大器的电路组成和工作特性1.2.1从一个例子讲起1.2.2甲类、乙类功率放大器的电路组成及其功率性能1.2.1从一个例子讲起图1–2–1图解分析(a )图1-2-1示为放大器的基本电路,现将其作为功率放大器来分析它的功率性能。
由此揭示功率放大电路组成及其工作性能上的特点。
分析法应用等效电路法小信号图解法大信号幂级数法频率变换时变参量法混频电子线路分析方法功率放大器为大信号放大器,工程分析时,多采用特性曲线上作负载线的图解分析法。
1.Q 点的选择为了使电路在管子不出现饱和与截止失真的条件下输出功率最大,需把Q 选在负载线的中点,即,,L CC L CEQ CC CQ CC CEQ 22R V R V V I V V ≈-=≈V CE(sat)≈02.集电极输出电压和电流(假设V CE(sat) 和I CEO 为0)tV V v V v tI I i I i ωωsin sin cm CEQ ce CEQ CE cm CQ c CQ C -=+=+=+=其中,CQ L CEQ L cm cmCC CEQ cm ,2I R V R V I V V V =≈=≈≈3.P D (直流功率)、P L (负载功率)、P C (管耗)CQ CC C CC 20D d 21I V t i V P =π=⎰πωcm cm CQ CEQ L 2C 20L 21d 21I V I V t R i P +=π=⎰πωcm cm CQ CEQ C CE 20C 21d 21I V I V t i v P -=π=⎰πωP L 和P C 均由直流和交流两部分合成。
例如:P L 中:)(CC CEQ D CQ CEQ V V P I V 212≈=,直流功率交流功率4221D CQ CEQ cm cm o P I V I V P ===所以 %25o max ==P η4.讨论:(1)电路组成上=25%甲类功放ηCmaxP D中,输出的信号功率P o仅占1/4,P D/2消耗在R L上。
魏俊平 高频电子线路 第2章 高频小信号选频放大器
R. S
Us
L rC
解:1. 计算不考虑 RS、 RL时的回路固
RL
有特性:f0、Q、RP、BW0.7
f0
2
1 LC
(
2
1
)Hz 465kHz
586 106 200 1012
586 106
Q
LC r
200 1012 12
143
RP
L Cr
(
586 106 200 1012
Is'U
' o
IsU12
I's
I sU 12 U 'o
U 12 U 13
Is
1 n1
Is
1mA 5
0.2 mA
Uo
U13 n2
U
' o
n2
I
' s
Re
0.2 30.6 V
n2
10
0.612 V
思考讨论题
1. LC并联谐振回路有何基本特性?说明Q对 回路特性的影响。
2.1 LC谐振回路
2.1.3抽头谐振回路 2.电容分压式
【例2-3、2-4】
第2章 高频电路基础
例 2-3 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 u1(t) 的表示式及 回路带宽。
29
例2.4 下图中,线圈匝数 N12 = 10 匝, N13 = 50 匝,N45 = 5 匝,L13= 8.4 mH, C = 51 pF, Q =100, Is = 1 mA , Rs =10 kW, RL= 2.5 kW, 求有载品质因数Qe、通频带BW0.7、谐振输出电压Uo。
(高频电子线路)第二章高频电路基础
低通滤波器的应用包括信号处理、 电源滤波等,可以有效地抑制高
频噪声,提高信号的信的电路。其特点是通带范围较 窄,阻带范围较宽。
高通滤波器的电路结构也有多种形式,如RC、LC等。不同结构的高通滤波器具有不 同的性能指标和适用场景。
对信号进行放大,提高信号的 幅度和功率。
振荡器
产生高频振荡,为电路提供所 需频率的信号。
信号源
产生高频信号,提供电路所需 输入信号。
滤波器
对信号进行滤波,提取所需频 率成分,抑制无用频率成分。
调制解调器
对信号进行调制和解调,实现 信号的传输和处理。
02
高频电子器件
电感器
01
02
03
04
电感器定义
差。
调相振荡器的应用
调相振荡器广泛应用于信号处理、 电子对抗和通信等领域。
锁相环路
锁相环路的定义
锁相环路是一种自动控制系统,它通过比较输入信号和输出信号的 相位差,自动调节输出信号的频率和相位。
锁相环路的工作原理
当输入信号和输出信号的相位差在一定范围内时,锁相环路会自动 调节其内部参数,使输出信号的频率和相位与输入信号保持一致。
标和适用场景。
带通滤波器的应用包括信号选频、 消除干扰等,可以有效地提取特 定频段的信号,提高信号的准确
度。
带阻滤波器
带阻滤波器是一种阻止某一频段内的信 号通过而允许其他频段信号的电路。其 特点是阻带范围较窄,通带范围较宽。
带阻滤波器的应用包括消除特定频段干 扰、抑制噪声等,可以有效地抑制特定 频段的噪声,提高信号的清晰度。
高频电路的应用领域
通信领域
高频电路广泛应用于通信 领域,如无线通信、卫星
高频电子线路第二章
31
1、简单振荡回路
(1)并联谐振回路
并联阻抗: 谐振频率: 品质因数: 并联谐振电阻: 通频带宽与矩形系数: 幅频特性与相频特性:
回顾
32
当考虑到信号源内阻Rs 及负载Rl 对回路的影响时
iS
RS C
Rp
L RL
K r0.1
B0.1 B0.707
B0.1 B0.707
②并联谐振回路
Kr0.1 1
B0.1
102 1 f0 Q
Kr0.1 102 1
结论: 单谐振回路的选择性很差。
30
Q Kr0.1 B0.707 三者关系 需要注意:
回路的Q越高, 谐振曲线越尖锐,回 路的B0.707越窄,但其 矩形系数Kr0.1并不改 变。
i
2r/ 0C
i2r
1
0Cr
(d)谐振阻抗
Zp大
L Cr
R0
并联谐振回路的等效电路?
21
并联谐振回路的等效电路
等效电路
L
并联阻抗:
ZP
r
C
j(L
1
)
谐振阻抗:
Zp
L Cr
C
R0
22
(a)谐振频率 (b)特性阻抗 (c)品质因数
0 L
1
0C
L C
③流过R0的电流与回路电压同相。
IL IC QI
结论:通过电
感线圈的电流 IL 或电容器的 电流 IC 比外部 电流 I 大得多。
高频电子线路第2章
单个并联谐振回路的矩形系数远大于1,K0.1=10。故其选择性 比较差。
二、 阻抗变换电路
1、信号源及负载对谐振回路的影响
.
RS
L
.
RL
Us
rC
Is
Re
L
C
在实际中,谐振回路必须与信号源和负载相连接,信号源的 输出阻抗和负载阻抗都会对谐振回路产生影响,不但会使品 质因数Q下降,选择性变差,而且还会使谐振回路的调谐频 率发生偏移。
电感分压器阻抗变换电路(设L1 、L2无耗)
当RL >> L2时,
可忽略RL分流,可证明
n
L1
L2
2M
L2 M
+
U 1
–
R’L
C1
+
C2
RL
U
–
2
n
U1 U 2
.
I2
.
I1
R’L
U1 I1
nU2 I2 / n
n2 RL
电容分压分压器阻抗变换电路(设C1 、C2无耗)
当RL >> 1/ C2, 可忽略RL分流
1 2
1 1 (Q BW0.7 )2
f0
f BW 0
0.7 Q
Q值越高,幅频特性曲线越尖 锐,通频带越窄。
3)选择性
是指回路从含有各种不同频率信号总和中选出有用信 号、抑制干扰信号的能力。
选择性可用通频带以外无用信号的输出电压与谐振时 输出电压之比来表示,其值越小,说明谐振回路抑制无用 信号的能力越强,选择性越好。
阻抗幅频特性
⑵相频特性
arctan(Q 2 )
Q增大
0
90º
O 0º ∆
高频电子线路第二章
1 LC
② 阻抗特性: 0 时,呈容性。电流超前电压,i > 0 0 时,纯电阻。 0 时,呈感性。电流滞后电压,i < 0
US ③电流特性:谐振时流过回路的电流的最大 I r
④电压特性:谐振时电感线圈和电容两端的电压模值相等(方向相反) 且等于外加电压的QL倍。即 U L U C QLU S
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线性电路与非线性电路
非线性电路:对信号进行处理时,使 用了器件特性的非线性部分,利用器件的 非线性完成振荡、频率变换等功能。
ly
2
高频电子线路
首页
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线性电路与非线性电路
小信号条件下,由于输入信号 足够小,电路可以用线性等效电路 表示,如线性电子线路部分讨论过 的各种小信号放大器。器件的特性, 归属线性电子线路。
决定于负载回路 Q 值及形式;且随级数的增加 带宽越来越窄。同时用途不同, 要求的带宽 也各
不相同。如
中波广播:
=(6~8)KHz =6MHz
ly
电视信号:
图2.1.1
调谐放大器电压增益的频率特性曲线
9
高频电子线路
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3 矩形系数 实际中,也可用矩形系数来衡量放大器的频率特性
与理想矩形的接近程度。 矩形系数定义为
通常,损耗电阻R在工作频段内满足: R L 或 高Q
L
损 耗 电 阻
C
R
采用导纳分析并联振荡回路及其等效电路比较方便,为此引 人并联振荡回路的导纳。
ly
30
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高频电子线路第2章 高频电路基础
《高频电子线路》
19
第2章 高频电路基础
7)矩形系数:定义为阻抗的幅频特性下降为谐振值的0.1时 的频带宽度与阻抗的幅频特性下降为谐振值的0.707时的频带 宽度之比。即
B0.1 K r 0.1 B0.707
(2-11)
其中:B0.1谐振曲线下降为谐振值的0.1时的频带宽度
B0.707谐振曲线下降3dB的频带宽度
矩形系数是大于1的(理想时为1),矩形系数越小,回路的 选择性越好。 对于单级简单并联谐振回路,可以计算出其矩形系数为:
K r 0.1 102 1 9.96
《高频电子线路》
20
第2章 高频电路基础
需要说明的几点:通过前面分析可知 (1) 回路的品质因素越高,谐振曲线越尖锐,回路的通
频带越狭窄,但矩形系数不变。因此,对于简单(单级)
1、简单振荡回路(只有一个回路)
振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。 (1)、并联谐振回路 1)电路结构
《高频电子线路》
12
第2章 高频电路基础
. I . IR R0 |z p|/R 0 1 . + IL . U L - 0 (a) (b) 1/ 2 Q1>Q2 Q1 Q2 0 -/2
1、电阻
一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特性,但在 高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特
《高频电子线路》
3
第2章 高频电路基础
性的一面。 电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。 一个电阻R的高频等效电路如图2-1所示, 其中, CR为分
布电容, LR为引线电感, R为电阻。
0
《高频电子线路》
详细版高频电子线路(第五版)_第二章_选频网络.ppt
Z
L RC
1
1 j
j(L
R
L
1
)
R CR
R pL 1 pL R pRC
p
1 R2 LC L2
特性阻抗:
p
L
1
pC
L C
品质因数: Q
R
课件
谐振时的阻抗特性:
并联谐振时,回路呈纯电阻性, 且阻抗为最大值;
p,呈现感性
p,呈现容性
因此回路谐振时:
电纳B 0,回路导纳Y GP为最小值。 电压V0 IS / GP相应达到最大值且, 与IS同相
0
当
时
0
失谐
特性阻抗
π2 o
π 2
0
< 0,X < 0,回路呈容性 > 0,X > 0,回路呈感性
课件
VL0
I0
j0 L
VS R
j0L
j
0 L
R
VS
VC0 I0
1 VS
j0C R
1
j0C
j
1
0CR
VS
品质因数
Q
0L
R
1
0CR
1 R
L C
+ Vs
L
I
C
-
R
VL0
0
Vs
I0
所以: VL0 jQVs VC0 jQVs VC0
L RC
1
1 j
j(L
R
L
ห้องสมุดไป่ตู้
1
)
C
R CR
一般 L>> R,代入上式 :
Z
RC
1
j(C
1
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10
谐振时的容抗或感抗称为回路特性阻抗
0 L
0
1 LC
1 0 C
1 0 LC
L C
I L
I R
r
I C
L
C
1 1 L 则Q r 0Cr r C r
0 L
并联谐振等效电路
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 2章 5
3.高频电感
分布 电容 高频电感实际等效电路
损耗 电阻
高频电感 想模型 高频电感理想模型
电感损耗用品质因数Q表征:
Q
L
RL
电感损耗主要指交流损耗。在高 频电路中, 电感损耗比较大,不 电感损耗比较大 不
高频电感阻抗特性
能忽略,分布电容可以忽略。
1 0.707 0 707 2 R0 2 1 f d 带宽为 可得 2Q 1 ,3dB f0 f0 B3dB B0.707 2f Q
Zp
1
矩形系数越大, 矩形系数越大 选择性越差。
矩形系数 幅频特性接近矩形的程度,描述谐振回路的选择性。 矩形系数: 幅频特性接近矩形的程度 描述谐振回路的选择性
特性 阻抗 特性 相位 特性
串联振荡回路发生谐振时,阻抗最小 , 流过电路的电流最大。
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 2章 16
并联谐振回路特点 ①电流源激励,电压谐振; ②回路失谐时,若f < f0,呈 感性 f > f0,呈容性; 感性; 呈容性 ③ 谐 振 时 Zp=R0 ,阻抗最大, 回路电压最大。 串联谐振回路特点 ①电压源激励,电流谐振; ②回路失谐时,若f < f0,呈 容性;f > f0,呈感性; ③谐振时 Zs=r ,阻抗最小, 回路电流最大 回路电流最大。
谐振的物理意义:电容储存的电能和电感储存的磁能周期性的 转换 并 储存的最大能量相等 谐振时等效为纯电 转换,并且储存的最大能量相等。谐振时等效为纯电阻:
Q L 2 R0 Q0 L Q2r 0C Cr r
损耗电阻 r 越小 越小, 并联谐振等效电阻 R0 越大 越大, r→0 时 , R0→∞ 。
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 2章 11
并联谐振电路阻抗特性
当并联回路应用于 高 Q 值窄带回路 时,谐振频率 ω0 附近的 频率ω与ω0相差不大,即 ω≈ ω0,可得
1 r j L jC 并联谐振阻抗 Z p 1 r j L jC
此时有 0 2 20
例2-1: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 10MH ,回路电容 回路电容C=50 50 pF F,求: 求 (1)计算所需的线圈电感值L; (2)若线圈品质因数Q=100,计算回路谐振电阻及回路带宽; (3) ( )若放大器所需带宽 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?
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 2章 9
(1)并联振荡回路:由电流源驱动,适用于高内 阻(电流源)或高阻抗电路(晶体管输出电路),在 在 高频电子线路中应用广泛。
L
r
C
1 r j L jC 并联阻抗 Z p 1 r j L jC
电流源 激励 电感损耗较大, 不能忽略 不能忽略。
0
1 LC
L Cr 0 1 jQ 0
0 2 02
0 2 02 0 0 2 2 0 0 0 0 0
第二章 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 2.3 2.4 噪声系数和噪声温度
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高频电子线路
第 2章
1
§ 2.1 高频电路中的
基本元器件
•高频电路中的元件 •高频电路中的有源器件
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高频电子线路 第 2章 6
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(二)高频电路中的有源器件
1.晶体二极管:应用于检波、调制、解调及混频等非线性变换 电路中;其特点是低电平、高频率。常用的高频二极管包括: ①点接触式二极管 点接触式 极管:极间电容小,工作频率很高; 极间电容小 工作频率很高 ②肖特基二极管:极间电容小,工作频率最高; ③变容二极管:极间电容随外加电压大小发生变化。 2.晶体三极管与场效应管(FET) ①高频小功率管:用于小信号放大,要求高增益和低噪声; ② 高频功率放大管: 高频功率放大管 用于高频功率放大,要求高增益和较大 用于高频功率放大 要求高增益和较大 的输出功率。 3. 集成电路 (IC) : 分为通用型和专用型两种,包括 模拟乘法器, 集成锁相环 集成锁相环,集成解调器,集成接收机 集成解调器 集成接收机。
电容损耗很小, 忽略不计。
0 令Zp虚部为零,可得并联谐振(角)频率:
1 式中Q 为品质因数,表示电抗与损耗电阻的比值。 r 0Cr
一般情况下Q >>1(电感Q值为10~200,电容Q值为1000~10000), 可得 0
0 L
1 1 1 2 Q LC
1 , 此时谐振频率也是回路的中心频率。 LC
25330 1 1 6 L 2 10 2 f0 C 2π f0 C
2
将f0=fs=10 MHz, C=50 pF代入,得
25330 25330 L 2 2 5.07μΗ f 0 C 10 50
(2) 回路谐振电阻和带宽。 回路谐振电阻
R0 Q0 L 100 2π 107 5.07 106 31.8k 31 8kΩ f 0 10M B 100kHz Q 100
谐振时电压和电流关系: 谐振时电压和电流关系
Q值越大,曲线越尖锐,通频 带越窄,但矩形系数不变。
j LI ,U 由U 0 L
和0
1
1 LC
j0 C I ,可得 I C L
I C
. IC . I
0
I 0
. U
IL
.
I L
I R
R0
I C
即二者大小相等,方向相反。 与外部电流I0关系 关系:I L I C QI 0
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 2章 17
1 1/ 2 |zp|/R0 Q1>Q2 Q1 Q2
0
Z
π 2
感性 Q2
Q1
Q1>Q2
容性
0
0
π 2
空载品质因数:回路没有外加负载时的值,LC回路本身的品质 因数 称为空载Q值或Q0; 因数,称为空载 有载品质因数: 回路有外加负载 RL时的值,称为有载Q 值或 QL。
实线表示实 际电容器阻 抗特性
高频电容阻抗特性 容
虚线表示理 想电容器阻 抗特性1/j jωC
高频电子线路 第 2章 4
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例题:对于大电容,高频率,这种情况经常出现:在高
频电路的电源供电电路中,往往是这样连接的:
C3的作用:克服C2在高频电路中可能出现的电感效应。
分布电感或 极间电感
极间绝 缘电阻
C
高频电容理想模型 高频电容实际等效电路
电容损耗用损耗角 δ 或品质因
自谐振频 率SRF
素QC表示。在高频电路中,电 容损耗很小 可以忽略不计。 容损耗很小,可以忽略不计 •f<SRF,电容呈现电容特性; 容 现 容特性;
阻抗
0
•f>SRF,电容呈现电感特性。
频率 f
高频电子线路
第 2章
2
(一)高频电路中的元件
高频电路由无源元件(电阻器、电容器和电感器等)、有源器件 (二极管、晶体三极管、场效应管 ( 极管 晶体 极管 场效应管和集成电路等)和高频基本电 路(无源网络)组成。元器件在高频使用时具有高频特性,但是 在本书计算题中一般忽略高频特性。 在本书计算题中一般忽略高频特性 1.高频电阻 R
高频电阻理想模型 高频电阻实际等效电路 引线电感 分布电容
•分布电容和引线电感越小,高频特性越好; 分布电容和引线电感越小 高频特性越好; •工作频率越高,高频特性体现越明显。 使用时,要尽量减少高频特性,使之表现为纯电阻。
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 2章 3
2.高频电容
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系 高频电子线路 第 2章 7
2 2 高频电路中的基本电路 § 2.2
•高频振荡回路 •石英晶体谐振器
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高频电子线路
第 2章
8
基本电路(无源组件或无源网络)包括高频振荡回路、高频变压 器 谐振器与滤波器等。 器、谐振器与滤波器 功能:信号传输、频率选择、阻抗匹配等。
(一)高频振荡回路
应用:构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件; 构成高频放大器 振荡器以及各种滤波器的主要部件 功能:阻抗变换、信号选择与滤波, 可直接作为负载使用; 结构:由电感、电容以串联、并联、抽头或耦合方式构成,包 括简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡回路。 1.简单振荡回路 单谐振回路是只有一个回路的振荡电路,包括 是只有 个回路的振荡电路 包括串联谐振回路和并 联谐振回路,具有谐振特性和频率选择作用,阻抗在谐振频率处 等效为纯电阻,具有最小值(串联回路)或最大值(并联回路) 。
0
Q值越大, 曲线越尖锐 曲线越尖锐。