高频电子线路课件_(1)

又称肖特基二极管)。 ①点接触式二极管、表面势垒二极管(又称肖特基二极管 。 点接触式二极管、 又称肖特基二极管
特点：它们的极间电容小、工作频率高。 特点：它们的极间电容小、工作频率高。 ②变容二极管 特点：电容随偏置电压变化。 特点：电容随偏置电压变化。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
第2章 高频电路基础
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的基本电路 2.3 电子噪声及其特性 2.4 噪声系数和噪声温度
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
一、高频电路中的元件 高频电路中使用的元器件与在低频电路中使 用的元器件基本相同， 用的元器件基本相同，但要注意它们在高频使用 时的高频特性 高频特性。 时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻器、电容器和 高频电路中的元件主要是电阻器、 电阻器 无源的线性元件。 电感器，它们都属于无源的线性元件 电感器，它们都属于无源的线性元件。 高频电路中的有源器件主要是二极管 有源器件主要是二极管、 高频电路中的有源器件主要是二极管、晶体 管和集成电路，完成信号的放大、非线性变换等 管和集成电路，完成信号的放大、非线性变换等 放大 功能。 功能。
2.2 高频电路中的基本电路
本节主要内容： 本节主要内容： 一、高频振荡回路
、 1、简单振荡回路 2、抽头并联振荡回路 、 3、耦合振荡回路 、
二、高频变压器和传输线变压器 三、石英晶体谐振器 四、集中滤波器
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第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
一、高频振荡回路 是高频电路中应用最广的无源网络， 是高频电路中应用最广的无源网络，它是构成高频 放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件。 放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件。 完成功能： 完成功能： 阻抗变换、信号选择与滤波、 阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相 等功能，并可直接作为负载使用。 等功能，并可直接作为负载使用。
下面分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡 下面分简单振荡回路、 回路三部分来讨论。 回路三部分来讨论。
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第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
1、简单振荡回路 、 组成： 组成： 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成 的回路。 的回路。 作用： 作用： 具有谐振特性和频率选择作用 谐振特性和频率选择作用， 具有谐振特性和频率选择作用，这是它在高 频电子线路中得到广泛应用的重要原因。 频电子线路中得到广泛应用的重要原因。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
1、高频电阻 、 频率越高，电阻器的高频特性表现越明显。 频率越高，电阻器的高频特性表现越明显。
一般地， 一般地， 电阻器的高频特性与制作电阻的材料、 电阻器的高频特性与制作电阻的材料、电阻的 金属膜电阻比碳膜电阻的高频特性要好， 金属膜电阻比碳膜电阻的高频特性要好，而碳膜 封装形式和尺寸大小有密切关系。 封装形式和尺寸大小有密切关系。 电阻比线绕电阻的高频特性要好; 电阻比线绕电阻的高频特性要好 表面贴装(SMD)电阻比普通电阻的高频特性要好 电阻比普通电阻的高频特性要好; 表面贴装 电阻比普通电阻的高频特性要好 小尺寸的电阻比大尺寸电阻的高频特性要好。 小尺寸的电阻比大尺寸电阻的高频特性要好。
(d)谐振阻抗 谐振阻抗
L ρ R0 = = = Qω0 L = Q / ω0C Cr r
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1 ρ Q= = = r ω0Cr r R0 Q= = R0ω 0 C ω0 L
ω0 L
第2章 高频电路基础
并联回路谐振时的电流、 并联回路谐振时的电流、电压关系 回路谐振时的电流
的电流是感性电流，它落后于回路两端电压90° ①流过 L 的电流是感性电流，它落后于回路两端电压 °。 的电流是容性电流，超前于回路两端电压90° ②流过 C 的电流是容性电流，超前于回路两端电压 °。 流过R 的电流与回路电压同相。 ③流过 0的电流与回路电压同相。
并联阻抗： 并联阻抗： ( r + j ω L )
1
≈
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第2章 高频电路基础
（1）并联谐振回路 ） 并联阻抗： 并联阻抗： Z (a)谐振频率 谐振频率
P
≈
L
C
1 r + j(ωL − ) ωC
∴ω0 =
1 LC
f0 =
1 2π LC
(b)特性阻抗 特性阻抗
1 L = ρ = ω0 L = ω0C C
等效电路
并联阻抗： 并联阻抗： 谐振阻抗： 谐振阻抗：
Z
P
≈
L
C
L Zp = = R0 Cr
1 r + j (ωL − ) ωC
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第2章 高频电路基础 (a)谐振频率 谐振频率 (b)特性阻抗 特性阻抗 (c)品质因数 品质因数 用 r 表示 用 R0表示
1 L = ρ =ω0L = ω0C C
高频等效电路： 高频等效电路：
电感线圈的损耗：在高频电路中是不能忽略的。 电感线圈的损耗：在高频电路中是不能忽略的。 分布电容的影响：在分析一般的长、 分布电容的影响：在分析一般的长、中、短波频段 电路时，通常可以忽略。 电路时，通常可以忽略。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
3、高频电感 、
如果到了微波波段，电容中的损耗就必须加以考虑。 如果到了微波波段，电容中的损耗就必须加以考虑。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
电容器
2、高频电容 、
阻 抗
f
频
电容器
频 电容器 电容器 的电容 的电容 电
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f f
<f >f
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
3、高频电感 、 主要用作谐振元件、滤波元件和阻隔元件（ 主要用作谐振元件、滤波元件和阻隔元件（称 谐振元件 为射频扼流圈 RFC）。 ）。
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第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
高频电路中的基本电路主要有： 高频电路中的基本电路主要有：
高频振荡(谐振 回路 高频振荡 谐振)回路 谐振 高频变压器 谐振器与各种滤波器
完成功能： 完成功能： 信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。 信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。
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第2章 高频电路基础
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第2章 高频电路基础
并联回路谐振时的电流、 并联回路谐振时的电流、电压关系 回路谐振时的电流 谐振时I 、 的关系： 谐振时 L、IC与 I 的关系：
I L = I C = QI
结论： 结论：通过电感线圈的电流 IL 或电容器的电流 IC 大得多。 比外部电流 I 大得多。
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第2章 高频电路基础
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
二、高频电路中的有源器件 主要是： 主要是：
二极管 晶体管 集成电路
完成信号的放大、非线性变换等功能。 完成信号的放大、非线性变换等功能。 等功能
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
1、晶体二极管 、 检波、 主要用于检波 调制、解调及混频等非线性变 主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变 换电路中，工作在低电平。 换电路中，工作在低电平。 高频中常用二极管： 高频中常用二极管：
（1）并联谐振回路 ） 分析并联回路在谐振频率附近的阻抗特性： 分析并联回路在谐振频率附近的阻抗特性：
ω ωo 1+ jQ( − ) ωo ω ∆ω ∆f 定义广义失谐量: 定义广义失谐量 ξ = 2Q = 2Q
ω0
1 r + j (ωL − ) ωC 因为 R = L 0 Cr R
Z ≈ P
L
C
=
高频等效电路： 高频等效电路：
如何表示高频电感的损耗性能？ 如何表示高频电感的损耗性能？
Q0 =
ωL
r
品质因数 Q
Q 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
一、高频电路中的元件 1、高频电阻 、
高频等效电路： 高频等效电路：
CR为分布电容，LR为引线电感，R为电阻。 为电阻。 为分布电容， 为引线电感， 为电阻
分布电容和引线电感越小，表明电阻的高频特性越好。 分布电容和引线电感越小，表明电阻的高频特性越好。
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第2章 高频电路基础
并联阻抗： 并联阻抗： Z ≈
P
(a)谐振频率 谐振频率 (b)特性阻抗 特性阻抗
L
C 1 ) ωC
r + j (ωL −
i
1 L = ρ = ω0 L = ω0C C
(c)品质因数 品质因数
谐振条件下，回路储存能量与消耗能量之比。 谐振条件下，回路储存能量与消耗能量之比。
(d)谐振阻抗 谐振阻抗
L Zp = = R0 并联谐振回路的等效电路？ 并联谐振回路的等效电路？ Cr
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ω0ω0 L 1 L ρi2 /ω0C 1 i ω0 L Q = Q= 2 == = Q= 2 = i r r r ω0Cr r i r ω0Cr
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第2章 高频电路基础
并联谐振回路的等效电路
通用型的宽带集成放大器 （1）目前通用型的宽带集成放大器，工作频率可达 ）目前通用型的宽带集成放大器， 一二百兆赫兹，增益可达五六十分贝， 甚至更高。 一二百兆赫兹，增益可达五六十分贝， 甚至更高。 用于高频的晶体管模拟相乘器， 用于高频的晶体管模拟相乘器，工作频率也可达一 百兆赫兹以上。 百兆赫兹以上。 集成锁相环、 （2）专用集成电路 ）专用集成电路(ASIC): 集成锁相环、集成调频 信号解调器、 信号解调器、单片集成接收机以及电视机中的专用 集成电路等。 集成电路等。
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ϕ Z = − arctan ξ
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第2章 高频电路基础
阻抗模值： 阻抗模值：
阻抗特性： 阻抗特性：
ZP =
R0 1+ξ
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阻抗相角： 阻抗相角：
相位特性： 相位特性：
ϕ Z = − arctan ξ
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
2、高频电容 、
高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容。 高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容。 高频等效电路： 高频等效电路：
电感L 为分布电感或(和 极间电感 极间电感。 电感 C为分布电感或 和)极间电感。 电阻R 为极间绝缘电阻， 电阻 C为极间绝缘电阻，它是由于两导体间的介质的非 在高频电路中，电容的损耗可以忽略不计， 在高频电路中，电容的损耗可以忽略不计，但 理想(非完全绝缘 所致 理想 非完全绝缘)所致 非完全绝缘 所致;
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第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
1、简单振荡回路 、 （1）并联谐振回路 ） （2）串联谐振回路 ）
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第2章 高频电路基础
（1）并联谐振回路 ） 谐振特性： 谐振特性：
振荡回路的阻抗在某一特定频率上具 有最大或最小值的特性称为谐振特性。 有最大或最小值的特性称为谐振特性。
jω C Zp = 1 r + jω L + jω C （当 ω L >> r 时） L C 1 r + j (ω L − ) 谐振条件： 谐振条件： ωC 当回路总电抗 X=0 时，回路呈谐振状态
2、晶体三极管与场效应管（FET) 、晶体三极管与场效应管（
高频晶体管有两大类型: 高频晶体管有两大类型
①小信号放大的高频小功率管 小信号放大的高频小功率管 要求：增益高和噪声低 要求：增益高和噪声低;
目前双极型小信号放大管，工作频率可达几千兆赫兹， 目前双极型小信号放大管，工作频率可达几千兆赫兹， 噪声系数为几分贝。 噪声系数为几分贝。 小信号的场效应管也能工作在同样高的频率， 小信号的场效应管也能工作在同样高的频率，且噪声 也能工作在同样高的频率 更低。 更低。
0
f0
Baidu Nhomakorabea
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第2章 高频电路基础
广义失谐量: 广义失谐量
分析： 分析：
ω0 R0 并联阻抗： 并联阻抗： Z ≈ P ω ω0 1 + jQ( − ) ω0 ω
当 阻抗模值： 阻抗模值： 阻抗相角： 阻抗相角：
ξ = 2Q
∆ω
R0 = 1 + jξ
ξ = 0 时，ZP 达最大值：R0 达最大值：
ZP = R0 1+ξ
②高频功率放大管 要求除了增益外，要有较大的输出功率。 要求除了增益外，要有较大的输出功率。
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第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件
3、集成电路（IC) 、集成电路（
用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集 成电路少得多，主要分为通用型和专用型两种。 通用型和专用型两种 成电路少得多，主要分为通用型和专用型两种。