高频电路原理与分析
高频电路原理与分析
射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
5. 调制特性
无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原因就是高频适于天线 辐射和无线传播。 只有当天线的尺寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐 射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能有 效地接收信号。
信号的时间特性要求传输该信号的电路的时间特性（如时间常数）与之相 适应。
2. 频谱特性 对于较复杂的信号（如话音信号、 图像信号等）, 用频谱分析法表示较 为方便。
0 t
图 1 — 2 信号分解离散的频率分量（各分量间成谐频关 系）, 例如图 1 — 3即为图 1 — 2所示信号的频谱图; 对于非周期性信号, 可以用 傅里叶变换的方法分解为连续谱, 信号为连续谱的积分。
（2） 按照通信方式来分类, 主要有（全）双工、 半双工和单工方式。
（3） 按照调制方式的不同来划分, 有调幅、 调频、 调相以及混合调制 等。
（4） 按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信和数字通信, 也可以分为 话音通信、 图像通信、 数据通信和多媒体通信等。
各种不同类型的通信系统, 其系统组成和设备的复杂程度都有很大不同。 但是组成设备的基本电路及其原理都是相同的, 遵从同样的规律。 本书将 以模拟通信为重点来研究这些基本电路, 认识其规律。 这些电路和规律完 全可以推广应用到其它类型的通信系统。
1.2 信号、 频谱与调制
在高频电路中, 我们要处理的无线电信号主要有三种: 基带（消息）信号、 高频载波信号和已调信号。 所谓基带信号, 就是没有进行调制之前的原始信 号, 也称调制信号。
高频电路原理与分析第2章 高频电路基础
(2-11)
Yp
1 rC 1 (2-12) j C G jB Zp L L 这时可以看做一个纯电阻（电导）和LC的并联，当电纳B为0时，发生 谐振，此时的谐振频率为0，谐振时的阻抗为一纯电阻，R0 L .。 rC
16
第2章 高频电路基础
由：B 0 C
(2-10)
15
1
B0.1 99 9.95 B0.7
第2章 高频电路基础
(2)并联谐振电路
等效
图2-7并联谐振电路
▲阻抗特性
Zp ( r j L) / j C 1 r j L j C
L r
L/C 1 1 r j ( L 1 / C ) rC j C L L
1 2 2 0 1 jQ 1 0
第2章 高频电路基础
f 2Q 2Q 0 f0
叫广义失谐量
(2-6)
因此可以得到串联谐振电路的幅频特性和相频特性。
幅频特性为：
I r 1 | || | 2 I0 Zs 1
1 1 2Q 0
▲并联谐振回路的谐振特性
U G0 rC / L U 0 Y p rC / L j (C 1 / L) 1 1 L 1 j r C r 1 1 1 1 0 1 j 2Q 1 j 2Q f 1 j 1 jQ 0 f0 0
(3)由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的等 效电路却如图2 -3（a）所示。 理想电容器的阻抗1/(jωC), 如图2 — 3（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。当频 率大于SRF时，电容呈现出电感特性。
高频电路原理与分析总复习
8
第2章 高频电路基础
（2）并联谐振回路
并联阻抗： Z
(a)谐振频率
P
L
C
1 r j (L ) C
0
1 LC
f0
1 2 LC
(b)特性阻抗
1 L 0 L 0C C
9
第2章 高频电路基础
并联谐振回路的等效电路
等效电路
并联阻抗： P
Z
L
C
谐振阻抗：
1．电流、 电压波形
基极回路电压：
ic I co I c1 cost I cn cosnt
0 时：谐振阻抗R 最大 L
输出电压：
uo uc I c1RL cost Uc cost
集电极电压：
uce Ec uo Ec Uc cost
CH2 高频电路基础
CH2
重点内容如下：
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：
高频振荡(谐振)回路
高频变压器 谐振器与各种滤波器
完成功能：
信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。
4
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，它是构成高频
C
U BZ E B 0.6 (0.5) 0.44 U bm 2.5
得C 63.90 ,查表得：
（C ） 0.232，1 C ） 0.410， （ 0
34
I c 0 ICM（C） 1.8 0.232 0.417( A) 0
I c1m ICM（C） 1.8 0.410 0.738( A) 1
高频电路原理与分析报告
高频电路原理与分析期末复习资料陈皓编10级通信工程2012年12月1.单调谐放大电路中，以LC 并联谐振回路为负载，若谐振频率f 0=10.7MH Z，C Σ= 50pF ，BW 0.7=150kH Z ，求回路的电感L 和Q e 。
如将通频带展宽为300kH Z ，应在回路两端并接一个多大的电阻？解：（1）求L 和Q e（H ）= 4.43μH（2）电阻并联前回路的总电导为47.1（μS ）电阻并联后的总电导为94.2（μS ）因故并接的电阻为2.图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C 的变化范围为 12～260pF ，Ct 为微调电容，要求此回路的调谐范围为 535～1605 kHz ，求回路电感L 和C t 的值，并要求C 的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。
题2图12min 12max ,1122(1210)1122(26010)33根据已知条件，可以得出：回路总电容为因此可以得到以下方程组16051053510t t t C C C LC L C LC L C ππππ∑--=+⎧⨯==⎪⨯+⎪⎨⎪⨯==⎪⨯+⎩3.在三级相同的单调谐放大器中，中心频率为465kH Z，每个回路的Q e=40，试问总的通频带等于多少？如果要使总的通频带为10kH Z ，则允许最大的Q e 为多少？ 解：（1）总的通频带为103465210.51 5.928()40e z ef Q kH Q =-≈⨯= （2）每个回路允许最大的Q e 为103465210.5123.710e ef Q Q =-≈⨯=1212121212121232260102601091210121082601091210260108101981253510260190.3175-1261605，535（）（）10103149423435ttt tt t C C C C C C pF L mH π-------⨯+⨯+==⨯+⨯+=⨯-⨯⨯-=⨯==⨯⨯+⨯=≈4.图示为一电容抽头的并联振荡回路。
高频电路原理与分析 第六版第2章
频率越高，电阻器的高频特性表现越明显。在实际使用 时，要尽量减小电阻器高频特性的影响，使之表现为纯电阻。
图 2-1 电阻的高频等效电路
2. 电容器 由介质隔开的两导体即构成电容。作为电路元件的电
容器一般只考虑其电容量值(标称值)，在理论上也只按电容 量来处理。但实际上一个电容器的等效电路却如图2-2(a)所 示。其中，电阻RC为极间绝缘电阻，它是由于两导体间的 介质的非理想(非完全绝缘)所致，通常用损耗角δ或品质因 数QC来表示; 电感LC为分布电感或(和)极间电感，小容量电 容器的引线电感也是其重要组成部分。
趋肤效应是指当频率升高时，电流只集中在导体的表面， 导致有效导电面积减小，交流电阻可能远大于直流电阻，从而 使导体损耗增加，电路性能恶化。辐射效应是指信号泄漏到空 间中，这就使得信号源或要传输的信号能量不能全部输送到负 载上，产生能量损失和电磁干扰。辐射效应还会引起一些耦合 效应，使得高频电路的设计、制作、调试和测量等都非常困难。
第2章 高频电路基础与系统问题
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 电子噪声与接收灵敏度 2.5 非线性失真与动太范围 2.6 高频电路的电磁兼容 思考题与习题
由上一章的介绍可知，各种无线电设备都包含有处理高频信 号的功能电路，如高频放大器、振荡器、调制与解调器等。虽然 这些电路的工作原理和实际电路都有各自的特点，但是它们之间 也有一些共同之处。这些共同之处就是高频电路的基础，主要包 括高频电路的基本元器件和基本组件等。各种高频电路基本上是 由无源元件、有源器件和高频基本组件等组成的，而这些元器件 和基本组件绝大部分是相同的，它们与用于低频电路的基本元器 件没有本质上的差异，主要需要注意这些元器件在高频运用时的 特殊性，当然也有一些高频电路所特有的器件。在高频多个单元 电路中常用的两个重要功能是选频滤波与阻抗变换，振荡回路、 石英谐振器与集中选频滤波器等组件都具有这两个功能，高频变 压器、传输线变压器及阻抗匹配器则具有较好的阻抗变换能力。
高频电路原理与分析(曾兴雯)课后习题答案
高频电路原理与分析第五版课后习题答案曾兴雯刘乃安陈健付卫红编[日期]NEUQ西安电子科技大学出版社第一章 绪论1－1 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。
答：上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。
发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。
低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。
接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。
由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。
1－2 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？ 答：高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。
采用高频信号的原因主要是： （1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。
1－3 无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？ 答：因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的音频放大器调制器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器话筒本地振荡器扬声器变频器信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。
调制方式有模拟调调制和数字调制。
在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参数。
在调幅方式中，AM 普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB ）、单边带调幅（SSB ）、残留单边带调幅（VSSB ）；在调频方式中，有调频（FM ）和调相（PM ）。
高频电路原理与分析(第六版)曾兴雯章 (3)
第3章 高频谐振放大器
源 I表S 示， Y是S 电流源的内导纳，负载导为 ，YL 它
包括谐振回路的导纳和负载电阻RＬ的等效导纳。忽略管子 内部的反馈，即令Yre =0， 由图3-3可得
Ib IS YSUb
(3-6a)
Ic YLUc
(3-6b)
根据式(3-5)、 ()可以得出高频小信号放大器的主要性
能指标。
第3章 高频谐振放大器 图 3-3 图3-1高频小信号放大器的高频等效电路
第3章 高频谐振放大器
对高频小信号放大器的主要要求是: (1) 增益要高，也就是放大量要大。例如，用于各种接 收机中的中频放大器，其电压放大倍数可达104～105，即电 压增益为80～100 dB， 通常要靠多级放大器才能实现。 (2) 频率选择性要好。选择性就是描述选择所需信号和 抑制无用信号的能力，这是靠选频电路完成的，放大器的频 带宽度和矩形系数是衡量选择性的两个重要参数。
第3章 高频谐振放大器
(1) 电压放大倍数K
第3章 高频谐振放大器
第3章 高频谐振放大器
3.1 高频小信号放大器 3.2 高频功率放大器的原理和特性3.3 高频功率放大器的高频效应 3.4 高频功率放大器的实际线路 3.5 高效功放与功率合成 3.6 高频集成功率放大器简介 思考题与习题
第3章 高频谐振放大器
高频谐振放大器广泛应用于通信系统和其它电子系统中。 如在发射设备中，为了有效地使信号通过信道传送到接收端， 需要根据传送距离等因素来确定发射设备的发射功率，这就 要用高频谐振功率放大器将信号放大到所需的发射功率。在 接收设备中，从天线上感应的信号是非常微弱的，一般在微 伏级，要将传输的信号恢复出来，需要将信号放大，这就需 要用高频小信号谐振放大器来完成。本章主要介绍高频小信 号谐振放大器和高频谐振功率放大器。
高频电路原理与分析(第四版)课后习题答案
石英晶体有以下几个特点
1.晶体的谐振频率只与晶片的材料、尺寸、切割方式、几何形状等有关，温度系数非常小，因此受外界温度影响很小
2.具有很高的品质因数
3.具有非常小的接入系数，因此手外部电路的影响很小。
4.在工作频率附近有很大的等效电感，阻抗变化率大，因此谐振阻抗很大
5.构成震荡器非常方便，而且由于上述特点，会使频率非常稳定。
第一章绪论
1－1画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。
答：
上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。
低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。
1－2无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？
答：
高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。采用高频信号的原因主要是：
（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；
（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。
（3）选用fT比较高的晶体管
（4）选用温度特性比较好的晶体管，或通过电路和其他措施，达到温度的自动补偿。
高频电路原理与分析
高频电路原理与分析
高频电路原理与分析是研究电路在高频信号下的特性和行为的学科领域。
在高频电路中，频率通常在百万至数十亿赫兹之间，因此电路的特性与低频电路有所不同。
在高频电路中，传输线上的传输特性变得非常重要。
传输线起源于电源，传输信号通过线路中的传导和辐射效应来传输。
传输线的阻抗、电容和电感等参数会对信号的传输和反射产生影响，因此需要详细进行分析和计算。
另一个重要的高频电路元件是电容。
在高频下，电容的等效电阻通常比较小，电容分布及与其他元件的耦合效应需要被考虑。
电感元件在高频电路中也起到重要的作用，它们可以提供滤波和频率选择的功能。
在高频电路分析中，频率响应是一个重要的指标。
频率响应可以通过幅频特性和相频特性来表示，用于分析电路对不同频率的响应情况。
幅频特性描述了信号在不同频率下的衰减和放大情况，相频特性描述了信号在通过电路时相位变化的情况。
由于高频电路中信号的频率很高，信号的传输和响应速度也很快。
因此，电路中的传输延迟、功率损耗和噪声等问题需要进行仔细分析和设计。
总之，高频电路原理与分析是一门深入研究电路在高频信号下行为的学科，涉及到传输线、电容、电感等元件的特性分析，
频率响应的计算与分析等内容。
这些知识对于设计和优化高频电路都具有重要意义。
《高频电路原理与分析》实验报告
高频电路原理与分析
实验报告
专业电子信息科学与技术
班级20 级电子二班
学号
姓名
同组人
实验名称混频器实验、中频放大器实验
20xx年6 月8 日
目录
一、实验目的 (1)
二、原理说明 (1)
三、实验设备 (1)
四、实验内容 (2)
五、实验注意事项 (2)
六、实验心得及体会 (2)
一、实验目的
1.了解三极管混频器和集成混频器的基本工作原理，掌握用MC1496来实现混频的方法。
2.了解混频器的寄生干扰。
3.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；
4.了解中频放大器的作用、要求及工作原理；
5.掌握中频放大器的测试方法。
二、实验设备
集成乘法器混频模块、集体三极管混频模块、LC振荡器与集体振荡器模块、试验箱、电源、中频放大器模块。
三、实验内容
1.中频频率观测
（1）晶体三极管混频器
当改变高频信号源频率时，输出中频5TP03波形变化为先增大后减小。
（2）集成乘法器混频器
当改变高频信号源的频率时，输出中频9TP04的波形变化为先增大后减小。
2中频放大器输入输出波形观察及放大倍数测量
调整7W02,使中放输出幅度最大且不失真，记下此时的幅度大小为4.52V，然后测量中放此时的输入幅度，即可计算出中放的电压放大倍数。
电压放大倍数计算得w=4.52/0.15=30.1。
实验图如下：。
高频电路原理与分析课后答案
高频电路原理与分析课后答案1. 高频电路原理与分析课后答案1.1 天线理论与设计1. 解析1:a.根据阻抗匹配的原理，为了使输入阻抗和输出阻抗匹配，应该选择与传输线特性阻抗相等的阻抗。
所以，传输线的特性阻抗应该为70 Ω。
b.由于50 Ω的传输线与70 Ω的传输线阻抗不匹配，会导致信号的反射。
为了减小信号反射，应该在两条传输线之间使用阻抗匹配网络。
2. 解析2:a.在阻抗为50 Ω的传输线上，可以利用阻抗变换器将阻抗变换为70 Ω。
阻抗变换器可以使用L型和T型阻抗变换电路进行设计。
b.在阻抗为70 Ω的传输线上，可以直接连接到负载。
1.2 放大器设计1. 解析1:a.增益-带宽积（Gain-Bandwidth Product，GBW）是放大器在特定增益下的工作带宽。
GBW的计算公式为：GBW = 增益 ×带宽。
b.带宽指的是放大器能够正常工作的频率范围。
带宽越大，放大器能够处理的频率范围也就越广。
2. 解析2:a.为了提高放大器的频率响应，可以采用多级放大器的结构。
多级放大器可以提高总体的增益，并且使得带宽更宽。
b.使用电容耦合来连接各级放大器可以实现不同级之间的匹配，同时还可以阻隔直流偏置。
1.3 混频器理论与设计1. 解析1:a.混频器是一种用来将两个不同频率信号进行混合的电路。
混频器的输入包括一个本地振荡器信号和一个射频信号，输出为信号频率的和与差。
b.混频器的原理是利用非线性元件的非线性特性，将两个信号进行数学运算，得到新的频率成分。
2. 解析2:a.混频器的输出频率可以通过计算射频信号频率与本地振荡器的频率之差获得。
b.混频器的选择应该根据应用的频率范围和要求来确定。
常用的混频器包括平衡混频器、非平衡混频器和集成混频器等。
1.4 射频滤波器设计1. 解析1:a.射频滤波器是一种用于滤除特定频率范围的电子设备。
不同的射频滤波器有不同的频率响应特性，如带通滤波器、带阻滤波器和陷波滤波器等。
高频电路原理与分析
高频电路原理与分析高频电路是指工作频率在几十千赫至数百兆赫之间的电路，它在现代通信、雷达、无线电、微波等领域有着广泛的应用。
高频电路的设计和分析需要深入理解其原理和特性，本文将从高频电路的基本原理入手，对其进行深入的分析和探讨。
首先，高频电路的特点是频率高、波长短，因此电路中的电感、电容等元件的特性会有所不同。
在高频电路中，电感的自感和互感会对电路的性能产生显著影响，因此需要对电感的特性进行深入的分析。
同时，高频电路中的电容也需要特别注意，因为电容在高频下会产生电感和电阻，这些特性会对电路的稳定性和性能产生影响。
其次，对于高频电路的分析，需要考虑传输线理论的应用。
传输线在高频电路中起着至关重要的作用，它可以有效地传输高频信号，并且能够减小信号的衰减和失真。
因此，对传输线的特性和参数进行准确的分析，对于设计高频电路至关重要。
另外，高频电路中的放大器设计也是一个重要的方面。
在高频电路中，放大器的设计需要考虑到频率响应、噪声系数、稳定性等因素，因此对于放大器的分析和设计是高频电路中的关键问题之一。
在高频电路中，滤波器的设计也是一个重要的方面。
滤波器可以对信号进行频率的选择性处理，因此在高频电路的设计中，滤波器的选择和设计需要特别注意。
最后，对于高频电路的分析和设计，需要充分考虑电路中的各种非线性效应。
在高频电路中，非线性效应会对电路的性能产生显著影响，因此需要对非线性效应进行深入的分析和研究。
综上所述，高频电路的原理与分析涉及到电感、电容、传输线、放大器、滤波器、非线性效应等多个方面，需要系统地进行深入研究和分析。
只有深入理解高频电路的原理和特性，才能够设计出稳定性能优异的高频电路。
希望本文对高频电路的原理与分析能够给读者带来一些帮助，谢谢！（字数，701）。
《高频电路原理与分析(曾兴雯_第四版)》课件3-4
VT
VT
LB LB
UBB
LB U BB
+
Re -
CE
RB
CB
ube
Eb' Eb
Ub
t
ib
t
ic
icmax
t
ub=Ub cosω t ube=Eb+Ub cosω t
ic=Ic0+Ic1cosωt+Ic2cos2ωt+… +Icn cosnωt+… uo=uc=Ic1RL cosωt=Uc cosωt uce=Ec－uo=Ec－Uc cosωt
3.4.1
直流馈电线路
根据直流电源连接方式的不同，可分为： 串联馈电线路：直流电源、匹配网络和晶体管三者形成串 联连接的方式。 并联馈电线路：直流电源、匹配网络和晶体管三者形成并 联连接的方式。
串联馈电
并联馈电
1．集电极馈电电路：
（1） 集电极馈电电路的组成原则：
① i c 的直流分量 I CO 除晶体 管的内阻外，应予以短路， 以保证 E C 全部加在集电极 上，避免管外电路消耗电源 功率，即 PD I CO E C
复习
1、集电极电压利用系数的定义。 2、波形系数的定义。 3、什么是高频功放的动特性？ 4、高频功放有哪几种工作状态？
5、在哪种工作状态下输出功率最大？为什么？
主要内容
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 高频小信号放大器 高频功率放大器的原理和特性 高频功率放大器的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高效功放与功率合成 高频集成功率放大器简介
0r 0 C
2-5
一个5MHz的基频石英晶体谐振器，C0=6pF,
高频电原理
高频电原理高频电原理是指在高频电路中所涉及的电磁场理论、高频电路特性、高频电磁波传播等相关原理。
在现代电子技术中，高频电原理是一个非常重要的领域，它涉及到无线通信、雷达、微波炉、医学成像等诸多领域。
本文将从高频电路的基本原理、高频电磁场特性以及高频电磁波传播等方面进行介绍。
首先，高频电路的基本原理是指在高频电路中，电流和电压的变化频率非常高，一般在兆赫兹以上。
由于高频信号的特性，传统的电路理论在高频电路中并不适用，因此需要借助于电磁场理论和传输线理论来进行分析和设计。
高频电路的特点是传输线理论的应用，因此在高频电路设计中，需要考虑传输线的特性和电磁场的耦合效应。
其次，高频电磁场特性是指在高频电路中，电磁场的传播和辐射特性。
在高频电磁场中，电磁波的传播速度非常快，而且会受到传输线、天线、介质等因素的影响。
因此，高频电磁场的特性分析需要考虑电磁波的传播模式、辐射模式以及与传输线、天线等器件的耦合效应。
最后，高频电磁波传播是指在高频电路中，电磁波的传播和接收过程。
在高频电磁波传播中，需要考虑传输线、天线、介质等因素对电磁波的影响，以及电磁波的辐射、接收和解调等过程。
在高频电磁波传播过程中，需要考虑传输线的阻抗匹配、天线的辐射效率、介质的损耗等因素，以保证高频信号的传输质量和稳定性。
综上所述，高频电原理涉及到电磁场理论、高频电路特性、高频电磁波传播等多个方面。
在现代电子技术中，高频电原理的研究和应用对于无线通信、雷达、微波炉、医学成像等领域具有重要意义。
因此，深入理解和掌握高频电原理对于电子工程师和通信工程师来说是非常重要的。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解和应用高频电原理。
高频电路原理
高频电路原理高频电路原理是电子工程领域中的重要内容之一，主要研究高频电路的基本原理、设计方法、分析技巧以及应用等方面。
随着无线通信和雷达技术的发展，高频电路的应用越来越广泛。
本文将从高频电路的基本原理、设计方法和典型应用等方面进行介绍。
高频电路的基本原理高频电路是指频率高于几十千赫兹的电路，其特点是电路元件尺寸小、电路板布局复杂、信号传输速度快等。
因此，高频电路的设计和实现需要掌握一些基本原理。
首先是传输线理论。
高频信号在传输过程中会出现反射、耦合等现象，传输线理论可以用来描述这些现象。
传输线理论主要包括特性阻抗、传输线长度、反射系数、驻波比等概念，掌握这些概念对于高频电路的设计和分析非常重要。
其次是射频放大器的设计。
射频放大器是高频电路中最常见的电路之一，其主要作用是将输入信号放大到一定的电平。
射频放大器的设计需要考虑增益、稳定性、噪声系数等因素。
其中，稳定性是射频放大器设计中最为重要的因素之一，稳定性差的射频放大器会出现自激振荡等问题。
最后是滤波器设计。
滤波器是高频电路中常用的电路之一，其主要作用是将信号中的某些频率成分滤掉或保留下来。
滤波器的设计需要考虑通带、阻带、截止频率等因素。
对于一些需要频率选择的应用，如收音机、电视机等，滤波器的设计尤为重要。
高频电路的设计方法高频电路的设计方法包括仿真和实验两种方法。
仿真是在计算机上对电路进行仿真分析，可以快速得到电路性能参数，但是不同仿真软件对电路性能参数的计算结果可能存在差异。
实验是在实际电路中对电路进行测试，可以得到更加准确的电路性能参数，但需要耗费大量时间和成本。
在高频电路的仿真中，常用的软件有ADS、CST、HFSS等。
这些软件可以进行电磁场仿真、电路仿真、参数优化等。
其中，ADS是一款常用的射频电路仿真软件，它可以进行电路仿真、系统仿真、EM仿真等，被广泛应用于射频电路设计中。
在高频电路的实验中，需要使用一些特殊的测试仪器，如网络分析仪、频谱分析仪、信号源等。
高频电路分析与原理
高频电路是无线通信和射频技术中的重要组成部分。本演示将介绍高频电路 的基本原理、分析方法、主要特点以及应用领域等内容。
高频电路的定义
高频电路是指工作频率在几百千赫至几百兆赫的电子电路，用于处理和传输 高频信号。
高频电路的基本原理
1
阻抗匹配
保证信号在电路中的最大功率传输。
2
反射与功率分配
分析电路中的反射现象，设计合适的功率分配网络。
3
谐振与频率选择
利用谐振器和滤波器实现频率选择和信号放大。
高频电路的分析方法
通过建立等效模型、使用网络参数和稳态分析等方法，对高频电路的特性进 行分析和优化。
高频电路的主要特点
传输线效应
电缆和导线发生纵波和横波传输，影响信号 的传输延迟和幅度。
非线性特性
分析电路的稳定性，进行优化以防止震荡 和不稳定现象。
设计高效率功率放大器以实现信号的最大 增益和能量传输。
高频电路常见问题及解决方法
1
干扰与抗干扰设计
分析和解决高频电路中常见的干扰问题，提高系统抗干扰能力。
2
温度与热管理
高频电路工作时会产生热量，需要进行有效的散热设计和温度控制。
3
保密性与安全性
防止信号泄露和非法入侵，确保高频电路的保密性与安全性。
比低频电路更容易受到非线性效应的影响， 需要特殊处理。
射频功率损耗
高频信号在电路中会发生各种损耗产生电磁辐射干扰，需要采取屏 蔽和滤波措施。
高频电路的应用领域
无线通信
用于手机、卫星通信等无线通信系统的基带和 射频电路。
雷达系统
用于飞机、车辆和导航系统中的信号处理和控 制电路。
医学影像
高频射频电路在核磁共振、超声成像等医学影 像设备中起关键作用。
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《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
(1)按照频率来划分,有高频集成电路、甚高频集成 电路和微波集成电路（MIC）等几种。 (2)与普通集成电路一样,高频集成电路可分为单片 高 频 集 成 电 路 （ MHIC ） 和 混 合 高 频 集 成 电 路 （HHIC）。 (3)从功能或用途上来分,高频集成电路有高频通用 集成电路和高频专用集成电路（HFASIC）两种。
《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
9.2 高频集成电路 高频集成电路
9.2.1 高频单元集成电路 这里的高频单元集成电路,指的是完成某一单一功 能的高频集成电路,如集成的高频放大器（低噪声放大 器、宽带高频放大器、高频功率放大器）、高频集成 乘法器（可用做混频器、调制解调器等）、高频混频 器、高频集成振荡器等,其功能和性能通常具有一定的 通用性。
～
÷40
32 IF OUT 31 VCC2 30 GND 29 GAIN CONTROL 28 VCC3 27 GND 26 GND 25 GND
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 CLK C2A C2B C1 CA CB VCC4 GND DCX0 GND OUT GND GND
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第9章 高频电路的集成化与EDA
表9―2 nRF401的主要电气性能
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第9章 高频电路的集成化与EDA
Dout TxEN CS DIN PWK-UP
10 19 12 9 18
DEM
BPF
LNA
16 15
天线1 天线2
OSC 20
PLL 4 5
《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
B C p
＋
E n
＋
B p
＋
C
p＋ n＋ GaAs
p n－GaAs n＋GaAs v
p＋ n＋ GaAs
图9―3 GaAsHBT结构 《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
硅锗技术的主要优点是工艺简单、低功耗、 低成本、一致性好,频率特性介于传统硅器件和砷 化钾器件之间。一种典型的SiGeHBT的电特性参 数示于表9―1中。
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第9章 高频电路的集成化与EDA
9.1.2 高频电路的集成化技术 纷繁众多的高频集成电路,其实现方法和集成工艺 除薄/厚膜技术等混合技术外,通常有以下几种: 1．传统硅（Si）技术 1958年美国得克萨斯仪器公司（TI）和仙童公司 研制成功第一批集成电路,接着在1959年发明了制造硅 平面晶体管的“平面工艺”,利用半导体平面工艺在硅 片内制作元器件,并按电路要求在硅片表面制作互连导 体,从而制成高密度平面化的集成电路,完善了集成电路 的生产工艺。
图9―7 MRFIC1502内部框图 《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
9.2.3高频系统集成电路 高频系统集成电路主要是各种高频发射机、高频 接收机和高频收发信机集成电路。例如nRF401就是最 新推出的单片无线收发芯片,该芯片集成了高频发射、 高频接收、PLL合成、FSK调制、FSK解调、多频道切 换等功能,具有性能优异、外围元件少、功耗低、使用 , 方便等特点,可广泛应用于无线数据传输系统的产品设 计中。
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第9章 高频电路的集成化与EDA
GND GND GND GND TO FROM BPF BPF GND GND GND GND RFIN VCC1 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 GND 1 TQFP-48 VCO VT 2 GND 3 VCC5 4 GND 5 VCO CE 6 GND 7 SF CAP1 8 GND 9 SF CAP2 10 GND 11 GND 12 环路 滤波器 鉴相器 ÷2 有源 滤波器 36 GND 35 38 MHz TRAP 34 38 MHz TRAP 33 BYPASS CAP VCO
源极 n＋GaAs N型GaAs
栅极 “沟道” 半导体 GaAs 衬底
漏极
图9―1 砷化钾MESFET的结构 《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
首次出现于1980年的高电子迁移率晶体管（HEMT） 可以最大限度地利用砷化钾的高电子迁移率的特性。耗 尽型的HEMT场效应管是在半绝缘的GaAs衬底上连续生 长不掺杂或轻掺杂的GaAs、掺硅的n型AlxGa1-xAs层和掺 硅的n型GaAs层,在AlxGa1-xAs层内形成耗尽层。再利用 AlGaAs和GaAs电子亲和力之差,在未掺杂的GaAs的表面 之下形成二次电子气层,如图9-2所示
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第9章 高频电路的集成化与EDA
LQIP
RFHI RFLO
BPF
MIOP
IFHI BPF
VMID IFOP BPF 或LPF VQFO
LPF
IOUT FDIN
DMIP
FLTR LPF QOUT GAIN/ RSSI
电源偏置 产生
VMID
IFLO AGC检测
YPS1 YPS2 PRUP
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第9章 高频电路的集成化与EDA 表9―1 典型的SiGeHBT的电特性参数
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第9章 高频电路的集成化与EDA
9.1.3高频集成电路的发展趋势 1.高集成度（更细工艺） 集成电路发展的核心是集成度的提高。 集成度的提高依赖于工艺技术的提高和新的制造方 法。21世纪的IC将冲破来自工艺技术和物理因素等方 面的限制继续高速发展,可以概括为: 1）（超）微细加工工艺 超微细加工的关键是形成图形的曝光方式和光刻 方法。
偏置 产生 COM1 COM2
PTAT 电压
GREF
图9―6 AD607的内部功能框图 《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
MRFIC1502是一个用于GPS接收机的下变换器,内 部不仅集成有混频器（MIXER）,而且还集成有压控振 荡器（VCO）、分频器、锁相环和环路滤波器,如图 9―7所示。MRFIC1502具有65dB的变换增益,功能强 大,应用方便。
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RSSI缓 冲输出 13 RSSI 输出 12 限幅器 输出 10
去耦 15
16 输入 1 三级放大器 解调器
9 正 交 线 圈
输入
8
2 去耦
4 5 平衡输出
7 限幅器输出
图9―4 MC13155的内部框图 《高频电路原理与分析》
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图9―5 AD607的引脚图 《高频电路原理与分析》
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AD607的内部功能框图如图9―6所示。它包含了 一个可变增益UHF混频器和线性四级IF放大器,可提供 的电压控制增益范围大于90dB。混频级后是双解调器, 各包含一个乘法器,后接一个双极点2MHz的低通滤波 器,由一锁相环路驱动,该锁相环路同时提供同相和正交 时钟。
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2．砷化钾（GaAs）技术 以砷化钾材料替代硅材料形成的砷化钾技术主要 用在微波电路中。砷化钾集成电路自1974年由HP公司 首创以来,也都一直用在微波系统中。作为无线通信用 高频模拟集成电路的选择,砷化钾器件也只是近几年的 事情。
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AD607为一种3V低功耗的接收机中频子系统芯片, 它带有自动增益控制（AGC）的接收信号强度指示功 能,可广泛应用于GSM、CDMA、TDMA和TETRA等通 信系统的接收机、卫星终端和便携式通信设备中。 AD607的引脚如图9―5所示。它提供了实现完整 的低功耗、单变频接收机或双变频接收机所需的大部 分电路,其输入频率最大为500MHz,中频输入为400kHz 到12MHz。
第9章 高频电路的集成化与EDA
砷化钾MESFET的结构如图9―1所示,它是在一块 半绝缘的砷化钾衬底上用外延法生长一层N型砷化钾层, 在其两端分别引出源极和漏极,在两者之间引出栅极。 对于砷化钾MESFET,栅长是一个决定最大工作频率 （fmax）的关键参数。
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第9章 高频电路的集成化与EDA
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FDIK COM1 PRUP LQIP RFLO RFHI GREF MXOP VMID IFHI
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
YPS1 FLTR IБайду номын сангаасUT QOUT YPS2 DMIP IFOP COM2 GAIN/RSSI IFLO
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9.2.2 高频组合集成电路 高频组合集成电路是集成了某几个高频单元集成 电路和其它电路而完成某种特定功能的集成电路。比 如MC13155是一种宽带调频中频集成电路,它是为卫星 电视、宽带数据和模拟调频应用而设计的调频解调器, 具 有 很 高 的 中 频 增 益 （ 典 型 值 为 46dB 功 率 增 益）,12MHz的视频/基带解调器,同时具有接收信号 强 度 指 示 （ RSSI ） 功 能 （ 动 态 范 围 约 35dB ） 。 MC13155的内部框图如图9―4所示。
第9章 高频电路的集成化与EDA
第9章 高频电路的集成化与 章 高频电路的集成化与EDA
9.1 高频电路的集成化 9.2 高频集成电路 9.3 高频电路 高频电路EDA
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