第二章高频电路基础

φz
3.14/2
Q2
No Image
感性
No Image
Q1
No Image
Q1>Q2
容性
No Image
ω
No
Image
NoBiblioteka BaiduImage
ω或 B
ω
图2-4（c）阻抗特性
图2-4（d）辐角特性
回路带宽
3dB通频带（半功率点通频带）定义为阻抗幅频特性下
降为谐振值（中心频率 f 0 处）的 1 2 时对应的频率范围，
专用型：集成锁相环，集成调频信号解调器，单片 集成接收机以及电视机中的专用集成电路等。
第二节 高频电路中的组件
无源组件：高频振荡回路、变压器、谐振器与滤波等， 完成信号的传输、频率选择和阻抗变换等功能。
其它组件：平衡调制器、正交调制器、移相器、匹配 器、衰减器、分配器与合路器、定向耦合器、隔离 器、双工器等。
0
1
1 Q1
LC1Q2
1 LC
(Q0L 1 ) r 0Cr
回路在谐振时的阻抗 R 0 最大，为：
R0 CLrQ0LQ 0C
第二节 高频电路中的组件
由于有
R0 CLrQ0LQ 0C
得到：r 0 时 R0 ，图2-4（a）的并联谐振回
路可用图2-4（b）所示的等效电路来表示。
L C
r
图2-4（a）并联谐振回路
一步简化为：
Z p
1
R 0 2
jQ
R 0
1 j
0
(0)
根据
Z p
1
R 0
jQ2
R 0
1 j
可画出归一化的并联谐振阻
0
抗特性和辐角特性（P17）
ZP
RO
12
(1
j)
arctZ an
Zp/Ro
1 No Image
No Image
0.707
Q1>Q2
No Image
Q1 No
Image No
Q2 Image
第二章 高频电路基础
1.高频电路中的元器件 (重点) 2.高频电路中的组件(重点) 3.电子噪声及其特性(了解) 4.噪声系数和噪声温度(了解) 5.非线性失真(了解)
作业：2-1、2-3、2-4、2-5
第一节 高频电路中的元器件
一、高频电路中的元件 高频元件包括：电阻，电容，电感。 注意：高频元件在使用时要注意他们的高频 特性及各自的等效电路。
L
损耗电阻，通常很小，可以
C
忽略，C为电容。
r
并联谐振回路
第二节 高频电路中的组件
► 并联谐振回路的计算
并联阻抗 Z P ：当信号角频率为ω时
L
r jL 1
Zp
r
jL
jC
1
jC
C
r
谐振时，感抗等于容抗，回路为纯电阻，ZP为纯电阻， 分母和分子中的虚数部分必相抵消，则可推知。
并联谐振频率 0 ：令 Z P 的虚部为零，求解可得：
幅频特性
0
1 LC
0
0
2
辐角特性（相频特性）
Z sr(1j)
串并联谐振总结：
1、串联谐振阻抗最小，回路电流最大，可在回路的 电容或电感元件上取得比输入电压大得多的电压，串 联谐振又叫电压谐振。
也称回路带宽，通常用 或 B0.707 B3dB 来表示。
回路
带宽的计算——令 Zp R0 等于 1 2 ，则可推得 = 1，从
而可得3dB带宽为 ：
B0.707 2f
f0 Q
定义矩形系数：
Z
R0
0.707R
B0.707
K 0.1
B0.1 B0.707
越接近于1 ，则 越接近于矩形，
0.1R
0
越好
B 0.1
1、高频振荡回路
高频振荡回路包括并联谐振回路和串联谐振回路。
振荡回路的谐振特性：
简单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，这个特定频率称为谐 振频率。
第二节 高频电路中的组件
电感、电容所组成的电路中，电抗为0时，电路达到谐 振。
（1）并联谐振回路（P16）
简单并联谐振回路电路 所示，L为电感线圈，r是其
► （2）串联谐振回路 (p13)
串联谐振回路是与并联谐振回路对偶的电路，其电路
组成、电抗特性、幅频特性和辐角特性（相频特性）如图
所示。
I U/Zs r
1
1
IO U/r Zs
L 1 1j
1j C
I I
0
Q1>Q2
X
r
容性 感性
Q2
2
arc taZn
Q1 O
0
0
电路组成 电抗特性
串联谐振角频率为:
C
R0
L
图2-4（b）并联谐振回路等 效电路
在高Q 条件下，有：
r jL 1
Zp
r
jL
jC 1
jC
r 1
r
L C jL
1 j C
1
L
Cr jL r
1 j Cr
L
L
1
Cr Q0 0
j
jQ0 0
1
Cr
jQ
0
0
(Q0
1
0C
0L)
rr
L
C
r
并联谐振回路
并联回路通常用于窄带系统，此时 与 0 相差不大，因此，Z p 可进
b) 变容二极管 应用：调谐、振荡、混频、倍频等要 用到控频的地方。
C)PIN二极管 PN结中间增加了一层本征（I）（纯 净）半导体，具有较强的正向电荷储存能力。主要 特性是高频等效电阻受正向直流的控制，是一电可 调电阻，用于开关、限幅、电调衰减和移相电路中。 2）晶体管与场效应管（FET） 高频小功率管----小信号放大 高频大功率管----功率放大 频率高达几十千兆，功率高达十几瓦至上百瓦 3）集成电路 通用型：宽带集成放大，100~200MHz，达６０dＢ 以上；高频模拟乘法器
f>SRF时，电容器等效为一个电感。 （f升-z升）
与电容器类似，高频电感器也具有自身谐振频率SRF。 是并联谐振。 SRF=
►
相角
阻抗
阻抗与相角
O
频率 f
理想电容器的阻抗特性
阻抗
o
频率f
高频电感器也具有自身谐振频
第一节 高频电路中的元器件
►品质因数Q
品质因数Q定义为高频电感的感抗与其串联损耗 电阻之比。 （或电容的容抗与其并联损耗电阻之 比。 ） Q值越高，表明该电感（电容）的储能作用 越强，损耗越小。
电阻:有引线电感和分布电容，且频率越高，L 和C越大。
电容:有极间绝缘电阻、分布电感和极间电感。 电感：有分布电容和交、直流电阻。
第一节 高频电路中的元器件
► 自身谐振频率SRF（Self Resonant Frequency），高 频电容等效电路中是串联谐振。SRF=
f<SRF时，电容器呈正常的电容特性。（f升-z降）
Q值的计算：
QL 1 r Cr
第一节 高频电路中的元器件
P11
►二、高频电路中的器件
► 高频电路中的器件主要是二极管、晶体管和集成电 路（IC），完成信号的放大、非线性变换等功能。
1)二极管
a)非线性变换二极管 主要用于调制、检波、解调及 混频，工作于低电平，极间电容小、工作频率高。
用点接触型锗材料管多（2AP），表面势垒式（肖特 基）、快速（f高）