第一章传输线变压器阻抗变换4-4
《高频电子线路》习题解答完整答案
《高频电子线路》习题解答周选昌二○○六年九月第一章：选频网络与阻抗变换1-1电容器等效电路和电感线圈等效电路如图P1-1，已知电感线圈L=585uH ，其品质因数1000=Q ，电容器C=200PF ，Ω=M R C 30，将二者串联组成串联谐振电路，要求谐振频率为KHz f 4650=，试求：串联谐振回路的总电感L 0和总电容C 0 串联谐振回路的总谐振电阻r 0 串联谐振回路的品质因数Q e解： 在L 与L r 组成的支路中有： Ω===1.172000Q Lf Q r L πρ将C R 与C 组成的并联支路转换为C r 与C C 的串联支路后的等效电路如图所示。
则有：17530200====C C CC CR f C R R Q πωρ，利用串并互换原则有Ω=≈+=098.011122C CC C C R Q R Q r C C CC X X Q X C ≈+=2111 即pF C C C 200=≈则串联谐振回路的总电感H L L μ5850==，总电容pF C C C 2000==。
串联谐振回路的总谐振电阻Ω=+=+=198.17098.01.170C L r r r 串联谐振回路的品质因数43.992000===r Lf r Q e πρ1-2 现有一电感线圈L=200μH ，1000=Q 。
将其与一可变电容器C 串联后，接于Us=10mV ，f =794KHz 的信号源上。
调节可变电容器C 使回路谐振时，试求：（1）谐振时C 0及谐振电阻r 0。
（2）回路的谐振电流I 0。
（3）电容器C 两端电压Uc 。
LAB图P1-1LABV解：根据题意画出其电路如图所示。
Ω===102000Q Lf Q r L πρpF LC C LC2001120===∴=ωω 。
谐振时回路电流mA r V I LS10==电容两端的电压V V Q Cr V X I U S L S C C 1100==⋅==ω。
1.4传输线的传输功率、效率与损耗
1.4 传输线的传输功率、效率与损耗传输线传输功率效率与损耗传输功率本节要点传输效率 损耗 功率容量Decibels (dB)作为单位功率值常用分贝来表示，这需要选择一个功率单位作为参考，常用的参考单位有1mW 和1W 。
如果用1mW 作参考，分贝表示为：=)mW (lg 10)dBm (P P 如1mW=0dBm 10mW=10dBm 1W=30dBm 0.1mW=−10dBm如果1W 作参考，分贝表示为：如1W=0dBW10W=10dBW0.1W=−10dBW)W (lg 10)dB (P P =插入损耗1.5 阻抗匹配阻抗匹配具有三种不同的含义，分别是负载阻抗匹配、源阻抗匹配和共轭阻抗匹配。
抗匹配源阻抗匹配和共轭阻抗匹配本节内容三种匹配阻抗匹配的方法与实现1. 三种匹配(impedance matching)入射波射波反射波Z 0Z lZ (1)g负载阻抗匹配：负载阻抗等于传输线的特性阻抗。
此时传输线上只有从信源到负载的入射波，而无反射波。
(2)源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗。
()阻抗内阻等传输线特性阻抗对匹配源来说，它给传输线的入射功率是不随负载变化的，负载有反射时，反射回来的反射波被电源吸收。
E gZ gZ in=Z g* E g负载阻抗匹配Z l =Z 0 Z =Z 信号源阻抗匹配g 0 共轭阻抗匹配Z in =Z g *匹配器1匹配器2*g in ZZ =Z in =Z 02. 阻抗匹配的实现方法隔离器或阻抗匹配衰减器负载匹配的方法：从频率上划分有窄带匹配和宽带匹配；从实现手段上划分有λ/4阻抗变换器法、支节调配法。
(1) λ/4阻抗变换器匹配方法此处接λ/4阻抗变换器lR Z Z 001=Z Z =0in电容性负载Z 0若是l 1λ/401Z Z =电感性负载又如何？Z 0Z 0Z 01ρR x =Z 0/ρZ i n =Z 0(2) 支节调配法(stub tuning)(2)(i)支节调配器是由距离负载的某固定位置上的并联或串联终端短路或开路的传输线（称之为支节）构成的。
射频调制第一章传输线变压器阻抗变换4-4
（4）. 影响传输线变压器频带的因素 ）
低端： 低端：初级线圈电感量 高传输线变压器 的应用 （1）.平衡与不平衡变换 ） 平衡与不平衡变换 匹配条件 Z C = RL
（2）.阻抗变换 ） 阻抗变换
传输线变压器实现阻抗变换特点——特定的变换比 特定的变换比 传输线变压器实现阻抗变换特点 1:4 与 4:1 阻抗变换 : : 结构：一对传输线变压器＋ 结构：一对传输线变压器＋一根短路线 证明： 证明：
低端 影响频带主要因素
L1
高端 C0、R0
2 . 传输线变压器结构与特点
（1）.传输线的概念与应用条件 ） 传输线的概念与应用条件
线长 l 与传输信号的波长 特性阻抗 Z C 行波状态 RL = Z C 输入阻抗 Ri = Z C 无损耗 线长 l <
λ 可比拟
I1
Ri
V1 I2
V2
ZC
λ
8
V1=V2 、I1=I2
RL =
VL V = I L 2I
Vi 2V Rin = = = 4 RL Ii I
匹配条件： 匹配条件： Z C = 匹配条件一般公式
V 1 = 2 RL = RS I 2
Z C = RL ⋅ RS
1.4 集中选频滤波器
高频滤波器分类： 滤波器 滤波器、 高频滤波器分类：LC滤波器、集中选频滤波器 常用集中选频滤波器：陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、 常用集中选频滤波器：陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、声表面波滤波器 集中选频滤波器特点：体积小、重量轻、矩形系数好、 集中选频滤波器特点：体积小、重量轻、矩形系数好、成本低 符号
主要指标（声表面波滤波器） 主要指标（声表面波滤波器）
中心频率
相对带宽
2第一章 选频回路与阻抗变换
第一章
选频回路与阻抗变换
②电压特性。谐振时回路两端的电压最 大，并与信号电流同相。 ③品质因数。回路品质因数描述了回路 的储能与它的耗能之比。定义为
一个由有耗的空心线圈和电容组成 的回路的Q值大约是几十到一、二百。
第一章
选频回路与阻抗变换
④电流特性。谐振时，流过电感I_和电 容C的电流相等，方向相反，且为信号电 流的Q倍，如式(1.2.6)或图1.2.2所示。 这可以理解为，谐振时，电容上的能量 和电感上的能量互相转换，产生振荡， 而信号源的能量仅补充电阻R上的损耗。 谐振时，流过线圈和电容的电流是信号 源电流的Q倍，选择线圈导线时应注意线 径大小以承受电流的容量。
第一章
选频回路与阻抗变换
③矩形系数。令S=1/10，求出输出 电压下降为谐振时的1/10的带宽BW0.1, 则并联谐振回路的矩形系数为:
简单并联谐振回路的矩形系数较大，即说明了它对宽的通频带和高的选 择性这对矛盾不能兼顾。
第一章
选频回路与阻抗变换
参差调谐放大器:采用单调谐回路和双调谐回路组成的 参差调谐放大器的频率特性
第一章
选频回路与阻抗变换
2.串联谐振回路
根据电路中的对偶定理，对偶关系如下:串联并联L-C, C-L,G-r,V-I分别对偶，所以可以直 接将上面的并联谐振回路的特性推广到串联谐 振回路中。
第一章
选频回路与阻抗变换
第一章
选频回路与阻抗变换
1.2.2 选频特性 1.并联谐振回路
并联谐振回路的阻抗或输出电压随输人信 号频率而变化的特性称为回路的选频特性。分 析选频特性，也就是分析不同频率的输人信号 通过回路的能力。写出图1.2.1所示并联谐振回 路的输出电压表达式如下:
第一章
传输线变压器
传输线阻抗变换器又称为传输线变压器，它以传输线绕制在磁芯上而得名。
这种阻抗变换器兼备了集总参数变压器和传输线的优点，因而可以做得体积小、功率容量大、工作频带相当宽(f max：f min>10)。
它除具有阻抗变换作用外，采用适当的连接方式还可以完成平衡一平衡、不平衡一不平衡、平衡一不平衡、不平衡一平衡的转换，在长、中、短波及超短波波段获得了广泛的应用。
基本类型的传输线变压器阻抗变换比为1：N2或N2：1，N为整数。
通常是用一对双线传输线或扭纹的三线传输线绕在一个磁芯上，或是用两对传输线分别绕在两个磁芯上，经过适当的连接得到不同阻抗变换比的平衡或不平衡输出的阻抗变换器，其工作原理基本相同，本节只对典型的传输线变压器进行分析。
一、1：1不平衡一平衡传输线变压器图6—22为1：1不平衡一平衡传输线变压器的结构示意图，它是将一对传输线绕制在一个适当型号的磁芯上而构成。
为改善低频端特性，有时又增加一个平衡绕组，如图中的“5—6”绕组。
图6—23为其原理图。
设传输线特性阻抗为Z C，其输出端接负载阻抗R L，输入端接信号源(E为电动势，R g 为内阻)。
V l、I1和V2、I2分别表示输入和输出端复数电压、电流。
令负载开路时的初级阻抗以Z p(ω)表示，此时，绕组AO’中的电流为称为激磁电流或磁化电流。
在有载的情况下，由于“1—2”和“3—4”是一对紧耦合的平衡传输线，因此，“3—4”线将通过与“1—2”线的耦合从电源获取电流。
若耦合电流为I C，则由传输线方程可得其中，l为传输线长度，β为相位常数。
因为电源输出电流I1，是激磁电流I P，与耦合电流I C之和，故有I C＝I1－I P。
由以上关系式，可以求出V l、I1和V2、I2的方程式为其中上式表明，一个1：1不平衡一平衡传输线变压器的传输矩阵[A]，是由3个子矩阵组成的：第一个是1：1理想变压器的传输矩阵，第二个是阻抗为Z P的四端网络的传输矩阵，第三个是特性阻抗为Z C、长度为l的传输线的传输矩阵。
通信电子线路清华大学出版社课后习题答案
通信电子线路清华大学出版社课后习题答案绪论0-1 什么是载波？什么是调制信号和基带信号？给出调制的定义。
解：由振荡电路输出的、其频率可保证天线的长度大大下降到实际能发射的高频信号称为载波。
待发射的有用的模拟信号为调制信号；有用的模拟信号转换为数字信号称为基带信号；调制是指携带有用信息的调制信号去操纵高频载波信号。
0-2 什么缘故要进行调制？给出两种理由。
解：依照天线理论，天线的长度与电信号的波长需可比拟，发射的电信号必须是高频信号；而且，直截了当发射调制信号会导致信道混叠。
0-3 给出无线广播的中波和短波的各自频率范畴。
解：中波(MF)：0.3~3MHz短波(HF)：3~30MHz0-4 给出中国移动通信GSM 的载波频率范畴。
解：GSM 的频段：GSM900：上行880~915MHZ ， 下行925~960MHZ ；GSM1800：上行1710~1785MHZ ， 下行1805~1880MHZ ； GSM1900：1850~1910MHZ ，1930~1990MHZ ；上行和下行组成一频率对, 上行确实是手机发射、机站接收；下行确实是基站到手机。
0-5将以下功率转换为dBm 值。
ＷＷＷＷμ25)4(;0001.0)3(;001.0)2(;1)1(2222====P P P P解：(1) 30dBm; (2) 0dBm; (3)－10dBm; (4)－41.9dBm０-6 一通信系统的电压为2.15V ，负载阻抗50Ω，转换为dBm(50)值。
解：19.66dBm(50)第一章 习题一1-1. 某单级中频放大器的调谐频率为465kHz ，调谐回路包含一电容为200pF 与一电感并联，电感的品质因数Q 0=100，不考虑任何负载阻碍。
试运算此放大器的电压增益和通频带，假如回路两端并联一负载阻抗R L =40k ，那么电压增益和通频带变为多少？解：(1) Ω=⨯⨯⨯⨯==-k 1711020010465π210012300p C Q R ω, A V0=R p =171000，,dB 104)171000log(200==V A kHz 65.410010465BW 300=⨯==Q f(2),32400,k 4.324017140171//'p 'V0L p 'p ==Ω=+⨯==R A R R R,dB 90)32400log(20'V0==AkHz 5.2495.18465BW ,95.181714.32100,L 0'L p'p0L ====⨯=∴=Q f Q R R Q Q 1-2. 如题图E1.1所示，场效应管的转移导纳g m =3mA/V ，漏级输出阻抗R ds =120k，假如电感线圈损耗r =2.0，调谐回路的调谐频率为850kHz 。
高频电路习题
高频电路习题 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】目录绪论 (2)小信号选频放大器 (3)谐振功率放大器 (9)正弦波振荡器 (17)振幅调制、振幅解调与混频电路 (31)角度调制与解调电路 (51)第1章绪论一、填空用（）信号传送信息的系统称为通信系统，发送设备对信号最主要的处理是（）。
输入变换器的作用是将各种不同形式的信源转换成（）信号；传输信号的信道也称为（）；传输媒介分为（）两大类。
引起传输误差的因素是（）。
在时间和幅度上连续变化的信号称为（）；在时间和幅度上离散取值的信号称为（）。
用基带信号去改变高频载频的幅度称为（）用符号（）表示；用基带信号去改变高频载频的频率称为（）用符号（）表示；用基带信号去改变高频载频的相位称为（）用符号（）表示。
数字调制通常分为（）、（）、（）三种。
无线电波的传播方式有（）、依靠（）和（）三种；频率在（）的信号主要是依靠电离层的反射传播；高于（）的信号主要沿空间直线传播；长波与超长波信号主要（）传播。
器件的电阻、电容、或者电感如果不是一个常数，这种器件通常称为（）器件。
用晶体管、二极管组成的电路，如果给电路输入一个单频正弦信号，输出信号的（）、（）与原信号不同。
非线性电路可采用（）和（）来进行分析；在实际电路分析中，常采用工程近似解析法分析，在工程近似解析法分析中常采用（）等表示式。
二、综合题非线性电路的基本特点是什么？画出无线电调幅广播发送设备组成框图；指出其中的线性电路和非线性电路；画出调幅输出波形。
画出超外差式调幅接收机组成框图，指出其中的线性与非线性电路，画出各部分电路的输入与输出波形。
调幅广播频率在535—1605KHz，其信号主要是何种传播方式电视广播频率在30MHz以上，其信号主要是何种传播方式那种信号容易受到建筑物的遮挡第2章 小信号选频放大器已知并联谐振回路L=1μH ，C=20pF ，Q=100,求该并联回路的谐振频率f 0、谐振电阻R p 及通频带。
通信电子线路(哈尔滨工程大学)知到章节答案智慧树2023年
通信电子线路（哈尔滨工程大学）知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.广义通信系统是由信源、输入变换器、发送设备、、接收设备、输出变换器、信宿七个基本部分组成。
参考答案:传输通道2.输入变换器送给发送设备的电信号应反映原输入的全部信息，通常称此信号为已调信号。
参考答案:错3.模拟通信系统的调制方式主要包括（）。
参考答案:调幅 ;调相4.卫星通信属于下列（）传播方式的特例。
参考答案:直线5.对于多路通信，已调波可以采用等方式实现。
参考答案:频分复用;时分复用;码分复用6.对于一个最简单调幅接收机来说，它由接收天线、选频回路、（）、耳机四部分组成。
参考答案:检波器7.直接放大式接收机与最简单接收机相比，下列说法不正确的是。
参考答案:直接放大式接收机适用于可变频率的接收8.调频电台信号的传播方式为（）传播。
参考答案:反射和折射9.中波和短波信号可以以地波和天波两种方式传播，短波以地波为主，中波以天波为主。
参考答案:错10.超外差接收机结构上的特点是具有（）电路。
参考答案:混频第二章测试1.对于一般的小信号调谐放大器，其稳定系数S（）就认为是稳定的。
参考答案:≥52.并联谐振回路是小信号放大器的主要组成部分，其作用不包括（）。
参考答案:产生新的频率成分3.单向化的目的是提高放大器的稳定性，常用的方法有（）。
参考答案:失配法;中和法4.小信号谐振放大器工作不稳定的主要原因是yfe≠0。
参考答案:错5.串联和并联谐振回路在等效转换过程中，品质因数保持不变。
参考答案:对6.由晶体管y参数等效电路和混合π参数等效电路之间的对应关系可知，反向传输导纳yre主要由cb’c提供。
参考答案:对7.对于多级单调谐谐振放大器的通频带来说，级数越多，总通频带越大。
参考答案:错8.对于多级单调谐谐振放大器的矩形系数来说，级数越多，矩形系数越小。
参考答案:对9.对于放大器来说，总是希望放大器本身产生的噪声越小越好，即要求噪声系数接近于0。
西工大高频课后习题部分答案
因此，根据隔离条件 R3 4RC3 50 ，同理混合网络 Trl 和
Tr2的C端呈现的电阻 RC1 RC2 2RC3 25 。
1
R1 R2
2019/8/5
4RC1
100, Ri
2
R1
50
5
解：( 1 )Tr1为不平衡--平衡变换器，Tr6为反相功率分配器，Tr2、Tr3为9:1
ZC1
ZC2
v i
1 3Ri 3 RL ,
ZC3 vo io RL 9Ri
2019/8/5
3i iv
v
i 3v
2v
i 3i i vv
2i v
i
i 2v
i
v
i
i i
3
1-21 试证明图P1-21所示传输线变压器的输入电阻Ri＝25RL， 传输线的特性阻抗Zc=5RL
vi 5v, ii i,
2019/8/5
32
图（e）中反馈线中串接隔直电容CB，隔断VCC，使其不能直接 加到基极上，L2换为C3。
2019/8/5
33
图（f）中L改为C1L1串接电路，构成电容三点式振荡电路。 或L、C互换，L中心接射极。
2019/8/5
34
图（g）去掉C，以满足相位平衡条件。 或LC1换为RC。
2019/8/5
3-3 并联谐振回路和串联谐振回路在什么激励（电压激励还是 电流激励）才能产生负斜率的相频特性？ 解：并联谐振回路在电流激励下，该回路的端电压 . 的频率
V
特性才会产生负斜率的相频特性。其电路如图NP3-3(a）所示，
而串联谐振回路必须是电压激励下回路电流 的频I. 率特性才
高频电子线路复习提纲与习题答案(1)
《高频电子线路》课程考试大纲课程编号：课程名称：高频电子线路课程英文名：Electronic circuit of high frequency课程类型：本科专业必修课学时、学分：总学时54学时4学分（其中理论课44学时，实验课10学时）开课单位：信息学院开课学期：三年级第二学期考试对象：电子信息工程专业本科生考试形式：闭卷考试所用教材：1.《高频电子线路》（第二版），高吉祥主编，电子工业出版社；2.《高频电路原理与分析》（第三版）曾兴雯等编著西安电子科技大学出版社一、学习目的和任务《高频电子线路》课程是高等学校电子信息工程、通信工程等专业的必修专业基础课。
本课程以分立元件构成的基本非线性电路为基础，以集成电路为主体，通过课堂讲授使学生理解无线通信系统中的各种主要的高频电子电路的组成、电路功能、基本工作原理，并掌握其分析方法及应用；通过实验教学、开放实验室、课外实验等实践环节使学生加深对基本概念的理解，掌握基本电路的设计、仿真与调试方法（用计算机采用EDA软件）。
同时为后续专业课的学习打好基础。
二、制定考试大纲的目的和依据制定《高频电子线路》课程的考试大纲是为了使教师和学生在教与学的过程中共同建立明确的目标和要求，使考试成绩能比较正确和客观地反映学生掌握本课程的水平，同时还能起到检验教师教学效果的作用。
按照考试大纲考试能够进一步促进课程教学的改革，并为提高教学质量提供了依据。
本大纲制定的考核要求，主要是依据《高频电子线路》课程所使用的电子工业出版社出版、高吉祥编著的《高频电子线路》一书，并依据该门课程的教学大纲而制定的。
三、考试大纲内容说明：1、考试形式：分为闭卷、开卷、闭卷+开卷、实验操作、实验操作+闭卷考试等，本课程采用闭卷考试形式。
2、所用教材：包括书名，作者名，出版社，版次。
3、考试对象：分为年级，学期。
4、考核目标：其中a、b、c，分别表示a：了解；b：掌握；c：熟练掌握。
四、内容要求：第一章选频网络1．掌握LC串并联谐振回路的谐振特性；2．串并联阻抗转换（在同一工作频率处）；3．接入系数的计算（电容抽头、电感抽头、变压器等）；4．耦合回路（1）反射阻抗的概念（2）耦合系数（3）耦合因数（4）频率特性及通频带第二章高频小信号放大器1．单级单调谐放大器掌握电路分析方法，画交流等效电路，求谐振放大电路的电压增益、功率增益、通频带、选择性。
传输线变压器阻抗变换
0
f0
(2-8)
----广义失谐，则式(2-5)可写成
I
1
I0
12
(2-9)
16
第2章 高频电路基础
回路的通频带（回路带宽） B ----当保持外加信号的幅值
不变而改变其频率时，将回路电流值下降为谐振值的 1/ 2
时对应的频率范围。
令式(2-9)等于 1/ 2 ≈0.707，则可推得ξ=±1，从而可得带
2、谐振时电感和电容中的电流最大，为外部电流的Q倍
IL=IC=ω0CI/G0= QI---电流谐振
当ω<ω0时，感抗小于容抗，整个回 路呈感性阻抗; 当ω>ω0时，整个回路呈 容性阻抗。
图2-8 并联回路中谐振 时的电流、电压关系
25
第2章 高频电路基础
例 2-1 简单并联振荡回路的计算。 设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心频率 fs=10 MHz，回路电容C=50 pF， (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B0.7=0.5 Hz，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?
宽B0.707 或B0.7为
B0.7
2Δf
f0 Q
2Q 2Q f
0
f0
(2-10) 17
第2章 高频电路基础
应当指出，以上所用到的品质因数都是指回路没有外加 负载时的值，称为空载 Q 值或 Q0 。当回路有外加负载时， 品质因数要用有载 Q 值或 QL 来表示，其中的电阻 r 应为考 虑负载后的总的损耗电阻。
4
第2章 高频电路基础
与电容器类似，高频电感器也具有自身谐振频率SRF。在SRF 上，高频电感的阻抗的幅值最大，而相角为零，如图2-3所示。
传输线变压器
ia
A i i i a d + ib id i Ea i 2i _ c + Eb 1 _ i ( i i ) 2 a b 由上式可得 ic ia ib B id 1 （ ia ib ) 2
D
D
Ra i + u _ i Rb ib ic id + u + _ Rc uc _
微带线的电性能, 如特性阻抗、带内波长、损耗和功率 容量等, 与绝缘基板的介电系数、基板厚度H和带状导体宽 度W有关。实际使用时, 微带线是采用双面敷铜板, 在上面 作出各种图形, 构成电感、电容等各种微带元件, 从而组成 谐振电路、 滤波器以及阻抗变换器等。
高频集 成功放
微带线 （滤波匹配）
多级LC 网络
二、功率合成网络
• 为了实现阻抗匹配， + 要求： Ea
D
ia
A
Ra i + u _ i Rb ic + u + R _ c uc _
D
id
C
_ + Eb _
+ ud _ Rd
B
ib
D端输出（或输入）信号必须是对地对称的。如果D 端信号由一端接地，就需要再加入一个1：1的传输线变压 C 器来完成由不平衡到平衡的转换。
不平衡平衡转换
D
反相分配
A
T3
3DA7 V1
9.375 9.375
1:4阻抗变换
反相合成
平衡不平衡转换
T1
Ze＝ 18.5 T5 37.5 A
D
18.75
T2
T7 T6 Z37.5 ＝ 18.5 c
B
R2
射频调制第一章传输线变压器阻抗变换
THANK YOU
感谢聆听
当传输线上同时存在行波和驻波时，称为行驻波状态。此时，传输线上 各点的电压和电流幅度和相位都呈现周期性变化。
02
变压器基本原理与分类
变压器工作原理简介
电磁感应原理
变压器利用电磁感应原理，通过交变磁场实现电能传输和电压变换。当原边绕组 通以交流电流时，产生交变磁通，从而在副边绕组中感应出电动势，实现电压的 变换。
无限大与有限大
理想变压器假设原边和副边的电感都是无限大，而 实际变压器的电感是有限的，这会导致变压器的电 压变换比和效率受到频率的影响。
03
阻抗变换技术及应用
阻抗匹配概念及意义
阻抗匹配定义
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源 内部阻抗互相适配，得到最大功 率输出的一种工作状态。
阻抗匹配意义
在射频调制中，阻抗匹配对于提 高信号传输效率、降低信号反射 和损耗具有重要意义。
射频调制第一章传输线变压器 阻抗变换
目
CONTENCT
录
• 传输线基本理论 • 变压器基本原理与分类 • 阻抗变换技术及应用 • 传输线变压器设计与实现 • 射频调制系统性能评估 • 总结与展望
01
传输线基本理论
传输线方程及其解
传输线方程
描述传输线上电压和电流变化规律的方程，包括波动方程和电报 方程。
04
传输线变压器设计与实现
设计目标与方法
设计目标
实现高效率、宽频带、低损耗的传输 线变压器，满足射频调制系统的要求 。
设计方法
采用传输线理论、电磁场理论和电路 仿真技术，进行传输线变压器的设计 。
关键参数选择与优化
关键参数
传输线特性阻抗、耦合系数、工作频 率、带宽等。
第一章无源阻抗变换4-2
P2
阻抗变大
问题1：当支路不满足高Q 时? 采用串并联支路互换公式
C2 RL
问题2： 变换网络中引入的电抗如何消除? ——采用并联谐振抵消 所以，部分接入阻抗变换是窄带变换 部分接入的应用 （1）阻抗变换 （2）减少负载对回路Q的影响
问题3：信号源的部分接入
I S RS
V
V2
等效原则：变换前后功率相等
假设Q 的原则：根据滤波要求，设置一个高Q
网络的带宽：由高 Q 决定
当 RL > RS 时，Q2 = Q 当 RL< RS 时，Q1 = Q
例1-3-3：设计一个 型匹配网络，完成源电阻 RS 10
和负载电阻 RL 100 间的阻抗变换。
工作频率 f 3.75 MHz，假设大的一个有载 Qe 4 。
因此匹配网络电容为： C1 93.9PF
C2 199 PF
1.3.3 L网络阻抗变换 特征：① 两电抗元件组成 －－结构形式同 L
② 窄带网络－－两电抗元件不同性质，有选频滤波性能
讨论问题：1. 已知 工作频率 o ，欲将 RL变换为 Rs ，
求：电路结构 和 X S 、X P 2. L 网络的带宽
变压器种类： 空心变压器
磁芯变压器——耦合紧，漏感小( k 1 ) , 磁芯损耗随频率升高增大
理想变压器：无损耗、耦合系数为1，初级电感量为无穷
理想变压器阻抗变换：
电压
V1 N1 V2 N2
电流
I1 N2
I2
N1
阻抗
RL'
( N1 N2
)2
RL
磁芯变压器可近似为理想变压器
注意电流方向（负号、图中方向）
第一章 选频网络与阻抗变换 第四节 宽带阻抗变换网络 高频电子线路教学课件
图1.4.1 普通变压器的频率特性
普通变压器的波段覆盖系数
Kd
fmax fmin
几百
由于分布参数影响，频带受限但是由于分布参
数影响，频带受限。
主讲 杨霓清
1.4.1
高频电子线路
1.4.2 传输线变压器 一、传输线变压器的结构
1、传输线(TrammsSion-Line)
如图1.4.3(b)所示。
图1.4.3 普通变压器的等效电路 （b）高频端的等效电路
由图知，频率 f 增加时，分布电容，分布电感及漏电
感的作用使 R L 上压降 2 下降，且 C 与 L S 组成一串联
谐振回路。在谐振频率
fS
2
1 LS C
处输出最大。
主讲 杨霓清
1.4.1
高频电子线路
由以上分析得到的频率响应曲线如图1.4.1（b）所示。
高频电子线路
1.4 宽带阻抗变换网络
1.4.1 引言
一、普通变压器及其特性 1、普通变压器及其等效电路
普通变压器的结构及频率特性如图1.4.1所示。
图1.4.1 普通变压器结构图
主讲 杨霓清
1.4.1
高频电子线路
主讲 杨霓清
高频电子线路
主讲 杨霓清
高频电子线路
在高频端：因为 L 大， L 可以视为开路。其等效电路
所谓传输线(TrammsSion-Line)是指连接信号源和负 载的两根导线，如图1.4.4(a)所示。
在低频工作时，因信号波长远大于导线长度，传输线 就是两根普通的连接线，因此它的下限频率为零。
在高频工作时、因信号波长与导线长度可以比拟，两 导线上的固有分布电感和线间分布电容的影响就不能忽 略，如图1.4.4(b)所示。
电磁场与电磁波讲课讲稿
Zc=vi =1 22iv=1 2RL
1.4.3 用传输线变压器构成的 魔 T 混合网络
一、功率合成
如图 1-4-8 所示， Tr1 为魔 T 混合网络， Tr2 为对称 – 不对称变 换器。
输入信号接在 A 端和 B 端，根据节点 方程
i = ia - id，i = id - ib
求出
i = ia - id，
Rd 4
-Rc
RdRc
ia
=va
Rd 4
Rc
RdRc
-vb
Rd 4
-Rc
RdRc
ib
=vb
Rd 4
Rc
RdRc
-va
Rd 4
-Rc
RdRc
若取
Rc
=
1 4
Rd
ia 仅与 va 有关，ib 仅与 vb 有关。实现了 A 端和 B 端的隔 离，称为 A、B 间的隔离条件。
二、功率分配 1．同相功率分配
设上限频率 fH 对应的
波长为 min ,取
l =18 ~110min
可以认为： v1 = v2 = v，
i1 = i2 = i
图 1-4-3 传输线变压器
二、传输线变压器的工作原理
传输线变压 器原理图如图 1– 4–4(a)所示。
将传输线绕 于磁环上便构成 传输线变压器。 传输线可以是同 轴电缆、双绞线、 或带状线，磁环 一般是镍锌高磁 导率的铁氧体。
(a) 对称 – 不对称
(b) 不对称 – 对称
2．阻抗变换器
传输线变压器可以构成阻抗变换器，由于结构的限制，
通常只能实现特定的阻抗比的变换。
4 : 1 阻抗变换器如图 1–4–7(a)所示，图中阻抗关系为
《高频电子线路》课后答案
高频电子线路参考答案第2章 小信号选频放大器2.1 已知并联谐振回路的1μH,20pF,100,L C Q ===求该并联回路的谐振频率0f 、谐振电阻p R 及通频带0.7BW 。
[解] 90-612110.035610Hz 35.6MHz 2π2π102010f LCH F-===⨯=⨯⨯6312640.71010022.4k 22.361022.36k 201035.610Hz35.610Hz 356kH z100p HR Q Ff BW Q ρρ--===Ω=⨯Ω=Ω⨯⨯===⨯=2.2 并联谐振回路如图P2.2所示，已知：300pF,390μH,100,C L Q ===信号源内阻s 100k ,R =Ω负载电阻L 200k ,R =Ω求该回路的谐振频率、谐振电阻、通频带。
[解] 011465kHz 2π2π390μH 300PFf LC≈==⨯0.70390μH100114k Ω300PF////100k Ω//114.k Ω//200k Ω=42k Ω42k Ω42k Ω371.14k Ω390μH/300 PF/465kHz/37=12.6kHzp e s p Lee e R Q R R R R R Q BWf Q ρρ===========2.3 已知并联谐振回路的00.710MHz,C=50pF,150kHz,f BW ==求回路的L 和Q 以及600kHz f ∆=时电压衰减倍数。
如将通频带加宽为300 kHz ，应在回路两端并接一个多大的电阻? [解] 6262120115105μH (2π)(2π1010)5010L H f C --===⨯=⨯⨯⨯⨯ 6030.7101066.715010f Q BW ⨯===⨯2236022*********.78.11010p oU f Q f U ••⎛⎫⎛⎫∆⨯⨯=+=+= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭当0.7300kHz BW =时6030.746120101033.33001033.31.061010.6k 2π2π10105010e e e ef Q BW Q R Q f C ρ-⨯===⨯====⨯Ω=Ω⨯⨯⨯⨯而471266.72.131021.2k 2π105010p R Q ρ-===⨯Ω=Ω⨯⨯⨯ 由于,p e pRR R R R =+所以可得10.6k 21.2k 21.2k 21.2k 10.6k e p p eR R R R R Ω⨯Ω===Ω-Ω-Ω2.4 并联回路如图P2.4所示,已知：360pF,C =1280μH,L ==100,Q 250μH,L = 12=/10,n N N =L 1k R =Ω。
功率合成和分配
非线性失真：产生新的频率 分量 匹配
在通信线路和设备连接时，均要求阻抗匹配，避免信号反射， 而引起的频率失真。
USST
1.1 传输线－无损耗线
传输线上只有入射波—行波状态
U ( x) U e
j x
U j x I ( x) e ZC
特点 ① ② ③ ④ 沿线电压、电流振幅不变； 沿线电压、电流同相位； 电源发出的能量全部被负载吸收，传输效率最高； 沿线的入端阻抗为： Z U ( z ) Z
4
X 0
0 X
容性 感性
USST
4
l
2
1.1 传输线
/4 线段的入端阻抗 当l＝/4 或 l＝(2n－1)/4时 tan
2π Z L jZ C tan l Zi ZC 2π Z C jZ L tan l
2π
2 C
l
Z ZL
特点
l l
USST
1.1 传输线
Z in (l ) Z C Z L jZ C tan Z C jZ L tan 2π 2π
l l
不同负载ZL下入端阻抗的变化规律 终端负载等于特性阻抗时，也即ZL=ZC
Zin ZC
特点：
沿线各点入端阻抗等于特性阻抗，与线长无 关，这种情况称为传输线匹配或阻抗匹配。
第一章 宽带放大器
光学与信息工程学院 通信工程系
<footer>
宽带高频功率放大器(非谐振高频功率放大器)：
要求在很宽的波段范围内对载波或已调波信号尽 可能一致的线性放大。(达到几百甚至上千MHz) 用于多频道通信系统及频段通信系统中。 传输线变压器
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10 ～1500
50%以上 100 1.15
60以上
0.05
使用注意事项 具有一定的插入损耗 输入、输出端应匹配
最小带宽 KHz 矩形系数
带外抑制 dB
带内波动 dB 插入损耗 dB
6～25
1.5 集成电感
1.5.1 螺旋电感 形状与结构——平面、螺旋 主要参数 : （ 1）电感量 L—— nH级 （ 2） Q值 —— 较小（ < 10） （ 3）工作频率 （小于自谐振频率）
RL
VL V I L 2I
Vi 2V Rin 4 RL Ii I
匹配条件： ZC 匹配条件一般公式
V 1 2 RL RS I 2
Z C RL RS
1.4 集中选频滤波器
高频滤波器分类：LC滤波器、集中选频滤波器 常用集中选频滤波器：陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、声表面波滤波器 集中选频滤波器特点：体积小、重量轻、矩形系数好、成本低 符号
高频段——传输线方式
低频段——变压器方式
特点：频带宽——高频宽带变压器
（ 4） . 影响传输线变压器频带的因素
低端：初级线圈电感量 高端：线长 l ？
8
3 . 传输线变压器 的应用 （ 1） .平衡与不平衡变换 匹配条件 ZC RL
（ 2） .阻抗变换
传输线变压器实现阻抗变换特点——特定的变换比 1 4 与 4 1 阻抗变换 结构：一对传输线变压器＋一根短路线 证明：
1.3.6 1. 概述
宽带阻抗变换网络
讨论一种传输线变压器 ----宽带阻抗变换网络（前已讨论：变压
器是一种应用非常广泛的阻抗变换网络，但它的频带有限）。
理想变压器 ——无损耗、无漏感、初
级电感量 L 1 无穷
带宽无穷
阻抗变换比
' RL
N1 2 ( ) RL N2
实际变压器：
理想变压器 热损耗 RS 漏感 LS 初级电感量 L1 磁芯损耗 R0 分布电容 C0
同轴电缆为：导线粗细、导线间距离、介电常数等） 行波状态
RL ZC
，当传输线端接负载电阻与特性
阻抗相等时，线上传输行波，有最大的传输带宽 输入阻抗 Ri ZC
无损耗 线长 l
8
I1
V1=V2 、 I1=I2
Ri
V1 I2
V2
ZC
（ 2） .传输线变压器的结构
传输线、高导磁率磁芯、
（ 3） .传输线变压器传输能量的方式
L r
C
1.5.2 连接线电感
I1 I I2
低端 影响频带主要因素
L1
高端 C0、R0
2 . 传输线变压器结构与特点
传输线 —用来传输高频信号的双导线、同轴线等（当 其线长与传输信号的波长可以比拟时，即称为传输线）
传输线变压器—用传输线（相互绝缘的双导线扭绞在 一起、细同轴电缆）绕制在磁环上而成
（ 1） .传输线的概念与应用条件 线长 l 与传输信号的波长 可比拟，它传输信号的频率 范围很宽，可以从直流到几百上千MHz. 特性阻抗 Z C ,其值的大小取决于传输线横向尺寸（如，