射频电路与天线第21讲负阻二极管振荡器
《射频电路与天线》PPT课件
圆内沿顺时针旋转的圆（负相角）。反之，当从电源向负载方向行进时，
圆是逆＝时针常旋数转（正相角） 。
平面
＝常数
l 2 l
( l)
(z) 常数 1
【例4-1】已知 解：因为
位于，图求上A点ΓL。处0的.7
向电源方向等圆顺时ΓL转0.01.877e5到j 0 B点，
得
，于是
。
z 0.1875
(z)
把阻抗圆图和导纳圆图迭在一起，就绘成导抗圆图。
导纳圆图与阻抗圆图理解实例 【附加例】若归一化负载阻抗为1+j，求离负 载0.125波长处的输入阻抗。
先利用阻抗圆图
根据阻抗圆图可求得输入阻抗为2-j
利用导纳圆图 归一化负载导纳为0.5-j0.5
利用导纳圆图 归一化输入导纳为0.4+j0.2 旋转180°可得到阻抗值为2-j
注意：
变1350，z
变化
(z) 0.7e j1350
要注意旋转方向
对与但 起为于始了点方圆无便，关，。规的定起取始点4任意时0，.，2因5为我们求；的是两点间的电长度，
时，
。
z/
00 180 0
z / 0.25 z/ 0
l 0.1
(z)
当传输线有耗（小损耗）时，反射系数的相位特性不变，模不再是 圆。
；X L 0
；
XL 0
左边实轴上的点代表电压最小点： 右边实轴上的点代表电压最大点： 实轴左边端点为阻抗短路点： 实轴右边端点为阻抗开路点：
Z Rmin Zc Z Rmax Zc
圆图中心点为阻抗匹配点 ：
Z 0
整个圆电长度以 为周期， 所谓 阻抗重复性。
Z Z Zc
0.5
射频振荡器原理
射频振荡器原理
射频振荡器是一种能够产生高频信号的电路设计。
其原理主要基于正反馈回路和谐振电路。
射频振荡器的基本构成包括一个放大器、一个正反馈回路以及一个谐振电路。
首先，放大器起到的作用是将直流电源产生的电能转化为高频的交流信号。
这个交流信号的幅度和频率决定了最终输出的射频信号的强度和频率。
其次，正反馈回路是射频振荡器的核心部分。
它将一部分的输出信号反馈到放大器的输入端，形成一个闭环。
这个正反馈作用导致了放大器输出信号的幅度不断增加，进而使得射频振荡器能够维持稳定的输出。
最后，谐振电路是用来选择振荡器的工作频率的。
谐振电路由一个电感器和一个电容器组成，它们能够通过调整电感器和电容器的参数来选择所需的振荡频率。
通过这些基本的原理和组件的组合，射频振荡器可以产生稳定而可靠的高频信号。
这样的高频信号可以被广泛应用于无线通信、雷达、无线电设备等领域。
《射频电路设计》第8章 振荡电路
E f f0 f
f0
f0
单位ppm
《射频通信电路》刘长军
8.3.2 可调谐振荡电路
技术指标
1）频率范围，即电压可以控制调节的频率范围； 2）线性度，控制电压与振荡频率间的线性关系； 3）压控灵敏度，即单位控制电压所能产生的频率
改变； 4）控制电压允许随时间变化的最大速率； 5）电压范围，即压控振荡电路的工作电压和控制
2. 电容三点式振荡电路
VCC
R1
R3
L
CC
T
CC
T
R2
RS
CS
C1
C2
L
CB R1
RS
VCC
C1 C2
《射频通信电路》刘长军
8.1.2 LC型振荡电路
D
TG
S
L C2
C1
D G
T
S
C1 L
C2
电容三点式振荡电路的射频等效电路
《射频通信电路》刘长军
8.1.2 LC型振荡电路
3. 改进的电容三点式振荡电路
R1 C2 R2
VCC
C
L
T C1
RFC
《射频通信电路》刘长军
8.1.2 LC型振荡电路
L L1
C L2
L L1
T
C
L2
T
射频等效电路图
《射频通信电路》刘长军
8.1.2 LC型振荡电路
DS
L
C
G
D
GS C L
S
G D
C
L
（a）共栅极、共源极和共漏极的变压器耦合振荡电路（Amstrong）
C1
DS
第八章 振荡电路
四川大学电子信息学院 刘长军
模拟电子技术基础 4.6 负阻正弦波振荡器PPT课件
4.6.2 负阻振荡电路
一、电路组成
隧道二极管负阻振荡器
二、工作原理及振荡条件
当 Ge＝gn 时，负阻器件提供的能量正好补偿回路的能量损耗，因而能产生正弦波振荡。
起振条件
平衡条件
内稳幅：大信号时，电流为非正弦波，其基波分量增长减小， gn减小。
4.6 负阻正弦波振荡器
由负阻器件和LC谐振回路构成
多用于100MHz以上。可用至几十GHz4.6 ຫໍສະໝຸດ 负阻正弦波振荡器主要要求：
了解负阻器件的伏安特性
了解负阻正弦波振荡器的组成与工作原理
了解负阻正弦波振荡器的起振条件与平衡条件
4.6.1 负阻器件的伏安特性
具有负增量电阻特性的电子器件
一、负阻器件的概念及伏安特性
电压控制型
电流控制型
用 –rn 表示增量电阻， –gn 表示增量电导，则
二、负阻器件的小信号工作分析
说明负阻器件能在交流电压作用下，把从直流电源获得直流能量的一部分转换为交流功率，传送给外电路。
4.6.2 负阻振荡电路
一、电路组成
隧道二极管负阻振荡器
隧道二极管伏安特性
小信号等效电路
负阻振荡器课件
VQ i VQ Vm sin t
在忽略失真的情况 下，通过管子的电流为
图3.7.3 隧道二极管特性
i IQ ii IQ Im sin t
其中，ii 是增量电流，其值为
ii
i
r
(gn )i
(gn )Vm sin t
Im sin t
3.7.1
式中，Im
如果 R1、R2 取值过大，则直流负载线（图中所示直线 Ⅱ）与伏安特性就有三个交点，就会引起静态工作点的 不稳定，例如，若原先工作在Q点，由于偶然因素使 IQ 有增大，工作点就会迅速地移到Q ，反之 IQ稍有减小，工 作点将迅速地移到Q，它们都处于伏安特性的正阻区，从 而导致振荡器停振。
该电路的起振条件是 RL rn
为电流的单值函数，属于
这一类的器件有单晶体管、
硅可控整流器和弧光放电 管等。
图3.7.1 (c) 电流 控制型器件
从两种负阻器件的伏安特性可以看出，在它们各 自的 AB段，电流、电压均呈负斜率的关系。
二、负阻器件的特性
以隧道二极管为例:
在图3.7.2所示的伏
安特性曲线中，若将静态工作
点设置在伏安特性的负斜率区，
3.7.2
图3.7.7所示是电压控制型负阻振荡器 （a）实用电路 （b）高频等效电路 （c）伏安特性
在上述电路中，R1、R2 取值应保证直流负载线与隧道二极
管伏安特性的交点（静态工作点Q ）处于负阻区，如图
3.7.7（c）中的直线Ⅰ，图中
VDDO
VDD
R2 R1 R2
R R1 // R2
3.7.2
Vm r
gnVm
， g n
1 r
是隧道二极管在静态工作点
射频微波振荡器课件
步骤二: 根据电源选用半导体元件,设定晶体管的 偏压条件(UCE, IC),确定振荡频率下的晶体管的S参数 (S11, S21, S12, S22)。
步骤三： 将所获得的S参数代入下列公式以计算出 稳定因子K的值。
K1S1
2 1
S2
2 2
2
2S1 2S2 1
其中 Δ=S11S22-S12S21
（9 - 11）
第9章 射频/
步骤十： 振荡器电路的实现分别将Zf、 Zs、Im ［ ZL1a］ 转成实际元件值, 可选用电容、 电感或传输 线实现这些元件值。
（1）反馈电路:
① 若选用电容,公式为
Cf
1
2f0 Z f
若选用等效传输线(阻抗Z0),长度为
arccot Z f
Z0
射频微波振荡器课件
第9章 射频/
(3) 年老化率。随着时间的推移,振荡器的输出频率也 会偏移,用ppm/年描述。
(4) 电源牵引。电源的纹波或上电瞬间会影响振荡器 的频率精度,也可看作电源的频率调谐,用Hz/V表示。在振 荡器内部增加稳压电路射和频滤微波波振荡电器容课件能改善这一指标。
第9章 射频/
(5) 负载牵引。在振荡器与负载紧耦合的情况下, 振荡频率会受到负载的影响,使负载与振荡器匹配,增 加隔离器或隔离放大器,减小负载的牵引作用。
第9章 射频/
第9章 射频/
9.1 振荡器的基本原理 9.2 集总参数振荡器 9.3 微带线振荡器 9.4 压控振荡器（VCO） 9.5 变容管倍频器
射频微波振荡器课件
第9章 射频/
9.1
9.1.1 射频/微波振荡器的主要技术指标是频率和功率。 1. 振荡器的输出信号基本上就是一个正弦信号。要
《射频电路与天线》课件
电容元件
定义
电容元件是一种能够存储电场能 量的元件，其基本结构是两个平
行板导体之间的绝缘介质。
工作原理
当电压施加在电容元件上时，会在 电介质中产生电场，使得两极板之 间产生电荷吸引力。
特性
电容元件具有容抗，其值与电容量 和频率成反比。在射频电路中，电 容元件常用于滤波、耦合和匹配等 应用。
电阻元件
天线的工作原理
总结词
天线的工作原理
VS
详细描述
天线的工作原理基于电磁波的传播和辐射 。当天线受到电磁波激励时，会在其周围 产生电磁场，形成电磁波的辐射和传播。 天线的形状、尺寸和材料等因素决定了其 辐射特性和方向性。常见的天线形式包括 偶极子天线、单极子天线、抛物面天线等 ，它们各有不同的工作原理和应用场景。
能将得到进一步提升，为无线通信技术的发展提供有力支持。
02 射频电路的基本元件
电感元件
定义
电感元件是一种能够存储磁场能量的 元件，其基本结构是一个导线绕组。
工作原理
特性
电感元件具有感抗，其值与电感量成 正比，与频率成反比。在射频电路中 ，电感元件常用于滤波、耦合和调谐 等应用。
当电流在电感元件中流动时，会产生 一个与电流变化方向相反的感应电动 势，阻碍电流的变化。
《射频电路与天线》PPT课件
contents
目录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 天线基础 • 常见天线类型与应用 • 天线阵列与馈电网络 • 射频电路与天线的未来发展
01 射频电路概述
定义与特点
总结词
射频电路是无线通信系统中的关键组成部分，具有频率高、频带宽、信号传输损耗低等特点。
要点二
详细描述
在进行馈电网络设计与实现时，需要综合考虑信号传输效 率、功率分配均匀性、相位一致性等因素。通过对传输线 型式、功率分配器和相位调整器等进行合理选择和设计， 可以确保馈电网络的性能满足天线阵列的工作需求。同时 ，还需要考虑馈电网络的可靠性、可维护性和成本等因素 ，以满足实际应用的需求。
二极管振荡电路
二极管振荡电路1. 介绍二极管振荡电路是一种基于二极管的电子电路，用于产生稳定的交流信号。
它由几个元件组成，包括二极管、电容器、电感器和电阻器。
通过合理配置这些元件，可以实现正弦波、方波或脉冲波等不同形态的振荡信号。
2. 原理二极管振荡电路的工作原理基于二极管的非线性特性。
当二极管处于正向偏置状态时，它将具有导通电阻；而在反向偏置状态下，它将具有截止电阻。
通过合理选择电容器和电感器的数值，可以在电路中形成一个正反馈回路，使得二极管在导通和截止之间切换，从而产生振荡信号。
3. 电路结构二极管振荡电路通常由以下几个基本组成部分构成：3.1 电源电源为振荡电路提供所需的电能。
它可以是直流电源或交流电源，根据具体需求进行选择。
3.2 二极管二极管是振荡电路的核心元件，它根据电流的方向和电压的极性，实现导通和截止的切换。
常用的二极管有硅二极管和锗二极管。
3.3 电容器电容器用于储存电荷，并在二极管切换时释放电荷。
它的数值决定了振荡电路的频率。
3.4 电感器电感器是由线圈或线圈组成的元件，用于储存电磁能量。
它的数值决定了振荡电路的频率。
3.5 电阻器电阻器用于限制电流的流动，并调整电路的阻抗。
它的数值决定了振荡电路的幅度和稳定性。
3.6 反馈网络反馈网络由电容器、电感器和电阻器组成，用于将一部分输出信号反馈到输入端，实现正反馈。
它的设计决定了振荡电路的稳定性和输出波形。
4. 工作过程二极管振荡电路的工作过程可以简要概括为以下几个步骤：1.初始状态：电容器充满电荷，二极管处于导通状态。
2.电容器放电：电容器开始放电，二极管进入截止状态。
3.电容器充电：电容器放电完毕后，开始重新充电，二极管进入导通状态。
4.反馈：一部分充电电流通过反馈网络返回输入端，形成正反馈。
5.重复：以上步骤循环进行，产生稳定的振荡信号。
5. 应用领域二极管振荡电路在电子工程中有广泛的应用，例如：•无线电传输：用于产生调制信号，实现广播、通信和无线电频率合成等功能。
射频电路与天线课件
Research Institute of RF & Wireless Techniques
射频电路=传输线+不连续性
South China University of Technology
传输线 传输线
不连续性2
传输线 传输线
不连续性1
传输线
不连续性n
Research Institute of RF & Wireless Techniques
Research Institute of RF & Wireless Techniques
传输线建模：把传输线等效为双线，用特征
South China University of Technology
参数 - 特性阻抗和传播常数表征。单模传输 线等效为一条双线， m模传输线等效为 m条 传输线。 不连续性建模：可以采用集总等效电路模型， 也可以采用网络矩阵表征。 于是，通过建模，射频电路等效为由传输线 和不连续性网络构成的电路。射频电路就可 以采用电路理论分析和设计，“场方法”转 化为“路方法”。 网络方法的思想：化繁为简、化整为零、各 个击破、整体连接。把复杂的三维电磁场问 题转变为一维电路问题。
Research Institute of RF & Wireless Techniques
传输线建模－双线
South China University of Technology
单模传输
Zc,
m模传输
Zc1, 1 Zc2, 2
Zcn, n
Research Institute of RF & Wireless Techniques
3双端口网络a矩阵转移矩阵?定义????归一化a矩阵121112212212uu???aaaaii??????????????02121111120101020121210102222202zaaaazzzzaazzaaz???????????researchinstituteofrfwirelesstechniquessouthchinauniversityoftechnology级联网络?在a矩阵的定义中输出端口的电流之所以选为负值是因为这样定义的a矩阵特别方便计算级联网络的a矩阵?????a?????naaa21??????3122121223nnnnnu????u????u????u???u????uaaaiiiiii???????????????????????????????1121nnnu????u???aaaii???????researchinstituteofrfwirelesstechniquessouthchinauniversityoftechnology例题91??11111uuziii???????????????a???????1011z??12122uuiyui?????????????????????1012ya求下图所示形网络的a和a矩阵
《高频与射频电路》第4章---LC振荡电路PPT课件
L1 C
RB1
L2
直流通路： Vcc
R B1
交流通路(共B)：
+
2 L2
C
+
+3
1
L1
-- -
CE CB
R B2
RE
R B2
RE
振荡频率：
osc
-
1 LC
其 中 L L 1 L 2 2 M ， M 表 示 互 感 32
• 三点式振荡器是否满足相位条件的 判断依据是:
“射同基反”
与射极相连的两个电抗元件相 同，与基极相连的两个电抗元 件不同。
• 即反馈信号与输入信号幅度相同。
+
主网络
+
vi
（放大器）
vo
-
A
-
+
vf
反馈网络
-
K-f
11
2、相位平衡条件
T (jo s c ) A (jo s c )k f(jo s c ) 1
T (o s c ) A (o s c ) k f(o s c ) 2 n ( n 0 , 1 , 2 )
主网络放大器反馈网络14二振荡器的起振1振荡器的起振条件实际的振荡器中是没有的只要一通电马上就有输出信号起振过程是这样的当通电时在放大器的输入端就会有电扰动称为起始信号其特点为十分微弱频率成分非常丰富
LC并联谐振电路阻抗的幅频特性
• 当电流的频率为谐振频率时，LC谐振电路 两端的电压最大。当电流的频率偏离谐振 频率时，电压变小。Q值越大，这种变化越 剧烈。
（B）RC振荡器： （a） 桥式 ： （i） 文氏桥、 （ii）双T桥 （b）移相式
（2） 负阻型
-
6
射频电路理论与设计(第2版)-第10章
射频电路理论与设计 （第2版）
《射频电路理论与设计（第2版）》
第10章 振荡器的设计
《射频电路理论与设计（第2版）》
振荡器是所有射频系统中最基本的 部件之一，它可以将直流功率转化成射频 功率，在特定的频率点建立起稳定的正弦 振荡，成为所需的射频信号源。早期的振 荡器在低频下使用，随着现代通信系统的 出现，频率不断升高，现代射频系统的载 波常常超过1GHz，这就需要有与之相适 应的振荡器。
《射频电路理论与设计（第2版）》
双端口的振荡器有稳态振荡的条件。若使双端口 振荡器产生振荡，需要满足3个条件。 条件1：存在不稳定有源器件
k 1
in S 1
条件2：振荡器左端满足
条件3：振荡器右端满足
out T 1
《射频电路理论与设计（第2版）》
振荡器与放大器的差异如下。 （1） 对放大器，稳定性因子k>1。在振荡器的情形， 稳定性因子k<1。 （2）对放大器，Γin<1、Γout<1。在振荡器的情形， 振荡器调谐网络和终端网络由无源网络构成，有
《射频电路理论与设计（第2版）》
《射频电路理论与设计（第2版）》
《射频电路理论与设计（第2版）》
《射频电路理论与设计（第2版）》
《射电路理论与设计（第2版）》
10.2.3 二极管振荡器
可以使用隧道二极管、雪崩渡越二极管和耿氏二 极管等负阻器件构建单端口振荡电路。 这些振荡电路的缺点是输出波形较差，噪声也比 较高，但使用这些二极管构建的振荡电路可以方便地获 得射频高端频段的振荡信号，例如耿氏二极管可以用于 制造工作频率在1～100GHz的小功率振荡器。下面举例 说明这类振荡电路的设计方法。
射频通信电路7_射频振荡器
R1
Rf=2Ri
+
v1
C1 C2
R2
v2
vi - A
Ri
Vout
蔡竟业 jycai@
F(jω) 1/3
R1 = R2 , C1 = C2
1 f0 = 2π RC
f0 f
反馈网络的转移特性曲线 平衡时 vi = 0 对v1同相放大，对v2反相放大 同相放大， 同相增益 反相增益
L X1 C1 C2 C3
2π LC 1 1 1 1 = + + C C1 C2 C3 C3 C1 , C2
f0 =
1
Clapp振荡器原理图 Clapp振荡器原理图
蔡竟业 jycai@
Clapp振荡器中 远小于C Clapp振荡器中C3远小于C1、C2，从而 振荡器中C 振荡频率主要取决于C 振荡频率主要取决于C3、L。而C1、C2决定 反馈系数，可以取值较大， 反馈系数，可以取值较大，电路振荡频率不 易受后级影响，振荡频率调整方便， 易受后级影响，振荡频率调整方便，因此为 实际电路较多采用。 实际电路较多采用。 • 负阻振荡器
1.放大电路; 2.反馈网络; 3.选频回路;4.电源. 1.放大电路 2.反馈网络 3.选频回路 电源 放大电路; 反馈网络; 选频回路;4.电源.
Vi + 合成器 V4 V2 Ad 放大器 V3
V2 = Vi − V4 , V4 = β V3 , V3 = AdV2 Vout V3 Ad ∴V3 = Vi , = = = Al 1 + β Ad Vi Vi 1 + β Ad
Vout R f = +1 = 3 v1 Ri Vout R f = +1 = 3 v2 Ri
微波半导体二极管负阻器件.ppt
w
• 电路：
w (X X d )
Q m 2 w
R
R
-- R 为负载阻抗 -- m为电抗变化斜率
(X X d ) 2RQ
w
w
对于LC电路：
X
wL -
1
wc
X
w
L
1
Cw 2
Q
ìw
í î
2
L
1
Cw 2
R w L L/ R wL R
• 改变L、C或L、C任意一个调谐电路时，曲线导纳轨迹图 上下移动，交点P1 、P2和P3也在变动，从而形成调谐曲线。
12
jB
Yd (V )
d
jB
b
Yd (V )
外电路几种调谐状态
Y (w ) 1
rG
w w0
c (a)
jB
Y (w )
G
c'
Yd (V )
d'
(b)
G a
Y (w )
jB
Yd (V )
Z
d
ï í
ïî -R
Z
Z
2 S
d
ZW
• Gunn与IMPATT输出阻抗很低，功率输不出来：
ZW
Z
Z
2 S
Zd
–采用圆盘形径向腔。由腔四周向波导视去阻抗是ZW。 设计腔高h使盘半径长度构成相当于lg/4阻抗变换器， 使之阻抗匹配。
• 90GHz以上用径向腔较多
17
负阻振荡器的频率调谐
所谓频率调谐就是采取一定的措施改变振荡器的振荡频率。
i(t)
Z(w) R(w) jX (w)
射频电路与天线课件
该案例介绍了某型通信设备的射频电路设计过程，包括电路原理、元件选择、电路布局和布线等方面 的考虑因素。通过实际案例分析，深入探讨了射频电路设计中的关键技术和难点，并给出了相应的解 决方案。
案例二：某型雷达天线优化设计
总结词
雷达天线优化设计
VS
详细描述
该案例针对某型雷达天线的优化设计进行 了深入探讨，包括天线类型选择、辐射方 向图设计、增益和带宽优化等方面的内容 。通过实际案例分析，阐述了雷达天线优 化设计中的关键技术和方法，并给出了相 应的优化结果。
测距和测速
通过分析雷达信号的传输时间或多普勒频移，可以计算出目标物体 与雷达之间的距离和相对速度。
气象观测
雷达系统中的射频电路与天线还可以用于观测气象条件，如降雨、 风速和风向等。
无线电导航系统中的应用
卫星导航
无线电导航系统中的射频电路与 天线用于接收来自卫星的信号， 通过测量信号传播时间或相位差
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
射频电路与天线课件
目录
CONTENTS
• 射频电路基础 • 天线基础知识 • 射频电路与天线的应用 • 射频电路与天线的挑战与未来发展 • 实际案例分析
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
射频电路基础
04Leabharlann 射频电路与天线的挑战 与未来发展当前面临的主要挑战
技术复杂度增加
材料限制
随着通信技术的发展，射频电路与天线的 设计和制造过程变得越来越复杂，需要更 高的精度和更复杂的计算。
目前用于制造射频电路与天线的材料性能 有限，难以满足不断增长的技术需求。
第4章负阻振荡器概述
超外差式无线电收信设备
第3章 正弦波振荡器
简单的正弦波电信号如常见的50Hz工频交流电，是通 过发电机转子励磁产生交变磁场，将机械旋转变为交流 电信号。 1903年，查尔斯.斯坦梅茨发明“高频机械交流发电机” 以产生无线电信号载波。 1905年，[加拿大]雷金纳德.费森登利用“高频机械交流 发电机”发明了连续波语音发射机。 现代电信号发生器为电子式，即通过电子电路产生。 正弦波振荡器就是模拟产生正弦波电信号的电子电路。 分类：反馈振荡器：利用正反馈原理，应用最广； 负阻振荡器：利用负阻器件负电阻效应，微波。
O 1
T (osc )
非线性特性： T(ωosc)>1 → T(ωosc)=1
小信号起振 大信号平衡
A
ViA Vi
4.1.2 稳定条件
振荡频率和振幅抵御外界环境 变化和电路参数变化等因素影响， 自动保持不变的条件。 振幅稳定条件 A点：
Vi>ViA→T(ωosc)<1 →Vf↘→Vi↘→Vi≈ViA Vi<ViA→T(ωosc)>1 →Vf↗→Vi↗→Vi≈ViA
第4章负阻正弦波振荡器
正弦波振荡器的应用： 发射机中的载波信号； 性能要求
超外差式接收机中的本地（本机）振荡信号； 振荡频率和振幅 准确性和稳定性 电子测量仪器中的正弦波信号源； 数字电路系统中的时钟信号源，等； 工业高频感应加热设备的正弦交变能源；
医用电疗仪器中的正弦交变能源，等等。 正弦波振荡器的电路特点： 无输入信号，自输出信号。
大功率和高效率
4.1 反馈振荡器的工作原理
反馈放大器：
比较器： X X i X f
' i
Xi
负反馈： X i' X i 正反馈： X i' X i
负阻振荡器
具有负阻的器件有两大类：电压控制型负阻和电流控制型 负阻。
负阻特性曲线的类型
负阻振荡电路也有两种基本类型，即串联型负阻振荡器线 路和并联型负阻振荡器线路。
rn Rs
gn Gp
负阻振荡器原理电路
举例：
隧道二极管负阻振荡器
1、特点： 适用于较高的工作频段（可在100 MHz至10GHz波段内）。
2、优点： 1）噪声低， 2）对温度变化、核辐射均不敏感， 3）电路简单， 4）体积小和成本低等。 3、缺点： 1）输出功率和电压都较低； 2）在电路中使用起来不如反馈式振荡器方便； 3）频率稳定和幅度稳定都不及反馈式振荡器。
End
求集电极效率ηc和电路效率η
作业
无
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再见
电压电压控制型负阻和电流电流控制型负阻特性曲线的类型负阻振荡电路也有两种基本类型即串联型串联型负阻振荡器线路和并联型并联型负阻振荡器线路
引言
负阻振荡器是把一个呈现负阻特性的有源 器件直接与谐振回路相接，以产生等幅振荡。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
正电阻 若Ｒ上的电位降方向与电 流方向相同，呈正电阻性， 故此电阻相当于电动机作用， 它从外界电源吸收功率。 负电阻 若Ｒ上的电位升方向与电 流方向相同，呈负电阻性， 故此负电阻相当于发电机作 用，它不但不消耗功率，反 而向外界输出功率。 注意，以上针对交流电阻。
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Research Institute of Antennas & RF Techniques
射频电路与天线(一)
RF Circuits and Antennas
第21讲负阻二极管振荡器
褚庆昕
华南理工大学电子与信息学院射频与无线技术研究所TEL: 22236201-601Email: qxchu@
第21讲内容
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S
o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y
射频振荡器的类型
电真空管类振荡器
¾速调管、磁控管、行波管¾功率可到千瓦级 固态源
¾晶体管振荡器、二极管振荡器¾功率可到几十瓦
射频固态管
振荡器的工作参数
负阻的概念
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Gunn管产生负阻的机理
畴内
Gunn管的结构和等效电路
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低迁移率
高迁移率
砷化镓的能带结构Gunn管的伏安特性 在均匀砷化镓材料中，存在7个能谷，能量最低的主谷中的电子比能量更高的子谷中
的电子速度更快（迁移率高）
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t
T t T
越时间模、
D t
T T T
<=
T
D
－畴生长时间
T
t
－畴渡越时间
T
－振荡电路振荡周期
D t T T T <<
0D t
T T T <<
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雪崩二极管结构
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对于串联电路
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S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n
o l o g y 当R>R D 时，α>0，振荡随时间而衰减；当R<R D 时，α<0，振幅随时间而增长；当R=R D 时，α=0，振幅保持不变； 为了使起始的振荡得以增长，负阻器件的小信号负阻的绝对值必须大于回路电阻，于是得起振条件： 同理，对于并联振荡电路，起振条件：
Research Institute of RF & Wireless Techniques S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y 平衡条件 设流过器件的电流（忽略高次谐波） 对于串联电路
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S
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h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y
利用三角函数的正交特性，可得平衡条件
00
()()()()ωωD D R R I X X I −=⎧⎨
+=⎩或
()()D Z Z I ω−= 同理，对于并联谐振电路
00()()()()ωωD D G G I B B I −=⎧⎨
+=⎩0
()()D Y Y I ω−=
【例21-1】应用负阻二极管设计一6 GHz的振荡器。
用Zc=50Ω系统测得二极管的反射系数
21.4 常用负阻二极管振荡器结构
Research Institute of RF & Wireless Techniques
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S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y 小结21 负阻的机理 负阻振荡器的原理 常用负阻二极管振荡器结构
Research Institute of RF & Wireless Techniques S
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C h i n a U n i v e r s i t y
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T e c h n o l o g y 习题21P286:12-6，12-7。