第2章 高频电路基础知识
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二极管
?半导体二极管在高频电路中主要用于检波、调制、 解调以及混频等非线性电路中，利用它的非线性 特性。
?变容二极管主要应用于压控振荡器、角度调制、 角度解调以及反馈控制电路中，利用它的等效电 容的可控特性。
第2章 高频电路基础知识 8
?晶体管与场效应管
?高频小功率管：用于高频小信号放大，要求有高 增益和低噪声。
?由介质隔开的两导体即构成电容。高频电路中的 电容不仅表现有电容的特性，而且还具有电感和 电阻的特性，其等效电路如图所示。其中： RC损 耗电阻， LC引线电感， C电容。高频电路中的电容 容抗与频率的关系如图所示 。
RC LC
Z 抗 阻
C
自身谐振频率SRF f小于SRF 时，电容器呈正常的电容特性 F大于SRF 时，电容器等效为一个电感
f
BW0.7
BW0.1
图 2 — 5 串联谐振回路的谐振曲线
第2章 高频电路基础知识 15
. UL
. U
0
.
I0
. UC
图2 — 6串联回路在谐振时的电流电压关系
回路的品质因数越高，谐振曲线越尖锐，对 外加电压的选频作用越显著，回路的选择性 越好。
第2章 高频电路基础知识 16
在实际应用中 , 外加信号的频率 ω与回路谐振频率
谐振回路的通频带与 Q 成反比， Q 越大，通频带越窄。
谐振时回路电流最大，且与外加电压同相 。
第2章 高频电路基础知识 13
定义品质因数为
：Q
?
? 0L
r
?
1
? 0Cr
??
1
串联谐振回路时，电感 L和电容C上的电压为输入
信号电压的 Q倍，故串联谐振也称为电压谐振 。 ? 在任意频率下的回路电流 I 与谐振电流之比为
?
U
?
第2章 高频电路基础知识 14
SRF
频率f
?电感
第2章 高频电路基础知识 5
?高频电感器与普通电感器一样 , 电感量是其主要 参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工 作角频率。高频电路中的电感不仅具有电感的特性， 还具有电阻和电容的特性。其等效电路如图所示。
其中：RL损耗电阻， CL分布电容， L电感。
?高频电路中电感的阻抗与频率的关系如图所示。
2.1.2 高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频
振荡（谐振）回路、 高频变压器、 谐振器与滤 波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗 变换等功能
1. 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也
是构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作 为负载使用。 1) 简单振荡回路
振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。
第2章 高频电路基础知识 10
（1） 串联谐振回路
L
r C
(a) |Z S|
X 容性
感性
0
?0
?
(b) ?
r
0
?0
(c)
图2 — 4
? /2
0 －? /2 ?
?0
?
(d)
串联振荡回路及其特性
第2章 高频电路基础知识 11
I
?
I0
?
ZS
?
U
r
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r ZS
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1
j
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L
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1
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1
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（2 — 4）
其模为
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I
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I0
1
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Q
2
(
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0
)2
Байду номын сангаас
（2 — 5）
理想的幅频特性
1
Q1 ? Q2
Q2
0.7
Q1
0.1
f3 f1 f0 f2 f4
?高频功率管：用于高频信号功率放大，要求有较 大的允许管耗和较大的输出功率。 ?集成电路
?通用型，如：集成模拟乘法器 MC1496 、 MC1495 等可用于调幅、检波、调频、鉴频等。
?专用型，如：正交鉴频器 5G32 ，窄带发射集成 电路MC2833 ，窄带接收集成电路 MC3361 等。
第2章 高频电路基础知识 9
ZS ? r ?
j? L ?
1
j? C
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j(?
L
?
1
?C
)
（2 — 1）
串联谐振角频率 ? 0 为：
?0 ?
1 LC
（2 — 2）
若在串联振荡回路两端加一恒压信号U , 则发生串联谐振时因 阻抗最小, 流过电路的电流最大, 称为谐振电流, 其值
?
?
I0
?
U
r
第2章 高频电路基础知识 12
（2 — 3）
SRF
CL
L
RL
角
相角
相
与
抗 阻抗
阻
频率f
第2章 高频电路基础知识 6
? 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。
? Q值越高，表明该电感的储能作用越强， 损耗越小。
? Q值的计算
Q
?
?L
r
?
?
1 Cr
第2章 高频电路基础知识 7
2.1.2 高频电路中的有源器件
与用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。
第2章 高频电路基 础知识
第2章 高频电路基础知识 2
第2章 高频电路基础知识
2.1 高频电路中的元件、器件和组件
2.1.1高频电路中的元器件
各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元 件和无源网络组成的。 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 , 但要 注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路 中的元件主要是电阻 (器)、 电容(器)和电感 (器), 它们都属于无源的线性元件。
I0 1? ? 2
（2 — 9）
第2章 高频电路基础知识 17
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 时对应的频率范围称为回路的通 频带, 也称回路带宽 , 通常用B来表示。 令式（2 — 9）等 于 1 2 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为 .
B ? 2? f ? f0 (2 — 10) Q
? 0之差 ? ? ? ? ? ? 0 表示频率偏离谐振的程度 , 称为
失谐。
当ω与
?
很接近时 ,
0
?
?
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?
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Q
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?0
f0
（2 — 8）
为广义失谐, 则式（2 — 5）可写成
（2 — 7）
I? 1
第2章 高频电路基础知识 3
2.1 高频电路中的元器件
2.1.1 高频电路中的元件
? 电阻
?高频电路中的电阻不仅表现有 LR
CR
电阻特性的一面，而且还表现
R
有电抗特性的一面（高频特性）。
?高频电路中的电阻的等效电路。
其中：CR分布电容， LR引线电感， R电阻。
第2章 高频电路基础知识 4
?电容
?半导体二极管在高频电路中主要用于检波、调制、 解调以及混频等非线性电路中，利用它的非线性 特性。
?变容二极管主要应用于压控振荡器、角度调制、 角度解调以及反馈控制电路中，利用它的等效电 容的可控特性。
第2章 高频电路基础知识 8
?晶体管与场效应管
?高频小功率管：用于高频小信号放大，要求有高 增益和低噪声。
?由介质隔开的两导体即构成电容。高频电路中的 电容不仅表现有电容的特性，而且还具有电感和 电阻的特性，其等效电路如图所示。其中： RC损 耗电阻， LC引线电感， C电容。高频电路中的电容 容抗与频率的关系如图所示 。
RC LC
Z 抗 阻
C
自身谐振频率SRF f小于SRF 时，电容器呈正常的电容特性 F大于SRF 时，电容器等效为一个电感
f
BW0.7
BW0.1
图 2 — 5 串联谐振回路的谐振曲线
第2章 高频电路基础知识 15
. UL
. U
0
.
I0
. UC
图2 — 6串联回路在谐振时的电流电压关系
回路的品质因数越高，谐振曲线越尖锐，对 外加电压的选频作用越显著，回路的选择性 越好。
第2章 高频电路基础知识 16
在实际应用中 , 外加信号的频率 ω与回路谐振频率
谐振回路的通频带与 Q 成反比， Q 越大，通频带越窄。
谐振时回路电流最大，且与外加电压同相 。
第2章 高频电路基础知识 13
定义品质因数为
：Q
?
? 0L
r
?
1
? 0Cr
??
1
串联谐振回路时，电感 L和电容C上的电压为输入
信号电压的 Q倍，故串联谐振也称为电压谐振 。 ? 在任意频率下的回路电流 I 与谐振电流之比为
?
U
?
第2章 高频电路基础知识 14
SRF
频率f
?电感
第2章 高频电路基础知识 5
?高频电感器与普通电感器一样 , 电感量是其主要 参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工 作角频率。高频电路中的电感不仅具有电感的特性， 还具有电阻和电容的特性。其等效电路如图所示。
其中：RL损耗电阻， CL分布电容， L电感。
?高频电路中电感的阻抗与频率的关系如图所示。
2.1.2 高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频
振荡（谐振）回路、 高频变压器、 谐振器与滤 波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗 变换等功能
1. 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也
是构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作 为负载使用。 1) 简单振荡回路
振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。
第2章 高频电路基础知识 10
（1） 串联谐振回路
L
r C
(a) |Z S|
X 容性
感性
0
?0
?
(b) ?
r
0
?0
(c)
图2 — 4
? /2
0 －? /2 ?
?0
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(d)
串联振荡回路及其特性
第2章 高频电路基础知识 11
I
?
I0
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Байду номын сангаас
（2 — 5）
理想的幅频特性
1
Q1 ? Q2
Q2
0.7
Q1
0.1
f3 f1 f0 f2 f4
?高频功率管：用于高频信号功率放大，要求有较 大的允许管耗和较大的输出功率。 ?集成电路
?通用型，如：集成模拟乘法器 MC1496 、 MC1495 等可用于调幅、检波、调频、鉴频等。
?专用型，如：正交鉴频器 5G32 ，窄带发射集成 电路MC2833 ，窄带接收集成电路 MC3361 等。
第2章 高频电路基础知识 9
ZS ? r ?
j? L ?
1
j? C
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j(?
L
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1
?C
)
（2 — 1）
串联谐振角频率 ? 0 为：
?0 ?
1 LC
（2 — 2）
若在串联振荡回路两端加一恒压信号U , 则发生串联谐振时因 阻抗最小, 流过电路的电流最大, 称为谐振电流, 其值
?
?
I0
?
U
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第2章 高频电路基础知识 12
（2 — 3）
SRF
CL
L
RL
角
相角
相
与
抗 阻抗
阻
频率f
第2章 高频电路基础知识 6
? 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。
? Q值越高，表明该电感的储能作用越强， 损耗越小。
? Q值的计算
Q
?
?L
r
?
?
1 Cr
第2章 高频电路基础知识 7
2.1.2 高频电路中的有源器件
与用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。
第2章 高频电路基 础知识
第2章 高频电路基础知识 2
第2章 高频电路基础知识
2.1 高频电路中的元件、器件和组件
2.1.1高频电路中的元器件
各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元 件和无源网络组成的。 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 , 但要 注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路 中的元件主要是电阻 (器)、 电容(器)和电感 (器), 它们都属于无源的线性元件。
I0 1? ? 2
（2 — 9）
第2章 高频电路基础知识 17
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 时对应的频率范围称为回路的通 频带, 也称回路带宽 , 通常用B来表示。 令式（2 — 9）等 于 1 2 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为 .
B ? 2? f ? f0 (2 — 10) Q
? 0之差 ? ? ? ? ? ? 0 表示频率偏离谐振的程度 , 称为
失谐。
当ω与
?
很接近时 ,
0
?
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2
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2 0
?
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?0 ?
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令
?
?
Q
2? ?
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?0
f0
（2 — 8）
为广义失谐, 则式（2 — 5）可写成
（2 — 7）
I? 1
第2章 高频电路基础知识 3
2.1 高频电路中的元器件
2.1.1 高频电路中的元件
? 电阻
?高频电路中的电阻不仅表现有 LR
CR
电阻特性的一面，而且还表现
R
有电抗特性的一面（高频特性）。
?高频电路中的电阻的等效电路。
其中：CR分布电容， LR引线电感， R电阻。
第2章 高频电路基础知识 4
?电容