第2章 节 高频电路基础 高频电路原理与分析 .pptVIP

第2章 高频电路基础 ;?2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 ; 但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特性的一面。 电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。  一个电阻R的高频等效电路如图2 — 1所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。 ; 2） 电容 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 — 2（a）所示。 理想电容器的阻抗1/(jωC), 如图2 — 2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。 ; 3） 电感 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。 ; 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。 （1） 串联谐振回路。 图2 — 4（a）是最简单的串联振荡回路。 ; 图2 — 4 串联震荡回路及其特性 ; 若在串联振荡回路两端加一恒压信号 , 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, 其值为 ;(2 — 4) ; 称为回路的品质因数, 它是振荡回路的另一个重要参数。 根据式（2 — 6）画出相应的曲线如图2 — 5所示, 称为谐振曲线。 ; 在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。 当ω与ω0很接近时, ; 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 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 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为. ; 图2 — 7 并联谐振回路及其等效电路、 阻抗特性和辐角特性 (a) 并联谐振回路; （b）等效电路; （c）阻抗特性; （d）辐角特性 ; 定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0, 令Zp的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得 ;（2 — 13） ;（2 — 16）; 例 1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载, 信号中心频率fs=10MHz, 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B=0.5 MHz, 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? 解 (1) 计算L值。 由式(2 — 2), 可得 ;将f0以兆赫兹(MHz)为单位, Ｃ以皮法(pF)为单位, L以微亨（μH）为单位， 上式可变为一实用计算公式: ;回路带宽为 ; 2) 抽头并联振荡回路 ;图2 — 9 几种常见抽头振荡回路 ;（2 — 20） ; 谐振时的回路电流IL和IC与I的比值要小些, 而不再是Q倍。 由 ; 例 2 如图2 — 11， 抽头回路由电流源激励, 忽略回路本身的固有损耗, 试求回路两端电压u(t)的表示式及回路带宽。  ; 解 由于忽略了回路本身的固有损耗, 因此可以认为Q→∞。 由图可知, 回路电容为 ; 回路两端电压u(t)与i(t)同相, 电压振幅U=IR=2 V, 故 ; 3) 耦合振荡回路 在高频电路中, 有时用到两个互相耦合的振荡回路, 也称为双调谐回路。 把接有激励信号源的回路称为初级回路, 把与负载相接的回路称为次级回路或负载回路。 图 2 — 12