高频电子线路第2章高频电路基础.pptxVIP

第2章 高频电路基础 ;?一、高频电路中的元器件 ;电容：对于非理想的电容器，除了电容特性外，还要考虑它的两极间的绝缘电阻和分布电感。高频电容器都有一个自身谐振频率SRF(Self Resonant Frequency) ，只有工作频率小于SRF，电容器才呈现正常的电容特性。 高频特性好的电容：片状电容和表面贴装电容。;电感：一个电感器除了其电感特性和线圈损耗电阻外，在高频电路中还要考虑其分布电容。因此高频电感器也有其SRF，它的工作频率应小于这个SRF。 高频电感与传输线变压器：由小尺寸电感线圈与磁芯构成。;1）二极管 非线性变换二极管：用于调制、解调和混频电路中，工作在低电平，结电容小、工作频率高。 举例：点触式二极管(如2AP系列) →工作频率100~200MHz。 表面势垒二极管→工作频率可以达到微波波段。 变容二极管：结电容随反偏电压变化而变化。主要用???电调谐器、电压控制振荡器(VCO)、调频器等电路中。 PIN二极管：由P型、N型和本征(I型 )半导体组成。它的高频等效电阻受正向直流电流的控制，主要用在电控的开关、限幅、衰减和移相电路中。;3）集成电路(IC) 用于高频的集成电路分为通用IC和专用IC(ASIC)。 通用IC：宽带放大器、模拟乘法器。 ASIC：锁相环(PLL)、调频解调器、单片接收机以及电视机专用集成IC等。; 高频电路中的基本电路(无源组件或无源网络)有很多，本章主要介绍高频谐振 (振荡)回路、高频变压器、石英晶体谐振器和集中滤波器四种无源组件。 其它基本电路(平衡调制器、正交调制器、移相器、匹配器与衰减器等)在后续章节里介绍。 1、高频谐振 (振荡)回路 主要功能：作为高频放大器、振荡器和滤波器的主要部件完成阻抗变换、信号选择的功能，也可以直接作为负载来使用。 高频谐振回路的分类：简单谐振回路、抽头并联谐振回路和耦合谐振回路。;;回路谐振阻抗：谐振时阻抗最大，近似为一纯电阻。 ;用广义失谐表示回路阻抗：;归一化阻抗的幅频特性(谐振特性)：品质因数越高，谐振曲线越尖锐。;谐振时电压电流关系：I为回路电流。; 例 2-1 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=50pF。 (a) 计算所需的线圈电感值； (b) 若线圈品质因数(空载)为Q=100, 试计算R0及B； (c) 若放大器所需的带宽(有载)B=0.5 MHz, 则应在回路上并联多大电阻R1才能满足放大器所需带宽要求? ; (c) 计算并联的负载电阻R1(已知对应的有载带宽BL=0.5 MHz)。 考虑R1的总谐振电阻为R1∥R0，对应回路有载品质因数QL为; 串联谐振回路;;串联回路谐振时电压的相位关系： ;;(2) 抽头并联谐振回路 定义：激励源或负载，与回路电感或回路电容部分连接的并联谐振回路，称为抽头并联谐振回路。实际电路中应用非常广泛。 功能：实现阻抗变换，使回路阻抗与信号源或负载阻抗相匹配。;(b)：输入电容抽头;并联抽头回路的阻抗转换规则小结： （a）部分－整体(R1-R2)：阻抗变大，;非谐振时的接入系数和阻抗变换：; 例 2-2：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。;电阻R1的接入系数; (3). 耦合谐振(双调谐)回路 简单谐振回路(包括带抽头的简单谐振回路)的特点：有一定的选频能力，结构简单，缺点是选择性差，矩形系数太大(9.96)，耦合谐振回路可以克服这些缺点。 定义：将两个互相耦合谐振回路称为耦合谐振回路(或双调谐回路)，其中接有信号源的回路称为初级回路，接有负载的回路称为次级回路或负载回路。通常有互感耦合和电容耦合两种。 主要功能：阻抗变换和改善回路频率特性(相对于简单谐振回路)。 要满足的条件：两个回路调谐于信号频率；两个回路均为高Q回路。; 两种常见的耦合回路： 互感耦合?图(a)和图(c) ;我们主要讨论互感耦合谐振回路。; 初级和次级回路串联阻抗可分别表示为 ;初级线圈电流在次级产生的感应电动势：;归一化转移阻抗: ;耦合回路理想的工作状态：临界耦合，频率特性为;电容耦合谐振回路：;理想变压器：变压器的初级线圈和次级线圈之间通过磁场进行信号传输，理想变压器要求初级与次级的耦合系数为1。 (1) 高频变压器 主要功能：信号传输和阻抗变换。 高频变压器特点：与低频变压器相比有如下特点。 高频变压器常用导磁率高、高频损耗小的软磁材料作磁芯，增加初级线圈和次级线圈之间的耦合程度，比如锰锌铁氧体和镍锌铁氧体； 高频变压器的尺寸要小，线圈的匝数较少，主要用