《高頻電路基礎(chǔ)》PPT課件

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1、第2章高頻電路基礎(chǔ)高頻電路中的元器件高頻電路中的基本電路電子噪聲及其特性噪聲系數(shù)與噪聲溫度7/26/20211一、高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件包括無源元件和有源器件。1、無源元件：電阻、電容和電感電阻：電阻器在高頻狀態(tài)下，除電阻特性外，還要考慮分布電感和分布電容，這就是電阻的高頻特性，它與制作電阻的材料、封裝形式與尺寸的大小有密切關(guān)系。電阻的高頻等效電路CR:分布電容；LR:分布電感實際電阻的高頻特性：金屬膜電阻好于碳膜電阻；碳膜電阻好于繞線電阻；表面貼裝(SMD)電阻好于引線電阻；小尺寸電阻好于大尺寸電阻。7/26/20212電容：對于非理想的電容器，除了電容特性外，還要考

2、慮它的兩極間的絕緣電阻和分布電感。高頻電容器都有一個自身諧振頻率SRF(SelfResonantFrequency)，只有工作頻率小于SRF，電容器才呈現(xiàn)正常的電容特性。高頻特性好的電容：片狀電容和表面貼裝電容。7/26/20213電感：一個電感器除了其電感特性和線圈損耗電阻外，在高頻電路中還要考慮其分布電容。因此高頻電感器也有其SRF，它的工作頻率應(yīng)小于這個SRF。高頻電感與傳輸線變壓器：由小尺寸電感線圈與磁芯構(gòu)成。7/26/202141）二極管非線性變換二極管：用于調(diào)制、解調(diào)和混頻電路中，工作在低電平，結(jié)電容小、工作頻率高。舉例：點觸式二極管(如2AP系列)→工作頻率100~20

3、0MHz。表面勢壘二極管→工作頻率可以達到微波波段。變?nèi)荻O管：結(jié)電容隨反偏電壓變化而變化。主要用在電調(diào)諧器、電壓控制振蕩器(VCO)、調(diào)頻器等電路中。PIN二極管：由P型、N型和本征(I型)半導(dǎo)體組成。它的高頻等效電阻受正向直流電流的控制，主要用在電控的開關(guān)、限幅、衰減和移相電路中。2.高頻電路中的有源器件：半導(dǎo)體二極管、晶體管和集成電路。主要介紹有源器件在高頻狀態(tài)下的特性。7/26/202153）集成電路(IC)用于高頻的集成電路分為通用IC和專用IC(ASIC)。通用IC：寬帶放大器、模擬乘法器。ASIC：鎖相環(huán)(PLL)、調(diào)頻解調(diào)器、單片接收機以及電視機專用集成IC等。2）晶

4、體管和場效應(yīng)管(FET)二者的主要用途：高頻小信號放大器、高頻功率放大器。高頻小信號放大管：要求高增益和低噪聲。高頻功率放大管：除了高頻增益要求外，還要求有較大的高頻功率輸出。晶體管：工作頻率可達幾千MHz，噪聲系數(shù)為幾個分貝，輸出功率可達上百瓦。場效應(yīng)管：在同樣的工作頻率下，噪聲系數(shù)要比雙極晶體管的更低。7/26/20216高頻電路中的基本電路(無源組件或無源網(wǎng)絡(luò))有很多，本章主要介紹高頻諧振(振蕩)回路、高頻變壓器、石英晶體諧振器和集中濾波器四種無源組件。其它基本電路(平衡調(diào)制器、正交調(diào)制器、移相器、匹配器與衰減器等)在后續(xù)章節(jié)里介紹。1、高頻諧振(振蕩)回路主要功能：作為高頻放

5、大器、振蕩器和濾波器的主要部件完成阻抗變換、信號選擇的功能，也可以直接作為負載來使用。高頻諧振回路的分類：簡單諧振回路、抽頭并聯(lián)諧振回路和耦合諧振回路。二、高頻電路中的基本電路7/26/20217（1)簡單諧振回路：只有一個回路的諧振回路稱為簡單諧振回路，包括并聯(lián)諧振回路和串聯(lián)諧振回路兩種。串聯(lián)諧振回路主要用在低阻抗電路(微波線路)中，而在中波、短波和超短波線路中并聯(lián)諧振回路用的比較廣。并聯(lián)諧振回路：回路阻抗：諧振頻率：令ZP的虛部為零，可得諧振頻率。品質(zhì)因數(shù)：7/26/20218回路諧振阻抗：諧振時阻抗最大，近似為一純電阻。上式的推導(dǎo)：上圖是用R0表示的等效電路7/26/20219

6、用廣義失諧表示回路阻抗：7/26/202110歸一化阻抗的幅頻特性(諧振特性)：品質(zhì)因數(shù)越高，諧振曲線越尖銳。3dB通頻帶(半功率通頻帶)：將阻抗幅頻特性下降為諧振值的0.707倍時對應(yīng)的頻率范圍，簡稱回路帶寬。矩形系數(shù)：描述諧振曲線接近理想帶通(矩形)的程度。7/26/202111諧振時電壓電流關(guān)系：I為回路電流。歸一化阻抗的相頻特性：7/26/202112例2-1設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負載，信號中心頻率fs=10MHz，回路電容C=50pF。(a)計算所需的線圈電感值；(b)若線圈品質(zhì)因數(shù)(空載)為Q=100,試計算R0及B；(c)若放大器所需的帶寬(有載)B=0.5MH

7、z,則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻R1才能滿足放大器所需帶寬要求?解：(a)計算L值。(b)回路空載諧振電阻R0和空載帶寬B：不考慮負載電阻R1。7/26/202113(c)計算并聯(lián)的負載電阻R1(已知對應(yīng)的有載帶寬BL=0.5MHz)。考慮R1的總諧振電阻為R1∥R0，對應(yīng)回路有載品質(zhì)因數(shù)QL為回路總諧振電阻R1∥R0為所以：需要在回路上并聯(lián)7.97kΩ的電阻?？蛰d與有載品質(zhì)因數(shù)：空載品質(zhì)因數(shù)對應(yīng)的諧振電阻為R0，僅有電感的損耗電阻產(chǎn)生；有載品質(zhì)因數(shù)對應(yīng)的諧振