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1、高頻電子線路——高頻電路基礎(chǔ)部分1這部分是學(xué)習(xí)后面內(nèi)容的準(zhǔn)備,重點(diǎn)需要復(fù)習(xí)以下知識(shí):并聯(lián)諧振回路的諧振特性、諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)、通頻帶、阻抗特性(幅度和相角)、選擇性等,以及這些特性之間相互的關(guān)系。特別強(qiáng)調(diào)抽頭(部分接入)并聯(lián)諧振回路的阻抗變換關(guān)系。從低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時(shí):等效阻抗增大1/p2倍,注意電感、電容、電阻(電導(dǎo))值大小的變化電流源減小了P倍電壓源增大1/p倍串并聯(lián)阻抗的等效互換注意等效噪聲帶寬、噪聲系數(shù)等概念。了解聲表面波器件的特點(diǎn)。說(shuō)明2主要內(nèi)容高頻電路中的元件、器件和組件概述高頻振蕩回路簡(jiǎn)單振蕩回路串聯(lián)諧振(振
2、蕩)回路并聯(lián)諧振(振蕩)回路LC串、并聯(lián)諧振回路比較抽頭并聯(lián)諧振回路耦合振蕩回路串并聯(lián)阻抗的等效互換聲表面波濾波器作業(yè)3高頻電路中的元件、器件和組件概述高頻電路中的元器件:各種高頻電路基本上是由有源器件、無(wú)源元件和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)組成的。高頻電路中的有源器件主要是二極管、晶體管和集成電路,用以完成信號(hào)的放大、非線性變換等功能。高頻電路中使用的元器件與低頻電路中使用的元器件基本相同,但要注意它們的高頻特性。4高頻電路中的電阻一個(gè)實(shí)際的電阻器,在低頻時(shí)主要表現(xiàn)為電阻特性,但在高頻使用時(shí),還表現(xiàn)有電抗特性的一面。電阻器的高頻特性與制作電阻的
3、材料、電阻的封裝形式和尺寸大小有密切關(guān)系。一個(gè)電阻R的高頻等效電路如下圖所示,其中,CR為分布電容,LR為引線電感,R為電阻。圖1電阻的高頻等效電路5圖2電容器的高頻等效電路(a)電容器的等效電路;(b)電容器的阻抗特性高頻電路中的電容電容定義:由介質(zhì)隔開(kāi)的兩導(dǎo)體即構(gòu)成電容。每個(gè)電容器都有一個(gè)自身諧振頻率SRF(SelfResonantFrequency)。當(dāng)工作頻率小于自身諧振頻率時(shí),電容器呈正常的電容特性,但當(dāng)工作頻率大于自身諧振頻率時(shí),電容器將等效為一個(gè)電感。參見(jiàn)《高頻電路原理與分析》(P10)理想特性6高頻電路中的電感
4、高頻電感器一般由導(dǎo)線繞制(空心或有磁芯、單層或多層)而成(也稱(chēng)電感線圈)。品質(zhì)因數(shù)Q定義為高頻電感器的感抗與其串聯(lián)損耗電阻之比。Q值越高,表明該電感器的儲(chǔ)能作用越強(qiáng),損耗越小。因此,在中短波波段和米波波段,高頻電感可等效為電感和電阻的串聯(lián)或并聯(lián)。若工作頻率更高,等效電路應(yīng)考慮電感兩端總的分布電容,它應(yīng)與電感并聯(lián)。高頻電感器也具有自身諧振頻率SRF,在SRF上,高頻電感的阻抗的幅值最大,而相角為零。如圖3所示。RFCs(RFcoils)高頻扼流線圈7圖3高頻電感器的自身諧振頻率SRF高頻電路中的電感(續(xù)1)8高頻電路中的有源器件
5、高頻電路中的有源器件主要是各種二極管、晶體管以及半導(dǎo)體集成電路。從原理上看,用于高頻電路的各種有源器件與低頻或其它電子線路的器件沒(méi)有什么根本不同。只是由于工作在高頻范圍,對(duì)器件的某些性能要求更高。隨著半導(dǎo)體和集成電路技術(shù)的高速發(fā)展,能滿足高頻應(yīng)用要求的器件越來(lái)越多,也出現(xiàn)了一些專(zhuān)門(mén)用途的高頻半導(dǎo)體器件。9二極管類(lèi)型(1)非線性變換二極管。主要用于調(diào)制、檢波(解調(diào))及混頻等電路中,一般工作于低電平。它們的極間(結(jié))電容小,工作頻率高。常用點(diǎn)接觸式(如2AP系列)和表面勢(shì)壘式(肖特基)兩種形式。(2)變?nèi)荻O管。它的主要特點(diǎn)是其節(jié)
6、電容隨所加的反偏電壓而變化。工作于反偏狀態(tài)。多用于調(diào)諧、振蕩、混頻與倍頻等電路中。VCO:變?nèi)莨苋粲糜谡袷幤髦?,可以通過(guò)改變其反偏電壓來(lái)改變振蕩信號(hào)的頻率。這種振蕩器稱(chēng)為壓控振蕩器(VCO)(3)PIN二極管。PIN二極管是在PN結(jié)中間增加了一層本征(I)半導(dǎo)體,因此具有較強(qiáng)的正向電荷儲(chǔ)存能力。其主要特點(diǎn)是高頻等效電阻受正向電流的控制。是一電可調(diào)電阻。一般用于開(kāi)關(guān)、限幅、衰減和移相電路中。10三極管(類(lèi)型)類(lèi)型雙極晶體管高頻小功率管高頻大功率管場(chǎng)效應(yīng)管小信號(hào)場(chǎng)效應(yīng)管功率場(chǎng)效應(yīng)管高頻小信號(hào)(功率)晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管(FET)主要用
7、于小信號(hào)的放大、振蕩、調(diào)制/解調(diào)和混頻電路中。對(duì)它的主要要求是高增益和低噪聲。功率管主要用于功放電路,除了要求增益外,還要有大的輸出功率。11三極管(等效電路)混∏等效電路與參數(shù)混∏參數(shù)在一定頻率范圍內(nèi)與頻率無(wú)關(guān),只與工作點(diǎn)關(guān),因此可用于寬帶分析。Y參數(shù)等效電路Y參數(shù)不僅與工作點(diǎn)有關(guān),而且與頻率有關(guān),因此只適用于窄帶分析。Y參數(shù)是在輸入或輸出交流短路時(shí)所得到的,它只代表晶體管本身的特征,而與外電路無(wú)關(guān)。在低頻電路中晶體管用h參數(shù)等效。12集成電路(IC)用于高頻電路的集成電路分為通用型IC和專(zhuān)用型IC(ASIC)。通用型IC主
8、要是寬帶集成放大器和模擬乘法器。ASIC主要是集成鎖相環(huán)(PLL)、FM信號(hào)解調(diào)器、單片接收機(jī)等。另外還有一些功放的組件或模塊。13高頻電路中的組件高頻電路中的無(wú)源組件或無(wú)源網(wǎng)絡(luò)主要有高頻振蕩(諧振)回路、高頻變壓器、諧振器與濾波器等。它們完成信號(hào)的傳輸、頻率選擇及阻抗變換等