《高频电子线路基础》PPT课件

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1、第2章高频电子电路基础2.1高频电路中的元器件一、高频电路中的无源元件1、电阻的高频特性2、电感的高频特性品质因素Q：描述系统储能与耗能之间关系的参数。电感品质因素：据电路等效原理，可以用并联等效电路表示因为QL>>1，有即3、电容的高频特性用品质因素Q反映电容器的损耗特性串联形式并联形式二、高频电路中的有源器件1、二极管、变容二极管、PIN二极管2、晶体管、场效应管3、集成电路2.2谐振回路高频振荡回路（谐振回路）分类：串联谐振回路、并联谐振回路、抽头并联谐振回路和耦合谐振回路。振荡回路：由电感和电

2、容组成的回路，当外界给予一定能量，电路参数满足一定关系时，可以在回路中产生电压和电流的周期振荡，电路的这种性质称为振荡特性，电路为振荡回路。谐振回路：若振荡回路在某一频率的交变信号的作用下，能在电抗元件上产生最大的电压或流过最大的电流（或者说具有最大、最小阻抗值），则电路具有谐振特性，为谐振回路，此时的信号频率称为谐振频率，记为ω0。作用：高频电子线路中广泛应用的选频网络1、并联谐振回路求得电路总导纳：b=0时

3、Y

4、=g电路呈纯电阻性b≠0时b>0

5、Y

6、>g电路呈容性b<0

7、Y

8、>g电路呈感性＋－在回路两

9、端加电流源Is，b=0时Y最小，即回路阻抗最大(为纯电阻)，端电压V将最大，并与Is同相，电路产生并联谐振，此时振荡频率为ω=ω0，为谐振频率谐振时回路的感抗和容抗近似相等，称为回路的特性阻抗回路品质因素谐振阻抗谐振时支路工作情况＋－电感支路电流约为电源电流的Q倍，相位滞后π/2电容支路电流约为电源电流的Q倍，相位超前π/2谐振的物理意义：电容中储存的电能和电感中储存的磁能周期性地转换，且两者储存的最大能量相等。谐振频率特性用极坐标表示，可求得幅频特性和相频特性利用电路可以求得电压表达式V、φ均为ω的函数

10、，可写为V(ω)和φ(ω)幅频特性当电流源幅度Is、元件参数（g、L、C）不变时，改变电流源频率ω，可得不同幅度的V值。可作出幅频特性曲线（或称谐振特性曲线）ωω0回路对电源频率谐振时，即ω=ω0时，回路端电压达最大值，有V0=Is/gω偏离ω0时（Δω=ω-ω0），端电压幅值下降相频特性ω<ω0V超前Is回路呈感性ω=ω0V与Is同相回路呈纯电阻性ω>ω0V滞后Is回路呈容性2、串联谐振回路谐振条件：回路电流最大，回路谐振电路串联谐振，ω0为谐振频率，此时回路阻抗最小，为纯电阻，Is与V同相,为最大值I

11、0谐振时电感和电容上的电压最大，是电阻电压值的Q倍，也就是恒压源的Q倍，表明电容和电感储能周期性转换，而且最大能量相等。频率特性ωω0ωω0ω<ω0Is超前V回路呈容性ω=ω0Is与V同相回路呈纯电阻性ω>ω0Is滞后V回路呈感性串联和并联具有对偶性电源阻抗值ω<ω0ω=ω0ω>ω0并联gLc并ISZ最大电感性纯电阻最小导纳g电容性串联rLc串VSZ最小电容性纯电阻最小阻抗r电感性3、谐振回路的性能分析失谐：当信号频率偏离ω0时，称电路失谐，记为Δω=ω-ω0，用来衡量电源频率偏离谐振频率的程度。在并联谐

12、振回路中归一化幅频特性为：串联谐振回路中的归一化幅频特性ω与ω0很接近时，有选择性谐振回路从不同频率信号中选择所需信号的特性称为选择性，它表明回路对不需要信号的抑制能力。ωω0Q2Q1Q0通频带(3dB带宽)B与Q成反比，Q越高，选择性越好，但通频带越窄谐振频率阻抗（导纳）特性恒流源恒压源激励源并联谐振回路串联谐振回路电路名称品质因数Q串、并联谐振回路比较谐振性质谐振参数并联谐振回路串联谐振回路电路名称通频带电压谐振电流谐振谐振特性结论：串联谐振回路通常适用于信号源内阻Rs很小（恒压源）和负载电阻RL也不

13、大的情况。考虑电源内阻和负载后，有载Q值为：4、信号源内阻和负载对串联回路的影响目的：1）使RS、RL经变换后，等效电阻增加，与RP并联后使RΣ减小不多，保证QL与Qo相差不大。2)使CS、CL减小，与回路电容C并联后，CΣ增加很少，稳定ω0。电路：常用来实现阻抗变换的电路有：将激励源或负载与回路电抗（电容或电感）部分连接的抽头并联振荡回路，以及变压器耦合电路。5、并联谐振回路的耦合方式阻抗变换电路的引入理想变压器耦合电路接入系数据能量守恒原理1同理当初级接电阻R时，呈现在次级上的电阻为电感分压电路接入系

14、数据能量守恒原理忽略互感的影响由低抽头向高抽头转换时，等效阻抗提高倍由高抽头向低抽头转换时，等效阻抗降低至电容分压电路可得(p<1)1负载电阻RL是通过双电容分压接入并联谐振回路的,接入系数1LR2.4耦合回路1、耦合回路形式耦合程度通过耦合系数反映互感耦合串联型回路电容耦合并联型回路k<1对电容耦合回路：一般C1=C2=C通常CM<