高频高频电路基础

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1、第2章高频电路基础2.1高频电路中的元器件和组件重点：串、并联谐振回路的选频特性12.1.1高频电路中的元件1.电阻器一个实际的电阻器,在低频时主要表现为电阻特性,但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面,而且还表有电抗特性的一面。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。图2-1电阻的高频等效电路232.电容器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（

2、b）虚线所示.其中,f为工作频率,ω=2πf。(a)电容器的等效电路;（b）电容器的阻抗特性图2—2电容器的高频等效电路4实际电容的阻抗特性53.电感高频电感器的电感量是其主要参数。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。图2—3高频电感器的自身谐振频率SRF6导线趋肤效应示意图趋肤效应：交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。趋肤效应使导体的

3、有效电阻增加。频率越高，趋肤效应越显著。782.1.2高频电路中的有源器件1）二极管半导体二极管在高频中主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中,工作在低电平。变容二极管又称“可变电抗二极管”。是一种利用PN结电容（势垒电容)与其反向偏置电压的依赖关系而制成的二极管。反偏电压愈大，则结电容愈小。普通可变电容采用机械调节改变容量，变容二极管用电调方式改变容量，9102）晶体管与场效应管（FET）在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好,在外形结构方面也有所不同。高频

4、晶体管有两大类型:一类是作小信号放大的高频小功率管,对它们的主要要求是高增益和低噪声;另一类为高频功率放大管,除了增益外,要求其在高频有较大的输出功率。113）集成电路用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多,主要分为通用型和专用型两种。12振荡（谐振）回路高频变压器谐振器滤波器平衡调制（混频）器正交调制（混频）器移相器匹配器衰减器分配器与合路器等2.1.2高频电路中的组件131.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

5、成阻抗变换、信号选择等任务,并可直接作为负载使用。1415选频的基本概念所谓选频：就是选出需要的频率分量并且滤除不需要的频率分量。16单振荡回路耦合振荡回路振荡回路（由L、C组成）各种滤波器LC集中滤波器石英晶体滤波器陶瓷滤波器声表面波滤波器串联振荡回路并联振荡回路17要求fof1f22Δf0.72Δf0.1理想实际α(f)=H(f)/H(fo)f0.40.60.81.00.20通频带外的幅频特性应满足理想的幅频特性应是矩形，既是一个关于频率的矩形窗函数。定义矩形系数K0.1表示选择性：2Δf0.7称为通频带：显然，

6、理想选频电路的矩形系数K0.1=1，而实际选频电路的矩形系数均大于1。理想的选频电路通频带内的幅频特性选频电路的通频带宽度传输信号有效频谱宽度相一致18Example1-1:TheseriesLRCcircuithasthefollowingcomponentvalues:r=10Ω,L=10H,andC=100pFDeterminetheimpedanceZ,thecurrentforVZ=10Vrms(rootmeansquare),theresultingvoltagedroppedacrossthecapa

7、citor,andthepowerdissipatedbythecircuit.(allatf=5.5MHz).Solution:1.Atf=5.5MHz,=2*5.5MHz=34.56Mrad/s,XL=L=345.6Ω,XC=1/C=289.4Ω,Hence,Z=10+j345.6-j289.4=10+j56.2=57.1Ω∠80º2.i=v/Z=10V/57.1Ω∠80º=175mA∠-80º.Thephaseangle=-80ºindicatesthatthecurrentlagstheapplie

8、dvoltage(orthevoltageleadsthecurrent)forthisessentiallyinductivecircuit.3.Vc=iXC=(175mA∠-80º)(289.4Ω∠-90º)=50.6V∠-170º4.Thepowerdissipatedinthecircuitisthatlostintheresistan