高频衡阳师院课件.ppt

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1、第二章高频电路基础2.1高频电路中的元器件2.2高频电路中的基本电路2.3电子噪声及其特性2.4噪声系数和噪声温度第二章高频电路基础2.1高频电路中的元器件**高频电路中的元器件高频电路是由各种有源器件、无源元件和无源网络组成的。高频电路中使用的元器件与在低频电路中使用的元器件基本相同,但要注意它们在工作频率较高时的高频特性。高频电路中的元件1）电阻一个电阻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。电阻的高频等效电路理想电容器的容抗为1/(jωC),如图（b）虚

2、线所示，实际电容器存在损耗电阻RC和引线电感LC，如图（a）所示。电容器的高频等效电路及阻抗特性2）电容高频电路中的元件理想电感器L的感抗为jωL，实际电感器存在分布电容和损耗电阻。3）电感高频电路中的元件电感器的高频等效电路1）晶体二极管晶体二极管在高频中主要用于调制、解调及混频等非线性变换电路中,工作在低电平。高频电路中的有源器件另一种在高频中应用很广的二极管是变容二极管。C－V2）晶体三极管与场效应管（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

3、好,在外形结构方面也有所不同。高频晶体管有两大类型: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。高频电路中的有源器件2）晶体三极管与场效应管（FET）晶体管的高频参数：高频电路中的有源器件β截止频率fβ特征频率fTα截止频率fα第二章高频电路基础2.2高频电路中的基本电路*****高频电路中的基本电路（无源组件或无源网络）主要有高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤波器等,它们完成信号的传输、频率选择及阻抗

4、变换等功能。高频电路中的组件（一）高频振荡回路*****并联谐振回路串联谐振回路分类高频振荡（谐振）回路高频振荡（谐振）回路由电感和电容组成。串联振荡回路及其特性串联谐振回路串联谐振回路令其虚部为零，求得串联谐振频率为串联谐振回路串联谐振频率为此时阻抗最小，且为纯电阻串联谐振回路若在串联振荡回路两端加一恒压信号,则发生串联谐振时因阻抗最小,流过电路的电流最大,称为谐振电流,其值为串联谐振回路在任意频率下的回路电流与谐振电流之比为串联谐振回路其中,称为回路的品质因数。其模为在任意频率下的回路电流与谐振电

5、流之比为串联谐振回路根据上式画出相应的曲线,称为谐振曲线。串联谐振回路在实际应用中,外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度,称为失谐。当ω与ω0很接近时,令为广义失谐串联谐振回路–则可写成当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时,将回路电流值下降为谐振值的时对应的频率范围称为回路的通频带,也称回路带宽,通常用B来表示。令上式等于,则可推得ξ=±1,从而可得带宽为.串联谐振回路Q越高，带宽越窄。串联谐振回路由于有：所以串联谐振时：串联谐振时的电流、电压关系（又称为电压谐

6、振）并联谐振回路及其等效电路、阻抗特性和辐角特性(a)并联谐振回路;（b）等效电路;（c）阻抗特性;（d）辐角特性并联谐振回路并联谐振回路的并联阻抗为并联谐振回路并联谐振回路定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0,令Zp的虚部为零,求解方程的根就是ω0,可得式中,Q为回路的品质因数,当时,并联回路在谐振时的阻抗最大,为一电阻R0并联谐振回路在任意频率下的阻抗并联回路在谐振时的阻抗最大,为一电阻R0并联谐振回路品质因数Q的另一种表示形式并联谐振回路品质因数Q的两种表示形式并联回路在在任意频率下的

7、阻抗并联谐振回路ω与ω0相差不大时可简化为对应的阻抗模值与幅角分别为并联谐振回路并联谐振回路的幅频特性并联谐振回路并联谐振回路的相频特性对比串联回路：并联谐振回路由于有：所以并联谐振时：并联谐振时的电流、电压关系（又称为电流谐振）例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,(1)试计算所需的线圈电感值。(2)若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。(3)若放大器所需的带宽B=0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要

8、求?并联谐振回路公式归纳串联谐振回路基本公式：公式归纳并联谐振回路基本公式：将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,L以微亨（μH）为单位，上式可变为一实用计算公式:将f0=fs=10MHz代入,得解(1)计算L值。由式(2—2),可得并联谐振回路(2)回路谐振电阻和带宽。由式(2—12)并联谐振回路回路带宽为设回路上并联电阻为R1,并联后的总电阻为R1∥R0,总的回路有载品质因数为QL。由带宽公式,有此时要求的带宽B=0.5MHz,故回