最新射频第二讲(含作业)讲述教学讲义ppt.ppt

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1、射频第二讲(含作业)讲述Topic21.无源元件的射频特性2.传输线主要内容金属导线射频电阻射频电容射频电感传输线等效电路传输线理论基础金属导线电阻随频率的变化规律半径a=1mm的铜导线在不同频率下的Jz/Jz0相对于r的曲线交流状态下铜导线横截面电流密度对直流情况的归一化值多芯导线的优点WireInductor1InductanceofStraightWires:Llend美国线规AmericanWireGauge(AWG):len,d:incmL:innano(10-9)Henrydinmilli-inch(mil),1mil=10-3inch=0.0254mm为了使导线尺寸标

2、准化，在美国，普遍采用美国线规（AWG）系统，导线的尺寸由他的AWG值决定。一般规律是每6个线规，导线直径近似提高1倍。起始AWG50，直径1mil。直导线电感的计算工程上：WireInductor2等效电路及模拟结果导线的电容效应金属导线可以看作一个电极，它与地线或其他电子元件之间存在一定的电容量，这个电容对射频/微波电路的工作性能也会有较大的影响。对导线寄生电容的考虑是射频/微波工程设计的一项主要任务。射频/微波等效模型金属导线的电阻、电感和电容是射频/微波电路的基本单元。工程中，严格计算这些基本元件的寄生参数是没有必要的，关键是掌握存在这些参数的物理概念，合理地使用或回避，实

3、现电路模块的功能指标。等效准则电流流过——〉磁场——〉电感特性电势差——〉电场——〉电容特性射频/微波电阻基本功能是将电能转换成热产生电压降。在射频/微波电子电路中使用最多的是薄膜片电阻，一般使用表面贴装元件（SMD）。单片微波集成电路中使用的电阻有三类半导体电阻沉积金属膜电阻金属和介质的混合物在射频应用中，电阻的等效电路比较复杂，不仅具有阻值，还会有引线电感和线间寄生电容，其性质将不再是纯电阻，而是“阻”与“抗”兼有。Resistor1高频电阻:equivalentcircuitRLsLsCpZ:impedancefr:resonancefrequency(谐振频率)Resist

4、or2例子:金属薄膜电阻具有#14的引线,两端各0.5英寸长。R=10k,C=0.3pF1.2.阻抗-频率曲线:｜ZR｜Freq.frfr/2Resistor3等效电路及模拟结果电容（Capacitor）1各类电容：goodcapacitorsathighfreq.:ceramic(陶瓷),mica(云母)largecapacitance:tantalum(钽),electrolytic(电解)电源稳定电路:VccoptionalC1C2C3deviceC1:10μFelectrolytic(电解)C2:0.1μFmylar(薄膜)C3:1nFceramic(陶瓷)C1,C2,C3

5、asclosetodeviceaspossible应用实例Capacitor2高频电容:Aedideally:Q+Q-Vequivalentcircuit:LsCRsRpLs:leadinductanceRs:heat-dissipationlossRRp:isolationR(漏电流产生)C:idealcapacitanceCapacitor3电容在高频中的阻抗:Note:1.Atlowf:acapacitorlookslikeaR=Rs+Rp2.Atveryhighf:acapacitorlooklikeaninductorL3.AsmallCcanbemorecapacito

6、r-likethanalargeCbecauseofLImpedancefrequencyinductivecapacitivefrCapacitor4共振頻率點(fr)正常使用最大频率（fr/10)等效电路及模拟结果射频电感在电子线路中常用的电感器一般是线圈结构，在高频率下也称为高频扼流圈。其结构一般是用直导线沿柱状结构缠绕而成。导线的缠绕构成电感的主要部分，而导线本身的电感可以忽略不计绕线电感（Air-coilInductor）1高频电感:Cdequivalentcircuit:RsCdLRs:seriesresistanceofwireCd:distributedcapaci

7、tance绕线电感2绕线电感:lrmrImpedancefrequencyinductivecapacitivefr工程上：绕线电感：N为绕线匝数绕线电感3等效电路及模拟结果正常使用最大频率（fr/10)共振频率点(fr)实例1一个N=3.5的铜电感线圈，线圈半径为1.27mm，线圈长度为1.27mm，导线半径为63.5μm。假设它可以看做一细长螺线管，求其射频下的特性。电感部分求得L=61.4nH。导线的自身阻抗求得Rdc＝0.034Ω。铜的电导率实例2电容CsCs