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2高频电路基础.ppt
第二章高频电路基础 说明 这部分是学习后面内容的准备,重点需要复习以下知识: 并联谐振回路的谐振特性、谐振频率、品质因数、通频带、阻抗特性(幅度和相角)、选择性等,以及这些特性之间相互的关系。 特别强调抽头(部分接入)并联谐振回路的阻抗变换关系。 从低抽头向高抽头转换时: 等效阻抗增大1/p2倍,注意电感、电容、电阻(电导)值大小的变化 电流源减小了P倍 电压源增大1/p倍 串并联阻抗的等效互换 了解等效噪声带宽、噪声系数等概念。 了解声表面波器件的特点。 主要内容 高频电路中的元件、器件和组件概述 高频振荡回路 简单振荡回路 串联谐振(振荡)回路 并联谐振(振荡)回路 LC 串、并联谐振回路比较 抽头并联谐振回路 耦合振荡回路 串并联阻抗的等效互换 声表面波滤波器 作业 2.1高频电路中的元器件 高频电路中的元器件: 各种高频电路基本上是由有源器件、无源元件和无源网络组成的。 高频电路中的有源器件主要是二极管、晶体管和集成电路,用以完成信号的放大、非线性变换等功能。 高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件基本相同,但要注意它们的高频特性。 1、高频电路中的电阻 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,还表现有电抗特性的一面。 电阻器的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形式和尺寸大小有密切关系。 一个电阻R的高频等效电路如下图所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。 2、高频电路中的电容 3、高频电路中的电感 高频电感器一般由导线绕制(空心或有磁芯、单层或多层)而成(也称电感线圈)。 品质因数Q定义为高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。Q值越高,表明该电感器的储能作用越强,损耗越小。 因此,在中短波波段和米波波段,高频电感可等效为电感和电阻的串联或并联。若工作频率更高,等效电路应考虑电感两端总的分布电容,它应与电感并联。 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3所示。 RFCs(RF coils)高频扼流线圈 1、二极管 类型 (1)非线性变换二极管。主要用于调制、检波(解调)及混频等电路中,一般工作于低电平。它们的极间(结)电容小,工作频率高。常用点接触式(如2AP系列)和表面势垒式(肖特基)两种形式。 (2)变容二极管。它的主要特点是其结电容随所加的反偏电压而变化。工作于反偏状态。多用于调谐、振荡、混频与倍频等电路中。 VCO:变容管若用于振荡器中,可以通过改变其反偏电压来改变振荡信号的频率。这种振荡器称为压控振荡器(VCO) (3)PIN二极管。 PIN二极管是在PN结中间增加了一层本征(I)半导体,因此具有较强的正向电荷储存能力。其主要特点是高频等效电阻受正向电流的控制。是一电可调电阻。一般用于开关、限幅、衰减和移相电路中。 2、三极管(类型) 类型 双极晶体管 高频小功率管 高频大功率管 场效应管 小信号场效应管 功率场效应管 高频小信号(功率)晶体管或场效应管(FET)主要用于小信号的放大、振荡、调制/解调和混频电路中。对它的主要要求是高增益和低噪声。 功率管主要用于功放电路,除了要求增益外,还要有大的输出功率。 2、三极管(等效电路) 混∏等效电路与参数 混∏参数在一定频率范围内与频率无关,只与工作点关,因此可用于宽带分析。 Y参数等效电路 Y参数不仅与工作点有关,而且与频率有关,因此只适用于窄带分析。 Y参数是在输入或输出交流短路时所得到的,它只代表晶体管本身的特征,而与外电路无关。 在低频电路中晶体管用h参数等效。 3、集成电路(IC) 用于高频电路的集成电路分为通用型IC和专用型IC(ASIC)。 通用型IC主要是宽带集成放大器和模拟乘法器。 专用型ASIC主要是集成锁相环(PLL)、FM信号解调器、单片接收机等。另外还有一些功放的组件或模块。 2.2高频电路中的组件 高频电路中的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、频率选择及阻抗变换等功能。 高频电路中的其它组件:平衡调制(混频)器、正交调制(混频)器、移相器、匹配器与衰减器、分配器与合路器、定向耦合器、隔离器与缓冲器、高频开关与双工器等。 一、高频振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。是高频电路中应用最广的无源网络,也是构成高频放大器和振荡器的主要部件,在电路中完成阻抗变换、信号选择(选频)等任务,并可作为负载。 简单振荡回路 阻抗变换及抽头振荡回路的阻抗变换 耦合振荡回路 2.2高频电路中的组件 1、简单振荡回路 简单振荡回路包括并联谐
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