高频电子线路第一章浅析.ppt

1.2 集中选频滤波器 在集中选频放大器里，先采用矩形系数较好的集中滤波器进行选频，然后再利用单级或多级集成宽带放大电路进行信号放大。 优点：前者以集中预选频代替了逐级选频，减小了调试的难度，后者可充分发挥线性集成电路的优势。 1. 晶体滤波器 石英是矿物质硅石的一种（也可人工制造），化学成分是SiO2，其形状为结晶的六角锥体。图(a)表示自然结晶体，图(b)表示晶体的横截面。 压电效应 所谓压电效应，是指当晶体受到外部压力或拉力作用时，在它的某些特定表面上将出现电荷，而且外力大小与电荷密度之间存在着一定关系，这是正压电效应。 当晶体受到电场作用时，在它的某些特定方向上将出现应力变化，而且在电场强度与应力变化之间也存在着一定关系，这是逆压电效应。 石英晶体和其它弹性体一样，具有惯性和弹性，因而存在着固有振动频率。 当交流电压加在晶体两端，晶体先随电压变化产生应变，然后机械振动又使晶体表面产生交变电荷。 当晶体几何尺寸一定时，它本身有一个固有的机械振动频率，当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时，晶体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外电路中的交流电流最强，于是产生了谐振。 2. 陶瓷滤波器 当输入电信号的频率与这些陶瓷材料（或石英晶体）的固有频率一致时，会产生谐振。 所以，压电陶瓷片和石英晶体片均具有谐振电路的特性，其空载品质因数可达几百以上，选择性非常好。 用压电陶瓷片和石英晶体分别可以制作陶瓷滤波器和晶体滤波器。 通信电路中常用的是三端陶瓷（或晶体）滤波器: 电路符号（如图）， 1、3是输入端， 2、3是输出端。 3. 声表面波滤波器 声表面波滤波器（SAWF）是利用某些晶体（如石英晶体、铌酸锂LiNbo3等）的压电效应和表面波传播的物理特性而制成的一种新型电—声换能器件。 声表面波滤波器自20世纪60年代中期问世它不仅不需要调整而且具有良好的幅频特性和相频特性，其矩形系数接近1。 下图是声表面波滤波器的基本结构、符号和等效电路。 声表面波滤波器 图1.2.2声表面波滤波器中的传输函数为： 总结： 声表面波滤波器的滤波特性，如中心频率、频带宽度、频响特性等一般由叉指换能器的几何形状和尺寸决定。 几何尺寸包括：叉指对数、指条宽度a、指条间隔b、指条有效长度B和周期长度M等。 目前，声表面波滤波器的中心频率可在几兆赫到几吉兆赫之间，相对宽度为0.5%~50%，插入损耗最低，仅几分贝，矩形系数可达1.1。 1.3 电噪声 ※ 1.3.1 概述 所谓干扰（或噪声）, 就是除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁骚动的总称。 1.3.2 电子噪声的来源与特性 1. 电阻热噪声 1) 噪声电压功率谱密度和电流功率谱密度 1.3.3 噪声系数和噪声温度 ※ 1． 噪声系数的定义 图 1. 18为一线性四端网络, 它的噪声系数定义为输 入端的信号噪声功率比(S/N)i与输出端的信号噪声功 率比(S/N)o的比值, 即 噪声系数通常用dB表示, 用dB表示的噪声系数为 ： 2．噪声温度 将线性电路的内部附加噪声折算到输入端, 此附加噪声可以用提高信号源内阻上的温度来等效, 这就是“噪声温度”。 由上式等效到输入端的附加噪声为Na/KP, 令增加的温度为Te, 即噪声温度, 可得： 1.3.4 噪声系数的计算 ※※ 1．额定功率法 额定功率, 又称资用功率或可用功率, 是指信号源 所能输出的最大功率, 它是一个度量信号源容量大小 的参数, 是信号源的一个属性, 它只取决于信号源本 身的参数——内阻和电动势, 与输入电阻和负载无关, 如图 1.19 所示。 根据噪声系数的定义, 分子和分母都是同一端点上 的功率比，因此将实际功率改为额定功率，并不改变 噪声系数的定义， 式中, Psmi和Psmo分别为输入和输出的信号额定功率; Nmi 和Nmo分别为输入和输出的噪声额定功率; Nmn为网络内 部的最大输出噪声功率。 也可以等效到输入端, 有 3． 噪声系数与灵敏度  噪声系数是用来衡量部件(如放大器)和系统(如接 收机)噪声性能的。 灵敏度就是保持接收机输出端信噪比一定时, 接 收机输入的最小信号电压或功率(设接收机有足够的 增益) ，显然，灵敏度越高，能够接收的信号越微 弱。 1.3.5 噪