高频电路基础范例.pptx

第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 2.2 电子噪声 要求掌握高频电路中的元器件的物理特性，LC谐振回路的各种参数、意义以及换算，电子噪声分析和计算。 2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 2.1.1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, 但要注意它们在高频使用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电阻(器)、 电容(器)和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。 1． 高频电路中的元件 1） 电阻 一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特性, 但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特性的一面。 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 2） 电容 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（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。 图2 — 2 电容器的高频等效电路 (a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性 3） 电感 高频电感器与普通电感器一样, 电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工作角频率。 　　　　　L r  等效交流电阻r：表征趋肤效应、涡流损耗、磁芯电感在磁介质的磁滞损失以及电磁辐射引起的能量损失等。常用品质因数Q来表征高频电感器的损耗性能。Q的定义是高频电感的感抗与其串联损耗电阻之比，即　 图 2 — 3 高频电感器的自身谐振频率SRF 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。 2． 高频电路中的有源器件 与用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 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。 2） 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。 　　　场效应管也能工作在同样频率下，且噪声更低。 3） 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。 2.1.2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。 1. 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, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作为负载使用。 1) 简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。 （1） 串联谐振回路。 最简单的串联振荡回路如图：r是L和C的损耗之和 （1）串联谐振频率： （2）品质因数：回路谐振时无功功率 与损耗功率之比 电容性 电感性 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 在任意频率下的回