第2篇 通信电子线路基础.ppt

* * 第2章 通信电子线路基础 2.1 高频电路中的有源器件 2.2 无源谐振电路分析 2.3 干扰和噪声 2.1 高频电路中的有源器件 任务：完成信号的放大、非线性变换等主要功能。 2.1 有源器件： BJT、FET、变容二极管：高频应用 集成电路：通用集成宽带放大电路， 专用高频集成电路。 2.1.1 BJT的高频小信号模型 一、混合π等效电路 Cbe Cbc + _ b e e c b + _ + _ 混合?型等效电路 二、三极管的Y参数等效电路 三极管处在小信号线性放大状态时，可以近似为线性器件。因此，我们避开三极管的内部结构，将其看成一个线性二端口网络，如下图所示，从而可以用网络参数等效电路来等效三极管。 Uce + b e c e Ib Ic Ube + _ _ （a） _ yoe yfeUbe （b） Ib Ic + _ Ube Uce + yie yreUce Y参数等效电路 三极管的二端口模型 已知线性二端口网络的y参数方程为： 将其移植到上图（a）中，得到三极管共发射极接法的y参数电流方程： 并由这个电流方程画出三极管的交流Y参数等效电路如图： _ yoe yfeUbe Ib Ic + _ Ube Uce + yie yreUce 是输入端交流短路时的输出导纳，即受控电流源的内导纳。 是输出交流短路时的输入导纳； 是输入交流短路时的反向传输导纳，这是造成三极管输入回路与输入回路耦合的主要因数，也称为反馈导纳； 其中： 是输出端交流短路时的正向传输导纳，这是体现三极管电流控制作用的参数，其作用相当于H参数等效电路中的?； 混合π等效电路和Y参数等效电路所反映的是同一只三极管，所以两种等效电路之间存在着确定的关系，根据Y参数的上述定义，从混合π等效电路可以推导出： ， 三点结论： 1)Y参数与静态工作点有关，在这点上与H参数一样； 2)Y参数与三极管的工作频率有关。在下一章将要讨论的小信号谐振放大器中，由于电路的通频带很窄，三极管的工作频率被局限在一个较小的范围内，Y参数在此可以近似看成常数； 3)如果工作频率对三极管来讲不是特别高，即满足： Y参数均为容性参数，为了今后分析电路方便，我们将Y参数记为： Cgd Cgs + g s s d rgs _ + _ rD CJ 2.1.2 二极管和场效应管的高频小信号模型 一、二极管的高频小信号模型 二、FET的高频小信号模型 2.2 无源谐振网络 任务：信号传输、频率选择和阻抗变换等。 一、LC串联谐振回路：r是L和C的损耗之和 C L r ZS （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 （3）特性阻抗ρ： 谐振时容抗或感抗的值 （4）广义失谐ξ：能够清楚的反映失谐的大小 通信电路中用到的谐振电路多为窄带电路，即ω与ω0很接近，则有 a、并联谐振频率 b、品质因数 c、广义失谐 二、并联谐振回路 C L r I y + U - C L go I y + U - 1、基本概念： LC理想，g0是L和C的损耗之和。 2、并联谐振回路的幅频特性和相频特性 d、 通频带 e、 矩形系数 ω ?z o ?/2 -?/2 相频特性 幅频特性 U o ξ U0 0.707U0 BW0.7 ?ω0.7 曲线越窄，选频特性越好，定义当U下降到U0的 时，对应的频率范围为通频带——BW0.7 f、直接接入信号源和负载的LC并联谐振回路 C L r CL RL Rs Ro C L CL RL Rs C′ L R′o 谐振频率： (C′=C+CL) 谐振阻抗：Re=Rs//Ro//RL 有载品质因数： 通频带： 例：已知并联振荡回路的 fo=465KHz，C=200pF，BW=8kHz，求: (1) 回路的电感L和有载QL； (2) 如将通频带加宽为10kHz，应在回路两端并 接一个多大的电阻？ 解:（1） 谐振时的阻抗： R′o=QLωoL ?98.4KΩ （2）设要并接的电阻为RL，由题意知 3、部分接入的并联振荡回路 目的：实现阻抗匹配；减小负载对谐振回路的影响 C L RL C L RL RL U1 U2 设接入系数为：n=U2/U1， 则：RL=n2RL 信号源的阻抗匹配 Rs = Ri 负载的阻抗匹配 RL = R0 阻抗匹配 C L r RL Rs Ri Ro a、自耦变压器部分接入电路 接入系数： 部分到全部—增大 全部到部分—减小 R0 信号源的匹配: Rs=R0 紧耦合：