[工学]高频电子线路基础知识.ppt

倒L型网络由两个异性电抗元件X1、X2组成 倒L型阻抗匹配网络 实际负载 等效负载 串并转换： 谐振时： 采用这种电路可以在谐振频率处增大负载电阻的等效值。 选频匹配网络的电抗值为： 并串串换 谐振时： 可以求得选频匹配网络的电抗值为： 采用这种电路可以在谐振频率处减小负载电阻的等效值。 选频匹配网络特点： 对于倒L型网络，需要求出两个元件，故需两个条件： 实际负载——等效负载 谐振频率 对于T型或者π型网络，需要求出三个元件，分析方法类似，只是需要三个条件。 适合分析对于窄带信号的较为精确的阻抗变换。 例3 LC串并联电路可以完成以下几点功能： 小结 （1）LC并联电路的选频特性可以在高频电路里作为滤波器。选频特性的好坏由通频带与回路的品质因数Q值决定，但这两个指标是相互矛盾的，在实际中要取得折中。 （2）LC并联回路的阻抗相频特性曲线是具有负斜率的单调变化曲线，这一点对于后面第四章要讨论的LC正弦振荡电路的稳定性具有很大作用，其曲线中线性部分可以进行频率与相位的线性转换，这是相位鉴频电路中的一种方法。 同样，LC并联谐振回路阻抗的幅频特性曲线中的线性部分对于频率与相位的线性转换在斜率鉴频电路中得到应用。 （3）LC串联谐振回路的选频特性在第四章LC正弦波振荡电路里可作为短路元件工作于振荡频率点。 （4）LC阻抗变换电路和选频匹配电路都可以实现信号源内阻与负载的阻抗变换。其中，LC阻抗变换电路可在较宽的频率范围进行阻抗变换，而选频匹配网络工作在较窄的频带范围内。 1.2 集中选频滤波器 一般常将无需调整的石英晶体滤波器、陶瓷滤波器以及声表面波滤波器（它们都是封装好的，作为一个单独的器件），统称为集中选频滤波器或者固体滤波器，他们的性能都做得很好，一般应用在窄带滤波中。 1. 晶体滤波器和陶瓷滤波器 振荡原理基于压电效应以及逆压电效应； 当外加信号工作频率与晶体或者陶瓷的机械频率一致时，产生谐振现象。 空载品质因数可达几百以上， 选择性非常好。 三端陶瓷滤波器符号 2. 声表面波滤波器 声表面波滤波器ＳＡＷＦ（Ｓurface Ａcoustic Ｗave Ｆilter）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年代中期问世以来, 发展非常迅速， 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。 图 1.2.2 声表面波滤波器 (a) 结构； (b) 符号； (c) 等效电路 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。 这些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兹到几吉赫兹之间, 相对带宽为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 定义：放大电路或电子设备的输出端与有用信号同时存在的一种随机变化的的电流或电压，没有有用信号是时它也存在。 噪声与干扰区别： 干扰：带有一定的脉冲性和周期性 噪声：具有随机性 放大电路的内部噪声主要来源于包括电阻热噪声和放大器件的噪声。 一、放大电路内部噪声的来源和特点 （一）电阻的热噪声 特点： 无外加电压时，自由电子的无规则运动； 值小，持续时间短，正负值的概率相同； 某一瞬间的电压是随机的； 噪声电压un(t)是随机变化的，无法确切地写出它的数学表达式。 而大量的实践和理论分析已经找出它们的规律性，可以用概率特性和功率谱密度来描述。例如，电阻热噪声电压un(t)具有很宽的频谱，它从零开始连续不断，而且各个频率分量是相等的如下图所示： 噪声电压功率频谱密度 其中，k是波尔兹曼常数，其值为1.38×10-23J/K；T是电阻温度，以绝对温度计算。 噪声电流功率频谱密度 频带宽为BW内产生的热噪声均方值电流和均方值电压为： * * 第一章 基础知识 主要内容： 1.1 LC谐振回路的选频特性和阻抗变换特性 1.2 集中选频滤波器 1.3电噪声 LC谐振回路是高频电路最常用的无源网络，包括并联回路和串联回路，其中并联回路在实际中用得很多。 1.1 LC谐振回路的选频特性和阻抗变换特性 LC谐振回路的作用 1．可以进行选频（即将LC回路调谐在需要选择的频率上）； 2．进行信号的频幅转换和频相转换（在斜率鉴频和相位鉴频）； 3．组成阻抗变换和匹配电路； 阻抗电路的串－并联等效转换?? 由电阻元件和电抗元件组成的阻抗电路的串联形式与并联形式可以互相转换，而保持其等效阻抗和Q值不变。 R p X p Z p