[工学]第2章 高频电路基础.ppt

?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。 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。 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产生的阻抗为jωL, 其中, ω为工作角频率。 工作频率越高，趋肤效应越强，再加上涡流损失、磁滞损失以及由电磁辐射所引起的能量损失，都将使高频电感的等效电阻（交流电阻）增加。 2． 高频电路中的有源器件 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。变容二极管是利用PN结反偏时势垒电容随外加反偏电压变化的机理。 2） 晶体管与场效应管（FET） 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。 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。（如通用型的宽带集成放大器/高频晶体管模拟相乘器，电视机中的专用集成电路等） 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。 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 称为回路的品质因数, 它是振荡回路的另一个重要参数。 根据式（2 — 6）画出相应的曲线如图2 — 5所示, 称为谐振曲线。 在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。 当ω与ω0很接近时, 当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时, 将回路电流值下降为谐振值的 时对应的频率范围称为回路的通频带, 也称回路带宽, 通常用B来表示。 令式（2 — 9）等于 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为 定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0, 令Zp的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得 2) 抽头并联振荡回路 激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路，即抽头并联振荡回路。  设抽头部分电感为L1，互感为M，则抽头系数 若忽略互感M则存在 对于紧耦合的线圈电感（即带抽头的高频变压器），若抽头的线圈匝数为N1，总匝数为N，则接入系数 对信号源也可进行折合，