高频电子线路_1基础 — 抽头
高频电路基础1
jo o
回路电流的相角为阻抗幅角的负值 = –，回路电流 的相角是与外加电压相比较而言的。若超前，则 > 0； 若滞后，则 < 0。 Q值不同时，相频特性曲线的陡峭程度不同，图中 Q1>Q2。
26
能量关系
谐振时
Wc
i I 0 m sin t
vc
1 1 idt I 0 m sin(t 90 o ) VCm cost C C
1 2 1 2 cv cv cm cos 2 t 2 2
Wcm
1 2 1 2 cv cm c Q 2v sm 2 2
声表面波滤波器 作业
3
高频电路中的元件、器件和组件概述
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。 高频电路中的有源器件主要是二极管、晶体管和集 成电路，用以完成信号的放大、非线性变换等功能。 高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器 件基本相同，但要注意它们的高频特性。
4
高频电路中的电阻
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，还表现有电抗特性的一面。
电阻器的高频特性与制作电阻的材料、电阻的封装形式和尺寸大小有密 切关系。
一个电阻R的高频等效电路如下图所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。
CR LR R
图1
电阻的高频等效电路
0
< 0，x<0呈容性，电流超前电压，z < 0 > 0 ，x>0呈感性，电流滞后电压，z>0 = 0 ，|z| = R ， x = 0达到串联谐振，阻抗为纯阻R。 当回路谐振时的感抗或容抗，称之为特性阻抗。用表示
高频电子线路_1基础 — 抽头
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件 3) 耦合振荡回路
在高频电路中, 有时用到两个互相耦合的振荡回路, 也
称为双调谐回路。 把接有激励信号源的回路称为初级回路, 把与负载相接的回路称为次级回路或负载回路。 图12是两 种常见的耦合回路。 图12（a）是互感耦合电路, 图12(b) 是电容耦合回路。
I 3 n ( I1 I 2 )
. I1 ＋ . U1 － . I3 ＋ N1 . U3 Z4 Z3 Z2 Z1 n :1
(1 — 38)
图16 中心抽头
变压器电路 （a） 中心抽头 变压器电路; （b） 作四端口
(b )
＋ . U2 N 1 － . I2 (a )
N2
－
器件应用
CAFUC-AEI Electronic Information Engineering
C2 (b)
R0
L U
(c) C1 R1
UT
C
L
U1 R1
C1 UT
L
C2
U1 R1
(d)
(e)
CAFUC-AEI Electronic Information Engineering 图9 几种常见抽头振荡回路
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件 抽头系数（接入系数）
定义：与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
v c
（1 — 39）
r
v f
. I
0 r
1 3 ＋ RS ＋ . U1
（1 — 40）
＋
高频电子线路课后习题及答案
高频电子线路习题集第一章 绪论1－1 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分的功用。
答：上图是一个语音无线电广播通信系统的基本组成框图，它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。
发射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器（不一定必须）、功率放大器和发射天线组成。
低频音频信号经放大后，首先进行调制后变成一个高频已调波，然后可通过变频，达到所需的发射频率，经高频功率放大后，由天线发射出去。
接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。
由天线接收来的信号，经放大后，再经过混频器，变成一中频已调波，然后检波，恢复出原来的信息，经低频功放放大后，驱动扬声器。
话筒扬声器1－2 无线通信为什么要用高频信号？“高频”信号指的是什么？答：高频信号指的是适合天线发射、传播和接收的射频信号。
采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。
1－3无线通信为什么要进行凋制？如何进行调制？答：因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减小天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬移到高频载波附近；另外，由于调制后的信号是高频信号，所以也提高了信道利用率，实现了信道复用。
调制方式有模拟调调制和数字调制。
在模拟调制中，用调制信号去控制高频载波的某个参数。
在调幅方式中，AM普通调幅、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留单边带调幅（VSSB）；在调频方式中，有调频（FM）和调相（PM）。
在数字调制中，一般有频率键控（FSK）、幅度键控（ASK）、相位键控（PSK）等调制方法。
(高频电子线路)第一章高频电路中的元器件及基本电路
广泛应用于信号产生、测量和 通信等领域。
放大电路
放大电路
放大电路的组成
利用三极管、场效应管等器件，将输入信 号进行放大，以获得足够大的输出信号的 电路。
一般由输入级、输出级、电压放大级和电 流放大级四部分组成。
放大电路的分类
放大电路的应用
根据工作频率可分为低频放大电路和高频 放大电路；根据电路结构可分为分立元件 放大电路和集成电路放大电路。
调制解调电路的应用
广泛应用于广播、电视、卫星通信、移动通信等领域。
PART 04
高频电路的性能指标与测 试方法
高频电路的性能指标
增益
带宽
衡量高频电路传输信号能力的指 标，通常指电路能够传输信号的 频率范围。
高频电路的放大能力，通常以分 贝(dB)为单位。
噪声系数
衡量高频电路信噪比性能的指标， 表示信号与噪声的相对大小。
PART 03
高频基本电路
振荡电路
振荡电路
利用电路自激振荡的原理，将直 流电能转换为具有一定频率和幅
度的交流电能输出的电路。
振荡电路的组成
一般由放大器、正反馈网络、 选频网络和稳幅环节四部分组 成。
振荡电路的分类
根据电路中元件是否含有电感器或 电容器，可分为RC振荡电路、LC振 荡电路和晶体振荡电路三大类。
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2023 WORK SUMMARY
高频电子线路第一章 ：高频电路中的元器
件及基本电路
REPORTING
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目录
• 高频电子线路概述 • 高频电路中的元器件 • 高频基本电路 • 高频电路的性能指标与测试方法
PART 01
高频电子线路概述
高频电子线路
高频电子线路电子线路是现代电子技术的基石，广泛应用于通信、计算机、消费电子、医疗等领域。
高频电子线路是其中的一个重要分支，主要应用于高频通信、雷达、微波技术等领域。
本文将介绍高频电子线路的基本概念、分类、常用器件以及设计方法，并对其在实际应用中的一些问题进行了探讨。
一、基本概念高频电子线路是指工作频率在几百MHz至数GHz范围内的电子线路。
相比于低频电子线路，高频电子线路所涉及的频率更高，信号波形更为复杂，传输和反射效应更为显著，因此需要采用特殊的设计技术和器件来满足其特殊要求。
高频电子线路的特点主要包括以下几个方面：1. 器件的尺寸和结构对电路性能影响显著，需要进行精细化设计和工艺。
2. 信号传输中存在大量的反射和损耗，需要采用返波抑制和匹配技术来提高传输效率和信号质量。
3. 线路的电磁兼容性问题更为突出，需要进行屏蔽和抗干扰设计。
4. 信号时延和相位误差对系统性能有较大的影响，需要进行相位同步和时延补偿等技术处理。
二、分类根据其应用领域和特点，高频电子线路可以分为不同的分类，其中主要包括以下几类：1. 射频线路射频线路主要用于高频通信和无线电技术中，其特点是工作频率在几十MHz至数GHz范围内，需要采用匹配、滤波、放大、混频等技术来实现信号的调制、解调、传输和放大。
射频线路所用的器件包括晶体管、二极管、集成电路等。
2. 微波线路微波线路是指工作频率在数十GHz至数百GHz范围内的电子线路，是雷达、卫星、电视等高速通信系统的核心部件之一。
微波线路需要采用宽带、低损耗、高阻抗、稳定性好的器件和材料，如微带线、同轴线、波导等。
3. 毫米波线路毫米波线路是指工作频率在数百GHz至数千GHz范围内的电子线路，主要用于高速通信、毫米波雷达、太阳能辐射测量等领域。
毫米波线路需要采用特殊的器件和制备工艺，如基于硅基集成电路的器件和图案化的微波印刷技术。
三、常用器件1. 晶体管晶体管是高频电子线路中应用最广泛的器件之一，可用于放大、调制、解调、混频等应用。
高频电子线路要点
高频电子线路第一章高频电路基础1.基本内容高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。
高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。
高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
掌握本章内容是非常重要的。
2.基本要求(1) 充分了解高频电路基本元件。
(2) 掌握电阻(器)、电容(器)和电感(器)的物理特性 ,等效电路和电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
电阻(器)、电容(器)和电感(器)与基本计算方法。
第一节高频电路中的元器件一、高频电路中的元件（一）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 1—1 所示 , 其中,C R 为分布电容, L R 为引线电感,R 为电阻。
图 1—1 电阻的高频等效电路（二）电容由介质隔开的两导体构成电容。
一个理想电容器的容抗为 1/(j ωC), 电容器的容抗与频率的关系如图 1—2（b）虚线所示, 其中 f 为工作频率,ω =2πf 。
一个实际电容 C 的高频等效电路如图 1—2(a) 所示, 其中 Rc 为损耗电阻， Lc 为引线电感。
容抗与频率的关系如图 1—2（b）实线所示, 其中f为工作频率,ω =2πf 。
图 1 — 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（三）电感理想高频电感器L的感抗为jωL,其中ω为工作角频率。
实际高频电感器存在分布电容和损耗电阻，自身谐振频率SRF。
在SRF上,高频电感阻抗的幅值最大，而相角为零,特性如图1—3所示。
图1—3高频电感器的自身谐振频率SRF二、高频电路中的有源器件（一）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。
（二）晶体管与场效应管（FET）在高频中应用的晶体管仍然是双极型晶体管和各种场效应管，在外形结构方面有所不同。
高频电子线路PPT 第1章
通信电子线路
通信工程教研室：胡宗福
主要参考书： 1. 严国萍等编. 《通信电子线路》，科学出版社，2006 2. 曾兴雯等编. 《通信电子线路》，科学出版社，2006 3. 张肃文主编. 《高频电子线路》，高等教育出版社，1989 4. 董尚武主编. 《电子线路II》，清华大学出版社，2008
电子线路的定义：包含有源器件的无源网络的统称。
通信电子线路：应用于通信系统中的高频电子线路。
第1章 绪论
《通信电子线路》课程的目的:
为通信工程专业学生将来在通信信号发送、接收与处 理设备的设计、制造、测试与使用奠定基础。 1. 使学生具有分析与设计高频/非线性电子线路的能力; 2. 能灵活运用有/无源的元器件进行高频信号放大、调 制 与解调、高频信号源功能电路的设计与实现； 3. 高频/非线性电子线路性能的测试与分析能力; 4. 进一步学习射频电子线路的能力和高频/非线性电子线 路的语言表达和交流能力。
第1章 绪论
四. 按元件性质: 线性性和参数恒定性 1）线性电子线路：由线性元件组成的电子线路。用线性
代数方程、线性微分方程或线性差分方程来描述。 2）非线性电子线路：由非线性元件组成的电子线路。用非 线性代数方程、非线性微分方程或非线性差分方程来描述
3) 恒定参数电子线路：由恒定参数元件组成的电子线路。 4) 变参(时变)电子线路：含有时变参数元件的电子线路。
比。如图1.2(a)所示
g0
ICQ U BEQ
(1.2―1)
iC
tan＝g0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱiC
tan＝gm
ICQ
Q
Q
ICQ
iC
0
UBEQ
uBE
uBE
高频电子线路(知识点整理)Word版
127.02ωωω-=∆高频电子线路重点第二章 选频网络一. 基本概念所谓选频（滤波），就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
电抗(X)=容抗（ )+感抗(wL) 阻抗=电阻(R)+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二．串联谐振电路 1.谐振时，（电抗） ，电容、电感消失了，相角等于0，谐振频率： ，此时|Z|最小=R ，电流最大2.当w<w 0时，电流超前电压，相角小于0，X<0阻抗是容性；当w>w 0时，电压超前电流，相角大于0，X>0阻抗是感性；3.回路的品质因素数 （除R ），增大回路电阻，品质因数下降，谐振时，电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍，相位相反4.回路电流与谐振时回路电流之比 (幅频)，品质因数越高，谐振时的电流越大，比值越大，曲线越尖，选频作用越明显，选择性越好5.失谐△w=w （再加电压的频率）-w 0（回路谐振频率），当w 和w 0很相近时， ，ξ=X/R=Q ×2△w/w 0是广义失谐，回路电流与谐振时回路电流之比6.当外加电压不变，w=w 1=w 2时，其值为1/√2，w 2-w 1为通频带，w 2，w 1为边界频率/半功率点，广义失谐为±17. ，品质因数越高，选择性越好，通频带越窄 8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性Q 越大，相位曲线在w 0处越陡峭10.能量关系电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量，消耗能量的只有损耗电阻。
回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗， 表示回路或线圈中的损耗。
就能量关系而言，所谓“谐振”，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，而且谐振回路中电流最大。
11. 电源内阻与负载电阻的影响Q L 三. 并联谐振回路 1.一般无特殊说明都考虑wL>>R ，Z )1(CL ωω-010=-=C L X ωωLC 10=ωCR R L Q 001ωω==)(j 00)()(j 11ωψωωωωωe N Q =-+=Q702ωω=∆⋅21)(2=+=ξξN Q f f 0702=∆⋅Qf f 1207.0=∆ξωωωωψ arctan arctan 00-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⋅-=Q ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≈C L R CL ωω1j ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=C CR ω1j C ω1-+ –CV sLRI s C L 22222221cos 21sin 21sm sm sm V CQ t V CQ t V CQ w w w C L 22=+=+=ωω2sm 02sm 21π2121π2CQV R V w R ⋅=⋅⋅=ωQCQV V CQ w w w R C L ⋅=⋅=+π2121π2212sm sm每周期耗能回路储能π2 =Q 所以RR R R Q LS 0=反之w p=√［1/LC-(R/L)2］=1/√RC·√1-Q23.谐振时，回路谐振电阻R p= =Q p w p L=Q p/w p C4.品质因数（乘R p）5.当w<w p时，B>0导纳是感性；当w>w p时，B<0导纳是容性（看电纳）电感和电容支路的电流等于外加电流的Q倍，相位相反并联电阻减小品质因数下降通频带加宽，选择性变坏6.信号源内阻和负载电阻的影响由此看出，考虑信号源内阻及负载电阻后，品质因数下降，并联谐振回路的选择性变坏，通频带加宽。
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电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
v c
r
v 0 f r
1 ＋ RS RL . U2 － ES － 2 4 (b) ＋ . U1
（1 — 39） （1 — 40）
3 ＋
＋ RS ES － 3 . I (a) 4 . U1 1 ZC . I
2
RL
UL －
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
CAFUC-AEI Electronic Information Engineering
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
. I . U1 M . U2
. I
. U1
CC
. U2
R1
C1
L1
L2
C2
R2
R1
L1
C1
C2
L2
R2
(a) M ＋ － C1 . I1 r1 (c) L1 L2 C2 . I2 r2 ＋ . E＝jL1I － r1 L1
1.2 高频电路中的组件
非谐振回路
p 2 R0 Z p ZT 1 j 2Q
2
0
对于电容部分接入
1 U C1 C2 p 接入系数： 1 UT C1 C2 CC 1 2 C1 C2
Байду номын сангаас
电压源折合 电流源折合
U pUT
IT pI
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电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件 2) 传输线变压器
传输线变压器就是利用绕制在磁环上的传输线而构成的高 频变压器。 图17为其典型的结构和电路图。
磁环 4 2 1 3 1 (a) (b) 3 2 4
图 17 传输线变压器的典型结构和电路
(a) 结构示意图; （b） 电路 Electronic Information Engineering CAFUC-AEI
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
B0.7
|Z 21| |Z 2 1|max 1 0.707
f0 2 Q
k＝k0
k＞k0
k＜k0 0 f1 fa f0 fb f2
f
图13 耦合回路的频率特性
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电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
信号源部分接入
负载部分接入
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电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
UT IL C1 UT UT C2
I L U
(a)
C
R0
L U
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
K 0.1 B0.1 B0.7
2. 高频变压器和传输线变压器
(1) 高频变压器及其特点
变压器是靠磁通交链, 或者说是靠互感进行耦合的。 (1) 为了减少损耗, 高频变压器常用导磁率μ高、 高频 损耗小的软磁材料作磁芯。 (2) 高频变压器一般用于小信号场合, 尺寸小, 线圈的
将上两式代入再考虑其它关系, 经简化得
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1.2 高频电路中的组件
Z 21 j Q A 0C 1 2 A2 2 j
根据同样的方法可以得到电容耦合回路的转移阻抗特性为
CS
(b) 等效电路
(a) (b)
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1.2 高频电路中的组件
图16(a)是一中心抽头变压器的示意图。 初级为两个 等匝数的线圈串联, 极性相同， 设初次级匝比n=N1/N2 。 作为理想变压器看待, 线圈间的电压和电流关系分别为 (1 — 37) U1 U 2 nU3
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件 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联接的并联振荡 回路称之为抽头并联振荡回路。 抽头回路的作用：通过改变抽头位置或电容分压比
来实现回路和信号源的阻抗匹配，或者进行阻抗变换。
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对于图12（b）电路, 耦合系数为
k CC (C1 CC )(C2 CC )
2 Zm 2 M 2 Zf 2 Z Z2
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1.2 高频电路中的组件 0 L 0 ( ) 2Q r 0 0 耦合因子
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1.2 高频电路中的组件
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1.2 高频电路中的组件
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匝数较少。
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1.2 高频电路中的组件
图14高频变压器
的磁芯结构
（a)环形磁芯; (b) 罐形磁芯;
(a) (b) (c)
(c) 双孔磁芯
N1
N2
LS
N1 L
N2
图 15 高频变压器 及其等效电路 (a) 电路符号;
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件 例 2 如图11,抽头回路由电流源激励, 忽略回路本身
的固有损耗, 试求回路两端电压uT(t)的表示式及回路带
宽.
i＝Icos 10 t I＝1 mA
7
10 H L
C1 C2 2000 pF
2000 pF ＋ 500 u (t) 1 R1 －
0
1 107 rad / s LC
p C1 0.5 C1 C2
电阻R1的接入系数
等效到回路两端的电阻为
R
1 R 2000 2 1 p CAFUC-AEI Electronic Information Engineering
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件 回路两端电压uT(t)与i(t)同相, 电压振幅U=IR=2 V, 故
I 3 n ( I1 I 2 )
. I1 ＋ . U1 N1 － ＋ . U2 N 1 － . I2 (a) . I3 ＋ N2 . U3 － Z4 Z1 n:1
(1 — 38)
图16 中心抽头
变压器电路
Z3
（a） 中心抽头 变压器电路; （b） 作四端口
Z2
(b)
器件应用
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uT (t ) 2cos107 tV
输出电压为
u1(t ) puT (t ) cos107 tV
回路有载品质因数
R 2000 QL 20 0 L 100
回路带宽
B
0
QL
5 105 rad / s
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. － U1/2 . I1 2 . I2
RL/2
＋ . U1 2 － ＋ . U1 2 －
3
.
. U1/2 － ＋ (b)
4
RL/2
2
A RL
3
3 －
. I . U1 (c)
4 ＋
. I2
4
Rb B
＋ . UL － ＋ . UL －
－
RL
图 19传输线变压器的应用举例
(d)
（a） 高频反相器; （b） 不平衡—平衡变换器;
A kQ
初次级串联阻抗可分别表示为
Z1 r1 (1 j )
耦合阻抗为
Z 2 r2 (1 j ) Z m jM
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电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件 由图12（c）等效电路, 转移阻抗为
Z 21
I2
由次级感应电势 I 1 Z m 产生, 有
U2 1 I 2 2 I C1C2 E jC1 E
1 I2 jC2
I 1 Zm I2 Z2
考虑次级的反映阻抗, 则
2 Zm E I ( Z1 Z f ) I 1 ( Z1 ) Z2
CAFUC-AEI Electronic Information Engineering （c） 1∶4 阻抗变换器; (d) 3 分贝耦合器
电子线路（非线性部分）-高频电路基础
1.2 高频电路中的组件
U1 U L / 2 1 Ri RL 2I 2I 4
（2 — 41）
3. 石英晶体谐振器
性质总电抗之比 用电压之比来表示:
U p UT
对于电感的部分接入 由功率相等得：