高频电路复习讲义讲义
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第2讲高频高频电路基础
2Δf0.7
实际
理想的幅频特性应是矩形，既 是一个关于频率的矩形窗函数。
f1
fo f2 2Δf0.1
f
2f 0.1 P% K 定义矩形系数K0.1表示选择性： 0.1 2f P/2 0.7
2Δf0.7称为通频带 ：
B f 2 f1 2( f 2 f0 ) 2 f0.7
第二讲 高频电路中的元件、器件和组件 10
第2章 高频电路基础
3） 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。
第二讲 高频电路 高频电路基础
2.1.2 高频电路中的组件
• 振荡（谐振）回路 • 高频变压器 • 谐振器 • 滤波器 • 平衡调制（混频）器 • 正交调制（混频）器 • 移相器 • 匹配器 • 衰减器 • 分配器与合路器等
SRF 相角
阻抗与相角
阻抗
0
频率 f
图 2 — 3 高频电感器的自身谐振频率SRF
5
第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
第2章 高频电路基础
导线趋肤效应示意图 趋肤效应 ：交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体 截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种 现象称“趋肤效应”。趋肤效应使导体的有效电阻增加。频 率越高，趋肤效应越显著。
第2章 高频电路基础
2.1.1 高频电路中的元件
1. 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 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。
16
高频电子线路总复习课件
混频器特点
混频器的主要特点是能够 将输入信号的频率进行变 换，从而得到所需的输出 信号。
混频器应用
混频器在通信、雷达、导 航、测量等领域有着广泛 的应用。
调制解调器的分类与特点
调制解调器分类
按照调制方式，调制解调器可以 分为调频解调器、调相解调器和
调幅解调器等。
调制解调器特点
调制解调器的特点是能频信号解调出低频信号。
详细描述
高频电子线路通常是指工作频率在数百兆赫兹甚至数千兆赫兹以上的电子线路，其信号频率远高于普 通低频电子线路。由于信号频率较高，高频电子线路的信号幅度通常较小，同时信号波形变化较快。 这些特点对高频电子线路的设计和实现提出了特殊的要求。
高频电子线路的应用与发展
总结词
高频电子线路广泛应用于通信、雷达、导航、广播等领域，随着科技的发展，高频电子 线路的应用范围不断扩大，技术水平也不断提高。
高频电子线路的基本元件与电路
要点一
总结词
要点二
详细描述
高频电子线路的基本元件包括电阻、电容、电感等，其电 路形式包括振荡电路、滤波电路、放大电路等。
在高频电子线路中，常用的基本元件包括电阻、电容、电 感等。这些元件在高频电路中的性能与低频电路有所不同 ，因此在设计高频电路时需要考虑这些元件的高频特性。 高频电子线路的电路形式包括振荡电路、滤波电路、放大 电路等，这些电路在高频率下具有不同的性能特点，适用 于不同的应用场景。
通信系统
用于产生本机振荡信号，提供调制和解调所需的 载波信号。
测量仪器
作为信号源，提供标准频率和时间基准，广泛应 用于频谱分析仪、示波器等测量仪器中。
控制系统
用于产生时钟信号或脉冲信号，控制系统的时序 逻辑和运行状态。
基础知识高频电子线路PPT课件
sias高频电子线路第1章基础知识一千兆赫几百兆赫几十兆赫最高工作频率可达50可达10小于1相对带宽可小于12可小于4矩形系数可满足多种频率特性性能稳定工作频率高可靠性高性能稳定成本低工作频率较高频率稳定对带宽窄特点符号两端声表面滤波器陶瓷滤波器晶体滤波器滤波器名称12集中选频滤波器sias高频电子线路第1章基础知识13电噪声定义
负 载
LC带载并联回路
❖ 信号源会有相应的输出电阻、输出电容； ❖ 负载除了纯电阻外，还有负载电容
第24页/共72页
信号 源
LC 回路
负载
IS
RS CS
L Re0 C RL CL
并联谐振回路与信号源和负载的连接
第25页/共72页
信号源、负载都等效到LC回路：
其中： C Cs C CL g gs ge0 gL
iS ' RS '
C
b
b
其中：C C1C2
C1 C2
，
L
L1
L1 L2
L2 2
M
第28页/共72页
无互感 有互感
L
RL'
1. 纯电感或纯电容阻抗变换电路 (1)自耦变压器电路
1
L
Is
C Rs
N1
2 N2
RL
3
Is Rs
1 C
RL’ L
3
由于两种情况都只有电阻消耗能量则有：
RL得到的功率 RL得到的功率
❖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
Zp
Rp
Xp
Zs Xs
Rs
等效互换的原则：保持其等效阻抗和Q值不变。
等效条件：
负 载
LC带载并联回路
❖ 信号源会有相应的输出电阻、输出电容； ❖ 负载除了纯电阻外，还有负载电容
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信号 源
LC 回路
负载
IS
RS CS
L Re0 C RL CL
并联谐振回路与信号源和负载的连接
第25页/共72页
信号源、负载都等效到LC回路：
其中： C Cs C CL g gs ge0 gL
iS ' RS '
C
b
b
其中：C C1C2
C1 C2
，
L
L1
L1 L2
L2 2
M
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无互感 有互感
L
RL'
1. 纯电感或纯电容阻抗变换电路 (1)自耦变压器电路
1
L
Is
C Rs
N1
2 N2
RL
3
Is Rs
1 C
RL’ L
3
由于两种情况都只有电阻消耗能量则有：
RL得到的功率 RL得到的功率
❖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
Zp
Rp
Xp
Zs Xs
Rs
等效互换的原则：保持其等效阻抗和Q值不变。
等效条件：
高频电路原理与分析总复习
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第2章 高频电路基础
（2）并联谐振回路
并联阻抗： Z
(a)谐振频率
P
L
C
1 r j (L ) C
0
1 LC
f0
1 2 LC
(b)特性阻抗
1 L 0 L 0C C
9
第2章 高频电路基础
并联谐振回路的等效电路
等效电路
并联阻抗： P
Z
L
C
谐振阻抗：
1．电流、 电压波形
基极回路电压：
ic I co I c1 cost I cn cosnt
0 时：谐振阻抗R 最大 L
输出电压：
uo uc I c1RL cost Uc cost
集电极电压：
uce Ec uo Ec Uc cost
CH2 高频电路基础
CH2
重点内容如下：
第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
高频电路中的基本电路主要有：
高频振荡(谐振)回路
高频变压器 谐振器与各种滤波器
完成功能：
信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。
4
第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
一、高频振荡回路
是高频电路中应用最广的无源网络，它是构成高频
C
U BZ E B 0.6 (0.5) 0.44 U bm 2.5
得C 63.90 ,查表得：
（C ） 0.232，1 C ） 0.410， （ 0
34
I c 0 ICM（C） 1.8 0.232 0.417( A) 0
I c1m ICM（C） 1.8 0.410 0.738( A) 1
高频电子线路知识点总结PPT课件
-
4
第二章 高频功率放大器
1、工作原理（电路结构、iC的傅立叶分析、电 压与电流波形图、功率和效率） 2、动态分析（动态特性曲线、负载特性、调制 特性、放大特性） 3、实用电路（直流馈电电路、滤波匹配网络）
-
5
第三章 正弦波振荡器
1、工作原理（方框图、振荡条件、判断） 2、LC正弦波振荡电路 互感耦合LC振荡电路 三点式LC振荡电路 3Leabharlann 频率稳定度 4、晶体振荡器-
8
第六章 角度调制与解调
1、调角信号的表达式、波形、频谱、带宽 2、调频电路 3、解调频（鉴频特性曲线）
-
9
绪论
1、高频电子线路的定义、高频的范围 2、现代通信系统由哪些部分组成?各组成部分 的作用是什么? 3、发送设备的任务？ 4、无线通信为什么要进行调制? 5、接收设备的任务？ 6、超外差接收机结构有什么特点?
-
1
第一章 高频小信号谐振放大器
1、选频网络的基本特性（幅频、相频） 2、LC单调谐回路的选频特性 电路结构、回路阻抗、谐振特性（条件、频率、 Q、阻抗、电压与电流的关系）、频率特性（阻 抗频率特性、幅频特性曲线、相频特性曲线）、 通频带和矩形系数
-
6
第四章 频率变换电路基础
1、非线性器件的基本特性 2、非线性器件的工程分析 幂级数分析法 线性时变电路分析法 开关函数分析法 3、模拟相乘器
-
7
第五章 振幅调制、解调及混频
1、AM信号的表达式、波形、频谱、功率分配 2、DSB的表达式、波形、频谱 3、振幅调制电路 4、解调（性能指标计算） 5、混频（原理、与调制和检波的关系）
绪论第一章高频小信号谐振放大器1选频网络的基本特性幅频相频2lc单调谐回路的选频特性电路结构回路阻抗谐振特性条件频率q阻抗电压与电流的关系频率特性阻抗频率特性幅频特性曲线相频特性曲线通频带和矩形系数第一章高频小信号谐振放大器3信号源内阻及负载对lc回路的影响4lc阻抗变换网络串并阻抗等效互换变压器阻抗变换电路部分接入回路的阻抗变换第一章高频小信号谐振放大器5高频小信号调谐放大器特点电路结构晶体管等效模型高频参数性能参数分析输入输出导纳电压增益功率增益6谐振放大器的稳定性定义方法7电噪声电阻热噪声的计算第二章高频功率放大器1工作原理电路结构i的傅立叶分析电压与电流波形图功率和效率2动态分析动态特性曲线负载特性调制特性放大特性3实用电路直流馈电电路滤波匹配网络第三章正弦波振荡器1工作原理方框图振荡条件判断2lc正弦波振荡电路互感耦合lc振荡电路三点式lc振荡电路3频率稳定度4晶体振荡器第四章频率变换电路基础1非线性器件的基本特性2非线性器件的工程分析幂级数分析法线性时变电路分析法开关函数分析法3模拟相乘器第五章振幅调制解调及混频1am信号的表达式波形频谱功率分配2dsb的表达式波形频谱3振幅调制电路4解调性能指标计算5混频原理与调制和检波的关系第六章角度调制与解调1调角信号的表达式波形频谱带宽2调频电路3解调频鉴频特性曲线本文观看结束
第2章 高频电路基础共151页
Q 定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
8
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
二、高频电路中的有源器件
主要是：
二极管
晶体管
集成电路
完成信号的放大、非线性变换等功能。
9
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
1、晶体二极管 主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变
为工作角频率。
•
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。
图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 －3 高频电感器的自身谐振 频率SRF
7
第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件
3、高频电感
高频等效电路：
如何表示高频电感的损耗性能？
Q0
L
r
品质因数 Q
第2章 高频电路基础
2.1 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。
高频电路中的有源器件主要是二极管、晶体 管和集成电路，完成信号的放大、非线性变换等 功能。
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第2章 高频电路基础
2.2 高频电路中的基本电路
1、简单振荡回路 （1）并联谐振回路 （2）串联谐振回路
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第2章 高频电路基础
（1）并联谐振回路
谐振特性：
振荡回路的阻抗在某一特定频率上具 有最大或最小值的特性称为谐振特性。
第2章 高频电路基础1
Z arctan( Q 2
0
) arctan
高频电子线路——第2章 高频电路基础
并联谐振回路选频应用：
串联振荡回路输入幅值相同、频率
不同的电流信号时，只有频率在通
频带内部的信号在回路两端产生的 电压较大。
在实际选频应用时，并联 回路适合与信号源和负载
并联连接，使有用信号在 负载上的电流振幅最大。
arctan L 1C
r
0
1 Z S r 2 L C
2
1 , 0 相移为零 LC
0
1 , Z s r 阻抗最小 LC
高频电子线路——第2章 高频电路基础
用于信号选择
谐振特性：
串联振荡回路信号为 0 时： （1）回路的电抗为零、纯阻性、相移为零、阻抗值最小
例 2-1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载, 信号中心 频率fs=10MHz, 回路电容C=50 pF,
(1) 试计算所需的线圈电感值。
(2) 若线圈品质因数为Q=100, 试计算回路谐振电阻
及回路带宽。 (3) 若放大器所需的带宽B=0.5 MHz, 则应在回路上 并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?
一般用于振荡电路中，以取代传统的可变电容，达到调频
的目的。
高频电子线路——第2章 高频电路基础 （2） 晶体管与场效应管（FET） 特点（和低频相比）：工作原理相同，性能好 在外形结构方面也有所不同 高频晶体管：特征频率大于30MHZ 高频小功率管：小信号放大，要求高增益、低噪声 高频功率放大管：功率放大，要求有较大的输出功率 一般情况下，硅管大多数是高频管，锗管大多数是低 频管。 （3）集成电路种类比低频少得多：通用型、专用型
(完整版)高频电路基础知识点总结
1第二章一.串联谐振回路1. 串联谐振电路的阻抗为1()Z r j L Cωω=+-，0ωω<时1L Cωω<回路呈现容性而0ωω>时1L Cωω>回路呈现感性，0ωω=时0X =、||Z r =且0φ=，电压电流同相位即回路呈现纯阻性，此时的回路发生了“谐振”； 2.谐振频率为0ω=；3. 品质因数定义为谐振时回路储能和耗能之比即001L Q rCrωω==； 4. 幅频特性||I 2200||1I I Q ωωωω=⇒⎛⎫+- ⎪⎝⎭在“小量失谐的情况下”可表示为0||II ≈=&&；5. 相频特性ωϕQ 值越大曲线越陡峭，线性范围越小0000001||arctan 1j I Ie Q I I jQ ϕωωϕωωωωωω⎛⎫=⋅=⇒=-- ⎪⎛⎫⎝⎭+- ⎪⎝⎭26. 将两个半功率点之间的带宽定义为串联回路的通频带00.7B Qω=。
二.并联谐振回路1. 并联谐振回路的阻抗为1()11()L r j L j C C Z r j L r j L j C Cωωωωωω+⋅=≈+++-，0ωω<时1L C ωω<回路呈现感性而0ωω>时1L C ωω>回路呈现容性，0ωω=时10C L ωω-=、||LZ rC=且0φ=，电压电流同相位即回路呈现纯阻性，回路发生“谐振”； 2.谐振频率为0ω=；3. 品质因数0000011L C Q rCr G LGωωωω====； 4. 幅频特性和相频特性与串联回路相同； 5. 通频带00.7B Qω=。
三.抽头并联回路1. 抽头电路具有阻抗变换和电源变换的作用即21.2.13.TT TR p RV pV I I p ⎧⎪=⎪⎪=⎨⎪⎪=⋅⎪⎩四. 耦合振荡回路1.临界耦合时双调谐回路的带宽为0.70B =； 2. 单调谐回路的矩形系数为9.95而双调谐回路的矩形系数为3.15。
五.石英晶体滤波器 1. 石英晶片的电路模型：C q C q L qr2.石英晶体的串联谐振频率为q ω=，并联谐振频率为q ωω；33. q ωω<或p ωω>时晶体为容性而q p ωωω<<时晶体为感性。
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P2
电流源的折合：
右图表示电流源的折合关系。因为是等效变
换，Hale Waihona Puke 换前后其功率不变。dd
a Is Rs
C Ro
Is Rs
L C Ro
由于
b
b
Is Vab Is Vbd
因 此I s
Vab Vbd
Is
P Is
从ab端到bd端电压变换比为1/P ，
在保持功率相同的条件下，电流变换比就是P倍。
即由低抽头向高抽头变化时，电流源减小了P倍。
因此，抽头的目的是： 减小信号源内阻和负载对回路和影响。
负载电阻和信号源内阻小时应采用串联方式； 负载电阻和信号源内阻大时应采用并联方式； 负载电阻信号源内阻不大不小采用部分接入方式 。
接入系数的计算可参照前述分析。
L
Is
Rs Rp C P1
P2 RL
Is
Rs Rp C
RL V
(a)
(b)
给定回路谐振频率fp = 465 kHz，Rs = 27K，Rp =172K，
C 1 L
p
1 LC
,
fp
2
1 LC
定义： p L 1 R pC
R
Q
为
p
并
联
振荡回
路品质
因数
ICP V 0
1 jpC
jpCV 0
jp CI S Q P
1 PC
jQ PIS
ILP V 0
R jPL V 0
jP L
I SQ P P L jP L
jQ PIS
谐振时电感支路或者电容支路的电 流幅值为外加电流源IS的QP倍。因此， 并联谐振又称为电流谐振。
当谐振时：
0L
1
0C
v L o
vCo
Io
Vs R
•
Vs •
r
Vs • Q
因此串联谐振时，电感L和电容C上的电压达到最大值且为输 入信号电压的Q倍，故串联谐振也称为电压谐振。因此，必须预
先注意回路元件的耐压问题。
结论：
①电感线圈与电容器两端的电压模值 相等，且等于外加电压的Q倍。
②Q值一般可以达到几十或者几百，故 电容或者电感两端的电压可以是信号 电压的几十或者几百倍，称为电压谐 振，在实际应用的时候要加以注意。
Q为空载时的品质因数 –
RC RL
结论：串联谐振回路通常适用于信号源 内阻Rs很小(恒压源）和负载电阻RL也不 大的情况。
2.并联谐振回路
对于信号源内阻和负载比较大的情况， 宜采用并联谐振回路。
如下图所示：其中由于外加信号源内阻 很大，为了分析方便，采用恒流源。
+
Is
LC
1/G
LC
Is
Vo
R –
谐振时
z R jx R j(L 1 ) | z | e j C
| z | R2 X 2 R2 (L 1 )2 C
令X 0
X
0 L
1 0C
0
0
1 LC
f0
2
1 LC
当 时0
I
I0
vs R
达到最大
谐振时电流最大且与电源同相
V L0
I0 j0L
V S R
jL
j
0 L R
V S
V C0
1.串联谐振回路
由电感线圈和电容器组成的单个振荡电 路，称为单振荡回路。信号源与电容和 电感串接，就构成串联振荡回路。
串联振荡回路的阻抗在某一特定频率上 具有最小值，而偏离这个特定频率的时 候阻抗将迅速增大。单振荡回路的这种 特性称为谐振特性，这个特定频率就叫 做谐振频率。
谐振回路具有选频和滤波作用。
I 0
1 0C
V S R
1 j0C
j
1 0CR
V S
定义品质因数：
Q 0L 1 1 L R 0CR R C
V L0 jQV S V C0 jQV S
品质因数Q ：
谐振时回路感抗值（或容抗值）与回路电阻R的比值称为回路 的品质因数，以Q表示，它表示回路损耗的大小。
Q oL 1 1 • L R ocR R R C
信号源内阻及负载对串联谐振回路的影响
通常把没有接入信号源内阻和负载电阻时回
路本身的Q值叫做无载Q（空载Q值）
如式
Q
oL
R
Qo
把接入信号源内阻和负载电阻的Q值叫做有载
Q值，用QL表示：
QL
R
0 L RS
RL
其中R为回路本身的损耗，RS为信号源内阻， RL为负载
可见QL Q
L Rs
QL为有载时的品质因数 +
回路抽头时阻抗的变化（折合）关系
d +
L2 a+
L1
Is
Rs
Vab
C Vab
L1+L2
Is
Rs
d
C
Vdb
–
–
b
b
接入系数P 即为抽头点电压与端电压的比 P Vab
根据能量等效原则：Va2b Gs Vb2d Gs'
Vd b
2
因此
Gs
Vab Vdb
Gs P 2Gs
Rs
1 P2
Rs
由于即V由ab低,V因抽bd此头P向是高小抽于头1转的换正时数，，等即效阻R抗s 提 高Rs 倍1。
RL = 1.36K，空载Qo = 100，P1 = 0.28，P2 = 0.063，Is = 1mA
求回路通频带B = ？和等效电流源 Is ?
4. 高频功放工作状态
功率放大器一般分为A类、B类、AB类、C类等工作方 式，为了进一步提高工作效率还提出了D类与E类放大器。
工作状态 A类 B类 AB 类 C类 D类
0
1 1 j
在小失谐时：
QP
0
0
QP
0
0
0
QP
2 0
结论：
•
V
•N(f)=
V0
1、当 0时 : 0 V V0 1为最大， 0为纯阻性
2、当 0时 : 0 V V0 1，V减小， 0呈感性
V V0
Q2 Q1
0
Q1>Q1
通频带
当回路端电压下降到最大值的 1时所对应的频率范围
3 谐振曲线和通频带
谐振曲线
串联回路用电流比来表示，并联回路用电压比来表示。
回路端电压 谐振时回路端电压
v Is Z
Is Y
GP
Is
j C
1
L
vo Is Rp Is / GP
由此可作出谐振曲线
v vo
N( f
)
Is / Y Is / Gp
Gp Y
Gp
j
Gp C
1 L
1
1
jQp
0
2
B w2 w1 2 0.7 0.7 2 0 0 1
v v0
1
1 j
v v0
1
1 2
1 2
Qp
2f 0.7 fo
1
2
f 0.7
f0 Qp
B
N (f)
V om
1 2
V0
m
即 绝对通频带
B fo Qp
1 0
2
f
相对通频带 2f 0.7 1
fo
Qp
信号源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响
1
111
QL RS
RP RL P L
•
1
Is
Rs
P
L
1 RS
1 RP
1 RL
1
Q
P L RP
1
RP RS
RP RL
1
RP RS
RP RL
L Rp RL C
QL Q
QL与RS、RL同 相 变 化 。
并联谐振适用于信号源内阻R S很大，负载电阻R L
也较大的情况,以使Q L 较高而获得较好的选择性。
表 2-1 不同工作状态时放大器的特点