高频电子线路讲解
电子行业高频电子线路
电子行业高频电子线路简介高频电子线路在电子行业中扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、医疗诊断设备等领域。
在本文中，将介绍高频电子线路的基础知识、设计原理以及常见应用。
基础知识1.高频信号高频信号是指频率高于1MHz的信号。
在高频电子线路中，频率通常在几十MHz到几百GHz 之间。
高频信号的特点是波长短、频率高、传输能力强。
2.电子线路元件高频电子线路中使用的元件与低频电子线路略有不同。
常见的高频元件包括电感、电容、晶体管、集成电路等。
这些元件在高频电子线路中起到重要的作用，具体将在后文中详细介绍。
设计原理1.传输线理论传输线理论是高频电子线路设计的基础。
传输线是一种将信号从一个点传输到另一个点的导线。
常见的传输线包括微带线、同轴电缆等。
了解传输线理论可以帮助设计师正确地选择传输线的特性阻抗、长度和宽度，以确保信号传输的质量。
2.匹配网络高频信号在传输过程中容易发生反射和衰减。
匹配网络的作用是使信号在传输过程中能够得到最大的功率传输，并尽量避免信号的反射。
匹配网络常用的类型包括L型匹配网络、T型匹配网络等。
3.滤波器滤波器用于过滤高频信号中的噪声和干扰，使得信号在特定频段上得到放大或衰减。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
4.放大器放大器是高频电子线路中常见的元件之一。
放大器的作用是放大输入信号的幅度。
常见的放大器类型包括晶体管放大器、集成电路放大器等。
常见应用1.无线通信高频电子线路在无线通信领域中被广泛应用。
无线通信系统包括手机、无线电和卫星通信系统等。
高频电子线路在这些系统中起到信号调制、放大和解调等重要作用。
2.雷达雷达系统也是高频电子线路的典型应用之一。
雷达系统通过发送和接收无线信号来检测和跟踪目标。
高频电子线路在雷达系统中的作用是发射和接收高频信号，并进行信号处理。
3.医疗诊断设备高频电子线路在医疗诊断设备中也有重要的应用。
例如，X射线机、核磁共振仪等设备使用高频电子线路进行信号放大和处理，以实现准确的诊断结果。
基础知识---高频电子线路PPT
串联 LC 谐振回路
并联 LC 谐振回路
C
L
RS
C
L
uS
R
RS iS
R
Rp Q2R
iS RS
C
Rp
L
SIAS 《高频电子线路》第1章基础知识
1.1.1 LC谐振回路的选频特性
一、并联谐振回路 1 电路结构
RS iS
C
L
R
iS RS
C
Rp
L
RpQ 2RR 0L01 C RRC L R
SIAS 《高频电子线路》第1章基础知识
SIAS 《高频电子线路》第1章基础知识
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
本章重点
LC并联回路的选频特性、阻抗变换、阻抗匹配 系统总噪声的降低方法；
SIAS 《高频电子线路》第1章基础知识
1.1 LC谐振回路的选频特性和阻抗变换特性
Rp
1 (Q0 )2
1
1
Q
0
2
(
2
f f0
)2
1
SIAS 《高频电子线路》第1章基础知识
7 通频带、选择性、矩形系数
通频带：单位谐振曲线上 N ( f ) 所1包含的频率 2
范围为回路的通频带，用BW0.7表示。
由定义可得：Q0
2f0.7 fo
1
BW0.7
2f0.7
fo Q0
结论：Q 值越大频带越窄.
C
Rp
L
L
R
时，回路呈谐振状态
L
(2 )并 联 谐 振 阻 抗
ZP
高频电子线路-全部课程讲义
Z 0 P 并联谐振频率 ：令 的虚部为零，求解可 得： 1 1 Q 1 1 0 L 1 0 1 2 (Q ) r Q r 0Cr LC LC R0 回路在谐振时的阻抗 最 大，为： L Q R0 Q 0 L Cr 0 C
L
C
由于有 R0
第二节 高频电路中的基本电路 L Q
第一节 高频电路中的元器件
二、高频电路中的器件 高频电路中的有源器件主要是二极管、晶 体管和集成电路（IC），完成信号的放大、非 线性变换等功能。
第二节 高频电路中的基本电路
一、高频振荡回路
高频振荡回路包括并联谐振回路和串联 谐振回路。
振荡回路的谐振特性
简单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，这个特 定频率称为谐振频率。
Cr Q 0 L
0 C
得到：r 0时 R0 ，图2-4（a）的并联谐振回 路可用图2-4（b）所示的等效电路来表示。
L
C
C
R0
L
r
图2-4（a）并联谐振回路
图2-4（b）并联谐振回路等效电路
在高 Q 条件下，有：
第二节 高频电路中的基本电路
r jL
L
1 L L r L j C C Cr Zp 1 j L 1 1 r j L 1 r j L j C r jCr j C L L L 1 Cr Cr (Q0 0 ) Q jQ0 0Cr r 0 1 0 0 1 jQ j 0
2 2
R2
En 2
2
4kTBR1 4kTBR2
两个电阻串联的噪声分析模型
②热噪声通过线性网络。 H ( j ) 为电路的传输函数，如
基础知识-高频电子线路
卫星通信系统中的高频电子线路
卫星通信系统中的高频电子线路主要负责信号的发射和 接收。
同时，高频电子线路也负责接收卫星转发器下行的信号， 进行变频和放大后发送给地面终端。
在卫星转发器中，高频电子线路将地面终端发射的信号 进行变频和放大，再通过天线发射到卫星上。
高频电子线路的性能直接影响到卫星通信系统的覆盖范 围和传输质量。
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基础知识-高频电子线路
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路基础知识 • 高频电子线路基本元件 • 高频电子线路中的噪声与干扰 • 高频电子线路的设计与优化 • 高频电子线路的应用实例
01 高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
定义
高频电子线路是指工作频率在较 高频率范围的电子线路，通常指 工作频率在10kHz以上的电子线 路。
特点
高频电子线路具有较高的工作频 率，信号传输速度快，信号失真 小，能够实现信号的高效传输和 处理。
高频电子线路的应用领域
通信领域
高频电子线路广泛应用于 通信领域，如无线通信、 卫星通信、移动通信等。
雷达与导航领域
雷达与导航系统需要高 频电子线路来实现信号 的发射、接收和处理。
广播与电视领域
广播和电视信号的传输 和处理需要高频电子线
集成电路技术
集成电路技术的发展使得高频电子线 路能够更加紧凑和高效地实现各种功 能。
02 高频电子线路基础知识
信号与系统
信号的分类
信号可以根据其特性分为连续信 号和离散信号。连续信号在时间 上连续变化，而离散信号在时间
电子行业第七章 高频电子线路
电子行业第七章高频电子线路1. 引言高频电子线路是指在射频（Radio Frequency）或微波（Microwave）频段中工作的电子线路。
随着通信技术的发展，高频电子线路在无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等领域得到了广泛的应用。
本文将对高频电子线路的基本原理、常用的高频电子器件以及设计和优化高频电子线路的方法进行介绍。
2. 高频电子线路的基本原理高频电子线路的基本原理是建立在电磁场理论和传输线理论的基础上的。
传输线理论描述了信号在导线中传输的方式，而电磁场理论描述了信号通过电磁波的传播。
高频电子线路设计的关键是通过合理的布局和设计，使信号的传输和处理达到预期的效果。
在高频电子线路中，常用的传输线包括微带线（Microstrip）、同轴线（Coaxial）和波导线（Waveguide）。
微带线是一种将导体线路和地面平面通过介质层隔开的传输线。
同轴线是由中心导线、绝缘层和外部导体层构成的传输线。
波导线是一种限制电磁波在一定范围内传播的传输线。
3. 高频电子器件高频电子线路中常用的器件包括晶体管、场效应管、放大器、滤波器等。
这些器件都有着不同的特性和应用范围。
3.1 晶体管晶体管是实现信号放大和开关功能的重要器件。
常见的晶体管有双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
BJT是一种三层结构的器件，包括发射极、基极和集电极。
FET是一种根据场效应原理工作的器件，具有低输入电流和高输入阻抗的特点。
3.2 放大器放大器是一种将输入信号放大的电路。
在高频电子线路中，常用的放大器包括射频放大器和中频放大器。
射频放大器通常用于放大高频信号，提升信号的幅度。
中频放大器用于放大经过射频前端处理后的信号。
3.3 滤波器滤波器是一种将特定频率范围内的信号通过而将其他频率范围内的信号滤除的器件。
在高频电子线路中，滤波器常用于去除干扰信号或抑制带外频率信号。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和阻带滤波器。
高频电子线路资料课件
高频电子线路基础知识
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PART 03
高频电子线路分析方法
频域分析方法
PART 05
高频电子线路中的调制与 解调
调制的原理与分类
调制原理
调制是利用基带信号控制高频载 波的参数，将信息转化为高频信 号的过程。
调制分类
按照调制信号的性质，调制可分 为模拟调制和数字调制；按照载 波参数，调制可分为幅度调制、 频率调制和相位调制。
调频与调相
调频
调频是通过改变载波的频率来传递信 息，调频信号的带宽较宽，抗干扰能 力强，但信号的稳定性较差。
高频电子线路基础知识
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高频电子线路基础知识
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03
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高频电子线路基础知识
中国在理解人类语言的儿童，他们的
高频电子线路(知识点整理).doc
高频电子线路是指在射频或超高频范围内工作的电子线路，通常涉及到信号的传输、
处理和放大。
这种电子线路在通信、雷达、卫星通信、无线电等领域中被广泛应用，它有
着复杂的工作原理和设计技术。
下面就是对于高频电子线路的几个知识点整理和介绍。
1.谐振器：谐振器是高频电子线路中经常用到的一个组件，其作用是让电路产生特定
的共振频率，以便信号能够在电路中传输。
谐振器通常由其结构和材料决定，比如管型谐
振器、光纤谐振器、奇异谐振器等。
2.混频器：混频器是将两个输入频率进行混合，产生出一个输出频率的高频电子组件。
混频器主要用于转换信号的频率和增强信号的强度，比如在雷达和无线电通信中，混频器
通常用于将信号从中频转换到基带。
3.射频放大器：射频放大器是一种将低功率信号转化为高功率信号的电子器件，主要
用于放大和传输高频信号。
射频放大器的工作原理是通过对输入信号进行放大使得输出信
号的功率增大，它可以是单通道或多通道的，通常由功率放大器、隔离器等组成。
4.发射机：发射机是将信号转换成无线电波并进行发送的高频电子设备。
发射机通常
包括调制器、调谐器、放大器、射频发生器、天线等组件。
它主要将信号转化成无线电波
传输到接收机，以便实现通信或雷达探测等功能。
以上就是对于高频电子线路的几个知识点简要介绍，高频电子线路在通信、雷达、卫
星通信、无线电等领域中轮廓巨大，其涉及到很多的基础理论和设计技术，需要深入钻
研。
高频电子线路概要
噪声分析
噪声来源
分析电路中各种噪声的来源，如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等 。
噪声系数
评估电路的噪声性能，包括功率噪声系数和电压噪声系数。
噪声与失真
研究噪声对电路输出信号失真的影响。
失真分析
非线性失真
01
分析电路由于非线性效应产生的失真，如谐波失真、互调失真
等。
线性失真
02
分析电路由于线性效应产生的失真，如频率响应失真、相位失
高频电子线路在卫星通信领域的应用也十分 重要，用于实现远距离、高速的数据传输。
02
高频电子线路的基本元件
电阻器
01
02
03
固定电阻器
使用最广泛的电阻器，其 阻值在制造时确定，不能 调整。
可变电阻器
阻值可调的电阻器，一般 用于信号调整和匹配网络 。
敏感电阻器
对温度、光照、压力等物 理量敏感的电阻器，用于 传感器和放大器的输入端 。
高频电子线路概要
2023-11-04
contents
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路的基本元件 • 高频电子线路的基本分析方法 • 高频电子线路的常用电路形式 • 高频电子线路的设计与优化 • 高频电子线路的未来发展趋势与挑战
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
定义
高频电子线路是指工作频率在射频（RF）范围内的电子线路，用于传输、接 收路 形式
振荡电路
1 2
振荡电路的作用
振荡电路在高频电子线路中起着至关重要的作 用，主要用于产生高频正弦波信号，为其他电 路提供所需的本振信号。
振荡电路的分类
根据振荡信号的频率，振荡电路可分为低频振 荡电路、高频振荡电路和微波振荡电路。
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2、按负载分
谐 振 放大器：LC谐振回路作负载。
非谐振放大器：以传输线变压器作负载。
2.1
《高频电子线路》
高频小信号放大器： 用以放大微弱的高频小信号。 一.按负载性质分： 1. 小信号调谐放大器：用LC谐振回路作负载。 又可分为谐振放大器（频率可调，主要做高频放大
2．通通频频带带也B称W为0.73dB 带宽：指放大电路的电压增益比中
心频率 f处0 的增益下降3dB 时的上、下限频率之间的频带， 用 表B示W0，.7 如图2.1.1 所示。
BW 0.7 ? f 2 ? f1 ? 2 ? f 0.7
BW0.7 决定于负载回路 Q 值及形式；且随级数的增加 带宽越来越窄。同时用途不同， 要求的带宽 BW0.7 也各 不相同。如
中波广播： BW0.7 =（6~8）KHz
电视信号：BW0.7 =6MHz
2.1.1
《高频电子线路》
3、选择性
表示放大电路从各种干扰信号中选择有用信号，抑制
干扰信号的能力，等于在中心频率 f0 上的电压放大
倍数 A? 0 与偏离 f0为? f 处的放大倍数 A? n 的比值，即
S ? A? 0 A? n
2.1.1
5．噪声系数
《高频电子线路》
表征信号经放大后，信噪比变坏的程度。 噪声系数的定义是放大器的输入信噪比（输入端的信号 功率与噪声功率之比）与输出信噪比之比，即
NF ?
psi pso
pni pno
NF 通常是大于1的，NF 越接近于1，放大器的输出
噪声越小。 放大器中产生噪声的原因有放大器本身产生的噪声。在 多级级联的放大器中，前一、二级放大器的噪声对整个放 大器的噪声起决定作用。为了减少放大器的内部噪声，在 设计与制作时应当采用低噪声管，正确的选择工作点电流， 选用合适的电路等。
级，接收天线后第一级放大器）和中频（频带）放大 器（频率固定的中放电路）；
2. 集中选频放大器：用集中选择性滤波器做负载。
二.按带宽分： 1. 窄频带放大器：窄带放大器用LC谐振回路或集中 选频滤波器做负载，具有放大、选频的功能。其中心 频率在（几百-几百M）Hz范围内，频带宽度约（几～ 几十M）Hz。 2. 宽带放大器：用纯阻或变压器做负载，带宽较宽， 越（几M～几百M）Hz。
2.1.1
2.2 高频小信号调谐放大器
高频小信号调谐放大器的电路组成： 晶体管和LC谐振回路。
2.2.1 晶体管高频等效电路
《高频电子线路》
一是物理模拟（混合 ?）等效电路。
另一是形式等效电路（y 参数等效电路）。
2.2
《高频电子线路》
晶体三极管： NPN PNP
工作模式：饱和、放大、截止
输入特性曲线、输出特性曲线
? 共射极电路具有较高的电压放大倍数和电流放 大倍数，同时输入输出电阻又比较适中，所以 在对输入输出电阻没有特殊要求的地方，被普 遍采用。广泛应用于低频放大电路的输入级、 中间级和功率输出级。
? 共集电路的特点是输入电阻大，输出电阻小， 电压放大倍数小于 1，输入输出电压同相，常 用作多级放大器的输入级、输出级或需要阻抗 变换的场合。
A?
?
Vo Vi
20lg A?
?
20lgVo Vi
dB
Ap ?
po pi
10lg
Ap
? 10lg
po pi
dB
2.1.1
《高频电子线路》
对高频小信号放大器的要求是在中心频率 f0 处及带宽 内，有足够大的电压增益 A? ，而在其它频率处增益减小，
图 调谐放大器电压增益的频率特性曲线
2.1.1
《高频; ube －
CB
+
+ ib
uce
ube rbe
－－
C ic +
uce β ib －
E (a) 三极管
E (b) 三极管的微变等效电路
放大电路：
《高频电子线路》
基本共射极放大电路 低频小信号模型
性能参数：输入电阻、输出电阻、 放大倍数
组态：共基、共射、共集
《高频电子线路》
《高频电子线路》
高频小信号放大器的特点：放大高频小信号(中心频率在几 百kHz 到几百MHz ，频谱宽度在几kHz 到几十MHz 的范围内)的 放大器。
图0.2.3 典型超外差式接收机框图
《高频电子线路》
2.1.1 高频小信号调谐放大器的主要质量指标 1、增益
（1） 电压放大倍数 或 电压增益
（2）功率放大倍数 或 功率增益
《高频电子线路》
第二章 高频小信号放大器
本章重点： 高频小信号谐振放大器的工作原理及性
能指标计算。 难 点：谐振放大器的性能分析。
2.1 概述 一、高频放大器的作用与分类
《高频电子线路》
高频放大器的作用：放大高频信号。 工作频率范围：（300K-300M ）Hz 。
高频放大器的分类 1、按信号大小分：
显然，S值越大表明电 路的选择性越好。
图 调谐放大器电压增益的频率
特性曲线
2.1.1
《高频电子线路》
实际中，也可用矩形系数来衡量放大器的频率特性与
理想矩形的接近程度。
矩形系数定义为
Kr 0.1 ?
BW0.1 BW0.7
式中 BW0.1 为放大电路增益下降到最大值的0.1 时的
失谐（偏离 f0 ）宽度。
ree
图2.2.1 晶体管高频共发射极混合π型等效电路
e
rbb? 基区体电阻, 约 十几 ? ~几十 ?
rb?e 发射结电阻 re 折合到基极回路的等效电阻,约
几十欧到几千欧；
26( mV )
re
?
(? I EQ (mA )
)
；
2.2.1
《高频电子线路》
理想情况下，选频特性 应为矩形
Kr0.1 ? 1
图 调谐放大器电压增益的频率特性曲线
4．工作稳定 性
《高频电子线路》
指放大器的工作状态，晶体管参数，电路元件 参数等发生可能变化时，其主要质量指标的稳定程度。
放大器的不稳定现象表现为增益 A? 0 的变化，中心频率 f0
的偏移，通频带 BW0.7 变窄，谐振曲线变形等，其极限 状态是放大器产生自激。
? 共基电路虽然电流放大倍数小于 1，但它具有 较高的电压放大倍数，且输入、输出电压信号 同相位，输入电阻小，高频特性好，常用于宽 频放大器中。
一、混合? 型等效电路
c
《高频电子线路》
（晶体管混合等效电路及其单向化动画）
Cb'c b
rbb'
Cb'e
rcc
rb'c b' rce rb'e
gm vb‘e