第2章_高频放大电路15-03-19

I L S V VP IS GP Cr
V / I C P
Q0
空载回路电压： IC
ZP
if ( 0 1/ LC )
L Z P RP Cr
0 为并联
1 j0C
jQ0 I S
f0
1 2 LC
谐振回路 的谐振角 频率
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
w/w0
基 本 1.04 1.0 特 性

1 0 1 jQ 0
O
0



2
实际谐振电路的品质因数
考虑信号源内阻与负载电阻的电路：
Rs 0 C
V S
L
r


Gs 0 C
I RL V 0 S

GP L GL V 0

有载品质因数：
QL
0



2
LC简单串联谐振回路的基本特性(一)
V S

L V
L
r
I
1 电路结构说明 Z ) S ( j ) r j ( L C r jX ( ) C VC Z S ( j ) e jS ( )
ZS
谐振时：X 0 串联谐振回路的固 有谐振角频率：
L
r
在中、短波频段，可以将实际电感视为 理想电感和电阻串联 进入超短波频段后，应考虑电阻的趋肤 效应和与电感相并联的等效电容 品质因数：电路中某一回路或支路中无 功功率与有功功率之比
无功功率 Q 有功功率 电感的品质因数： Q L / r
第 一 节 ： 高 频 电 路 中 的 元 器 件
第 一 在高频电路中，二极管主要用于检波、 节 调制、解调及混频等非线性变换电路中， ： 高 工作在较低的电平 频 当二极管工作在高频时，其PN结电容不 电 路 能忽略 中 利用二极管的电容效应，可以制成变容 的 元 二极管 器 件
0 S
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
振也被称为电流谐振
LC简单并联谐振回路的基本特性(四)
LC并 联回 路的 B 阻抗 频率 O 特性：
ZP
RP
电感性
电容性
C
0

O
1 所谓容性或感性特 L

2
O
p
0

第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
性是指相移特性 可用相移特性来实 现移相网络
ZS
ZP

谐振时，信号源和回路电抗元件不交换能 量，而是电感与电容相互交换能量，即电 容的无功功率等于电感的无功功率 以并联谐振电路为例： 2 P V 0C / 2 L R C 2 R/ Q PR V / 2R C
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
特性阻抗的定义
pL pC
L
C1 C2
C1
I S
RS 0 r
' ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ s
Rs' 0 RP L
C2
第 二 RS 0 100k , RL 50k , 节 ： r 10, pL pC 0.5, I S 1mA 谐 振 Q、V0 RL V0 回 路 的 R R ' ' L 基 R RS / / RP / / RL S / / R / / 57k P 2 2 pL pC ' 本 RL V 特 C 性 QR 57 V0 pL I S R pC 14.25V
1 O Z S ( j ) r j ( L ) C
0


2
串、并联谐振回路的特性对比
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
关于谐振和Q值的进一步说明
V S

L V
L
r
I
C V C
L
I C

I
I S
L V
RP C
1 1 L Q0 r 0Cr r C
0 L
LC简单串联谐振回路的基本特性(三)
V S

L V
L
r
V L
C

I
V C
I 0 V r
V S
ZS
V 实际回路中：Q0 1 C 电感和电容上的电压均 jV Q V L s 0 为信号源电压的 Q0 倍， jV Q V C s 0 但相位相反，故串联谐 振也被称为电压谐振
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
LC简单串联谐振回路的基本特性(四)
LC串 联回 X 路的 阻抗 频率 O 特性
L
ZS
电容性 电感性
1 X L C
{
{
0
1 C
r

2
O
s
0

1 X ( ) L C
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
RS 0
r
C
RL
V
I S
RS 0
RP
LC
RL
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 V 本 特 性
1 L Rp 100k Gp Cr
L / C 1k
QL R / 25 V I s R 25V
R Rs 0 / / Rp / / RL 25k
第 一 节 ： 高 频 电 路 中 的 元 器 件
谐振回路的作用 谐振回路的作用：
滤波
0
Av
BPF
阻 通 阻
f0
f
移相


2
O
s

2
0

第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
阻抗变换
C
L
RL
RC
选频网络的分类
耦合谐振回路 LC集中滤波器 各种滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器 单谐振回路：由一个电感和一个电容组成 的谐振回路。若可通过简单串、并联变换 将电路转换为一个电感和一个电容的谐振 回路，也算作单谐振回路
L L1 L2
利用电源提供的功率不 变的概念，可得： 设接入系数
L2 N 2 p L N
N R RL N2
' L
RL R 2 p
' L
电容分压耦合连接

L V

C1

C1
' L
其它变量的 推广如下：
' gL X ' L ' CL ' I S ' VS
第 一 节 G ： 高 频 电 路 C L 中 的 当工作频率很高时，感抗可能超过容抗， 元 器 此时的电容将等效为一个电感 件
高频电路中的无源元件(二) 电容的高频等效电路
在设计去耦滤波电路时，可将一个大容 量的电容和一个小容量的电容并联在一 起使用
高频电路中的无源元件(三) 电感的高频等效电路
第二章：高频放大电路
邓 钢
Gdeng@
内容提要
高频 振荡 声 音 高频 放大 话筒 高频调制 及功放 音频 放大 高频 放大 解 调 音频 放大
内 容 提 要
高频电路中的元器件 简单谐振回路的功能 小信号谐振放大电路的结构、原理 及其用途 大信号谐振放大电路的结构、原理 及其用途 倍频电路 宽带高频功率放大电路
高频电路中的有源器件(一) 二极管
PIN二极管： 结构特点 高频等效电阻受正向直流电流的控制 适用于几十兆Hz到几千兆Hz频段
高频电路中的有源器件(二) 高频晶体管主要有两大类型：
作为小信号放大的高频小功率管， 主要要求是高增益和低噪声 对于高频功率放大管来说，除了增 益以外，还要求在高频时能够有较 大的输出功率
I C
1 电路结构说明 (r j L)
工程中一般满足
ZP
1 | Z P ( j ) | eP ( ) YP ( j )
LC简单并联谐振回路的基本特性(二)
I
I S

L
L V
I I S S V RP C YP Cr j (C 1 ) L L
C2
R V L V C2 RL L
p2 gL XL 2 p p CL
2
使用与自耦变压器耦合 连接相同的方法，可得
RL R 2 p
' L
pI S VS p
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
此时接 入系数
C1 p C1 C2
例：部分接入的计算
第 二 节 ： 谐 振 回 路 的 基 本 特 性
例题
下图所示高Q电路中， 电感的损耗电 I 1mA, L 100 H , C 100 pF , R 100k 阻 r 10 ， R 50k ，试计算谐振回路总的品质 因数 Q 和回路两端电压 V
s s0 L
L
I S
：并联谐振 r R 回路的空载 L 品质因数
P 0
0 L
LC简单并联谐振回路的基本特性(三)
I
I S

L
I C
I C I S V P
L V
RP C
ZP
if (0 L r )
Q0 1
I L
V P 电感和电容上的电流均 I L r j0 L 为信号源电流的 Q0 倍， 但相位相反，故并联谐 jQ I
选频 网络
{
LC谐振电路
{ {
单谐振回路