高频电路基础部分.

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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 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
高频电子线路
——高频电路基础部分
说明
这部分是学习后面内容的准备，重点需要复习以下知识： 并联谐振回路的谐振特性、谐振频率、品质因数、通频带、 阻抗特性（幅度和相角）、选择性等，以及这些特性之间相 互的关系。 特别强调抽头（部分接入）并联谐振回路的阻抗变换关系。
从低抽头向高抽头转换时： 2 等效阻抗增大1/p 倍，注意电感、电容、电阻（电导）值大小的变化 电流源减小了P倍 电压源增大1/p倍


声表面波滤波器 作业
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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。
1. 串联谐振（振荡）回路 2. 并联谐振（振荡）回路 3. LC 串、并联谐振回路比较
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三极管（类型）

类型

双极晶体管

高频小功率管 高频大功率管 小信号场效应管 功率场效应管

场效应管


高频小信号（功率）晶体管或场效应管（FET）主 要用于小信号的放大、振荡、调制/解调和混频电路 中。对它的主要要求是高增益和低噪声。 功率管主要用于功放电路，除了要求增益外，还要 有大的输出功率。
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三极管（等效电路）

混∏等效电路与参数

混∏参数在一定频率范围内与频率无关，只与工作点 关，因此可用于宽带分析。 Y参数不仅与工作点有关，而且与频率有关，因此只 适用于窄带分析。 Y参数是在输入或输出交流短路时所得到的，它只代 表晶体管本身的特征，而与外电路无关。 在低频电路中晶体管用h参数等效。

Y参数等效电路



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集成电路（IC）


用于高频电路的集成电路分为通用型IC和专用型 IC（ASIC）。 通用型IC主要是宽带集成放大器和模拟乘法器。 ASIC主要是集成锁相环（PLL）、FM信号解调器、 单片接收机等。另外还有一些功放的组件或模块。
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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。 高频电路中的其它组件：平衡调制（混频）器、 正交调制（混频）器、移相器、匹配器与衰减器、 分配器与合路器、定向耦合器、隔离器与缓冲器、 高频开关与双工器等。
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高频振荡回路
振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成 的回路。是高频电路中应用最广的无源网络，也 是构成高频放大器和振荡器的主要部件，在电路 中完成阻抗变换、信号选择(选频)等任务，并可 作为负载。

简单振荡回路 阻抗变换及抽头振荡回路的阻抗变换 耦合振荡回路
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简单振荡回路
• 简单振荡回路由电感线圈和电容组成的单个振荡回路 称为简单振荡回路或单振荡回路。分为：
VCO：变容管若用于振荡器中，可以通过改变其反偏电压来改 变振荡信号的频率。这种振荡器称为压控振荡器（VCO）
（3）PIN二极管。 PIN二极管是在PN结中间增加了一层本 征（I）半导体，因此具有较强的正向电荷储存能力。 其主要特点是高频等效电阻受正向电流的控制。是一电 可调电阻。一般用于开关、限幅、衰减和移相电路中。
理想特性
阻抗
C 0 频率 f (b) RC LC
图2 电容器的高频等效电路
(a)
(a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性
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高频电路中的电感



高频电感器一般由导线绕制（空心或有磁芯、单层或多层） 而成（也称电感线圈）。 品质因数Q定义为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。因此， 在中短波波段和米波波段，高频电感可等效为电感和电阻的 串联或并联。若工作频率更高，等效电路应考虑电感两端总 的分布电容，它应与电感并联。 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3所示。 RFCs（RF coils）高频扼流线圈
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高频电路中的电容

电容定义:由介质隔开的两导体即构成电容。 每个电容器都有一个自身谐振频率SRF（Self Resonant Frequency）。当工作频率小于自身谐振频率时，电容器呈 正常的电容特性，但当工作频率大于自身谐振频率时，电容 器将等效为一个电感。参见《高频电路原理与分析》(P10)

串并联阻抗的等效互换 注意等效噪声带宽、噪声系数等概念。 了解声表面波器件的特点。
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主要内容


高频电路中的元件、器件和组件概述 高频振荡回路
简单振荡回路

串联谐振（振荡）回路 并联谐振（振荡）回路 LC 串、并联谐振回路比较

抽头并联谐振回路 耦合振荡回路 串并联阻抗的等效互换
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二极管

类型
（1）非线性变换二极管。主要用于调制、检波（解调）及 混频等电路中，一般工作于低电平。它们的极间（结） 电容小，工作频率高。常用点接触式（如2AP系列）和 表面势垒式（肖特基）两种形式。 （2）变容二极管。它的主要特点是其节电容随所加的反偏 电压而变化。工作于反偏状态。多用于调谐、振荡、混 频与倍频等电路中。
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高频电路中的电感（续1）
SRF 相角
阻抗与相角
阻抗
0
频率 f
图 3 高频电感器的自身谐振频率SRF
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高频电路中的有源器件



高频电路中的有源器件主要是各种二极管、晶体 管以及半导体集成电路。 从原理上看，用于高频电路的各种有源器件与低 频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。只 是由于工作在高频范围，对器件的某些性能要求 更高。 随着半导体和集成电路技术的高速发展，能满足 高频应用要求的器件越来越多，也出现了一些专 门用途的高频半导体器件。