Chapter 1+ 高频电路基础知识-130901
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第高频电子线路基础本科
L
R
由于回路总的损耗增大，回路Q值将下
降，称其为等效品质因数QL。
QL
R
0 L
RS
RL
1
Q0 RS
RL
RR
L
Rs +
Vs
+–
Vs –
RC RL
C
为了区别起见，把没有考虑信号源内阻和负载电阻时回路
本身的Q值叫做无载Q值(或空载Q值)，用Q0表示；而把考虑信 号源内阻和负载电阻时的Q值叫做有载Q值，用QL表示。
1
0C
0
即信号频率 0
1或
LC
f0
2
1 LC
第8页/共68页
LC串联谐振回路
二、谐振特性
L
R
VS
Z
Z
+ Vs
–
R
C
选频特性曲线
0 谐振频率
1. 谐振时，回路阻抗值最小，即Z=R且呈电阻性；
2.当信号源为电压源时，回路电流最大，I0
VS R
第9页/共68页
电抗
感性 L
Z
x L 1 C
O
0
R
1 C
VL
VC 0
0 I0 j0
I0
1
j0C
L
Vs jL
VsR 1
R j0C
j
0 L
R
Vs
j
1
0CR
Vs
jQVs jQVs
C
4.串联谐振时，电感和电容两端的电压方向相反，大小
（模）值大小相等，且等于外加电压的Q倍；由于Q值 较高，必须预先注意回路元件的耐压问题。
第11页/共68页
LC串联谐振回路
高频电路基本常识
之所以会产生此一时间差的原因，可以用图 4 所示的电缆线内的信号传送原理来解释。在图(a)中，在脉波产生 的同时，於同轴电缆线内会产生电缆面发生了电场，此後，电荷住负载端移动而产生电流，因而会发生磁场。 也即是，随着时间的经过，信号会以(a)→(b)→(c)的情况前进。这种情况与连续波的高频信号传送相同。(a)阻抗匹来自良好(c)将负载端短路
(b)负载端开路
前进波+反射波……驻波的产生 如图 6 所示，将高频信号利用传送电缆线传送。如果将终端负载设为开路时，由於前进波会在负载端反射，因 此在电缆线上同时存在有前进波与反射波。此时，将前进波与反射波合成，便会在电缆线上产生电压波形，此一 电压波形与时间无关，在同一位置发生，因此称其为驻波(Standing wave)。前进波(进行波)与反射波的关系可以
用反射系数表示。其关系如下： =反射波的振幅/前进波的振幅，又 =(ZL-Z)/(ZL+Z)
图 6 驻波产生分析(前进波与反射波在传送路径上 合成後便成为驻波，此驻波与时间无关永远维持一 定的波形) =反射波的振幅/前进波的振幅，或者 =(ZL-Z)/(ZL+Z)
另外，在传送路径上所形成电压的最大值 Vmax 与最小值 Vmin 之比，虽然称为电压驻波此 VSWR， 但一般的情况仅以驻波此 SWR 替代。SWR 可以 用以下式子表示。 SWR=Vmax/Vmin 或 SWR=（1+︱ ︱）/（1-︱ ︱）
高频的电路分析的考虑方法方法下一样。
集中常数电路与分布常数电路 右图所示的为以传送路线为例子， 说明集中常数电路的分析方法与分布 常数电路的分析方法。 实际上，无论任何低频/高频电路， 也都存在有电阻 R，电容器 C，线圈 L。 可是，如图(a)所示，在传送路径很短 的情况下，或者在低频率信号的场台， 可以忽略 R，L，C 的存在，当做集中 常数处理。如此，可以使电路分析简 单化。 而在图(b)的场合，在传送路径较 长，或者在高频信号的场合，不可以 忽略 R，L，C 的存在。随着时间的经 过，信号在传送路径(路线)上，会以① →②→③的情况前进。
(b)负载端开路
前进波+反射波……驻波的产生 如图 6 所示，将高频信号利用传送电缆线传送。如果将终端负载设为开路时，由於前进波会在负载端反射，因 此在电缆线上同时存在有前进波与反射波。此时，将前进波与反射波合成，便会在电缆线上产生电压波形，此一 电压波形与时间无关，在同一位置发生，因此称其为驻波(Standing wave)。前进波(进行波)与反射波的关系可以
用反射系数表示。其关系如下： =反射波的振幅/前进波的振幅，又 =(ZL-Z)/(ZL+Z)
图 6 驻波产生分析(前进波与反射波在传送路径上 合成後便成为驻波，此驻波与时间无关永远维持一 定的波形) =反射波的振幅/前进波的振幅，或者 =(ZL-Z)/(ZL+Z)
另外，在传送路径上所形成电压的最大值 Vmax 与最小值 Vmin 之比，虽然称为电压驻波此 VSWR， 但一般的情况仅以驻波此 SWR 替代。SWR 可以 用以下式子表示。 SWR=Vmax/Vmin 或 SWR=（1+︱ ︱）/（1-︱ ︱）
高频的电路分析的考虑方法方法下一样。
集中常数电路与分布常数电路 右图所示的为以传送路线为例子， 说明集中常数电路的分析方法与分布 常数电路的分析方法。 实际上，无论任何低频/高频电路， 也都存在有电阻 R，电容器 C，线圈 L。 可是，如图(a)所示，在传送路径很短 的情况下，或者在低频率信号的场台， 可以忽略 R，L，C 的存在，当做集中 常数处理。如此，可以使电路分析简 单化。 而在图(b)的场合，在传送路径较 长，或者在高频信号的场合，不可以 忽略 R，L，C 的存在。随着时间的经 过，信号在传送路径(路线)上，会以① →②→③的情况前进。
高频电路基础知识PPT课件
晶体管的噪声主要决定于热噪声、散粒噪声和分配 噪声，在很宽的频率范围内随频率变化是很小的。
3）场效应管的噪声
场效应管的噪声主要考虑沟道电阻产生的热噪声。
2.3.2 噪声系数
第2章 高频电路基础知识 15
1）信噪比
电路某处的信号功率与噪声功率之比称为信噪比， 用符号S/N表示。通常用信噪比来表示噪声对信号的影 响，信噪比越大，信号质量越好。
第2章 高频电路基础知识
第2章 高频电路基础知识 2
第2章 高频电路基础知识
2.1 高频电路中的元器件 2.2 天线 2.3 噪声与干扰
第2章 高频电路基础知识 3
2.1 高频电路中的元器件
2.1.1 高频电路中的元件
❖电阻
➢高频电路中的电阻不仅表现有 LR
CR
电阻特性的一面，而且还表现
பைடு நூலகம்
R
有电抗特性的一面（高频特性）。
噪声一般指内部噪声，又分自然和人 为两类。自然噪声有热噪声、散粒噪声和闪 烁噪声等，人为噪声有交流噪声、感应噪声 等。
干扰一般指外部干扰，也分自然和人 为两类。自然干扰有天电干扰、宇宙干扰和 大地干扰等。人为干扰有工业干扰和无线电 台干扰。
第2章 高频电路基础知识 13
2.3.1 电路内部噪声的来源和特性 电路内部噪声的主要来源是电阻的热噪声和放大
➢高频功率管：用于高频信号功率放大，要求有较 大的允许管耗和较大的输出功率。
❖集成电路
➢通用型，如：集成模拟乘法器MC1496、 MC1495等可用于调幅、检波、调频、鉴频等。
➢专用型，如：正交鉴频器5G32，窄带发射集成 电路MC2833，窄带接收集成电路MC3361等。
第2章 高频电路基础知识 8
高频电路1
（3）回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性：
| Z | 1 |Y | 1 G B
2 2
1 1 2 g e0 C L
2
C arctan
1
L
g e0
第1章 基 础 知 识
（4）谐振及谐振条件
谐振：当 0 时，出现 B ( 0 ) 0 或 谐振。 由此可以得到并联谐振的条件：
2 2
第1章 基 础 知 识 （7）通频带、选择性、矩形系数
LC回路的Ｑ0越大，谐振曲线越尖锐，选择性越
好。 为了衡量回路对于不同频率信号的通过能力，定 义归一化谐振曲线上 Ｎ（ｆ）≥1/
2
所包含的频率范围为回路的通频带（又称为带 宽）， 用ＢＷ0.7（或ＢＷ）表示。
第1章 基 础 知 识
图1.1.3 归一化谐振曲线
第1章 基 础 知 识 图上ＢＷ0.7＝ｆ2－ｆ1
令 N( f ) 1
2 2f 1 Q0 f0 2
1 2
Q0
2f f0
1
即
Q0
2( f 2 f 0 ) f0 Q0
1, Q 0
2( f1 f 0 ) f0 2
1
两式相减,得 所以
2( f 2 f1 ) f0
C0 L
L Q 0 Q f f0 0 0 g e 0 0 L f 0 f0
0L
所以归一化谐振曲线可进一步描述为
N( f ) 1 f0 2 f 1 Q0 f0 f
2
第1章 基 础 知 识 定义相对失谐
一个理想的谐振回路，其幅频特性曲线应该是通
(完整版)高频电路基础知识点总结
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||II 22001||1I I Q ωωωω=⇒⎛⎫+- ⎪⎝⎭在“小量失谐的情况下”可表示为0||1I I ≈=⎛+ ；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⎛⎫=⋅=⇒=-- ⎪⎛⎫⎝⎭+- ⎪⎝⎭6. 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；3. q ωω<或p ωω>时晶体为容性而q p ωωω<<时晶体为感性。
高频电路基础知识
α(f) Q1> Q2
o
幅频特性 ：
U 1 2 Uo 1
1 2 Δ 1 Q o
2 2
f0
Q2 Q1 f
φ
φ
2
2
2
Q1>Q2
相频特性 ：
1 C B L arctg arctg G G
o
o
2
2）通频带： 定义：回路外加电压的幅值不变，而频率改变，回路电流I下降到Io 的 1
Q并 L
１ （G GS Ｇ L）0 L
其中G为回路本身的损耗，GS为信号源内阻，GL为负载
3）对回路的Q值和通频带的影响：
Q ①有载Q值小于空载Q值。即： L Q 0
②通频带变宽
例2
已知并联谐振回路如图。 C 求：①该回路谐振频率和谐振电阻RP； L Is 1/G Is ②若此时并入一电阻RL=10kΩ，该回路通频带为多少？ ③谐振时端电压及各支路电流为多少？。
参考书目：高频电子线路
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§ 1. 1 高频电路中的元器件和组件
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。
1.高频电路中的元件
高频电路中的常用元件主要是电阻(器)、 电容(器) 和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。
2 2 2
1 2 | z | r X r (L ) C 1 L X C arctg arctg r r 3.谐振频率：串联回路电流达最大时的频率为之。1
《高频高频电路基础》PPT课件
12 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
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
13 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
dH( f ) 0 df
1.0 0.8
0.6
通频带外的幅频特性应满足
0.4
2Δf0.7
H(f)0
0.2
理想的幅频特性应是矩形， 0
既是一个关于频率的矩形窗函数。
f1 fo f2 2Δf0.1
理想 实际 f
定义矩形系数K0.1表示选择性：
K0.12 2 ff0 0..7 1
P% P/2
2Δf0.7称为通频带 ：B f 2 f 1 2 ( f 2 f 0 ) 2 f 0 . 7
单振荡回路
振荡回路（由L、C组成）
并联振荡回路
耦合振荡回路
各种滤波器
LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器
17 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
要求
选频电路的通频带宽度 传输信号有效频谱宽度
相一致
理想的选频电路通频带内的幅频特性
α(f)=H(f ) / H(fo)
C
Solution:
(a)
1. At f = 5.5MHz, = 2*5.5MHz = 34.56M rad/s,
XL = L = 345.6Ω, XC = 1/C = 289.4Ω,
|ZS|
Hence, Z = 10 + j345.6 - j289.4 = 10 + j56.2 =
第2章 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
13 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
dH( f ) 0 df
1.0 0.8
0.6
通频带外的幅频特性应满足
0.4
2Δf0.7
H(f)0
0.2
理想的幅频特性应是矩形， 0
既是一个关于频率的矩形窗函数。
f1 fo f2 2Δf0.1
理想 实际 f
定义矩形系数K0.1表示选择性：
K0.12 2 ff0 0..7 1
P% P/2
2Δf0.7称为通频带 ：B f 2 f 1 2 ( f 2 f 0 ) 2 f 0 . 7
单振荡回路
振荡回路（由L、C组成）
并联振荡回路
耦合振荡回路
各种滤波器
LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器
17 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
要求
选频电路的通频带宽度 传输信号有效频谱宽度
相一致
理想的选频电路通频带内的幅频特性
α(f)=H(f ) / H(fo)
C
Solution:
(a)
1. At f = 5.5MHz, = 2*5.5MHz = 34.56M rad/s,
XL = L = 345.6Ω, XC = 1/C = 289.4Ω,
|ZS|
Hence, Z = 10 + j345.6 - j289.4 = 10 + j56.2 =
《高频电路基础》PPT课件
2Q
0
f
f0
:
Z
呈感性；
p
f f0 : Z p呈容性,Q越大,
相频特性斜率越大。
Z
0 感性 Q2
Q1 Q1>Q2
0 容性
谐振时电压电流关系：I为回路电流.
.
IC
IL IC QI
I.
U I
0
.
U
IC I I IL 90
2022/3/3
.
IL
12
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=50pF.
电压控制振荡器<VCO>、调频器等电路中. PIN二极管：由P型、N型和本征<I型 >半导体组成.它的高频等效
电阻受正向直流电流的控制,主要用在电控的开关、限幅、衰 减和移相电路中.
2022/3/3
5
2〕晶体管和场效应管<FET> 二者的主要用途：高频小信号放大器、高频功率放大器. 高频小信号放大管：要求高增益和低噪声. 高频功率放大管：除了高频增益要求外,还要求有较大的高
UT
回路谐振电R阻 0 ： R1/ p22
L
U
谐振时等效输入 R电 p12R阻 0 ： p12R1/ p22
(c)
C2
U1
C1 R1
并联抽头回路的阻抗转换规则小结：
〔a〕部分－>整体<R1->R2>：阻抗变大,
R2
R1 p2
<b> 整体－>部分<R2->R1>：阻抗变小,
R1 p2R2
2022/3/3
C
R0
L R1