高频电路基础-read.ppt

第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 2.2 电子噪声 但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特性的一面。 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。 2） 电容 由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的等效电路却如图2 — 2（a）所示。 理想电容器的阻抗1/(jωC), 如图2 — 2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。 3） 电感 高频电感器与普通电感器一样, 电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工作角频率。 　　　　　L r  等效交流电阻r：表征趋肤效应、涡流损耗、磁芯电感在磁介质的磁滞损失以及电磁辐射引起的能量损失等。常用品质因数Q来表征高频电感器的损耗性能。Q的定义是高频电感的感抗与其串联损耗电阻之比，即　 2． 高频电路中的有源器件 与用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1） 二极管 半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。 2） 晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好, 在外形结构方面也有所不同。 ?高频晶体管有两大类型: 一类是作小信号放大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增益 和低噪声; 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求其在高频有较大的输出功率。 　　　场效应管也能工作在同样频率下，且噪声更低。 3） 集成电路 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。 2.1.2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。 1. 高频振荡回路 高频振荡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、 振荡器以及各种滤波器的主要部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作为负载使用。 1) 简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。 若在串联振荡回路两端加一恒压信号 , 则发生串联谐振时因阻抗最小, 流过电路的电流最大, 称为谐振电流, 其值为 在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。 当ω与ω0很接近时, 定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0, 令Zp的虚部为零, 求解方程的根就是ω0, 可得 例 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? 　接入系数（或抽头系数）p的定义： 　　与外电路相联的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比。 也可用电压比来表示。  谐振时的回路电流IL和IC与I的比值要小些, 而不再是Q倍。 由 例 2 如图2 — 11， 抽头回路由电流源激励, 忽略回路本身的固有损耗, 试求回路两端电压u(t)的表示式及回路带宽。  解 由于忽略了回路本身的固有损耗, 因此可以认为Q→∞。 由图可知, 回路电容为 回路两端电压u(t)与i(t)同相, 电压振幅