[工学]第二章 高频电路基础

第二章 高频电路基础第一节 高频电路中的元器件第二节 高频电路中的基本电路第三节 电子噪声及其特性 第四节 噪声系数和噪声温度南昌航空大学第一节 高频电路中的元器件一、高频电路中的元件1、高频元件包括：电阻，电容，电感。注意 ：高频元件在使用时要注意他们的高频特性。电阻的高频等效电路 电容的高频等效电路 电感的高频等效电路 第一节 高频电路中的元器件（ 1）自身谐振频率 SRF（ Self Resonant Frequency）f SRF时，电容器等效为一个电感。与电容器类似，高频电感器也具有自身谐振频率 SRF。理想电容器的阻抗特性 高频电感器也具有自身谐振频率 SRF自身谐振频率 感性区 容性区SRF第一节 高频电路中的元器件（ 2） 品质因数 Q 品质因数 Q 定义为高频电感的感抗与其串联损耗电阻之比。 Q值的计算 ：Q值越高，表明该电感的储能作用越强，损耗越小。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。高频振荡回路包括：并联谐振回路和串联谐振回路。 第二节 高频电路中的基本电路1、并联谐振回路（ 1）电路结构L：电感线圈；r：损耗电阻；（交流电阻）C：为电容。 并联谐振回路 第二节 高频电路中的基本电路（ 2）并联谐振回路的计算并联谐振频率 0：令 Zp的虚部为零，求解可得第二节 高频电路中的基本电路并联谐振回路 并联谐振回路等效电路回路在谐振时阻抗 最大为：第二节 高频电路中的基本电路在高 条件下，有：第二节 高频电路中的基本电路根据阻抗特性 辐角特性 容性容性感性感性作用 1：选频 作用 2：移相第二节 高频电路中的基本电路回路带宽 (半功率点频带 )定义矩形系数：第二节 高频电路中的基本电路电抗特性电抗特性 幅频特性幅频特性 辐角特性（相频特性）辐角特性（相频特性）电路组成电路组成2、串联谐振回路讨论一一余弦脉冲电流 i 通过一 LC并联谐振回路 ,如图所示，试分析 LC并联谐振回路两端电压 u 波形。例 2-1 设一放大器以简单并联谐振放大器为负载，信号中心频率为 fs=10MHz,回路电容 C=50pF，试计算：（ 1）所需的线圈电感值（ 2）若线圈的品质因数 Q=100，试计算回路谐振 电阻和回路带宽（ 3）若放大器所需的带宽 B=0.5MHz，应在回路上并联多大的电阻才能满足放大器所需带宽要求？第二节 高频电路中的基本电路二、 抽头并联振荡回路信号源部分接入信号源部分接入 负载部分接入负载部分接入抽头回路的作用 ： 阻抗变换。第二节 高频电路中的基本电路1、抽头系数（接入系数） 定义：与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比。 用电压比来表示： 信号源部分接入信号源部分接入 负载部分接入负载部分接入第二节 高频电路中的基本电路2、阻抗变换和信号源变换（ 1）对于信号源部分接入：由功率相等：由功率相等：信号源部分接入信号源部分接入电源部分接入电阻减小 第二节 高频电路中的基本电路（ 2）对于负载部分接入：由功率相等：由功率相等：负载部分接入负载部分接入部分接入到全接入电阻增加 第二节 高频电路中的基本电路三、石英晶体谐振器晶体谐振器与一般振荡回路比较，有几个明显的特点 :（ 1）晶体的谐振频率非常稳定。 （ 2）有非常高的品质因数。 （ 3）接入系数非常小。（ 4）晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联谐振阻抗。 例 2-2如图所示并联谐振回路，信号源与负载都为部分接入。已知 RS、 RL，并知回路参数 L、 C1、 C2和空载品质因数 QO，求（ 1） fo与 B0.707；（ 2） RL不变，要求总负载与信号源匹配，如何调整回路参数？ 第二节 高频电路中的基本电路四、传输线变压器1、电路结构(a) 结构示意图 ; （ b） 电路第二节 高频电路中的基本电路 (a) 传输线方式 ; (b) 变压器方式 2、工作方式第二节 高频电路中的基本电路3、应用： （ 14 阻抗变换器）第三节 电子噪声及其特性定义：噪声就是除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁扰动的总称。噪声来源主要有两方面 :电阻热噪声和半导体管噪声。一、电阻热噪声电阻 R 两端噪声电压的均方值为 :电阻热噪声电压波形第三节 电子噪声及其特性电阻热噪声等效电路定义 均方电压谱密度均方电压谱密度 和 均方电流谱密度均方电流谱密度 分别对应于单位频带内的 噪声电压均方值噪声电压均方值 与 噪声噪声电流均方值电流均方值 ：第三节 电子噪声及其特性1、线性电路中的热噪声 多个电阻的热噪声。以两个电阻串联为例：