物理学院高频电子线路g1-1

1、高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础 高频电子线路中的一些共性问题，如高频电子线路中的一些共性问题，如基本元器件、基本电路及基本指标。基本元器件、基本电路及基本指标。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础1 1第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件第一节第一节 高频电路中的元器件高频电路中的元器件一、高频电路中的元件一、高频电路中的元件1、电阻、电阻LRCRR 图 2 1 电阻的高频等效电路 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。高频

2、电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件2 2 电容电容LCRCC(a)阻抗频率 f(b)0 图2 2 电容器的高频等效电路 (a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第一节第一节高频电路中的元器件高频电路中的元器件阻抗与相角阻抗相角频率 fSRF03 3 电感电感二、高频电路中的有源器件二、高频电路中的有源器件自学自学高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路第二节第二节 高频

3、电路中的基本电路高频电路中的基本电路主要的基本电路：振荡回路、高频变压器、谐振主要的基本电路：振荡回路、高频变压器、谐振器、滤波器等。器、滤波器等。以上电路的功能：信号传输、频率选择、阻抗匹以上电路的功能：信号传输、频率选择、阻抗匹配。配。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路一、高频振荡回路一、高频振荡回路功能：阻抗变换、选频、滤波与移相等。功能：阻抗变换、选频、滤波与移相等。 1、并联谐振回路、并联谐振回路（适用于电流源激励）（适用于电流源激励）(1) 回路阻抗特性回路阻抗特性00011111PZjCRLRj R

4、CL 并联阻抗并联阻抗 ZP高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础00011111PRZjCjRCRLL 当当= 0时，电路发生并联谐振。时，电路发生并联谐振。0000101 12CLL CfL C 回 路 谐 振 角 频 率 ：回 路 谐 振 频 率 ； 并联谐振角频率并联谐振角频率0高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础 回路的特性阻抗回路的特性阻抗 谐振时的容抗或感抗称为回路的特性阻抗谐振时的容抗或感抗称为回路的特性阻抗001L CLLCCC 并联谐振回路品质因数并联谐振回路品质因数Q200200222/:CUCRQTURTUT 谐振时

5、回路的总储能谐振时回路一周内的耗能谐振时回路电压的有效值； ：信号的周期。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础02CRQT 000000021,RRQCTLCRL 根据： 谐振时的并联阻抗谐振时的并联阻抗谐振时并联阻抗谐振时并联阻抗ZP最大：最大：max0PZRQ 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础谐振时的电流谐振时的电流00000000osoocosooLsLcRsUI RUCRIUjCjjQIRUURIjjQIjLLRIIII 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中

6、的基本电路（2）并联谐振回路的频率特性）并联谐振回路的频率特性0000000000000011111PRRZCCjRCjRLCLRRjRCjQ 0020200,arctan1pzRZQQ 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.0220000,1arctanpzRZQQ 阻抗的幅频特性阻抗的幅频特性阻抗的相频特性阻抗的相频特性高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础LrCCIC.IR.R0IL.L

7、0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.a、谐振时阻抗最大，且为纯电阻。谐振时阻抗最大，且为纯电阻。Z Zp p= =R R0 0。b b、回路失谐时（、回路失谐时（ 0 0），阻抗下降。），阻抗下降。Q Q越大下降越大下降越快。越快。 0 0，阻抗为容性。阻抗为容性。c c、谐振时，、谐振时，IL=IC=QIs，LCII与相位相反。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础通常用在窄带系统，工作频率通常用在窄带系统，工作频率 在在 0 0附近，近似认为：附近，近似认为：200002, 并联谐

8、振回路的选频特性并联谐振回路的选频特性2200000020000002()22ff o 称为失谐称为失谐 或绝对失或绝对失谐谐02fQf 称为广义失谐称为广义失谐而：而：高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路000000000(11112111soosPooooI RUUI ZjRCjRCLLUUUfjjQjQf 谐振时输出电压）回路输出电压回路输出电压oU02,a r c t a n1ooUU 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路 3d

9、b通频带（回路带宽）通频带（回路带宽）2221121opofffZR ，00. 0707221ffBffQQ 可得0.1Q值越小，通频带越宽。值越小，通频带越宽。 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础 矩形系数矩形系数Kr0.10 .1r 0 .10 .7 0 7BKBLrCCIC.IR.R0IL.L0B11/2Q1 Q2Q1Q20 /2 /2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z( a )( b )( c )( d )U.0|zp|/R0I.0.1矩形系数越大，说明对带矩形系数越大，说明对带外频率衰减越慢。选择性外频率衰减越慢。选择性越差。越差。理想选频网络矩形系数等理想选

10、频网络矩形系数等于于1。单并联谐振回路单并联谐振回路Kro=9.96高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础 线性相频范围：线性相频范围：LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/2Q1 Q2Q1Q20 /2 /2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z( a )( b )( c )( d )U.0|zp|/R0I.0002( )arctanarctanarctanzfQQf 在在0点的斜率为：点的斜率为：002ZQdQd 值越小，线性范围越大。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础33570

11、00()60.58, 0.58/ 30.066(11)357()6()22ZZZtgxxxarctgxxxQQ 当Z 认 为（)随线 性 变 化 。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础（3）实际的并联谐振回路）实际的并联谐振回路r-电感线圈的损耗电阻，在已知电感线圈的损耗电阻，在已知电感线圈的电感和品质因数电感线圈的电感和品质因数QL时时可计算出可计算出r。LLQr 一般情况下线圈的一般情况下线圈的Q值在几十到一、二百。值在几十到一、二百。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础实际电路中实际电路中r很小。满足：很小。满足：rL 0201()

12、1111()111, PLrjLjCCZrCrjLrjLjCjCjCLLjCRLLRLCrr 的值不变高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础20222221/ooooooLRC rrRQRrRRRQRQr 即 ：高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础(4) 串、并联阻抗的等效变换与抽头时的阻抗变换串、并联阻抗的等效变换与抽头时的阻抗变换信号源内阻及负载对并联谐振回路的影响信号源内阻及负载对并联谐振回路的影响为减小为减小RL、RS对回路对回路Q值的影响；实现阻抗匹配，值的影响；实现阻抗匹配，采用抽头式并联谐振回路。采用抽头式并联谐振回路。高频电

13、子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础抽头并联谐振回路抽头并联谐振回路LCR0UUT(a)LC2R0UUTC1(b)LR1UC2C1(c)LR1UTC1C2(e)U1R1UT(d)U1LCUTIIL关心信号源内阻关心信号源内阻RS 和负载电阻和负载电阻RL对并联谐振回路的对并联谐振回路的影响；影响；并联谐振回路对信号源的等效负载电阻。并联谐振回路对信号源的等效负载电阻。 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路简化分析的条件：简化分析的条件：窄带高窄带高Q情况情况。 窄带说明外部电路对谐振回路电流影

14、响较小，高窄带说明外部电路对谐振回路电流影响较小，高Q情情况使串并变换时电抗部分数值几乎不变。况使串并变换时电抗部分数值几乎不变。1211101oOooLLCLC ，电路谐振频率没电路谐振频率没变。变。高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础串、并阻抗之间的转换串、并阻抗之间的转换222222222111111sssssssppsseeseesppsRXRXjj(Q)(Q)(RXRQ)QXRRRXRXXX21pppesssRRX,RQRX，sseppXRQRX高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础等效后信号源供给的功率不变：等效后信号源供给的功

15、率不变：22222a bd boa bood ba bd bUURRURRpRUUpU称为介入系数，接入系数小于称为介入系数，接入系数小于1高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础无互感时：无互感时：1112()abodboUjL ILpUjLLIL 1NpN紧耦合：紧耦合：121212111CCpCCCC 电容端接入电容端接入高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础RiLCRLRiTLCRLIIT电流源的折合电流源的折合 从部分接入到全部接入阻抗变大，电源变小。从部分接入到全部接入阻抗变大，电源变小。21abToTTTaboTIRUI RUIU

16、RppIURpIpI高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路 例例 2 如图2 9， 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。 C2C12000 pF500R12000 pF10 HLi Icos 107tI1 mAu1(t)高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路C2C12000 pF500R12000 pF10 HLi Icos 107tI1 mAu1(t) 解解 由于忽略了回路本身的固

17、有损耗, 因此可以认为Q。 由图可知, 回路电容为12121000C CCpFCC 谐振角频率为谐振角频率为 70110/rad sLC 高频电子线路高频电子线路第第2 2章章 高频电路基础高频电路基础第二节第二节高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路C2C12000 pF500R12000 pF10 HLi Icos 107tI1 mAu1(t)电阻电阻R R1 1的接入系数：的接入系数：21121210.511CCpCCCC 等效到回路两端的电阻为：等效到回路两端的电阻为： 1212 0 0 0RRp回路两端电压回路两端电压u u( (t t) )与与i i( (t t) )同相同相, , 电压振幅电压振幅U U= =IRIR=2 V, =2 V, 故：故：7( )2 cos(10)u tt V高频电子线路