射频辅助电路设计

1、 本文由_w_s贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 RF 无线电通信电路测试与设计 无线电通信电路测试与设计 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.1 电源电路设计 2.1.1 电源稳压部分设计 稳压电路 220V 交流电 变压 整流 滤波 不稳压 直流电 0 vF t 稳压 vo RF v1 0 t 0 0 t v2 t 0 vR t 0 vF t 图2.1.1 稳压电路 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 复习 变压电路： 变压电路： U1/U2=I2/I1=N1/N2=n U I N RF 电子信息学院

2、RF 无线电通信电路测试与设计 复习 整流部分电路： 整流部分电路： 半波整流电路 T1 D v2 0 vo 0 vo 2 2 3 4 t ui u2 RL uo 桥式整流电路 T1 D1 1 t RF t D4 ui u2 4 D3 3 D2 RL 0 整流电路波形 电子信息学院 RF 滤波电路 + T1 无线电通信电路测试与设计 复习 2 Uc U2 1 + U2 _ 4 U1 _ + 3 C RL UL 0 _ 电容滤波电路 滤波波形 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 稳压电路分类: 稳压电路分类: 线性稳压电源， 线性稳压电源， 优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做

3、成多路、 优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路、 欧出连续可调的模块。缺点是体积大，较笨重，效率相 欧出连续可调的模块。缺点是体积大，较笨重， 对较低。 对较低。 开关型直流稳压电源 RF 优点是体积小，重量轻，稳定可靠；可以升压、 优点是体积小，重量轻，稳定可靠；可以升压、降压 或转换电压极性。缺点是纹波较大，纹波峰峰值一般为 或转换电压极性。缺点是纹波较大， 欧出电压的1 欧出电压的1 。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 线性稳压电源的设计: 线性稳压电源的设计: 最常见的是X78XX系列三端正电源线性稳压器， 最常见的是X78XX系列三端正电源线性稳压器，它有一系列

4、 X78XX系列三端正电源线性稳压器 固定的电压输出（5V,6V,8V,9V,10V,12V,15V,18V,24V） 固定的电压输出（5V,6V,8V,9V,10V,12V,15V,18V,24V）,应 用非常的广泛。每种类型都有内部电流的限制， 用非常的广泛。每种类型都有内部电流的限制，以及过热保 护和安全工作区的保护，使得它基本上不会损坏。 护和安全工作区的保护，使得它基本上不会损坏。如果能够 提供足够的散热片，它可以提供大于1.5A的输出电流。 1.5A的输出电流 提供足够的散热片，它可以提供大于1.5A的输出电流。 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 三端稳压器的型号

5、规格和管脚分布。 三端稳压器的型号规格和管脚分布。 正、负稳压7805电路 负稳压 电路 例如：78M05三端稳压器可输出+5 V、05 A的稳定电压； 7912三端稳压器可输出 12V、1A的稳定电压。 三端稳压器输出电流字母表示法 RF 外形及管脚分布，如附图所示。 外形及管脚分布，如附图所示。 GND IN OUT 电子信息学院 1 23 RF 无线电通信电路测试与设计 三端稳压器 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 参数 RF 电子信息学院 RF 输出电压 无线电通信电路测试与设计 稳压器的输出电压，能稳定在多少V 7805输出电压稳定在5V 稳压器的输出电压，能稳定在

6、多少V，7805输出电压稳定在5V 输出电压稳定在 线性调整率 稳压器的输入电压一般都比较宽，在该范围内， 稳压器的输入电压一般都比较宽，在该范围内，输入如果变化输出电压的变化 有多大呢？该参数就是描述这种变化的一个参数。 有多大呢？该参数就是描述这种变化的一个参数。很显然输出电压的变化是越 小越好了，一般都是几毫伏。 小越好了，一般都是几毫伏。 7805在常温 输出500mA电流的情况下，输入电压在725V之间变化的时候， 在常温， 500mA电流的情况下 725V之间变化的时候 7805在常温，输出500mA电流的情况下，输入电压在725V之间变化的时候，输 出电压的变化典型值为3mV 最

7、大值为50mV 3mV， 出电压的变化典型值为3mV，最大值为50mV 负载调整率 负载发生变化时，输出电压也会相应的发生变化，一般是负载越重， 负载发生变化时，输出电压也会相应的发生变化，一般是负载越重，输出电压 会有所下降，负载越轻输出电压会有所上升。 会有所下降，负载越轻输出电压会有所上升。负载调整率就是反应这种变化的 RF 一个量。7805在负载变化在5mA1.5A时 输出电压的变化范围在1050mV 在负载变化在5mA1.5A 一个量。7805在负载变化在5mA1.5A时，输出电压的变化范围在1050mV 静态电流 对于线性稳压器来说是一个非常重要的参数。 对于线性稳压器来说是一个非

8、常重要的参数。该电流为驱动大功率调整管所必 须的，它不流向负载，而是直接流向地，因此该电流是越小越好。 须的，它不流向负载，而是直接流向地，因此该电流是越小越好。 7805在负载小于1A的情况下 静态电流为8mA 在负载小于1A的情况下， 8mA。 7805在负载小于1A的情况下，静态电流为8mA。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 输出噪声电压 三端稳压块输出噪声电压都是一些高频噪声（低频噪声被衰减了） 三端稳压块输出噪声电压都是一些高频噪声（低频噪声被衰减了） 7805在10Hz100kHz频率范围内输出噪声电压为 频率范围内输出噪声电压为40uV 7805在10Hz100kH

9、z频率范围内输出噪声电压为40uV 纹波抑制比 纹波抑制指输入电压的一个小信号变化引起输出电压的变化，常用mV/V dB来 纹波抑制指输入电压的一个小信号变化引起输出电压的变化，常用mV/V 或dB来 表示，三端稳压块的另一个非常重要的参数，低频电路可以不关心这个参数， 表示，三端稳压块的另一个非常重要的参数，低频电路可以不关心这个参数， 高频电路这个参数就显得非常重要了。 高频电路这个参数就显得非常重要了。 7805在负载电流小于1A的情况下 120kHz点的纹波抑制比最小为62dB， 在负载电流小于1A的情况下， 点的纹波抑制比最小为62dB 7805在负载电流小于1A的情况下，120kH

10、z点的纹波抑制比最小为62dB，典型值 80dB。一般的Data Sheet给出的纹波抑制比都是在120Hz。频率越高， 给出的纹波抑制比都是在120Hz 为80dB。一般的Data Sheet给出的纹波抑制比都是在120Hz。频率越高，纹波抑 制比一般会变小。 制比一般会变小。 输入输出电压差 RF 是指输入电压与输出电压的电压差值。 X7805中电压差为2V， 是指输入电压与输出电压的电压差值。在X7805中电压差为2V，也就表示输入 中电压差为2V 电压必须比输出电压大2V或者更多，芯片才能正常工作。 2V或者更多 电压必须比输出电压大2V或者更多，芯片才能正常工作。 电子信息学院 RF

11、 无线电通信电路测试与设计 电源电路设计 固定输出连接 图2.1.2稳压电路 稳压电路 在设计时必须注意：(VI)和(Vo)之间的关系， 7805为例， RF 在设计时必须注意：(VI)和(Vo)之间的关系，以7805为例，该三端稳压器 之间的关系 为例 的固定输出电压是5V 而输入电压至少大于8V 这样输入/输出之间有3V 5V， 8V， 的固定输出电压是5V，而输入电压至少大于8V，这样输入/输出之间有3V 的压差。使调整管保证工作在放大区。但压差取得大时， 的压差。使调整管保证工作在放大区。但压差取得大时，又会增加集成块 的功耗，所以，两者应兼顾， 的功耗，所以，两者应兼顾，即既保证在最

12、大负载电流时调整管不进入饱 又不致于功耗偏大。 和，又不致于功耗偏大。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 仿真： 仿真：三端式稳压器电路的仿真分析 U1 LM7812KC XMM1 C1 0.33uF C2 0.1uF R1 1000ohm V1 16V RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 问题： 问题： 变化对输出电压U 的影响（ 输入电压UI变化对输出电压 O的影响（RL=100? ） ? UI/V UO/V 30 12.012 25 12.009 20 12.007 15 12.007 9 7.530 5 3.564 1 468.282nv 负载电阻R 变化对

13、输出电压U 的影响（ 负载电阻 L变化对输出电压 O的影响（ UI=20V ） V RL /? UO/V 12.008 5000 1000 200 12.008 12.008 12.007 20 12.001 10 RF 11.995 5 11.859 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2. 扩大输出电流连接 图2.1.3所示电路W7800系 2.1.3所示电路W7800系 所示电路W7800 列集成稳压器扩展输出电流 的应用电路。 的应用电路。当稳压电路所 需输出电流大于2A 2A时 需输出电流大于2A时，利用 的作用， 电阻R1的作用，使外接的功 率晶体管导通来扩大输出电 流I

14、O。 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 扩流三端稳压器仿真 Q1 BJT_PNP_VIRTUAL XMM1 R1 30ohm U1 MC7812CT V1 30V C2 0.33uF C1 0.1uF RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 10， 0.5， 0.3V， 例:计算若功率管 = 10，U BE = -0.3V，电阻R = 0.5， I3 = 1A。试计算扩展输出电流IO。（设公共端的电流I2 0） 1A。 0） 。（设公共端的电流 IC IR R 0.5 I I 1 B I3 I0 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 I O = I

15、3 + I C = I 3 + I B = I 3 + ( I 1 ? I R ) UBE 0.3 = (1+ )I3 + = (1+10)×1?10× = 5A R 0.5 可见I 扩大5倍了 倍了。 可见 O比I3扩大 倍了。 RF 电子信息学院 RF 3. 扩展输出电压的电路 无线电通信电路测试与设计 所示电路为W7800系列集成稳压器扩展输出电压的应用电路。试写出扩展 系列集成稳压器扩展输出电压的应用电路。 所示电路为 系列集成稳压器扩展输出电压的应用电路 输出电压U 的表达式并说明调输出电压的方法。 输出电压 O的表达式并说明调输出电压的方法。 CW78xx +

16、U O + R4 R3 R1 R2 UO UI U O F007 RF - 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 设集成稳压器的输出电压为 UO 集成运算放大器的输出为 U O R4 R2 R4 U O = (1 + ) UO ? UO R 3 R1 + R 2 R3 因 （1） ） UO =UO +UO （2）代入（1） ）代入（ ） UO （2） ） RF UO R3 R2 = (1 + )( )U O R1 R3 + R 4 此电路能获得一个稳定输出, 可调的直流电压。为稳定的输出电压， 此电路能获得一个稳定输出, 可调的直流电压。为稳定的输出电压，当改 的滑动端子时，在输出端就

17、能得到可调而稳定的直流电压。 变R1和R2的滑动端子时，在输出端就能得到可调而稳定的直流电压。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.1 电源电路设计 2.1.2 电源耦合部分设计 现代射频电路中一般都含有模拟电路和数字电路两部分， 现代射频电路中一般都含有模拟电路和数字电路两部分，并且模拟电路中 还分为很多模块进行设计，因此所需提供的电源种类就会很多， 9V、5V、 还分为很多模块进行设计，因此所需提供的电源种类就会很多，如9V、5V、 3.3V等等 电源种类越多对于电路的稳定性影响越大， 等等。 3.3V等等。电源种类越多对于电路的稳定性影响越大，所以要尽可能的减少 电源种类，

18、最好选用同种电压的芯片。 电源种类，最好选用同种电压的芯片。这样就会出现多个模块电路公用一种 电源的情况。这样每个模块的直流和交流分量都要串入公用电源， 电源的情况。这样每个模块的直流和交流分量都要串入公用电源，这样后级 电路就会和前级电路产生串扰，例如，多级放大电路中， 电路就会和前级电路产生串扰，例如，多级放大电路中，末级放大电路信号 RF 由电源串入第一级放大电路中，即使只是很少一点的信号， 由电源串入第一级放大电路中，即使只是很少一点的信号，经过多级放大都 会产生很大的干扰，从而影响整个电路的稳定。 会产生很大的干扰，从而影响整个电路的稳定。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设

19、计 解决这种串扰最好的 方法就是在各模块直流供 电电路间加入耦合电路， 电电路间加入耦合电路， 由于串扰一般都是交流信 号，因此我们在各模块间 加入可以抑制相应频率交 流信号的耦合电路就可以 有效的减小串扰。 有效的减小串扰。 图2.1.4低通型型耦合电路 这个电路放置在两个模块电路 RF 的直流电源供电电路之间， 的直流电源供电电路之间，使 得各模块相互隔离， 得各模块相互隔离，去除了各 模块间的交流信号串扰。 模块间的交流信号串扰。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2 滤波器的设计 无线通信系统中所需传输的信号的带宽只占整个频 段的一小部分， 段的一小部分，因此无线通信系

20、统中很多地方都使用到滤 波器。滤波器主要是用来选择或者抑制某一频段信号的装 波器。 滤波器按照频率选择性可以分为低通滤波器、 置。滤波器按照频率选择性可以分为低通滤波器、高通滤 波器、带通滤波器和带阻滤波器。 波器、带通滤波器和带阻滤波器。 前面三种滤波器使在其频段内的信号能够顺利通过， 前面三种滤波器使在其频段内的信号能够顺利通过， 这个频段叫做通带，而对于其频段外的信号衰减很大， 这个频段叫做通带，而对于其频段外的信号衰减很大，从 RF 而阻止信号通过称为阻带。带阻滤波器和前面三种相反， 而阻止信号通过称为阻带。带阻滤波器和前面三种相反， 它主要是对频段内信号进行阻碍， 它主要是对频段内信

21、号进行阻碍，而使频段外信号可以顺 利通过。、 利通过。、 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 滤波器按照频率选择性可以分为： 滤波器按照频率选择性可以分为： 低通滤波器 U U 高通滤波器 低通滤波器 f 高通滤波器 f 带通滤波器 U U 带阻滤波器 RF f 带通滤波器 带阻滤波器 f 图2.2.1 滤波器幅频特性图 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 无源滤波器： 无源滤波器： LC滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面波滤波器等。 LC滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面波滤波器等。 滤波器 LC滤波器主要利用分立元件(电容、电感) LC滤波器主要利用分立元件(电

22、容、电感)来实现滤 滤波器主要利用分立元件 波特性。LC滤波器一般用于中心频率小于500MHz的电路 滤波器一般用于中心频率小于500MHz的电路， 波特性。LC滤波器一般用于中心频率小于500MHz的电路， 并且其Q值也不会太大，一般在几百。 LC滤波器可以 并且其Q值也不会太大，一般在几百。但LC滤波器可以 很容易的获得较大的带宽。 很容易的获得较大的带宽。 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 R + Ui L I C LC谐振电路 2.2.1 LC谐振电路 （1）串联谐振电路 为信号源电压，频率为 电路电流为I Ui为信号源电压，频率为；电路电流为I Z = R + j

23、L + 1 j C 1 ? ? = R + j ? L ? ? = R + jX C ? ? 图2-3 串联谐振电路 图2.2.2串联谐振电路 X表示电抗。由此式可以得到串联谐振的一些特点。 表示电抗。由此式可以得到串联谐振的一些特点。 表示电抗 当满足X=0，也即 当满足 ， L =1 C 0 0 RF 串联谐振电路电抗为0，电路呈纯阻态， 串联谐振电路电抗为 ，电路呈纯阻态， 这时电路会出现谐振状态， 这时电路会出现谐振状态，其谐振频率为 o = 1 LC 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 谐振时电路的阻抗最低为R。 谐振时电路的阻抗最低为 。 由于电流Io=Ui/R， 由于电

24、流 ， 所以谐振时电流最大。 所以谐振时电流最大。 品质因素可以表示为 R + Ui - L I C 图2-3 串联谐振电路 1 Q0 = = R 0 CR Q0一般在50200之间 0 L RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 X 得到 容性 感性 0 ? Z = R + jQ0 R? ? ? ? ? ? 0 ? 当工作频率低于 0 0 0 时，电路呈容抗特性； 串联谐振电路阻抗曲线 (b) 当工作频率高于 0 时，电路呈感抗特性； 当工作频率等于 0时，电路呈纯电阻特性。 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 + U （2）并联谐振电路 ） Z = (R + j

25、 L ) / r 1 j C = j C 1 (R + j L + ) r j c 1 ? Cr 1 R + j ( C ? ) L L (R + j L ) r 1 Ii C R L _ 图2.2.3并联谐振电路 R 1 Cr 1 Y= = + j (C ? ) Z L L =G+jB RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.1 LC谐振电路 谐振电路 （2）并联谐振电路 电路产生谐振， 电路产生谐振，谐振频率为 0C = 1 0 L o = 1 LC 谐振时电路的导纳最低为G 谐振时电路的导纳最低为G， 也就是电阻最大 输出电压 U = Ii /Y 谐振时电压最大 品质

26、因素可以表示为 1 = Q0 = G 0 LG 0C RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 当工作频率低于 时，电路呈感抗特性； 0 当工作频率等于 时，电路呈纯电阻特性。 0 当工作频率高于 时，电路呈容抗特性； 0 电子信息学院 RF RF 无线电通信电路测试与设计 令广义失谐 Z= 1 1 1 + j (C ? ) Reo L = Reo 1 + jReo (C ? 1 ) L = Reo f f 1 + jQ0 ( ? 0 ) f0 f f f0 2?f = Qo( ? ) = Qo f0 f f0 Reo Z= = 2?f 1 + j 1 + jQ0 f0 Z = Re

27、o 2?f 2 1 + Q0 ( ) f0 2 Reo RF = Reo 1+ 2 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 矩形系数： 通频带 选择性 矩形系数： 当增益下降到Auo 的0.707倍时对应的频率范围： 当增益下降到 倍时对应的频率范围 1、通频带fbw0.7 ： 令 N( f ) = 1 2 2?f 2 1 + Q0 ( ) f0 = 1 2 得： BW0.7 fbw0.7 = 2?f 0.7 = f 2 ? f1 = f 0 Q 0 Q0 值越大fbw0.7 越窄，选择性好。 2、矩形系数：选择性好坏。 RF Kr0.1 = fbw0.1 / fbw0.7 Q0 值越大

28、曲线愈尖锐，选择性越好。 理想情况下 K 0.1 = 1 选择性与fbw0.7 选择性与 矛盾。 矛盾。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 LC滤波电路 2.2.2 LC滤波电路 1、低通滤波器 L C C L RF 图2.2.4低通滤波单元电路 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 1、低通滤波器 L C L C L C C L 2L C C L 2C L RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 2、高通滤波器 C L L C 图2.2.6高通滤波器单元

29、电路 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 2、高通滤波器 C L C L C L L C C/2 L L C L/2 RF C 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 3、带通滤波器 L1 C1 L2 C2 L3 C3 L4 C4 L5 C5 RF 图2.2.8宽带带通滤波器 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 3、带通滤波器 L1 C1 C2 L2 L2 C2 C1 L1 图2.2.8带通滤波器单元电路 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计

30、 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 1、带通滤波器 L1 C1 C1 L1 C1 L1 L1 C1 L2 C2 C2 L2 C2 L2 L2 C2 （a） L1 C1 C1 L1 C1/2 2L1 L2/2 2C2 C2 L2 RF L2 C2 图2.2.8带通滤波器级联电路 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.2 LC滤波电路 滤波电路 3、带通滤波器频率特性的测试 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2.2.3 其它无源滤波电路 1、石英晶体滤波器 在无线接收机的中频放大器（频带放大器）中，因中频 是固定不变的，为提高中频滤波器的选择性并简化调试 工艺，

31、常用集中参数滤波器， 常用的有石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波 器等。 RF 电子信息学院 RF 石英晶体的电特性 无线电通信电路测试与设计 结构 石英晶体俗称水晶， 石英晶体俗称水晶，是一种化学成分为 SiO2两端呈角锥的六棱柱结晶体 两端呈角锥的六棱柱结晶体， SiO2两端呈角锥的六棱柱结晶体，具有稳定的 物理化学性能。 物理化学性能。按一定的方位角将晶体切成薄 片称石英晶片（正方形、长方形、圆形）， ），不 片称石英晶片（正方形、长方形、圆形），不 同方位的切片有不同程度的频率特性， 同方位的切片有不同程度的频率特性，即石英 晶片尺寸、厚度决定频率。 晶片尺寸、厚度决定频率。 R

32、F 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 什么是压电效应呢？当晶体受到机械力时，它的表 面上就产生了电荷。如果机械力由压力变为张力， 则晶体表面的电荷极性就反过来。这种效应称为正 压电效应。反之，如果在晶体表面加入一定的电压， 则晶体就会产生弹性变形。如果外加电压作交流变 化，晶体就产生机械振动。振动的大小基本上正比 于外加电压幅度，这种效应称为反压电效应。 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 RF 石英晶体具有谐振电路的特性，它的反压电效应可 用串联谐振回路等效。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 容性区

33、 感性区 容性区 RF 感抗 X e 与 不成线性关系 陡峭的电抗特性 对频率的变化具有强烈的补偿能力 电子信息学院 RF 电抗曲线（取rq=0） 无线电通信电路测试与设计 fq = 串联谐振频率 1 2 LqC q 并联谐振频率 1 fp = C qC o 2 L q Cq + Co C 1RF q f q (1 + ) 2 Co fp只略大于 q 只略大于f 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 晶体振子参数 振荡频率 453.5KH Z 2.457MH Z 4.00MHZ 8.00MHZ Lq/H Cq/pF C0/pF rq/ Q ?f/KHZ 8.6×106 7.2

34、×105 2.1×105 1.4×104 × × × × 0.015 5.15 1060 23000 0.6 0.005 2.39 37 298869 3 0.007 2.39 22.1 0.027 5.57 8.0 RF 88677 240986 6 19 fq=4.1511(MHZ); fp=4.157(MHZ); fp-fq=6KHZ频率差非常窄小 电子信息学院 RF （1）石英晶体谐振器 无线电通信电路测试与设计 C0代表石英晶体支 架静电容量，一般 为几至几十皮法 （pF） Lq、Cq、rq 代表晶体本身的特性：

35、Lq相当于晶体的质量（惯性），Cq 相当于晶体的等效弹性模数，rq相 当于摩擦损耗。晶体的LCR参量是 很特异的， Lq很大，一般以几亨（H）至十分 之几亨计； Cq很小，一般以百分之几皮法计； rq一般以几至几百欧（?）计。 因而图2.22的等效电路的Qq值极高， 等效阻抗极大（以几百k?计）。 RF 图2.22 石英谐振器的基频等效电路和电路符号 电子信息学院 RF 一为左支路的串联 谐振频率fq，即石 英片本身的自然谐 振频率 无线电通信电路测试与设计 另一个为石英谐振器的 并联谐振频率 电路必然有两个谐振频率。 fP = 2 Lq = 1 2 Lq C 1 Cq C0 Cq + C0

36、fq = 1 2 Lq C q RF 式中，C为C0和Cq串联后的等效电容。 显然，fP fq 。但由于C0 >>Cq，所以CCq， fP fq相差很小。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 参见图2.22，在忽略rq 的情况下，设其总等效电抗为jXe， 则可画出石英谐振器的等效电抗曲线如图2.23所示。 RF 图2.23 石英谐振器的电抗曲线（忽略rq） 必须指出，在频率fP 和fq之间，谐振器所呈现的等效电感它 并不等于石英晶体片本身的等效电感Lq。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2、陶瓷滤波器 利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，称为陶瓷滤波 器

37、（ceramic filter）。常用的陶瓷滤波器是用锆钛酸铅 Pb(ZrTi)O3压电陶瓷材料（简称PZT）两面涂以银浆，加 高温烧制成银电极，再经直流高压极化之后即成。它具有与 石英晶体相类似的压电效应，因此也可以用作滤波器。 这种滤波器的优点是：陶瓷容易焙烧，可以制成各种形状， 适合滤波器的小型化；而且耐热性、耐湿性较好，很少受外 界条件的影响。它的等效品质因数QL为几百以上，比LC滤波 RF 器高，但远比石英晶体滤波器低。 因此作滤波器时，通带没有石英晶体那样窄，选择性也比石 英晶体滤波器差。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 单片陶瓷滤波器的等效电路和电路符号如图2.24

38、所示。 RF 图2.24 单片陶瓷滤波器的等效电路和电路符号 因此陶瓷谐振器的等效电路结构与石英晶体的相同。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 适当选择串臂和并臂陶瓷滤波器的串、并联谐振频率，就得到理想的 衰减特性。 例如，要求滤波器通过（455±5）kHz的频带，那么，串臂陶瓷片的 串联谐振频率fq1 应和并臂陶瓷片的并联谐振频率fP2相重合，并等于 如将陶瓷滤波器连成如图2.25所示的形式，即为四端陶瓷滤波器。图 455kHz。而串臂陶瓷片的并联谐振频率fP1应等于（455+5）kHz，并 2.21（a）为两个谐振子连接成的三端式（双端口）陶瓷滤波器（只需 臂陶瓷片的

39、串联谐振频率fq2 则应等于（455 ?5）kHz。对455 kHz的 3个引脚），（b）和（c）分别为由五个谐振子和九个谐振子连接成的 载频信号来说，串臂陶瓷片产生串联谐振，阻抗最小；并臂陶瓷片产 三端式陶瓷滤波器。谐振子数目愈多，滤波器的性能愈好。 生并联谐振，阻抗最大，因而能让信号通过。对（455+5）kHz的信 号，串臂陶瓷片产生并联谐振，阻抗最大，信号不能通过；对（455 ?5）kHz的信号，并臂陶瓷片产生串联谐振，阻抗最小，使信号旁路 （无输出）。因此，滤波器仅能通过频带为（455±5）kHz的信号。 RF （a） （b） （c） 图2.25 三端式陶瓷滤波器 电子信息学

40、院 RF Xe 无线电通信电路测试与设计 fq2=455-5 0 fp2= fq1=455 fp1=455+5 f RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 2、陶瓷滤波器 调频用 LT10.7 系列是应用压电陶瓷良好的厚度振动，单块 集成的电路，有着高选择性、高稳定性、低假响应等特点。 调频接收机用LT10.7M系列 （与Murata SFE10M7 FM-IF系列相容） 系列 系列相容） 调频接收机用 系列相容 型号 LT10.7MA5 LT10.7MS2 LT10.7MS3 3分贝带宽 (kHz) 280±50 230±50 180±40 20分贝

41、带宽 (kHz) max 650 600 520 插入损耗 (dB) max 6 6 7 阻带衰耗 (912MHz)(dB)min 30 RF 40 40 输入/ 输出阻抗：330 。 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 RF 电子信息学院 RF 10.7M系列 规格 系列 无线电通信电路测试与设计 中心频率 D:10.64MHz±30kHz B:10.67MHz±30kHz A:10.70MHz±30kHz C:10.73MHz±30kHz E:10.76MHz±30kHz 色标 黑 蓝 红 橙 白 RF 电子信息学院 RF 无线电

42、通信电路测试与设计 10.7M系列特性曲线 系列特性曲线 RF 电子信息学院 RF 无线电通信电路测试与设计 任务2.2.2 任务2.2.2 石英滤波器频率特性的测试 RF 电子信息学院 2.3 阻抗匹配网络设计 RF 无线电通信电路测试与设计 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它 反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关 系当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传 输反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的 功率传输，还可能对电路产生损害 阻抗匹配常见于 各级放大电路之间、 放大器与负载之间、 测量仪器与被测电路之间、 天线与接收机或 发信机与天线之间 电子信息学院 RF 2.3 阻

43、抗匹配网络设计 RF 无线电通信电路测试与设计 例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻 抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部 送至扬声器如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输 出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大 管很容易损坏反之，如果扬声器的阻抗高于扩音 机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不 利于扩音机的工作，声音还会产生失真因此扩音 机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好 RF 电子信息学院 2.3 阻抗匹配网络设计 RF 无线电通信电路测试与设计 又如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、 馈线与天线的阻抗也应达到一致如果阻抗值不 一致，发信机输出的高频能量将不能全部由天线 发射出去这部分没有发射出去的能量会反射回 来，产生驻波，严重时会引起馈线的绝缘层及发 信机末级功放管的损坏为了使信号和能量有效 地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信 号源或功率源的内阻等于电路的输入阻抗，电路 RF 的输出阻抗等于负载的阻抗 电子信息学院 2.3 阻抗匹配网络设计 RF 无线电通信电路测试与设计 对于功率放大器，当信号源的输出阻抗与放大电 路的输入阻抗相等时即称阻抗匹配，这时放大电 路就能在输出端获得最大功率输出阻抗是指电 路对着负载讲的阻抗将电路输入端的电源短路， 输出端去掉负载后，从输出端看进去的等效阻抗 称为输出阻抗如果负载阻抗与