高频电子线路课件

第2章高频电路基础2.1高频电路中的元器件2.2高频电路中的基本电路2.3电子噪声及其特性2.4噪声系数和噪声温度1第2章高频电路基础2.1高频电路中的元器件12.1高频电路中的元器件一、高频电路中的元件与在低频电路中的元器件基本相同，但要注意它们在高频使用时的高频特性。电阻器电容器电感器。二极管晶体管集成电路无源线性元件有源器件22.1高频电路中的元器件一、高频电路中的元件与1、高频电阻（1）等效电路CR、LR越小，电阻的高频特性越好。金属膜电阻比碳膜电阻的高频特性好，而碳膜电阻比线绕电阻的好;表面贴装(SMD)电阻比普通电阻的高频特性要好;小尺寸的电阻比大尺寸电阻的高频特性要好。（2）常用电阻高频特性比较分布电容引线电感31、高频电阻（1）等效电路CR、LR越小，电阻的高频特性2、高频电容高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容。（1）等效电路在高频电路中，电容的损耗可以忽略不计，但若到了微波波段，电容中的损耗就必须加以考虑！极间绝缘电阻分布电感42、高频电容高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容。（1频率阻抗（2）电容器阻抗特性：电容器呈正常的电容特性，：电容器等效为电感。①②自身谐振频率5频率阻抗（2）电容器阻抗特性：电容器呈正常的电容特性，：电容3、高频电感高频电感的作用：谐振元件、滤波元件和阻隔元件（RFC）。◎分布电容的影响在分析长、中、短波频段电路时，可忽略。◎电感线圈的损耗r：在高频电路中是不能忽略的!（1）等效电路（2）如何表示高频电感的损耗性能？的定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。

值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。63、高频电感高频电感的作用：谐振元件、滤波元件和阻隔元件（R1、晶体二极管主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中，工作在低电平。变容二极管点接触式二极管表面势垒二极管高频中常用二极管：极间电容小、工作频率高。：二极管电容随偏置电压变化。二、高频电路中的有源器件作用：完成信号的放大、非线性变换等功能。二极管晶体管集成电路71、晶体二极管主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变2、晶体三极管与场效应管（FET)②高频功率放大管

高频晶体管有两大类型：①高频小功率管

★小信号的场效应管:噪声更低。

★双极型小信号放大管:工作频率可达几千兆赫兹，:用作小信号放大，要求增益高和噪声低。对其要求除了增益外，要有较大的输出功率。噪声系数为几分贝。82、晶体三极管与场效应管（FET)②高频功率放大管3、集成电路（IC)（1）通用型的宽带集成放大器高频集成电路的类型和品种比低频集成电路的少得多，主要分为通用型和专用型两种。（2）专用集成电路(ASIC)用于高频的晶体管模拟相乘器，工作频率也可达一百兆赫兹以上。集成锁相环、集成调频信号解调器、单片集成接收机以及电视机中的专用集成电路等。工作频率可达一二百兆赫兹，增益可达五六十分贝，甚至更高。93、集成电路（IC)（1）通用型的宽带集成放大器高频集成2.2高频电路中的基本电路一、高频振荡回路主要内容：简单振荡回路抽头并联振荡回路耦合振荡回路二、高频变压器和传输线变压器三、石英晶体谐振器四、集中滤波器102.2高频电路中的基本电路一、高频振荡回路主要内容：简一、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，是构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件。下面分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡回路三部分来讨论。阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相等功能，并可直接作为负载使用。完成功能：11一、高频振荡回路高频振荡回路是高频电路中应用最广的无1、简单振荡回路组成：由电感和电容串联或并联形成的回路。作用：具有谐振特性和频率选择作用。RpLCRSiSRLCRSiSRLCRSuS并联LC谐振回路串联LC谐振回路

121、简单振荡回路组成：由电感和电容串联或并联形成的回路。作用RLCRSiSZPRLCRSuSZS(1)求回路阻抗13RLCRSiSZPRLCRSuSZS(1)求回路阻抗13RLCRSuSRLCRSiSRpLCRSiS(2)回路谐振分析14RLCRSuSRLCRSiSRpLCRSiS(2)回路谐振RLCRSuSRpLCRSiS+ui-ii（3）求回路品质因数Q并联回路中求Q：串联回路中求Q：15RLCRSuSRpLCRSiS+ii（3）求回路品质因数Q（4）谐振时的电流、电压关系（并联回路）①流过L的电流是感性电流，它落后于回路两端电压90°。②流过C的电流是容性电流，超前于回路两端电压90°。③流过Rp的电流与回路电压同相。16（4）谐振时的电流、电压关系（并联回路）①流过L的电流是（5）并联回路谐振时的电流、电压关系谐振时IL、IC与I的关系：结论：通过电感线圈的电流IL或电容器的电流IC比外部电流I大得多。在使用电感电容元件时，必须注意耐压问题！17（5）并联回路谐振时的电流、电压关系谐振时IL、IC与I（6）并联谐振回路的阻抗特性广义失谐量:回路阻抗：阻抗模值：阻抗相角：18（6）并联谐振回路的阻抗特性广义失谐量:回路阻抗：阻抗模值阻抗特性曲线：相位特性曲线：并联谐振回路特性曲线19阻抗特性曲线：相位特性曲线：并联谐振回路特性曲线19并联LC回路相频特性分析①②回路呈容性。回路呈感性。回路谐振，呈纯电阻。③相频特性曲线呈负斜率特性，Q值越高曲线越陡峭。20并联LC回路相频特性分析①②回路呈容性。回路呈感性。回路谐振阻抗的幅频特性归一化电流的幅频特性（7）串联谐振回路的阻抗特性曲线串联回路阻抗：21阻抗的幅频特性归一化电流的幅频特性（7）串联谐振回路的阻抗特RpLCRSiSRLRLCRSuSRL并联谐振回路：有载Q值串联谐振回路：空载Q值（8）信号源内阻及负载对回路的影响22RpLCRSiSRLRLCRSuSRL并联谐振回路：有载Q☆串联谐振回路适用于RS很小（恒压源）和RL不大的电路，只有这样Q才不至于太低，保证回路有较好的选择性。☆并联谐振回路适用于RS很大（恒流源）和RL也较大的电路。若串入串联回路中，将使回路Q值大大减小，回路将失去选频作用。因此采用并联回路！晶体管的输出阻抗有几千欧至几十千欧，采用？谐振回路总结：23☆串联谐振回路适用于RS很小（恒压源）和RL不大的电路，只有两个重要参数——（1）通频带（又称3dB通频带，或半功率点通频带）定义：阻抗幅频特性下降为中心频率时对应的频率范围。

得到：24两个重要参数——（1）通频带（又称3dB通频带，或半功率点通B0.1B0.7070.1（2）矩形系数：衡量谐振回路幅频特性接近矩形的程度。分析：①幅频特性是理想矩形时②并联谐振回路的矩形系数单谐振回路的选择性很差。定义：25B0.1B0.7070.1（2）矩形系数：衡量谐振回路幅频特需要注意：Q、Kr0.1、B0.707三者关系回路的Q越高，谐振曲线越尖锐，回路的B0.707越窄，但其Kr0.1并不改变。简单并联谐振回路中，品质因数Q对回路的通频带和高的选择性的矛盾不能兼顾。26需要注意：Q、Kr0.1、B0.707三者关系例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，试计算所需的线圈电感值。若线圈品质因数为Q=100，试计算回路谐振电阻及回路带宽。若放大器所需的带宽B0.707=0.5MHz，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?27例2-1设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心频激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路，称为抽头并联振荡回路。2.抽头并联振荡回路为什么做部分接入？28激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路，Cce不稳定使得不稳定。实际问题：为什么要安装抽头？收音机中安放电感抽头！1）不抽头（全部接入）29Cce不稳定使得不稳定。实际问题：为什么要安装抽头？收音机中2）部分接入使得Cce的影响减小！实际电路的计算:加抽头302）部分接入使得Cce的影响减小！实际电路的计算:加抽头30为什么做部分接入？实际电路中的并联回路受到、及、的影响，1）、使回路有载值下降，选择性变差;2）激励源等效电容及负载电容影响回路的谐振频率;3）、一般不相等。即电路通常处于失配状态下工作。与相差较大时，负载上得到的功率很小。当31为什么做部分接入？实际电路中的并联回路受到、及、的影响，1）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。（1）接入系数p

(或称抽头系数)：p也可用电压比表示：32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②电容分压式

①电感抽头式（2）接入系数的计算N1:与外电路相连的线圈的匝数。N:线圈的总匝数。N1N33②电容分压式①电感抽头式（2）接入系数的计算N1:与外电（3）折算方法①电阻的折算结论：电阻从低端向高端折合，阻值变大，是原来的1/P2倍。UUT（功率不变的原则）34（3）折算方法①电阻的折算结论：电阻从低端向高端折合，阻CLRLCLRL②负载电容的折算CL电容变小结论：折算后阻抗变大，对回路的影响减轻！电组变大（3）折算方法35CLRLCLRL②负载电容的折算CL电容变小结论：折算后阻抗③信号源的折合☆电压源的折合结论：电压源由低端向高端折合，电压变大，是原来的1/P倍。☆电流源的折合结论：电流源由低端向高端折合，电流变小，是原来的P倍。UUT36③信号源的折合☆电压源的折合结论：电压源由低端向高端折合例2-2如图，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u1(t)的表示式及回路带宽。37例2-2如图，抽头回路由电流源激励，忽略回路本身的固串、并联阻抗等效互换abab等效原则：阻抗不变！结论：其中：转换前后电抗性质不变！并联电阻是串联电阻的Q倍！38串、并联阻抗等效互换abab等效原则：阻抗不变！结论：其中接入系数:阻抗变换前后功率相等，则：可通过改变比值调整RL'的大小。结论：变压器的阻抗变换作用39接入系数:阻抗变换前后功率相等，则：可通过改变比值作业习题及补充40作业习题及补充40ususisis3.耦合振荡回路41ususisis3.耦合振荡回路41（1）进行阻抗转换以完成高频信号的传输;（2）形成比简单振荡回路更好的频率特性。耦合元件电抗的绝对值，与初次级中同性质元件电抗值的几何平均值之比。耦合振荡回路的主要作用：耦合系数k：例：42（1）进行阻抗转换以完成高频信号的传输;耦合元件电US1）次级回路电流定义自阻抗：初、次级回路方程：反射阻抗：并不存在实体的反射阻抗，只是用来说明一个回路对另一个相互耦合回路的影响。反射阻抗：以串联互感耦合回路为例，分析耦合回路的谐振特性。43US1）次级回路电流定义自阻抗：初、次级回路方程：反射阻US2）谐振特性研究输出回路电流i2与输入信号us比值的频率特性。转移导纳：假设：则，耦合因数：44US2）谐振特性研究输出回路电流i2与输入信号us比值求转移导纳的归一化值：转移导纳：求Y21极值：Y21取得最大值：Y21归一化值：当时，初次级回路的耦合程度要影响曲线的高度和形状。特别，时，曲线出现双峰！45求转移导纳的归一化值：转移导纳：求Y21极值：Y21取得最大（1）在时，即谐振点处，,次级回路电流达最大值。①求通频带：令②求矩形系数：令,临界耦合结论：临界耦合双回路的通频带较宽，选择性也较好。分析互感耦合回路的谐振特性曲线46（1）在时，即谐振点处，,次级回路电流达最大值。①求通频带：（2），过耦合求凹陷值：令求B0.707(分析最大凹陷点为0.707时的耦合因子)令得：结论：过耦合双回路的通频带为单谐振回路的3.1倍。得：47（2），过耦合求凹陷值：令求B0.707(分析最大凹陷点（3），欠耦合在时，即谐振点处，,电流未达最大值。结论：当欠耦合时,曲线较尖，带宽窄，且其最大值也较小(比时)。通常不工作在这种状态。48（3），欠耦合在时，即谐振点处，,电流未达最大值。结论：当二、高频变压器作用：信号传输和阻抗变换，但也可用来隔绝直流。工作频率：在几十兆赫兹以下的高频电路中。1、与低频变压器不同为了减少损耗，高频变压器常用导磁率μ高、高频损耗小的软磁材料作磁芯。材料不同:磁芯结构不同:高频变压器一般用于小信号场合，尺寸小，线圈的匝数较少。因此，其磁芯的结构形状与低频时不同。(b)罐形磁芯环形磁芯:初次级线圈直接穿绕在环形结构的磁环上罐形磁芯:绕制在骨架上，放于两罐之间。(a)环形磁芯49二、高频变压器作用：信号传输和阻抗变换，但也可用来隔绝直流。其中：L为初级励磁电感；LS：漏感；CS：变压器的分布电容。电路符号2、高频变压器电路符号及等效电路等效电路理想变压器50其中：L为初级励磁电感；电路符号2、高频变压器电路符号及等效当作理想变压器看，则：应用例子(第五章)：3、中心抽头变压器用于：调制、解调、混频等。51当作理想变压器看，则：应用例子(第五章)：3、中心抽头变压器实物外形图三、石英晶体谐振器应用：广泛用于高频率稳定性的振荡器中，也用做高性能的窄带滤波器。1、石英谐振器内部结构电路符号石英晶体的形状石英谐振器是利用石英晶体的压电效应而制成的一种谐振器件。结构示意图52实物外形图三、石英晶体谐振器应用：广泛用于高频率稳定性的振（1）正、反压电效应正压电效应：当晶体受外力作用而变形(如伸缩、切变、扭曲等)时，就在它对应的表面上产生正、负电荷,呈现出电压。反压电效应：当在晶体两面加电压时，晶体又会发生机械形变。2、石英晶体物理特性（2）稳定的谐振频率晶片的谐振频率与它的材料、几何形状、尺寸及振动方式(取决于切片方式)有关，且十分稳定；其温度系数均在10－6或更高数量级上。用于高频的晶体切片，其谐振时的电波长常与晶片厚度成正比，谐振频率与厚度成反比。①谐振频率与晶片厚度的关系：②基音、泛音：对于一定形状和尺寸的某一晶体，它既可以在某一基频上谐振，也可以在高次谐波(谐频或泛音)上谐振。53（1）正、反压电效应正压电效应：当晶体受外力作用而变形(如伸3、石英晶体等效电路及电抗特性静态电容基频谐振特性三次、五次泛音谐振特性基频等效电路从电的观点看，当外加交变电压使石英片机械振动发生谐振时，通过石英片的电流最大，因而具有串联谐振的特性。543、石英晶体等效电路及电抗特性静态电容基频谐振特性三次、五（1）分析谐振频率串联谐振频率：并联谐振频率：二者关系：由于C0>>Cq，得：接入系数：因此，晶体谐振器与外电路的耦合很弱。f

0与fq相差很小!55（1）分析谐振频率串联谐振频率：并联谐振频率：二者关系：（2）晶体的负载电容CL标在晶体外壳的振荡频率或标称频率就是并接CL后测得的f0的值。标称频率:负载电容并联谐振频率变为：通常，基频晶体规定CL为30pF或50pF.56（2）晶体的负载电容CL标在晶体外壳的振荡频率或标称

国产B45型1MHz中等精度晶体

Lq=4.00HCq=0.0063pF

rq=100～200ΩC0=2～3pF由此可见，Lq很大，Cq很小。晶体谐振器的Q非常大，一般为几万甚至几百万，这是普通

LC

电路无法比拟的。品质因数:举例：（3）石英晶体参数特点57国产B45型1MHz中等精度晶体由此可见，Lq很大（4）石英晶体电抗特性忽略r

q后，则有：播放动画感性容性串联谐振并联谐振58（4）石英晶体电抗特性忽略rq后，则有：播放动画感性容性串晶体常工作在以下两种方式：1、工作在略高于fq的频段内，此时晶体呈感性，相当于一个电感元件。2、工作在fq这一频率点上，此时晶体等效为串联谐振电路，阻抗近似为零,作为短路元件。3、在低于fq和高于f0的频段内时，构成振荡器的频率稳定度将明显下降。所以这些区域一般不使用。工作区域59晶体常工作在以下两种方式：工作区域59

①晶体的谐振频率fq和f0非常稳定。

②晶体谐振器有非常高的品质因数。

③晶体谐振器的接入系数非常小，一般为10－3数量级，甚至更小。

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。因此晶体谐振器的频率稳定度比一般振荡回路要高。（5）晶体谐振器与一般振荡回路比较60①晶体的谐振频率fq和f0非常稳定。因此晶体谐振器的频率（6）晶体谐振器的应用

B）用它作成高频窄带滤波器。A）主要应用于晶体振荡器中（第四章介绍）晶体滤波器电路等效为电桥滤波器的衰减特性滤波器的通带只是在fq和f0之间，其余范围为阻带。61（6）晶体谐振器的应用B）用它作成高频窄带滤波器。如何加宽石英晶体两谐振频率之间的宽度？通常用外加电感与石英晶体串联或并联的方法实现(这也是扩大晶体振荡器调频频偏的一种有效方法)。例如：外加电感与晶体串联的方法串联谐振频率变小，而并联谐振频率不变。62如何加宽石英晶体两谐振频率之间的宽度？通常用外加电感四、集中滤波器（1）利于电路和设备的微型化，便于大量生产；（2）可提高电路和系统的稳定性，改善系统性能；（3）使电路和系统的设计更加简化。优点：（1）晶体滤波器（2）陶瓷滤波器（3）声表面波滤波器高频电路中常用的集中选频滤波器：63四、集中滤波器（1）利于电路和设备的微型化，便于大量生产；四、集中滤波器1、陶瓷滤波器某些陶瓷材料(如常用的锆钛酸铅Pb(ZrTi)O3)经直流高压电场极化后，可得到类似于石英晶体的压电效应，这些陶瓷材料称为压电陶瓷材料。因此，陶瓷滤波器的通带较晶体滤波器要宽，但选择性稍差。（1）等效电路和晶体谐振器相同；（2）Q值较晶体小得多(约为数百)，但比LC滤波器的高；（3）串、并联频率间隔也较大。（1）两端陶瓷滤波器（外形、符号、实物）实物64四、集中滤波器1、陶瓷滤波器某些陶瓷材料(如常用的锆对中频信号呈现极小的阻抗，此时负反馈最小，增益最大。离开中频，滤波器成较大阻抗，使放大器负反馈增大，增益下降。（2）陶瓷滤波器应用电路a）收音机中二端陶瓷滤波器特性已广泛用于接收机中，如收音机的中放、电视机的伴音中放等。65对中频信号呈现极小的阻抗，此时负反馈最小，增益最大。b）三端陶瓷滤波器电视伴音中频选择：实物图66b）三端陶瓷滤波器电视伴音中频选择：实物图66c）四端陶瓷滤波器要求滤波器通过（465-5）~（465+5）KHz的频带。例如：两端陶瓷滤波器的通频带较窄，选择性较差。若将不同谐振频率的陶瓷片进行适当的组合连接，可得到性能接近理想的四端陶瓷滤波器。如何设计JT1、JT2的串、并联谐振频率？67c）四端陶瓷滤波器要求滤波器通过（465-5）~（4652、声表面波滤波器（SurfaceAcousticWaveFilter)它是沿弹性固体表面传播机械振动波的器件。在压电固体材料表面产生和传播弹性波，其振幅随深入固体材料的深度而迅速减小。应用：什么是SAW?实物图：SAWF广泛用于电视广播、通信等设备作选频元件，取代了中频放大器的输入吸收回路和多级调谐回路。与LC滤波电路相比，声表滤波器具有体积小、重量轻、性能可靠、不需要复杂调整等优点。但是插入损耗较大。

682、声表面波滤波器（SurfaceAcousticWavSAWF的基本结构当在叉指两端加有高频信号时，通过压电效应，在基片表面激起同频率的声表面波，并沿轴线方向传播。除一端被吸收材料吸收外，另一端的换能器将它变为电信号输出。69SAWF的基本结构当在叉指两端加有高频信号时，通过压电均匀叉指换能器的特性怎样得到更好的幅频特性？采用指长、宽度或者间隔变化的非均匀换能器。相频特性幅频特性70均匀叉指换能器的特性怎样得到更好的幅频特性？采用指长、宽度或吸收材料输入换能器输出换能器SAW(a)(b)加权叉指换能器指长重叠加权相位加权71吸收材料输入换能器输出换能器SAW(a)(b)加权叉指换能器SAWF的符号和等效电路R:换能器的输入输出电阻，通常为50~150欧。C:输入输出静态电容72SAWF的符号和等效电路R:换能器的输入输出电阻，通常为50SAWF的实际电路①三极管组成的补偿放大器用于补偿SAWF的插入损耗;②L2与SAWF的输出电容组成谐振回路，使其谐振在通频带的中心点，实现电路匹配。集中选频该电路结构框图：各部分作用：73SAWF的实际电路①三极管组成的补偿放大器用于补偿SAWF电视机中SAWF的幅频特性74电视机中SAWF的幅频特性74声表面波滤波器的主要特性(1)工作频率范围宽；(2)相对带宽也比较宽；(5)便于器件微型化和片式化；(4)带内插入衰减较大，这是SAW器件的最突出问题，一般不低于15dB；(3)矩形系数可做到1.1～2。75声表面波滤波器的主要特性(1)工作频率范围宽；(2)相L1R1L2R2C有一双电感复杂并联回路如图。已知L1+L2=500uH,C=500pF.为了使电源中的二次谐波能被回路滤除，应如何分配L1和L2？思考题：作业：2-5及思考题76L1R1L2R2C有一双电感复杂并联回路如图。思考题：作业：2.3电子噪声及其特性一、概述

1.干扰或噪声定义电子设备的性能在很大程度上与干扰和噪声有关。评价一个高频系统的性能的指标之一。3.重要性主要出现在有用信号比较弱的场合，比如，接收机的前级电路，或多级高增益的音频放大、视频放大器中。2.电子噪声的影响除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁骚动的总称。772.3电子噪声及其特性一、概述1.干扰或噪声定义二、电子噪声的来源与特性噪声来源：主要由电阻热噪声和半导体管噪声。1.电阻热噪声定义：由电阻内部的自由电子的热运动而产生的，它是系统内部噪声的主要来源。图2-27：电阻热噪声的一段取样波形1)热噪声电压和功率谱密度①噪声电压均方值具有起伏特性78二、电子噪声的来源与特性噪声来源：主要由电阻热噪声和半导体管1)热噪声电压和功率谱密度①噪声电压均方值k=1.37×10－23J/K;②噪声电压均方根Un表示起伏电压交流分量的有效值。B：测量此电压时的带宽;T：绝对温度(K)。③电阻热噪声等效电路或噪声电压源噪声电流源791)热噪声电压和功率谱密度①噪声电压均方值例：常温下（T=290K）工作的1K电阻，与一般电阻的热噪声是相当微弱的，故在电平较高的电路可忽略。在接收机的前级，由于有用信号极其微弱，电阻热噪声的影响就不能忽略，它已成为限制接收机性能的主要因素。可忽略吗？的理想网络相连接。求与。B=100KHZ80例：常温下（T=290K）工作的1K电阻，与一般电阻④噪声电压功率谱密度SU(f)(自由电子每秒钟的碰撞次数)电阻器单位频带噪声功率在很宽的频率范围内均为一恒定值。白噪声：单位频带内噪声电压均方值：单位频带内噪声电流均方值81④噪声电压功率谱密度SU(f)(自由电子每秒钟的碰撞次数)2)线性电路中的热噪声有两种情况：一是多个电阻的热噪声；二是热噪声通过线性网络。①多个电阻的热噪声设两个电阻上的噪声电势un1、un2是统计独立的，即互不相关的。只要各噪声源是相互独立的，则总的噪声服从均方叠加原则。结论：822)线性电路中的热噪声有两种情况：一是多个电阻的热噪声；②热噪声通过线性网络图2-29热噪声通过线路电路的模型对于单一频率的信号来说，H(jω)：传输函数。则：方法1：求传输函数例如求热噪声通过并联振荡回路的输出噪声.方法2：回路的阻抗83②热噪声通过线性网络图2-29热噪声通过线路电路的模型对于得到：方法1：求传输函数方法2：回路的阻抗回路等效阻抗则：二者一致！是白噪声吗？84得到：方法1：求传输函数方法2：回路的阻抗回路等效阻抗则：二（2）电阻热噪声通过线性电路后，一般就不再是白噪声了。（1）对于二端线性电路，其噪声电压或噪声电流谱密度SU、SI可以用等效电阻Re(或Ge)来代替中的R。②热噪声通过线性网络结论：噪声源的形式或等效阻抗的形式85（2）电阻热噪声通过线性电路后，一般就不再是白噪声了。（1）白噪声频谱图有色噪声频谱图等效噪声带宽86白噪声频谱图有色噪声频谱图等效噪声带宽863)噪声带宽电阻热噪声是均匀频谱的白噪声，（B：理想滤波器的带宽）输出均方电压谱:则输出均方电压:设输入一电阻热噪声,设|H(jω)|的最大值为H0，则可定义一等效噪声带宽Bn，令则：873)噪声带宽电阻热噪声是均匀频谱的白噪声，3)噪声带宽①Bn的大小由实际特性|H(jω)|2决定，而与输入噪声无关。

②一般地，Bn不等于实际特性的3dB带宽B0.707，只有实际特性接近理想矩形时，两者数值上才接近相等。分析：与B0.707的关系？883)噪声带宽①Bn的大小由实际特性|H(jω)|2决定，例：计算单振荡回路等效噪声带宽。设回路为高Q电路，并联回路的3dB带宽：根据：求得等效噪声带宽：二者大小关系？89例：计算单振荡回路等效噪声带宽。设回路为高Q电路，并联回路线性网络的等效噪声带宽Bn与B0.707是不同的两个概念，前者是从噪声的角度引出来的，而后者是对信号而言的。对于常用的单调谐并联回路，二者间的关系：对于多级单调谐回路，级数越多，传输特性越接近矩形，Bn越接近于B0.707。对于临界耦合的双调谐回路，Bn=1.11B0.707。因此，并联回路的噪声带宽要大于信号带宽。等效噪声带宽Bn与B0.70790线性网络的等效噪声带宽Bn与B0.707是不同的两个2.晶体三极管噪声晶体三极管的噪声是设备内部固有噪声的另一个重要来源。②散弹(粒)噪声

③分配噪声

④闪烁噪声一般地，在一个放大电路中,晶体三极管的噪声往往比电阻热噪声大得多，主要包括以下四部分：

①电阻热噪声912.晶体三极管噪声晶体三极管的噪声是设备内部固有必须指出，前面讨论的晶体管中的噪声，在实际放大器中将同时起作用并参与放大。3.场效应管噪声①沟道电阻产生的热噪声;②沟道热噪声通过沟道和栅极电容的耦合作用在栅极上的感应噪声;③闪烁噪声。在场效应管中，由于其工作原理不是靠少数载流子的运动，因而散弹噪声的影响很小。场效应管的噪声来源:92必须指出，前面讨论的晶体管中的噪声，在实际放大器中将同由于(S/N)i总是大于(S/N)o，故噪声系数的数值总是大于1。理想无噪声系统的噪声系数为1。第四节噪声系数和噪声温度一、噪声系数NF噪声系数定义：（KP：功率增益或功率放大倍数）（Na：表现在输出端的内部附加噪声功率）另一种形式：或93由于(S/N)i总是大于(S/N)o，故噪声系数的对噪声系数的几点说明：一、噪声系数NF1、NF与S0、Si无关但与Ni有关，规定Ni为信号源内阻RS的最大输出功率。并规定RS的温度为290K，此温度称为标准噪声温度。2、NF与输入端、输出端是否匹配无关。3、NF的定义只适用于线性或准线性电路。94对噪声系数的几点说明：一、噪声系数NF1、NF与S0、Si无二、噪声系数的计算1.额定功率法额定功率：指信号源所能输出的最大功率，它只取决于信号源本身的参数——内阻和电动势，与输入电阻和负载无关。任何电阻R的额定噪声功率均为kTB。用KPm表示的噪声系数：另一种形式：额定功率增益95二、噪声系数的计算1.额定功率法额定功率：指信号源所无源四端网络的噪声系数的计算（L为网络的衰减倍数。）结论：无源网络的噪声系数正好等于网络的衰减倍数。无源四端网络的噪声系数：无源四端网络的形式：1.选频电路2.阻抗变换电路3.传输电缆96无源四端网络的噪声系数的计算（L为网络的衰减倍数。）结论：无已知无源四端网络的噪声系数：GS：信号源电导；G：回路的损耗电导p：接入系数例：计算抽头回路噪声系数。得到网络的噪声系数为：97已知无源四端网络的噪声系数：GS：信号源电导；G：回路的损耗2.级联四端网络的噪声系数级联后总的额定功率增益：KPm=KPm1·KPm2级联后噪声系数：No为总输出额定噪声功率：No=KPmkTB

+KPm2Na1

+Na2经两级放大的输入信号源内阻的热噪声经第二级放大的第一级网络内部的附加噪声第二级网络内部的附加噪声982.级联四端网络的噪声系数级联后总的额定功率增益：KPm=（No：总输出额定噪声功率）No=KPmkTB+KPm2Na1+Na2Na1=(NF1－1)KPm1kTBNa2=(NF2－1)KPm2kTB内部附加噪声功率两级级联四端网络噪声系数:2.级联四端网络的噪声系数级联后噪声系数：99（No：总输出额定噪声功率）No=KPmkTB+Kn级级联四端网络噪声系数由上式可见：当网络的额定功率增益远大于1时，系统的总噪声系数主要取决于第一级的噪声系数。因此，对第一级来说，不但希望噪声系数小，也希望增益大，以便减小后级噪声的影响。100n级级联四端网络噪声系数由上式可见：当网络的额定功率例2-3下图是一接收机的前端电路，高频放大器和场效应管混频器的噪声系数和功率增益如图所示。试求前端电路的噪声系数(设本振产生的噪声忽略不计).101例2-3下图是一接收机的前端电路，高频放大器和场效应3．噪声系数与灵敏度接收机灵敏度定义：保持接收机输出端信噪比一定时，接收机输入的最小信号电压或功率(设接收机有足够的增益)。因为：所以：接收机灵敏度：（：信号源内阻）1023．噪声系数与灵敏度接收机灵敏度定义：保持接收机输出端信噪比例1：设某一电视接收机，正常接收时所需最小信号噪声功率比为20dB,电视接收机的带宽为6MHz，接收机前端电路的噪声系数为10dB，问接收机前端电路输入端的信号电平(灵敏度)至少应多大?设信号源的内阻为RS=75Ω,则所需的最小信号电平为：根据：例2：求长度为50m，衰减量为0.082dB/m高频电缆的噪声系数。无源四端网络的NF103例1：设某一电视接收机，正常接收时所需最小信号噪声功率比为2三、噪声温度将线性电路的内部附加噪声折算到输入端，此附加噪声可以用提高信号源内阻上的温度来等效。（Na/Kp：等效在输入端的内部附加噪声）则：（Te：称为噪声温度）因为：即：得：104三、噪声温度将线性电路的内部附加噪声折算到输入端，噪声温度与噪声系数的关系1、对于理想网络，噪声温度为0。噪声系数越大网络的噪声温度也越高。2、当网络内部噪声较大时，用噪声系数描述较为方便；而当内部噪声较小时，用噪声温度描述具有较大的优越性。NF/dB00.30.50.81.02.04.08.010NF11.071.121.201.261.592.516.3110Te02035587617144315562637105噪声温度与噪声系数的关系1、对于理想网络，噪声温度为0。噪（1）噪声温度Te是系统内部噪声的另一种量度，它不是该系统的实际物理温度，而是用以表征该系统性能的一种假想温度。对噪声温度的几点说明（2）噪声温度可以推广到多级放大器中。它同样说明，多级级联网络的噪声温度，主要由其前级网络的特性决定。106（1）噪声温度Te是系统内部噪声的另一种量度，它不是该系统第二章总结1.并联振荡回路2.抽头并联振荡回路3.耦合振荡回路4.串并联阻抗等效互换5.变压器阻抗变换(a)谐振频率(b)品质因数(c)谐振阻抗(e)QoQL(a)接入系数p(d)幅频特性和相频特性(b)折合关系临界耦合过耦合欠耦合一、高频电路中的基本电路6.石英晶体谐振器(a)等效电路(b)fq、fo及二者关系(c)电抗特性107第二章总结1.并联振荡回路2.抽头并联振荡回路3.耦合振二、噪声1、电阻热噪声（b）热噪声通过线性网络（c）等效噪声带宽（a）热噪声电压、功率谱密度、等效电路2、噪声系数（a）噪声系数的定义（b）额定功率法计算NF（c）接收机灵敏度（d）噪声温度(无源四端网络、级联四端网络)108二、噪声1、电阻热噪声（b）热噪声通过线性网络（c）等效噪声第2章高频电路基础2.1高频电路中的元器件2.2高频电路中的基本电路2.3电子噪声及其特性2.4噪声系数和噪声温度109第2章高频电路基础2.1高频电路中的元器件12.1高频电路中的元器件一、高频电路中的元件与在低频电路中的元器件基本相同，但要注意它们在高频使用时的高频特性。电阻器电容器电感器。二极管晶体管集成电路无源线性元件有源器件1102.1高频电路中的元器件一、高频电路中的元件与1、高频电阻（1）等效电路CR、LR越小，电阻的高频特性越好。金属膜电阻比碳膜电阻的高频特性好，而碳膜电阻比线绕电阻的好;表面贴装(SMD)电阻比普通电阻的高频特性要好;小尺寸的电阻比大尺寸电阻的高频特性要好。（2）常用电阻高频特性比较分布电容引线电感1111、高频电阻（1）等效电路CR、LR越小，电阻的高频特性2、高频电容高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容。（1）等效电路在高频电路中，电容的损耗可以忽略不计，但若到了微波波段，电容中的损耗就必须加以考虑！极间绝缘电阻分布电感1122、高频电容高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容。（1频率阻抗（2）电容器阻抗特性：电容器呈正常的电容特性，：电容器等效为电感。①②自身谐振频率113频率阻抗（2）电容器阻抗特性：电容器呈正常的电容特性，：电容3、高频电感高频电感的作用：谐振元件、滤波元件和阻隔元件（RFC）。◎分布电容的影响在分析长、中、短波频段电路时，可忽略。◎电感线圈的损耗r：在高频电路中是不能忽略的!（1）等效电路（2）如何表示高频电感的损耗性能？的定义：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。

值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。1143、高频电感高频电感的作用：谐振元件、滤波元件和阻隔元件（R1、晶体二极管主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中，工作在低电平。变容二极管点接触式二极管表面势垒二极管高频中常用二极管：极间电容小、工作频率高。：二极管电容随偏置电压变化。二、高频电路中的有源器件作用：完成信号的放大、非线性变换等功能。二极管晶体管集成电路1151、晶体二极管主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变2、晶体三极管与场效应管（FET)②高频功率放大管

高频晶体管有两大类型：①高频小功率管

★小信号的场效应管:噪声更低。

★双极型小信号放大管:工作频率可达几千兆赫兹，:用作小信号放大，要求增益高和噪声低。对其要求除了增益外，要有较大的输出功率。噪声系数为几分贝。1162、晶体三极管与场效应管（FET)②高频功率放大管3、集成电路（IC)（1）通用型的宽带集成放大器高频集成电路的类型和品种比低频集成电路的少得多，主要分为通用型和专用型两种。（2）专用集成电路(ASIC)用于高频的晶体管模拟相乘器，工作频率也可达一百兆赫兹以上。集成锁相环、集成调频信号解调器、单片集成接收机以及电视机中的专用集成电路等。工作频率可达一二百兆赫兹，增益可达五六十分贝，甚至更高。1173、集成电路（IC)（1）通用型的宽带集成放大器高频集成2.2高频电路中的基本电路一、高频振荡回路主要内容：简单振荡回路抽头并联振荡回路耦合振荡回路二、高频变压器和传输线变压器三、石英晶体谐振器四、集中滤波器1182.2高频电路中的基本电路一、高频振荡回路主要内容：简一、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，是构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件。下面分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡回路三部分来讨论。阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相等功能，并可直接作为负载使用。完成功能：119一、高频振荡回路高频振荡回路是高频电路中应用最广的无1、简单振荡回路组成：由电感和电容串联或并联形成的回路。作用：具有谐振特性和频率选择作用。RpLCRSiSRLCRSiSRLCRSuS并联LC谐振回路串联LC谐振回路

1201、简单振荡回路组成：由电感和电容串联或并联形成的回路。作用RLCRSiSZPRLCRSuSZS(1)求回路阻抗121RLCRSiSZPRLCRSuSZS(1)求回路阻抗13RLCRSuSRLCRSiSRpLCRSiS(2)回路谐振分析122RLCRSuSRLCRSiSRpLCRSiS(2)回路谐振RLCRSuSRpLCRSiS+ui-ii（3）求回路品质因数Q并联回路中求Q：串联回路中求Q：123RLCRSuSRpLCRSiS+ii（3）求回路品质因数Q（4）谐振时的电流、电压关系（并联回路）①流过L的电流是感性电流，它落后于回路两端电压90°。②流过C的电流是容性电流，超前于回路两端电压90°。③流过Rp的电流与回路电压同相。124（4）谐振时的电流、电压关系（并联回路）①流过L的电流是（5）并联回路谐振时的电流、电压关系谐振时IL、IC与I的关系：结论：通过电感线圈的电流IL或电容器的电流IC比外部电流I大得多。在使用电感电容元件时，必须注意耐压问题！125（5）并联回路谐振时的电流、电压关系谐振时IL、IC与I（6）并联谐振回路的阻抗特性广义失谐量:回路阻抗：阻抗模值：阻抗相角：126（6）并联谐振回路的阻抗特性广义失谐量:回路阻抗：阻抗模值阻抗特性曲线：相位特性曲线：并联谐振回路特性曲线127阻抗特性曲线：相位特性曲线：并联谐振回路特性曲线19并联LC回路相频特性分析①②回路呈容性。回路呈感性。回路谐振，呈纯电阻。③相频特性曲线呈负斜率特性，Q值越高曲线越陡峭。128并联LC回路相频特性分析①②回路呈容性。回路呈感性。回路谐振阻抗的幅频特性归一化电流的幅频特性（7）串联谐振回路的阻抗特性曲线串联回路阻抗：129阻抗的幅频特性归一化电流的幅频特性（7）串联谐振回路的阻抗特RpLCRSiSRLRLCRSuSRL并联谐振回路：有载Q值串联谐振回路：空载Q值（8）信号源内阻及负载对回路的影响130RpLCRSiSRLRLCRSuSRL并联谐振回路：有载Q☆串联谐振回路适用于RS很小（恒压源）和RL不大的电路，只有这样Q才不至于太低，保证回路有较好的选择性。☆并联谐振回路适用于RS很大（恒流源）和RL也较大的电路。若串入串联回路中，将使回路Q值大大减小，回路将失去选频作用。因此采用并联回路！晶体管的输出阻抗有几千欧至几十千欧，采用？谐振回路总结：131☆串联谐振回路适用于RS很小（恒压源）和RL不大的电路，只有两个重要参数——（1）通频带（又称3dB通频带，或半功率点通频带）定义：阻抗幅频特性下降为中心频率时对应的频率范围。

得到：132两个重要参数——（1）通频带（又称3dB通频带，或半功率点通B0.1B0.7070.1（2）矩形系数：衡量谐振回路幅频特性接近矩形的程度。分析：①幅频特性是理想矩形时②并联谐振回路的矩形系数单谐振回路的选择性很差。定义：133B0.1B0.7070.1（2）矩形系数：衡量谐振回路幅频特需要注意：Q、Kr0.1、B0.707三者关系回路的Q越高，谐振曲线越尖锐，回路的B0.707越窄，但其Kr0.1并不改变。简单并联谐振回路中，品质因数Q对回路的通频带和高的选择性的矛盾不能兼顾。134需要注意：Q、Kr0.1、B0.707三者关系例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，试计算所需的线圈电感值。若线圈品质因数为Q=100，试计算回路谐振电阻及回路带宽。若放大器所需的带宽B0.707=0.5MHz，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?135例2-1设一放大器以简单并联振荡回路为负载，信号中心频激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路，称为抽头并联振荡回路。2.抽头并联振荡回路为什么做部分接入？136激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路，Cce不稳定使得不稳定。实际问题：为什么要安装抽头？收音机中安放电感抽头！1）不抽头（全部接入）137Cce不稳定使得不稳定。实际问题：为什么要安装抽头？收音机中2）部分接入使得Cce的影响减小！实际电路的计算:加抽头1382）部分接入使得Cce的影响减小！实际电路的计算:加抽头30为什么做部分接入？实际电路中的并联回路受到、及、的影响，1）、使回路有载值下降，选择性变差;2）激励源等效电容及负载电容影响回路的谐振频率;3）、一般不相等。即电路通常处于失配状态下工作。与相差较大时，负载上得到的功率很小。当139为什么做部分接入？实际电路中的并联回路受到、及、的影响，1）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。（1）接入系数p

(或称抽头系数)：p也可用电压比表示：140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②电容分压式

①电感抽头式（2）接入系数的计算N1:与外电路相连的线圈的匝数。N:线圈的总匝数。N1N141②电容分压式①电感抽头式（2）接入系数的计算N1:与外电（3）折算方法①电阻的折算结论：电阻从低端向高端折合，阻值变大，是原来的1/P2倍。UUT（功率不变的原则）142（3）折算方法①电阻的折算结论：电阻从低端向高端折合，阻CLRLCLRL②负载电容的折算CL电容变小结论：折算后阻抗变大，对回路的影响减轻！电组变大（3）折算方法143CLRLCLRL②负载电容的折算CL电容变小结论：折算后阻抗③信号源的折合☆电压源的折合结论：电压源由低端向高端折合，电压变大，是原来的1/P倍。☆电流源的折合结论：电流源由低端向高端折合，电流变小，是原来的P倍。UUT144③信号源的折合☆电压源的折合结论：电压源由低端向高端折合例2-2如图，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u1(t)的表示式及回路带宽。145例2-2如图，抽头回路由电流源激励，忽略回路本身的固串、并联阻抗等效互换abab等效原则：阻抗不变！结论：其中：转换前后电抗性质不变！并联电阻是串联电阻的Q倍！146串、并联阻抗等效互换abab等效原则：阻抗不变！结论：其中接入系数:阻抗变换前后功率相等，则：可通过改变比值调整RL'的大小。结论：变压器的阻抗变换作用147接入系数:阻抗变换前后功率相等，则：可通过改变比值作业习题及补充148作业习题及补充40ususisis3.耦合振荡回路149ususisis3.耦合振荡回路41（1）进行阻抗转换以完成高频信号的传输;（2）形成比简单振荡回路更好的频率特性。耦合元件电抗的绝对值，与初次级中同性质元件电抗值的几何平均值之比。耦合振荡回路的主要作用：耦合系数k：例：150（1）进行阻抗转换以完成高频信号的传输;耦合元件电US1）次级回路电流定义自阻抗：初、次级回路方程：反射阻抗：并不存在实体的反射阻抗，只是用来说明一个回路对另一个相互耦合回路的影响。反射阻抗：以串联互感耦合回路为例，分析耦合回路的谐振特性。151US1）次级回路电流定义自阻抗：初、次级回路方程：反射阻US2）谐振特性研究输出回路电流i2与输入信号us比值的频率特性。转移导纳：假设：则，耦合因数：152US2）谐振特性研究输出回路电流i2与输入信号us比值求转移导纳的归一化值：转移导纳：求Y21极值：Y21取得最大值：Y21归一化值：当时，初次级回路的耦合程度要影响曲线的高度和形状。特别，时，曲线出现双峰！153求转移导纳的归一化值：转移导纳：求Y21极值：Y21取得最大（1）在时，即谐振点处，,次级回路电流达最大值。①求通频带：令②求矩形系数：令,临界耦合结论：临界耦合双回路的通频带较宽，选择性也较好。分析互感耦合回路的谐振特性曲线154（1）在时，即谐振点处，,次级回路电流达最大值。①求通频带：（2），过耦合求凹陷值：令求B0.707(分析最大凹陷点为0.707时的耦合因子)令得：结论：过耦合双回路的通频带为单谐振回路的3.1倍。得：155（2），过耦合求凹陷值：令求B0.707(分析最大凹陷点（3），欠耦合在时，即谐振点处，,电流未达最大值。结论：当欠耦合时,曲线较尖，带宽窄，且其最大值也较小(比时)。通常不工作在这种状态。156（3），欠耦合在时，即谐振点处，,电流未达最大值。结论：当二、高频变压器作用：信号传输和阻抗变换，但也可用来隔绝直流。工作频率：在几十兆赫兹以下的高频电路中。1、与低频变压器不同为了减少损耗，高频变压器常用导磁率μ高、高频损耗小的软磁材料作磁芯。材料不同:磁芯结构不同:高频变压器一般用于小信号场合，尺寸小，线圈的匝数较少。因此，其磁芯的结构形状与低频时不同。(b)罐形磁芯环形磁芯:初次级线圈直接穿绕在环形结构的磁环上罐形磁芯:绕制在骨架上，放于两罐之间。(a)环形磁芯157二、高频变压器作用：信号传输和阻抗变换，但也可用来隔绝直流。其中：L为初级励磁电感；LS：漏感；CS：变压器的分布电容。电路符号2、高频变压器电路符号及等效电路等效电路理想变压器158其中：L为初级励磁电感；电路符号2、高频变压器电路符号及等效当作理想变压器看，则：应用例子(第五章)：3、中心抽头变压器用于：调制、解调、混频等。159当作理想变压器看，则：应用例子(第五章)：3、中心抽头变压器实物外形图三、石英晶体谐振器应用：广泛用于高频率稳定性的振荡器中，也用做高性能的窄带滤波器。1、石英谐振器内部结构电路符号石英晶体的形状石英谐振器是利用石英晶体的压电效应而制成的一种谐振器件。结构示意图160实物外形图三、石英晶体谐振器应用：广泛用于高频率稳定性的振（1）正、反压电效应正压电效应：当晶体受外力作用而变形(如伸缩、切变、扭曲等)时，就在它对应的表面上产生正、负电荷,呈现出电压。反压电效应：当在晶体两面加电压时，晶体又会发生机械形变。2、石英晶体物理特性（2）稳定的谐振频率晶片的谐振频率与它的材料、几何形状、尺寸及振动方式(取决于切片方式)有关，且十分稳定；其温度系数均在10－6或更高数量级上。用于高频的晶体切片，其谐振时的电波长常与晶片厚度成正比，谐振频率与厚度成反比。①谐振频率与晶片厚度的关系：②基音、泛音：对于一定形状和尺寸的某一晶体，它既可以在某一基频上谐振，也可以在高次谐波(谐频或泛音)上谐振。161（1）正、反压电效应正压电效应：当晶体受外力作用而变形(如伸3、石英晶体等效电路及电抗特性静态电容基频谐振特性三次、五次泛音谐振特性基频等效电路从电的观点看，当外加交变电压使石英片机械振动发生谐振时，通过石英片的电流最大，因而具有串联谐振的特性。1623、石英晶体等效电路及电抗特性静态电容基频谐振特性三次、五（1）分析谐振频率串联谐振频率：并联谐振频率：二者关系：由于C0>>Cq，得：接入系数：因此，晶体谐振器与外电路的耦合很弱。f

0与fq相差很小!163（1）分析谐振频率串联谐振频率：并联谐振频率：二者关系：（2）晶体的负载电容CL标在晶体外壳的振荡频率或标称频率就是并接CL后测得的f0的值。标称频率:负载电容并联谐振频率变为：通常，基频晶体规定CL为30pF或50pF.164（2）晶体的负载电容CL标在晶体外壳的振荡频率或标称

国产B45型1MHz中等精度晶体

Lq=4.00HCq=0.0063pF

rq=100～200ΩC0=2～3pF由此可见，Lq很大，Cq很小。晶体谐振器的Q非常大，一般为几万甚至几百万，这是普通

LC

电路无法比拟的。品质因数:举例：（3）石英晶体参数特点165国产B45型1MHz中等精度晶体由此可见，Lq很大（4）石英晶体电抗特性忽略r

q后，则有：播放动画感性容性串联谐振并联谐振166（4）石英晶体电抗特性忽略rq后，则有：播放动画感性容性串晶体常工作在以下两种方式：1、工作在略高于fq的频段内，此时晶体呈感性，相当于一个电感元件。2、工作在fq这一频率点上，此时晶体等效为串联谐振电路，阻抗近似为零,作为短路元件。3、在低于fq和高于f0的频段内时，构成振荡器的频率稳定度将明显下降。所以这些区域一般不使用。工作区域167晶体常工作在以下两种方式：工作区域59

①晶体的谐振频率fq和f0非常稳定。

②晶体谐振器有非常高的品质因数。

③晶体谐振器的接入系数非常小，一般为10－3数量级，甚至更小。

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。因此晶体谐振器的频率稳定度比一般振荡回路要高。（5）晶体谐振器与一般振荡回路比较168①晶体的谐振频率fq和f0非常稳定。因此晶体谐振器的频率（6）晶体谐振器的应用

B）用它作成高频窄带滤波器。A）主要应用于晶体振荡器中（第四章介绍）晶体滤波器电路等效为电桥滤波器的衰减特性滤波器的通带只是在fq和f0之间，其余范围为阻带。169（6）晶体谐振器的应用B）用它作成高频窄带滤波器。如何加宽石英晶体两谐振频率之间的宽度？通常用外加电感与石英晶体串联或并联的方法实现(这也是扩大晶体振荡器调频频偏的一种有效方法)。例如：外加电感与晶体串联的方法串联谐振频率变小，而并联谐振频率不变。170如何加宽石英晶体两谐振频率之间的宽度？通常用外加电感四、集中滤波器（1）利于电路和设备的微型化，便于大量生产；（2）可提高电路和系统的稳定性，改善系统性能；（3）使电路和系统的设计更加简化。优点：（1）晶体滤波器（2）陶瓷滤波器（3）声表面波滤波器高频电路中常用的集中选频滤波器：171四、集中滤波器（1）利于电路和设备的微型化，便于大量生产；四、集中滤波器1、陶瓷滤波器某些陶瓷材料(如常用的锆钛酸铅Pb(ZrTi)O3)经直流高压电场极化后，可得到类似于石英晶体的压电效应，这些陶瓷材料称为压电陶瓷材料。因此，陶瓷滤波器的通带较晶体滤波器要宽，但选择性稍差。（1）等效电路和晶体谐振器相同；（2）Q值较晶体小得多(约为数百)，但比LC滤波器的高；（3）串、并联频率间隔也较大。（1）两端陶瓷滤波器（外形、符号、实物）实物172四、集中滤波器1、陶瓷滤波器某些陶瓷材料(如常用的锆对中频信号呈现极小的阻抗，此时负反馈最小，增益最大。离开中频，滤波器成较大阻抗，使放大器负反馈增大，增益下降。（2）陶瓷滤波器应用电路a）收音机中二端陶瓷滤波器特性已广泛用于接收机中，如收音机的中放、电视机的伴音中放等。173对中频信号呈现极小的阻抗，此时负反馈最小，增益最大。b）三端陶瓷滤波器电视伴音中频选择：实物图174b）三端陶瓷滤波器电视伴音中频选择：实物图66c）四端陶瓷滤波器要求滤波器通过（465-5）~（465+5）KHz的频带。例如：两端陶瓷滤波器的通频带较窄，选择性较差。若将不同谐振频率的陶瓷片进行适当的组合连接，可得到性能接近理想的四端陶瓷滤波器。如何设计JT1、JT2的串、并联谐振频率？175c）四端陶瓷滤波器要求滤波器通过（465-5）~（4652、声表面波滤波器（SurfaceAcousticWaveFilter)它是沿弹性固体表面传播机械振动波的器件。在压电固体材料表面产生和传播弹性波，其振幅随深入固体材料的深度而迅速减小。应用：什么是SAW?实物图：SAWF广泛用于电视广播、通信等设备作选频元件，取代了中频放大器的输入吸收回路和多级调谐回路。与LC滤波电路相比，声表滤波器具有体积小、重量轻、性能可靠、不需要复杂调整等优点。但是插入损耗较大。

1762、声表面波滤波器（SurfaceAcousticWavSAWF的基本结构当在叉指两端加有高频信号时，通过压电效应，在基片表面激起同频率的声表面波，并沿轴线方向传播。除一端被吸收材料吸收外，另一端的换能器将它变为电信号输出。177SAWF的基本结构当在叉指两端加有高频信号时，通过压电均匀叉指换能器的特性怎样得到更好的幅频特性？采用指长、宽度或者间隔变化的非均匀换能器。相频特性幅频特性178均匀叉指换能器的特性怎样得到更好的幅频特性？采用指长、宽度或吸收材料输入换能器输出换能器SAW(a)(b)加权叉指换能器指长重叠加权相位加权179吸收材料输入换能器输出换能器SAW(a)(b)加权叉指换能器SAWF的符号和等效电路R:换能器的输入输出电阻，通常为50~150欧。C:输入输出静态电容180SAWF的符号和等效电路R:换能器的输入输出电阻，通常为50SAWF的实际电路①三极管组成的补偿放大器用于补偿SAWF的插入损耗;②L2与SAWF的输出电容组成谐振回路，使其谐振在通频带的中心点，实现电路匹配。集中选频该电路结构框图：各部分作用：181SAWF的实际电路①三极管组成的补偿放大器用于补偿SAWF电视机中SAWF的幅频特性182电视机中SAWF的幅频特性74声表面波滤波器的主要特性(1)工作频率范围宽；(2)相对带宽也比较宽；(5)便于器件微型化和片式化；(4)带内插入衰减较大，这是SAW器件的最突出问题，一般不低于15dB；(3)矩形系数可做到1.1～2。183声表面波滤波器的主要特性(1)工作频率范围宽；(2)相L1R1L2R2C有一双电感复杂并联回路如图。已知L1+L2=500uH,C=500pF.为了使电源中的二次谐波能被回路滤除，应如何分配L1和L2？思考题：作业：2-5及思考题184L1R1L2R2C有一双电感复杂并联回路如图。思考题：作业：2.3电子噪声及其特性一、概述

1.干扰或噪声定义电子设备的性能在很大程度上与干扰和噪声有关。评价一个高频系统的性能的指标之一。3.重要性主要出现在有用信号比较弱的场合，比如，接收机的前级电路，或多级高增益的音频放大、视频放大器中。2.电子噪声的影响除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁骚动的总称。1852.3电子噪声及其特性一、概述1.干扰或噪声定义二、电子噪声的来源与特性噪声来源：主要由电阻热噪声和半导体管噪声。1.电阻热噪声定义：由电阻内部的自由电子的热运动而产生的，它是系统内部噪声的主要来源。图2-27：电阻热噪声的一段取样波形1)热噪声电压和功率谱密度①噪声电压均方值具有起伏特性186二、电子噪声的来源与特性噪声来源：主要由电阻热噪声和半导体管1)热噪声电压和功率谱密度①噪声电压均方值k=1.37×10－23J/K;②噪声电压均方根Un表示起伏电压交流分量的有效值。B：测量此电压时的带宽;T：绝对温度(K)。③电阻热噪声等效电路或噪声电压源噪声电流源1871)热噪声电压和功率谱密度①噪声电压均方值例：常温下（T=290K）工作的1K电阻，与一般电阻的热噪声是相当微弱的，故在电平较高的电路可忽略。在接收机的前级，由于有用信号极其微弱，电阻热噪声的影响就不能忽略，它已成为限制接收机性能的主要因素。可忽略吗？的理想网络相连接。求与。B=100KHZ188例：常温下（T=290K）工作的1K电阻，与一般电阻④噪声电压功率谱密度SU(f)(自由电子每秒钟的碰撞次数)电阻器单位频带噪声功率在很宽的频率范围内均为一恒定值。白噪声：单位频带内噪声电压均方值：单位频带内噪声电流均方值189④噪声电压功率谱密度SU(f)(自由电子每秒钟的碰撞次数)2)线性电路中的热噪声有两种情况：一是