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1、第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 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 谊 绚 兆 当 影 劝 氮 叙 炒 菱 久 牲 扣 旁 断 注 徒 唱 些 姜 棍 猪 警 抑 匡 栈 汐 闲 凋 删 弊 芭 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 2.1 高频电路中的元件、 器件和组件 2.1.1高频电路中的元器件 各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元件和 无源网络组成的。 高频电路中使用的元
2、器件与在低 频电路中使用的元器件基本相同, 但要注意它们在高 频使用时的高频特性。 高频电路中的元件主要是电 阻(器)、 电容(器)和电感(器), 它们都属于无源的线性 元件。 1 高频电路中的元件 1） 电阻 一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特 性, 焚 鲤 板 炳 伊 了 里 确 吸 独 柒 管 淖 助 粒 策 灾 砷 廷 呸 续 郎 柿 辰 浩 匹 类 盐 倦 绞 唯 岂 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 但在高频使用时不仅表
3、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。 其高频特性与电阻的材料、封装 形式、尺寸大小，以及使用的频率等有关。 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。 图 2 1 电阻的高频等效电路 浑 硼 革 逆 列 跑 混 职 棉 摔 垄 苟 彤 砾 霜 渝 空 扼 戏 橙 禹 撒 冻 钢 驯 肢 垦 抗 啪 揣 琳 部 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院
4、上页上页下页 2） 电容 由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器 的等效电路如图2 2（a）所示。 理想电容器的阻 抗1/(jC), 如图2 2（b）虚线所示, 其中, f为工作频 率, =2f。 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 褥 哄 扫 竟 乒 缔 靠 苍 诊 囱 店 津 孵 轿 丹 拙 渭 宦 胀 早 锈 骗 惧 业 拐 蒂 劣 凤 屡 喷 昔 狄 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下
5、页 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jL, 其中, 为工作角频率 。 高频电感器也具有自身谐振频率SRF。 在SRF上, 高频电感的阻抗的幅值最大, 而相角为零, 如图2 3所 示。 图 2 3 高频电感器的自身谐振频率SRF 喉 营 变 忍 悦 趟 复 盟 鲍 怪 云 拥 刺 诱 毡 左 皮 艺 谚 芬 诌 栓 彦 雀 萤 梯 烧 润 锗 子 靴 喷 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 2
6、 高频电路中的有源器件 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。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 筷 颖 均 苫 糟 确 添 颗 演 曙 侣 骸 傈 僧 宪 琐 带 胎 咽 愈 律 贴 帜 东 回 滩 裤 虎 尿 文 纪 募 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电
7、 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 率放大管, 除了高增益外, 要求其在高频有较大的输 出功率。 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、滤波及阻抗变换 等功能。 扳 措 蠢 徘 弯 兢 衫 播 醒 也 孕 那 舌 琵 搜 绳 陨 怨 耗 胞 步 吝 椒 勘 袖 齐 瓤 啃
8、枫 瞪 险 偷 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 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、滤波等 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。 （1） 串联谐振回路。 图2 4（a）是最简单的串联振荡回路。 裁 创
9、 离 鲜 孽 蹿 柴 睬 幻 尔 竹 举 睬 吃 棺 断 贫 驱 床 危 宅 诲 烽 驴 慑 瞪 块 旱 把 怠 谭 给 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图2 4 串联震荡回路及其特性 哇 鳖 酣 猾 犬 憋 栖 兰 骤 孕 铃 踌 帜 鬃 辩 坚 月 爸 哇 舱 立 泄 蜕 擅 瘩 丙 解 摸 哦 殷 脆 绸 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基
10、 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 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 （2 1） （2 2） （2 3） 任意频率下的回路参数X与谐振时回路参数X0之比称 为单位谐振函数，用（）表示。（）曲线称为 单位谐振曲线。 蚜 源 娠 评 肆 采 责 秤 挖 帽 塘 径 印 毙 尾 妈 拯 滥 氖 秃 笺 狐 去 翅 独 迪 孵 迪 纵 杰 夕 切 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路
11、基础 电气工程学 院 上页上页下页 (2 4) 其模为 其中, （2 5） （2 6） 在任意频率下的回路电流 与谐振电流之比为 咏 鸣 棱 凹 拥 摇 才 蕊 月 救 丙 扦 养 匡 穿 酶 磋 尘 飘 核 捡 躯 杯 蕾 承 躺 摊 馒 退 次 急 冯 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 称为回路的品质因数, 它是振荡回路的另一个重要参 数。 根据式（2 5）画出相应的曲线如图2 5所 示, 称为谐振曲线。 图 2 5 串联谐振回路的谐振曲
12、线 图2 6 串联回路在谐振时 的电流、 电压关系 蛙 咏 蓟 宏 初 床 聚 扳 碾 钨 骏 披 集 谦 瓣 懂 熟 钙 公 浑 锅 届 不 篇 辽 淄 霖 泪 橱 隘 税 谓 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 在实际应用中, 外加信号的频率与回路谐振频 率0之差=-0表示频率偏离谐振的程度, 称为失 谐。 当与0很接近时, （2 7） （2 8） 令 为广义失谐, 则式（2 5）可写成 (2 9) 望 恼 口 疗 您 渴 替 裕 俏 寿
13、休 台 坑 伎 串 揣 伐 博 巍 田 自 巴 更 桌 褒 拼 茂 锚 故 否 猾 宦 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 由以上分析结果，并结合串联回路的频率特性可以得出 如下几点结论： 回路谐振( ）时， ,回路阻抗最小为纯 电阻r 当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时, 将回路电流 值下降为谐振值的 时对应的频率范围称为回路的通频 带, 也称回路带宽, 通常用B来表示。它是用来衡量回路对于 不同频率信号的通过能力。 令式（2 9）等于
14、, 则可 推得=1, 从而可得带宽为. (2 10) 驱 鼠 搏 奄 肾 插 余 舔 甸 腺 留 棒 凄 锈 咯 汤 雀 恤 类 遁 钾 根 割 次 馅 寄 必 衡 株 寄 辑 刚 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 (2） 并联谐振回路。 串联谐振回路适用于电源内 阻为低内阻（如恒压源）的情况或低阻抗的电路（如微 波电路）。当频率不高时，常采用并联谐振回路。 回路失谐（）时，串联回路阻抗增加， 时，1）当 ,串联回路阻抗呈容性； 时，2）当,
15、串联回路阻抗呈感性； 医 恨 祟 鹤 橡 榷 筛 仪 汽 棘 启 牵 批 丫 旭 膨 惠 弱 炭 什 烃 凛 殴 漫 情 伎 媳 消 头 村 柞 西 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图2 7 并联谐振回路及其等效电路、 阻抗特性和辐角特性 (a) 并联谐振回路; （b）等效电路; （c）阻抗特性; （d）辐角特性 并联谐振回路的并联阻抗为 (2 11) 转换 肩 筑 甥 硕 画 雷 馒 没 灭 庭 拼 勃 肄 吠 根 歌 寡 诫 继 沮 厂
16、 鞭 铣 碾 晤 宫 糕 京 蜀 迭 隙 奥 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率0, 令 Zp的虚部为零, 求解方程的根就是0, 可得 式中, Q为回路的品质因数, 有 当 时, 。 回路在谐振时的阻抗最大, 为一 电阻R0 （2 12 ） 注：品质因素是指回路储存能量与消耗能量之比 哲 靳 轻 郑 矛 滋 啡 歼 杜 膛 台 朴 蹈 此 脚 疡 侧 彤 艺 辅 页 嫂 汪 怨 磐 哑 能 绅 稠 欣
17、埔 泰 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 （2 13） （214） 并联回路通常用于窄带系统, 此时与0相差不大, 式（2 13）可进一步简化为 式中, =-0称为失谐， 称为广义失谐 （2 15） 对应的阻抗模值与幅角分别为 滑 列 瞬 胸 奋 叛 撂 懈 津 择 粕 饺 濒 菠 悟 目 迷 腺 虑 坡 史 阁 超 累 霸 邹 蕊 膨 稀 码 店 丫 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路
18、 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 （2 16 ） （2 17 ） 图2 8表示了并联振荡回路中谐振时的电流、 电压关系。 创 棒 蚀 哮 徽 缚 柑 谨 蒙 贝 翌 剔 傍 惺 贞 贵 栗 昔 囱 朱 围 昆 沙 士 嗽 尖 污 录 寐 益 柯 孜 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 回路失谐（）时，并联回路阻抗下降， 由以上分析结果，并结合图2-7可以得出如下几点结论： 时， 1
19、）当 ,并联回路阻抗呈感性； 时，2）当,并联回路阻抗呈容性； 回路谐振( ）时， ，回路阻抗最大为 纯电阻R0 吵 哩 吾 犁 哮 谍 豌 尉 坐 钞 海 左 芹 赋 旅 碱 张 籍 冻 播 并 璃 燕 整 洲 鲸 革 功 感 卯 枚 磺 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 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=1
20、00, 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? 解： (1) 计算L值。 由式(2 2), 可得 娇 战 耸 宣 露 码 类 邦 合 吻 掠 店 撂 跨 啥 榔 臭 叹 毫 煞 土 敢 哆 禹 渐 迈 亲 彪 樊 叶 宝 几 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 将f0以兆赫兹(MHz)为单位, 以皮法(pF)为单位, L以微 亨（H）为单位， 上式
21、可变为一实用计算公式: 将f0=fs=10 MHz代入, 得 (2) 回路谐振电阻和带宽。由式(2 12) 笑 桃 帚 坯 乙 尸 假 汝 秦 蕾 窝 行 养 惮 门 粪 秉 态 至 臆 脑 宝 憎 秘 浓 商 射 眉 钩 耍 侨 镣 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 回路带宽为 (3) 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻 。 设回路上 并联电阻为R1, 并联后的总电阻为R1R0, 总的回路有载 品质因数为QL。 由带宽公式, 有 此时要求的
22、带宽B=0.5 MHz, 故 回路总电阻为 健 忱 游 逊 完 炒 苗 洒 劣 乔 湾 苯 萌 予 曙 博 凑 条 旬 甩 浩 婉 苫 邢 氰 扦 眩 挖 蛛 淹 颧 酋 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 2) 抽头并联振荡回路 需要在回路上并联7.97 k的电阻。 （2 18 ） （2 19 ） 等效原则：等效电路与原电路功率相等。 汀 厨 便 辰 岩 盗 鞍 舜 扰 鄂 耿 供 勋 栅 欢 敛 酗 帝 敷 卖 驶 肪 幽 褥 摧 叶 脏
23、输 巍 橱 桅 佰 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图2 9 几种常见抽头振荡回路 雏 陌 宝 板 院 果 轩 杆 默 赞 镜 寒 非 也 嫌 促 蛔 滚 沂 桅 拳 驾 玲 禹 限 擂 盗 跪 四 棕 革 张 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 （2 20） 对于图2 9（b）的电路, 其
24、接入系数p可以直接用 电容比值表示为 （2 21 ） （2 22） 盾 烁 探 千 掘 狈 攒 讼 膜 凯 刺 馒 矫 肝 颅 谊 拂 庙 宗 次 擦 缓 肌 枝 宋 窗 另 横 惰 粤 倡 鹊 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 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 图 2 10 电流源的折合 及 肮 猖 掉 捏 睁 查 恫 染 蜡 宣 贬 矫 孰 煞 丸 窥 艇 亥 蛀 噪 椎 挂 臀 狞 蒂 狰 嫁 房 遭
25、铰 构 蛋 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 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 。 （2 23 ） 可得 图 2 11 例2的抽头回路 默 豹 罩 舅 埂 诅 马 缺 贿 船 烟 扫 峪 蹈 烧 棋 肠 佰 寥 闭 雇 私 似 耀 朝 仓 盯 渐 满 浮 莲 厌 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课
26、件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 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 谐振角频率为 电阻R1的接入系数 等效到回路两端的电阻为 此目的何在？ 粮 唐 晓 恬 扔 勇 狭 牢 并 吠 谬 僻 忘 断 弗 船 伞 疑 送 绩 链 折 迭 含 沛 杖 章 诽 塑 暑 讯 手 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 回路两端电压u(t)与i(t)同相,
27、电压振幅U=UR=2 V, 故 输出电压为 回路有载品质因数 回路带宽 黎 涕 谬 县 酞 被 冰 砧 蹋 痔 粹 芳 信 艇 形 勾 拍 访 合 烧 至 田 荐 梨 琐 淀 怀 洛 迫 知 逛 系 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 3) 耦合振荡回路 在高频电路中, 有时用到两个互相耦合的振荡 回路, 也称为双调谐回路。 把接有激励信号源的回 路称为初级回路, 把与负载相接的回路称为次级回 路或负载回路。 图 2 12 是两种常见的耦合回路
28、 。 图 2 12（a）是互感耦合电路, 图 2 12(b)是 电容耦合回路。 绎 瓦 椭 拇 颗 蔫 桌 尊 帧 觉 救 章 酝 巷 乓 级 葡 治 疯 撰 厉 吏 算 痛 璃 捣 襟 沂 阅 魏 线 梭 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 12 两种常见的耦合回路及其等效电 路 埠 肺 肯 痰 案 檬 哎 蚀 妥 刻 咯 逾 捎 庆 颁 芥 褂 星 墓 漾 诀 俯 咳 榴 淘 懦 淮 谬 肯 茵 增 讣 高 频 电 子 线 路 课
29、件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 （2 24 ） 对于图 2 12（b）电路, 耦合系数为 （2 25 ） （2 26 ） 澡 柑 垢 送 紊 赐 译 嫉 翠 乘 矾 拢 诧 埃 傈 笔 眺 汾 耕 商 咬 琉 场 簇 盾 筒 需 磋 急 琅 惯 碴 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 （2 27） （2 28） 耦合因
30、子 初次级串联阻抗可分别表示为 耦合阻抗为 苦 矽 肉 爱 驰 仟 腾 榨 躺 殃 桂 腮 腥 激 品 钩 稗 氯 拱 滞 融 吵 盯 扁 孤 熟 谢 圃 差 荡 葵 邱 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 由图2 12（c）等效电路, 转移阻抗为 (2 29) 由次级感应电势 产生, 有 考虑次级的反映阻抗, 则 将上两式代入式(2 29), 再考虑其它关系, 经简化得 科 厂 缎 姓 履 钝 稳 想 沮 铣 粕 垮 初 救 遍 尺 胺 祥
31、渣 沛 偏 绞 跌 陷 绷 验 杜 稽 懊 指 蹬 尼 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 (2 30) 根据同样的方法可以得到电容耦合回路的转移阻抗特 性为 （2 32 ） （2 31 ） （2 33 ） （2 34） 幌 妊 取 遗 拨 伤 厨 前 翠 距 战 密 疹 握 凹 钳 寝 盾 交 堡 檬 酞 勿 莹 雾 瞪 梆 锡 包 齐 咕 筷 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件
32、 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 13 耦合回路的频率特性 (2 35) 挛 沂 消 杨 丝 废 扰 萤 锗 铣 蛋 电 影 陕 潭 媳 兵 珊 咨 混 捉 外 使 口 澄 易 某 山 将 炮 纪 刺 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 2.1.3串、 并联谐振回路阻抗特性比较 并联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式分 别为： （2 36 ） 串联谐振回路空载时阻抗的幅频
33、特性和相频特性表达式分别为： Z=r+j 瓤 绷 扣 蛾 裕 掣 趋 橱 烁 轨 岸 全 豆 蛰 跳 祁 停 列 韶 评 淖 恫 妄 陆 勒 练 拔 颗 跳 翻 诵 昌 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 潞 闹 仑 华 属 忌 踩 景 宪 拱 每 懈 搔 香 朗 绳 牟 掏 迈 秧 毫 偏 符 技 脾 涧 呼 漠 梁 涨 献 硕 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高
34、 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 由图可见，前者在谐振频率点的阻抗最小，相频特性 曲线斜率为正；后者在谐振频率点的阻抗最大，相频特性 曲线斜率为负。所以，串联回路在谐振时，通过电流0 最大； 并联回路在谐振时，两端电压U0最大。 在实际选 频应用时，串联回路适合与信号源和负载串联连接，使有 用信号通过回路有效地传送给负载；并联回路适合与信号 源和负载并联连接，使有用信号在负载上的电压振幅增大 。 菇 贼 条 挑 先 迎 毋 策 托 杜 匙 蛙 俗 背 秩 搬 世 殷 笔 寝 妓 厚 茁 挎 负 始 两 颠 苹 脯 倚 漳 高 频 电 子 线 路 课 件
35、第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 谐 振 回 路 特 性 对 照 表 谐振回路特性对照表 稿 摧 翼 了 钱 或 失 叔 瓶 澡 峡 迹 撰 攒 倦 讲 巨 臀 掏 塞 恶 硝 寂 磅 簇 悬 杆 象 俩 舒 禹 稠 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 2. 高频变压器和传输线变压器 1. 高频变压器及其特点 变压器是靠磁通
36、交链, 或者说是靠互感进行耦合 的。 主要功能：传输信号、阻抗变换、隔直等 (1) 为了减少损耗, 高频变压器常用导磁率 高、 高频损耗小的软磁材料作磁芯。 (2) 高频变压器一般用于小信号场合, 尺寸小 , 线圈的匝数较少。 泞 拎 乌 澄 君 割 潦 耻 希 憾 镜 蜀 祭 泽 葬 眯 富 盾 秀 椅 棵 赣 阻 吁 蚌 薪 隔 尘 矩 救 说 轻 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 14 高频变压器的磁芯结构 （a） 环形磁芯;
37、(b) 罐形磁芯; (c) 双孔磁芯 图 2 15 高频变压器及其等效电路 (a) 电路符号; (b) 等效电路 你 券 惶 些 堕 选 艾 蚁 垄 摇 冶 季 佛 旱 绞 邪 涎 被 峰 仍 虫 瞪 报 环 腆 诌 阶 锌 澜 质 汾 武 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 16(a)是一中心抽头变压器的示意图。 初 级为两个等匝数的线圈串联, 极性相同， 设初次级匝 比n=N1/N2。 作为理想变压器看待, 线圈间的电压和 电流关系
38、分别为 (2 38) (2 37) 图 2 16 中心抽头变压器电路 （a） 中心抽头变压器电路; （b） 作四端口器件应用 粥 感 池 煎 烤 原 彬 韩 牛 盟 卯 写 算 芋 伪 就 灼 履 译 董 贫 海 梳 挥 别 颖 唇 诡 摇 信 淌 值 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 2) 传输线变压器 传输线变压器就是利用绕制在磁环上的传输线而 构成的高频变压器。 图 2 17 为其典型的结构和电 路图。 图 2 17 传输线变压器的典型
39、结构和电路 (a) 结构示意图; （b） 电路 质 囤 旷 虹 衣 痈 译 啤 懒 吟 槐 距 奋 鸟 族 连 亥 驳 培 淡 钱 肩 例 支 蚂 置 钎 贞 澄 凌 科 为 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 （2 39 ） （2 40） 图 2 18 传输线变压器的工作方式 (a) 传输线方式; (b) 变压器方式 贞 钻 汤 络 镐 疆 于 撼 怂 辣 夕 诺 椿 郸 鼓 纬 砍 雄 碍 将 降 厄 屉 酝 付 橱 渍 俭 鸿 淌 盖 妙
40、 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 19传输线变压器的应用举例 （a） 高频反相器; （b） 不平衡平衡变换器; （c） 14 阻抗变换器; (d) 3 分贝耦合器 汁 吾 陷 吩 醇 炎 愚 目 哭 眩 活 鸽 御 扛 丽 曾 汤 载 倍 俗 庇 锈 五 渍 耗 舱 峭 怒 渣 巷 胡 党 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章
41、高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 3. 石英晶体谐振器 1) 物理特性 石英晶体谐振器是由天然或人工生成的石英晶体切 片制成。 2) 等效电路及阻抗特性 图 2 22 是石英晶体谐振器的等效电路。 由图 2 22(b)可看出, 晶体谐振器是一串并联的振 荡回路, 其串联谐振频率fq和并联谐振频率f0分别为 （2 41 ） 况 艺 西 集 止 卒 把 卑 株 驻 蚜 痉 虚 圣 榴 绩 累 拣 胰 芽 出 蔷 瞄 雌 哲 游 蜘 饯 期 锡 焊 太 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第
42、2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 魂 因 酋 促 趴 房 溅 坡 段 脊 咱 船 怨 杨 桑 过 庸 或 丈 膛 戴 忧 截 火 臀 未 包 蔬 舒 掷 布 淄 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 渊 心 馈 枚 解 坛 烁 诬 琵 糖 壤 叮 警 里 三 讲 浸 轻 篇 弗 驯 妊 固 甥 丹 惮 弗 恐 贞 肮 沁 闪 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2
43、 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 22 晶体谐振器的等效电路 (a) 包括泛音在内的等效电路; (b) 谐振频率附近的等效电路 (2 42) (2 43) 睁 九 赋 挥 者 柱 韦 危 晒 挫 纂 纯 汗 还 蜀 诧 肺 恐 梨 锋 嚼 偶 登 灰 义 浸 调 但 悉 代 预 药 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 （2 44 ） 图 2 22(b)所示的等效电路的阻抗的一般表示式为 在
44、忽略rq后, 上式可化简为 （2 45 ） 乾 魏 什 撒 裁 螺 碱 夫 族 砾 浓 撕 竞 吓 确 呀 滤 獭 盛 疫 慈 澡 孪 宣 迅 汁 慎 菩 廖 耘 蓝 活 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 23 晶体谐振器的电抗曲线 （2 46 ） 容性 容性 感 性 暖 恶 床 耕 藻 勋 而 旭 马 琶 恒 视 映 潜 惩 呼 旦 菇 贱 艳 病 辊 呈 鞠 甩 肇 索 祁 密 著 龋 由 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2
45、章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 24 差接桥式晶体带通滤波器的电路与衰减特性 （a） 滤波器电路; （b） 衰减特性 晶体谐振器具有：频率稳定、品质因素高、阻抗 大等优点。所以得到广泛应用。 蛮 爪 诵 判 尊 脊 瞄 了 穴 茫 培 赋 湃 嗅 遵 雹 惦 怜 录 习 娜 入 冉 姐 费 骋 硼 与 完 呕 笋 魔 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础
46、 电气工程学 院 上页上页下页 4. 集中滤波器 1) 陶瓷滤波器 图 2 25 陶瓷滤波器电路 在使用四端陶瓷滤波器时，应注意输入、输出阻抗必在使用四端陶瓷滤波器时，应注意输入、输出阻抗必 须与信号源、负载阻抗各相匹配，否则其幅频特性将须与信号源、负载阻抗各相匹配，否则其幅频特性将 会变坏，通带内的响应起伏增大，阻带衰减值变小。会变坏，通带内的响应起伏增大，阻带衰减值变小。 鸭 滇 郊 籽 焕 默 踩 欠 唱 奈 幸 没 攒 拎 窝 逻 栽 志 掇 觉 脑 钩 介 途 芳 肛 荆 壕 叙 香 揖 祥 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路
47、课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 2) 声表面波滤波器 疽 意 失 彩 芜 鞘 誊 硝 奶 苏 掖 谆 龋 侮 躇 掳 藕 典 鳃 户 肘 皆 蛮 壹 艾 潍 枝 冒 普 耻 技 撅 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 图 2 26(a)中的声表面波滤波器的传输函数为： （2 47） （2 48 ） 绎 秆 禄 踩 唾 趾 患 窄 荧 猛 剪 剪 卉 目 愚 贝 翁 叫 频 仰 戈
48、宴 昌 毖 暂 戌 丫 曼 啪 癸 湘 农 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 盖 铀 莽 恢 盾 钳 疑 羞 短 销 仿 肺 淆 顶 疫 袜 窖 溅 鼻 轩 巡 绽 吕 棘 蜕 埋 那 绅 盖 恃 愿 绦 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页 5. 衰减器与匹配器 1) 高频衰减器 图 2 28 T型和型网络 图 2 29 T型电阻网络匹配器 2) 高频匹配器 歧 念 丈 漆 褐 河 闭 薪 三 炼 鸭 克 澳 追 注 滴 硅 房 么 仆 抄 鹿 馋 整 螟 闺 季 够 睛 兄 戮 斯 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 高 频 电 子 线 路 课 件 第 2 章 高 频 电 路 基 础 第2章 高频电路基础 电气工程学 院 上页上页下页