高频电子线路课件(很不错的复习资料).pdf

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第二章选频网络2.1概述2.2串联谐振回路2.3并联谐振回路2.4串并联互换与回路抽头2.5谐振回路的相频特性2.6耦合回路2.7滤波器的其它形式2.1概述?

在无线通信中，调制信号具有窄带特性?

通过长距离的通信传输，信号受到衰减和干扰，到达接收设备的信号非常微弱?

利用选频网络可以选出所需频率成分?

选频作用由C带通滤波器、晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等实现?

对于选频网络，关注其通带和相频特性?

选频网络往往作为放大、混频等电路的负载2.2串联谐振回路?

回路阻抗特性+-sV.LRC）1（CLjRZ+=22）1（CLRZ+=RCL1arctan=LC10=?

谐振频率?

谐振特性?

谐振时，回路为纯阻，电流最大?

特性阻抗=CLCL001?

当，回路呈感性?

当，回路呈容性CL100CL1Q2Q2Q1Q值越高，选择性越好0=?

失谐量?

广义失谐量，）（00=QjII+=110?

在谐振点附近00000002）（2=+=202021111+=QIImmQffBW07.07.02=?

通频带（3dB带宽）?

相频特性（回路电流）arctan2arctan）（arctan000=QQ2/2/0Q1Q2?

信源内阻和负载对串联谐振的影响LSLRRRLQ+=0导致Q值降低+-sV.LRCRsRL2.3并联谐振回路?

当信号源内阻很大，串联谐振回路品质因数显著降低，宜采用并联谐振。

Is.CALRB22/111（）（）11（）（）1arctanLCZCRRjLjCCLLZCRCLLCLCRL=+=+=?

阻抗特性当时（接近谐振，一般均满足）RL?

导纳分析11（）pCRYjCGjBLLZ=+=+=RPCLU.BAIs.?

谐振特性?

谐振频率近似解：

精确解：

LCp1=?

谐振电阻谐振时，回路为纯电导，AB两端的电压最大2221111ppQLCLRLC=CRLGRpp=1?

谐振时，电感和电容上的电流大小相等，方向相反，幅值为输入电流源的Q倍?

当，回路呈容性?

当，回路呈感性CLpp1ppCLpp1Q2Q2Q1ppQffBW=7.07.02?

通频带?

相频特性arctan=?

信源内阻和负载对并联谐振的影响sI.LCRsRLRp）（1LsppLGGGLQ+=信源内阻和负载同样会降低回路之Q值2.4串并联互换与回路抽头?

串并联阻抗等效互换?

信号源内阻或负载并联在回路两端，将直接影响回路的值，影响负载上的功率输出及回路的谐振频率。

为解决这个问题，可用阻抗变换电路，将它们折算到回路两端。

?

等效的原则：

从两端视入的阻抗或导纳相等X2RxR1ABABR2X1222211）（jXRXjRjXRRX+=+=+=+2222222122222221XRXRXXRXRRRX2211XRRRXQXL=+=）（1（122XLRRQR+=）11（212LQXX+=?

存在抽头回路时的情形?

采用抽头回路，可以通过改变抽头位置或电容比实现阻抗匹配或阻抗变换?

电感抽头CR1L2L1-+abdabV?

+-dbV?

LLLLLp1211=+=接入系数：

存在互感：

MLLMLp2211+=，线圈绕向相同，取211NNNp+=用线圈匝数表示：

当回路工作在谐振频率附近时：

dbabZpCRLLLRLZ21211210）（=导纳形式表示：

21pYYdbab=CR1L2L1-+abdabV?

+-dbV?

从从ab端看入的电阻端看入的电阻由功率关系可得：

12222RVRVdbabab=pVVdbab=又：

则：

2pRRdbab=R1C1L-+abdabV?

+-dbV?

C2?

电容抽头2121CCCCCp+=其它结果同电感抽头2.5谐振回路的相频特性?

群时延定义dd=）（含义：

当群时延为常数时，经过该网络的信号仅有时延，没有失真?

并联谐振回路的群时延202200）（41/22arctan）（+=pppQQQdd在附近，002）（pQ）（）（arctan00=2/2/0接近线性2.6耦合回路?

概述两个互相耦合的振荡电路，也称双调谐回路。

主要功能：

用来进行阻抗变换以完成高频信号的传输，同时能实现比单调谐回路更好的频率特性。

.+-1.VR1R2C1C2L1L21.I2.IM互感耦合sI.C1G2G1L1C2CM+-1.VL2+-2.V电容耦合?

耦合系数对于互感耦合：

对于电容耦合：

21LLMk=）（）（21MMMCCCCCk+=?

互感耦合回路的等效阻抗初次级回路方程1112112220ZIjMIVjMIZI=+=?

其中Z11，Z22为回路自阻抗222222111111jXRZjXRZ+=+=221122112221）（）（ffffffjXRZMZjXRZMZ+=+=定义反射阻抗：

初次级回路方程的解222111211111,ffZZZVMjIZZVI+=+=?

耦合回路的调谐特性22222222221122222222221111）（）（+=XXRMXRXRMRVImm21121121122221121121122221121112）（）（1+=XXRMXRXRMRXRMVImm?

部分谐振初级谐振：

22222222211）（XXRMX+=次级谐振：

11211211222）（XXRMX+=?

复谐振在部分谐振的条件下，改变M，使Rf1R11，达到共轭匹配，功率最大传输至次级。

初级复谐振?

全谐振与最佳全谐振全谐振：

初、次级均谐振，X110，X220谐振电流：

）（22222222211XXRMX+=22222222211）（RXRMR+=）（/,）（1122211122221111RMRRVMjIRMRVI+=+=?

最佳全谐振：

初、次级均匹配221122112221）（）（RRMRRRMRff=，当时，次级回路得到最大电流2211RRMc=22111maxmax,22RRVIm=此时，称为临界耦合212211221122111QQLLRRLLMkcc=?

耦合回路的频率特性以电容耦合回路为例，设初、次级回路的参量相同，即C1C2C，L1=L2L,G1=G2=G。

回路Q值相同。

节点电流方程节点电流方程+=+=1222221111）（0）（VCjVCCjLjVGVVCjVCCjLjVGVIMMMMs?

令：

CCL1/021=+=+=，MMCCCC广义失谐量：

=00Q方程简化为：

+=+=1221）1（0）1（VCjjGVVCjjGVIMMs?

解，得：

22222）1（MsMCjGICjV+=?

222222224）1（+=GCGICVMsmMm设耦合因数：

kQCCGCGCMM=222224）1（+=GIVsmm当时，0,1=GIVsm2max2=令：

2222max224）1（2+=VVm可见，系耦合因数与广义失谐量的函数频率特性曲线频率特性曲线时，称弱耦合，单峰，时，称强耦合，双峰1极值点：

122,1=00=2.7滤波器的其它形式?

LC集中选择性滤波器?

石英晶体滤波器?

用特殊方式切割的石英晶体片?

Q值很高，可达几万?

工作频率稳定度高，阻带衰减陡峭，通带衰减小?

等效电路串联谐振频率：

并联谐振频率：

?

电抗特性qqqCL1=001CCCCLqqqp+=C0CqLqrq?

陶瓷滤波器?

利用陶瓷材料的压电效应?

等效电路类似石英晶体?

Q值和选择性不如石英晶体?

四端陶瓷滤波器（a）（b）（c）?

声表面波滤波器?

体积小、重量轻?

中心频率可以做得很高?

相对带宽较宽?

理想的矩形选频特性LRsUsabdRL发端换能器声表面波传播方向吸收材料收端换能器第三章高频小信号放大3.1概述3.2晶体管高频小信号等效电路与参数3.3单调谐回路谐振放大器3.3.1单级单调谐回路谐振放大器3.3.2多级单调谐回路谐振放大器3.4双调谐回路谐振放大器3.5谐振放大器的稳定性3.6谐振放大器的常用电路3.1概述?

广泛应用于通信、广播、电视等系统的射频前端?

作用：

对有用信号进行放大，对无用的噪声、干扰信号进行抑制?

分类：

以谐振回路为负载的谐振放大器和以滤波器为负载的集中选频放大器?

主要性能指标?

增益?

通频带?

选择性：

指谐振放大器从输入信号中选出有用信号成分并加以放大，而将无用的干扰信号加以有效抑制的能力。

矩形系数矩形系数抑制比抑制比Au/Au010.7070.1fLf0fHBW0.7BW0.1理想实际f0.10.10.7BWKBW=（）20lg（）uouAddBA=矩形系数越接近1，选择性越好?

噪声系数放大器的噪声系数是指输入端的信噪比与输出端的信噪比的比值。

（/）/（/）/（）10lg（）/iinioonoiniFdBonoSNPPFSNPPPPNPP=?

稳定性现象：

增益变化，中心频率偏移，通带变窄，谐振曲线变形，自激振荡解决：

限制增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配法，改善工艺（接地、屏蔽）3.2晶体管高频小信号等效电路与参数3.2.1Y参数等效电路I1.V1.becI2.V2.V=2121VVyyyyIIoerefeie?

其中，yie为输出短路时的输入导纳yre为输入短路时的反向传输导纳yfe为输出短路时的正向传输导纳yoe为输入短路时的输出导纳Y参数等效电路参数等效电路yieyreV2.yfeV1.I1.V1.V2.byoecI2.e实际应用实际应用Y参数等效电路参数等效电路gieyreV2.yfeV1.I1.V1.V2.bgoecI2.CoeCiee其中：

为输入电容为输入电导，时，当忽略，为输入电容为输入电导，oeoeoeoeoeEmfebbfefefererereieieieieieCgCjgyIgyryyyyCgCjgy26/+=+=3.2.2晶体管高频参数?

截止频率ffj+=10f?

特征频率时的频率降至，当1Tf120=ffTffT001时，当（）ffffffffffTT+=220/1/1，时当可以用来估算当前的放大倍数?

最高振荡频率maxffffTmax晶体管功率增益为1时的工作频率，高于此频率将不能起振3.3单调谐回路谐振放大器3.3.1单级单调谐回路谐振放大器?

实际电路?

等效电路=+=+=LcccoeifeccreiiebYVIVyVyIVyVyI?

iLoefereiebiLoefecVYyyyyIVYyyV?

+=+=解，得iY以下设：

0=rey?

电压增益22201ieLypLjCjGY+=LLYpY211=ab间等效导纳cb间等效导纳又：

cVppV?

120=LoefeLoefeivYypyppYypypVVA+=+=2121120）（?

电压增益：

将：

oeoeoeCjgy+=222ieieieCjgy+=LjCjgyppAfev121+=?

代入上式，有其中：

022221Ggpgpgieoe+=CCpCpCieoe+=22221=LC10谐振频率：

=gCQL0=gyppAfev210?

品质因数：

谐振时，电压增益：

谐振频率附近：

+=02121ffQjgyppALfev?

功率增益ifeVyp.1aboegp210G222iegp谐振时等效电路输入功率：

12ieimigVP=输出功率：

2222122220ieimfeieabmgpgVypgpVP=功率增益：

1220212222210）（0ieieviefeieiPggAggygppPPG=次级输入当可忽略，0G当可忽略，22221ieoegpgp=匹配条件：

（）12max40ieoefepggyG=最大功率增益：

如考虑，采用同样的匹配条件，则：

0G空载品质因数，有载品质因数，G110000LQLgQL=（）20122012max14140=QQggygGggyGLieoefeieoefep也称为插入损耗1QL20Q?

通频带200211+=ffQAALvv3dB带宽带宽LQffBW07.07.02=CfyppgyppAfefev7.0212104?

带宽与增益的关系?

增益反比于带宽和回路电容?

对于宽带放大器，应该减小回路等效电容?

选择性1.0211200=+=ffQAALvvLQfBW021.0110=95.911007.01.01.0=BWBWK离1甚远，选择性差3.3.2多级单调谐回路谐振放大器?

级联增益mvvvmAAAA=21mvmAA