射频电路设计(第一章)

《射频电路设计(第一章)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、射频电路设计信息科学与技术学院课程纲要、参考教材本课程通过讲授射频电路设计基础理论，分析了普通低频电路和元件当工作频率升高到射频波段（通常指30 MHz～4 GHz）时所遇到的困难和解决办法，并避开电磁场理论繁杂的处理方法，而采用分布参量等效电路的方法讨论射频和微波电路的设计问题，同时运用Agilent公司（原HP公司）的专业电子设计仿真软件ADS平台加以仿真实践，让学生全面掌握射频电路设计的基本方法和原则，了解专业电子设计软件工具ADS的使用方法，提高学生的系统设计能力。教材：1、射频电路设计——理论与应用美

2、Ludwig,R.徐承和等译电子工业出版社2003-052、ADS应用详解——射频电路设计与仿真陈艳华等编著人民邮电出版社参考书：1、射频电路设计黄智伟编著电子工业出版社2006-042、射频电路设计美W.Alan.Davis李福乐译机械工业出版社2005-10－093、射频与微波通信电路——分析与设计美DevendraK.Misra著徐承和等译电子工业出版社2005-11目录第一章引言第二章传输线分析第三章Smith圆图第四章单端口网络和多端口网络第五章有源射频器件模型第六章匹配网络和偏置网络第七章射频仿真软

3、件ADS概况第八章射频放大器设计第九章射频滤波器设计第十章混频器和振荡器设计课程教学计划理论讲授：34学时第一部分．介绍射频传输的特点、传输线基本原理及作为射频和微波分析工具的Smith圆图、网络参量和信号流图；(12学时)第二部分．介绍各种有源射频器件模型及匹配网络的原理分析(8学时)第三部分．专业的射频仿真软件ADS介绍。(2学时)第三部分．射频滤波器的原理分析和设计指导。(4学时)第四部分．射频放大器的原理分析和设计指导。(4学时)第五部分．混频器和振荡器的原理分析和设计指导。(4学时)上机实验及课程设计

4、：引言–射频电路设计基础1.1射频电路系统简介1.2量纲和单位1.3频谱1.4无源元件的射频特性1.5片状元件及对电路板的考虑1.1射频电路系统简介一般射频系统方框图：射频电路的工作频率：通常高于1GHz随着频率的升高、相应的电磁波的波长变得可与分立元件的尺寸相比拟时，电阻、电容、电感这些元件的电响应将开始偏离它们的理想频率特性。这时，普通的电路分析方法已不适用。射频电路的主要部件：传输线滤波器功率放大器混频器和振荡器1.2量纲和单位在自由空间，向z方向传播的平面电磁（EM）波，当E⊥H⊥传播方向时，即为横电磁

5、（TEM)波：特性阻抗（波阻抗）：电场和磁场分量的比波相速：1.3频谱1.4无源元件的射频特性在射频频段，集总电阻、集总电容和集总电感的特性是不具有“纯”的电阻、电容和电感的性质，这是在射频电路设计、模拟和布线过程中必须注意的。1.4.1高频电阻－射频特性一个电阻器的高频等效电路如右上图所示，图中，两个电感L等效为引线电感；电容Cb表示电荷分布效应，Ca表示为引线间电容，与标称电阻相比较，引线电阻常常被忽略。从图可见，在低频时电阻的阻抗是R；随着频率的升高，寄生电容的影响成为引起电阻阻抗下降的主要因素；然而随着

6、频率的进一步升高，由于引线电感的影响，电阻的总阻抗上升。在很高的频率时，引线电感会成为一个无限大的阻抗，甚至开路。一个金属膜电阻的阻抗绝对值与频率的关系如右下图所示：低频时电阻的阻抗是R；当频率升高并超过10MHz时，寄生电容的影响便成为主要的，它引起电阻的阻抗下降；当频率超过大约20GHz的谐振点时，由于引线电感的影响，总的阻抗上升（引线电感在很高频率下代表一个开路线或无限大阻抗）一个500Ω金属膜电阻的阻抗绝对值与频率的关系1.4.1高频电阻－类型目前，在射频电路中主要应用的是薄膜片状电阻，该类电阻的尺寸能

7、够做得非常小，可以有效地减少引线电感和分布电容的影响。片状电阻的形式有0603、0805、1206、2010、2512，功率范围为1/10W～1W，阻值范围为0.1～10M。例如，0603的封装尺寸仅为1.60mm（长）×0.8mm（宽）×0.45mm（高）。1.4.2高频电容－射频特性一个电容器的高频等效电路如图所示，图中，电感L等效为引线电感，电阻Rs表示引线导体损耗，电阻Re表示介质损耗。由图可见，电容器的引线电感将随着频率的升高而降低电容器的特性。如果引线电感与实际电容器的电容谐振，这将会产生一个串

8、联谐振，使总电抗趋向为0。由于这个串联谐振产生一个很小的串联阻抗，所以非常适合在射频电路的耦合和去耦电路中应用。然而，当电路的工作频率高于串联谐振频率时，该电容器将表现为电感性而不是电容性。一个电容器的阻抗绝对值与频率的关系如右下图所示。一个电容器的阻抗绝对值与频率的关系片状电容器有高频用（高Q）多层陶瓷片状电容器、X7R介质片状电容器、NPO介质片状电容器、Y5V介质片状电容器、固