第二章 高频电路基础 gai.ppt

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1、第二章高频电路基础1.高频电路中的元器件2.高频电路中的基本电路3.电子噪声及其特性4.噪声系数和噪声温度第一节高频电路中的元器件一、高频电路中的元件高频元件包括：电阻，电容，电感。注意：高频元件在使用时要注意他们的高频特性。第一节高频电路中的元器件自身谐振频率SRF（SelfResonantFrequency）fSRF时，电容器等效为一个电感。与电容器类似，高频电感器也具有自身谐振频率SRF。理想电容器的阻抗特性高频电感器也具有自身谐振频率SRF第一节高频电路中的元器件品质因数Q品质因数Q定义为高频电感的感抗与其串联损

2、耗电阻之比。Q值越高，表明该电感的储能作用越强，损耗越小。Q值的计算：第一节高频电路中的元器件二、高频电路中的器件高频电路中的有源器件主要是二极管、晶体管和集成电路（IC），完成信号的放大、非线性变换等功能。第二节高频电路中的基本电路一、高频振荡回路高频振荡回路包括并联谐振回路和串联谐振回路。振荡回路的谐振特性简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。第二节高频电路中的基本电路（1）并联谐振回路简单并联谐振回路电路所示，L为电感线圈，r是其损耗电阻，通常很小，可以忽略，C为电容。并联谐振回路第二节高频电路中

3、的基本电路并联谐振回路的计算并联谐振频率：令的虚部为零，求解可得：回路在谐振时的阻抗最大，为：并联阻抗：当信号角频率为ω时第二节高频电路中的基本电路由于有得到：时，图2-4（a）的并联谐振回路可用图2-4（b）所示的等效电路来表示。图2-4（b）并联谐振回路等效电路图2-4（a）并联谐振回路第二节高频电路中的基本电路在高条件下，有：并联回路通常用于窄带系统，此时与相差不大，因此，可进一步简化为：并联谐振回路第二节高频电路中的基本电路根据可画出归一化的并联谐振阻抗特性和辐角特性。容性感性图2-4（c）阻抗特性图2-4（d）辐角特性第二节高频电路中的基本电路回路带

4、宽3dB通频带（半功率点通频带）定义为阻抗幅频特性下降为谐振值（中心频率处）的时对应的频率范围，也称回路带宽，通常用或来表示。回路带宽的计算——令等于，则可推得=1，从而可得3dB带宽为：定义矩形系数：第二节高频电路中的基本电路（2）串联谐振回路串联谐振回路是与并联谐振回路对偶的电路，其电路组成、电抗特性、幅频特性和辐角特性（相频特性）如图所示。串联谐振角频率为:电抗特性幅频特性辐角特性（相频特性）电路组成第二节高频电路中的基本电路2.抽头并联振荡回路激励源或负载与回路电感或电容部分联接的并联振荡回路，称为抽头并联振荡回路。抽头回路的作用：通过改变抽头位置或电

5、容分压比来实现回路与信号源的阻抗匹配，或者进行阻抗变换。信号源部分接入负载部分接入第二节高频电路中的基本电路抽头系数（接入系数）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。用电压比来表示：负载部分接入信号源部分接入第二节高频电路中的基本电路阻抗变换和信号源变换对于信号源部分接入：由功率相等：信号源部分接入第二节高频电路中的基本电路阻抗变换和信号源变换对于负载部分接入：由功率相等：负载部分接入第二节高频电路中的基本电路三、石英晶体谐振器晶体谐振器与一般振荡回路比较，有几个明显的特点:（1）晶体的谐振频率非常稳定。（2）有非常高的品质因数。（

6、3）接入系数非常小。（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。第三节电子噪声及其特性定义：噪声就是除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁扰动的总称。在电子线路中，噪声来源主要有两方面:电阻热噪声和半导体管噪声。第三节电子噪声及其特性1．电阻热噪声电阻两端噪声电压的均方值为电阻热噪声等效电路定义均方电压谱密度和均方电流谱密度分别对应于单位频带内的噪声电压均方值与噪声电流均方值：第三节电子噪声及其特性（2）线性电路中的热噪声①多个电阻的热噪声。以两个电阻串联为例：两个电阻串联的噪声分析模型第三节电子噪声及其特性②热噪声通过线性网络。为电路的传

7、输函数，如果传输函数表示电压之比则有：热噪声通过线路电路的模型可以求出输出端的均方噪声电压为定义等效噪声带宽可以得到：等效噪声带宽第三节电子噪声及其特性2．晶体三极管的噪声•分布电阻产生热噪声•散弹（粒）噪声•分配噪声•闪烁噪声3．场效应管噪声第四节噪声系数和噪声温度一、噪声系数噪声系数定义为输入端的信号噪声功率比与输出端的信号噪声功率比的比值，即噪声系数通常用dB表示，用dB表示的噪声系数为线性电路第四节噪声系数和噪声温度对噪声系数的一些说明：1.噪声功率是按每单位频带内的噪声功率定义的，但是若引入等效噪声带宽，则也可以用于整个频带内的噪声功率。2.与、无关

8、，但与、有关3.与输入端、输出端是否匹