高频电子线路教案第1章谐振回路ppt课件.ppt

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1、第1章谐振回路1.1高频电路中的元器件1.1.1高频电路中的元件1.1.2高频电路中的有源器件1.2简单谐振回路1.2.1串联谐振回路1.2.2并联谐振回路1.2.3耦合回路1.3滤波器1.3.1石英晶体谐振器1.3.2集中滤波器1.3.3衰减器与匹配器本章小结内容提要谐振回路在高频电路中即为选频网络，它能选出我们需要的频率分量和滤除不需要的频率量。在高频电子线路中应用的选频网络分为两大类：第一类是由电感和电容元件组成的振荡回路（也称谐振回路），它又可分为单谐振回路和耦合谐振回路；第二类是各种滤波器，如LC集中参数滤波器，石英晶体滤波器，陶瓷滤波器和声表面波滤波等。1.1高频电路中的元器件

2、高频电路中的元器件：有源器件、无源元件和无源网络。使用时注意元件的高频特性无源的线性元件：电阻、电容和电感有源器件：二极管，晶体管和集成电路1.1.1高频电路中的元件1.电阻器低频：电阻特性；高频：电阻特性、电抗特性一个电阻R的高频等效电路如图所示，其中CR为分布电容，LR为引线电感，R为电阻。电阻的高频等效电路CRRLR2.电感线圈的高频特性高频特性：电感L、损耗电阻r和分布电容。长、中、短波频段：电感L和电阻r串联，如图所示。电感线圈的串联等效电路rL电阻r随频率增高而增加，这主要是集肤效应的影响。所谓集肤效应是指随着工作频率的增高，流过导线的交流电流向导线表面集中这一现象，当频率很高

3、时，导线中心部位几乎完全没有电流流过，这相当于把导线的横截面积减小为导线的圆环面积，导电的有效面积较直流时大为减小，电阻r增大。工作频率越高，圆环的面积越小，导线电阻就越大。设流过电感线圈的电流为I，则电感L上的无功功率为I2ωL，而线圈的损耗功率，即电阻r的消耗功率为I2r，故由式（1.1.1）得到电感的品质因数(1.1.1)(1.1.2)Q值是一个比值，它是感抗ωL与损耗电阻r之比，Q值越高损耗越小，一般情况下,线圈的Q值通常在几十到一二百左右。品质因数定义：无功功率与有功功率之比:rL电感与电阻串联形式---》电感与电阻的并联形式。下图中的LP、R表示并联形式的参数。(1.1.3)电

4、感线圈串、并联等效电路等效的原则：rL12RLP1’2’(1.1.4)由上述结果表明，一个高Q电感线圈，其等效电路可以表示为串联形式,也可以表示为并联式行。在两种形式中，电感值近似不变，串联电阻与并联电阻的乘积等于感抗的平方。当Q＞＞1时，则由式(1.1.4)看出，r越小R就越大，即损耗小，反之，则损耗大。一般地，r为几欧的量级，变换成R则为几十到几百千欧。Q也可以用并联形式的参数表示。由式(1.1.4)有上式代入(1.1.2)得上式表明，若以并联形式表示Q时，则为并联电阻与感抗之比。3.电容器的高频特征一个实际的电容器除表现电容特性外，也具有损耗电阻和分布电感。在分析一般米波以下频段的谐

5、振回路时，常常只考虑电容和损耗。电容器的等效电路也有两种形式，如图所示。R电容器的串、并联等效电路rCCp为了说明电容器损耗的大小，引入电容器的品质因数Q，它等于容抗与串联电阻之比(1.1.5)(1.1.6)电容器损耗电阻的大小主要由介质材料决定。Q值可达几千到几万的数量级，与电感线圈相比,电容器的损耗常常忽略不计。若以并联等效电路表示，则为并联电阻与容抗之比。同理，可以推导出上图串、并联电路的变换式:当Qc＞＞1时，它们近似式为上面分析表明，一个实际的电容器，其等效电路可以表示为串联形式，也可以表示为并联形式。两种形式中电容值近似不变，串联电阻和并联电阻的乘积等于容抗的平方。R电容器的串

6、、并联等效电路rCCp1.1.2高频电路中的有源器件1.二极管半导体二极管：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。因此主要用点接触式二极管和表面势垒二极管(又称肖特基二极管)。两者都利用多数载流子导电机理，它们的极间电容小，工作频率高。变容二极管的记忆电容Cj与外加反偏电压U之间呈非线性关系。变容二极管在工作时处于反偏截止状态，基本上不消耗能量，噪声小，功率高。将它用于振荡回路中，可以做成电调谐器，也可以构成自动调谐电路等。变容管若用于振荡器中，可以通过改变电压来改变振荡信号的频率。这种振荡器称为压控振荡器(VCO)，压控振荡器是锁相环路的一个重要部件。2.晶体管

7、与场效应管在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和多种场效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好，在外形结构方面也有所不同。高频晶体管有两大类型：一类是做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；另一类为高频功率放大管，除了增益外，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。目前通用型的宽带集成放大器，工作频率可达一、二