第2章-高频电路基础ppt课件.ppt

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1、第二章高频电路基础概述电子元器件的高频特性。电阻、电感或电容都不是理想的元件，高频时要考虑引线电感、分布电容和损耗；晶体二、三极管高频使用时要考虑其结电容和引线电感。选频电路。信号经调制后具有一定带宽，通常需要用具有带通特性的选频电路选通。在高频电路中大量用到振荡回路来实现选频或频带成型。噪声、噪声系数及分析计算。干扰和噪声是设备和信道中客观存在的，但是不是我们所希望的，如何减少它们的影响提高通信质量是研究噪声及其分析计算的目的。第一节选频电路振荡回路的构成及功能:1.构成：由LC组成(主要是无源器件：L—电感，C—电容)2.功能：具有选频以及阻抗变换功能；3.电路形式：简单振荡回路(串、并联

2、回路)；抽头振荡回路；耦合振荡回路。一、串联单振荡回路1.电路：总串联阻抗:理想振荡电路电抗与频率的关系回路谐振时:此时:总电抗为零，谐振阻抗2.电路谐振特性：一、串联单振荡回路谐振时：总阻抗为纯阻且数值最小，相移为零,回路电流最大。振荡回路损耗大小由品质因数表征:Q0是谐振时感抗或容抗与谐振电阻之比。也代表电容或电感端电压值为电阻r的电压值的倍数.外接负载电阻时，称有载，为总电阻与谐振感抗或容抗之比。二:并联单振荡回路电路形式:并联谐振回路及其等效电路、幅频特性和相频特性(a)并联谐振回路;（b）等效电路;（c）幅频特性;（d）相频特性1).谐振阻抗的表达式:总阻抗，又因为所以对于高Q电路

3、，，可以得到，谐振时此时(纯阻且最大)2)带宽和矩形系数在高Q电路情况下:其中，称为广义失谐。模值:幅角:谐振回路通带宽度：可由Zp分母虚部等于1求得，即可得可见如果Q增大B0.707将减小矩形系数:对于单并联谐振回路:Q越大，谐振曲线越尖锐，B减小，但是矩形系数并不改变，所以品质因数对于回路宽带宽和高选择性这一矛盾不能兼顾。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=50pF。(1)试计算所需的线圈电感L值。(2)若回路品质因数为Q0=100,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=0.5MHz，则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所

4、需带宽要求?解：(1)计算L值。由式(2-2)可得将f0以兆赫兹(MHz)为单位,Ｃ以皮法(pF)为单位,L以微亨（μH）为单位，上式可变为一实用计算公式：将f0=fs=10MHz代入,得(2)回路谐振电阻和带宽。由式(2—12)回路带宽为(3)求满足0.5MHz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R1∥R0,总的回路有载品质因数为QL。由带宽公式,有此时要求的带宽B=0.5MHz,故回路总电阻为需要在回路上并联7.97kΩ的电阻。三:抽头并联振荡回路(主要用作阻抗变换、匹配)1)电感抽头:将谐振电阻等效到信号源端以表示:由功率相等反之，若信号源端阻抗等效到回路端则除以即由

5、此可以推理出:在附近信号源2)电容抽头:采用抽头耦合,可降低负载或信源内阻的旁路作用,有利于回路值的提高，即可以减小负载或内阻对回路影响。例2如图所示，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)的表达式及回路带宽。图2—11例2的抽头回路解：由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q0→∞。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回路两端电压u(t)与i(t)同相，电压振幅U=IR=2V，故输出电压为回路有载品质因数回路带宽四:耦合振荡回路(双调谐回路)1)耦合方式:2)主要功用与优点:1.阻抗变换,选频2.矩形系数好3)耦合系数

6、:为耦合电抗与初次级回路中与同性质两电抗的几何平均值之比。对于互感耦合:通常情况:对于电容耦合:耦合因子:一般来说双调谐回路的矩形系数较单调谐回路好。互感耦合转移阻抗的频率特性思考题已知：作业:P672-12-22-32-4Thankyou!第二节电子噪声干扰（噪声）：除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁骚动的总称。通信信道中普遍存在噪声：一般将外来的突发的、特定的称为干扰主要包括电台、工业、空间电磁、天电等内部产生的一般称为噪声人为:接地,回路耦合等系统内:电阻,电子器件等的热噪声等电子噪声：电子线路中普遍存在。指电子线路中的随机起伏的电信号，与电子扰动有关。当噪声,干扰与信号可比拟时

7、,称信号被噪声淹没.一:来源与特性1.电阻热噪声:由电阻内或导体内自由电子无规则热运动产生,且与温度有关,具有随机性.若噪声电压以表示,其随时间变化特性:1)的均值为零,即2)概率密度服从正态分布(高斯分布)出现较大值的概率相对较小,所以在小信号电路或系统中要考虑.若以代表噪声电压的均方根值(有效值),则的概率小于0.01%3)噪声大小常以均方值或(功率量)表示.数值上可以将奈奎斯特公式表示为：当