硕力更高频电子线路第二章高频电路基础课件.ppt

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1、第2章高频电路基础2.1高频电路中的基本元器件2.2高频电路中的基本电路2.3电子噪声及其特性2.4噪声系数和噪声温度2.2高频电路中的基本电路2.2.1高频振荡回路高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络，也是构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件，在电路中完成阻抗变换、信号选择等任务，并可直接作为负载使用。下面分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡回路三部分来讨论。2并联谐振回路储能元件（电感和电容）并联电流驱动，电压输出传输函数具有阻抗的量纲1.简单振荡回路串联谐振回路：电压驱动，电流输出

2、LC谐振回路是最简单也是最基本的LC滤波器电路。3自由振荡现象：R、L、C电路具有自由振荡现象。1）R=0，等幅振荡;2）R<0，增幅振荡;3）R>0，减幅振荡（R<）;4）R>，没有振荡。4为回路自然角频率。1）R=0，等幅振荡52）R>0，减幅振荡（R<）63）R<0，增幅振荡74）R>，没有振荡。8（1）电路特点固有损耗也可等效表示为并联谐振电阻RP回路电感元件的固有损耗电阻RS（包括电感线圈导线的欧姆电阻、由趋肤效应引起的高频损耗电阻）9传输函数（传输阻抗）谐振：回路电压与输入激励电流同相位回路呈纯阻

3、特性其中10回路空载（固有）品质因数Q（易测量）意义：表征回路谐振过程中一个周期的电抗元件的储能与电阻元件耗能状况的比值。当Q>>1时：回路谐振角频率：为回路无阻尼振荡角频率。特性阻抗：11使网络阻抗（ZP（jω））相等进行等效串联与并联回路Q值相同12（2）并联回路端阻抗的模和相角随频率变化的关系为：13并联回路的阻抗特性=0，呈纯电阻且阻值最大>0，呈容性<0，呈感性14串联回路的阻抗特性=0，呈纯电阻且阻值最小<0，呈容性>0，呈感性15（3）谐振特性并联回路谐振时，流过其电抗

4、支路的电流IL、IC比激励电流Ig大Q倍，故并联谐振又称电流谐振。所以品质因数Q易测量。并联谐振时（Q值很高），输出最大电压：★并联回路在谐振时的电流、电压相位关系如图所示。16串联回路谐振时，电抗上电压是激励电压的Q倍，故串联谐振又称电压谐振。所以品质因数Q易测量。串联回路谐振时，回路呈纯电阻，且阻值最小，回路电流最大。★串联回路在谐振时的电流、电压相位关系如图所示。17（4）频率特性、通频带和谐波抑制度频率特性：以=时的输出电压　对　归一化，可得并联谐振回路的相对幅频特性与相频特性，其值分别如下：18并联

5、谐振回路的相对幅频特性和相对相频特性Q值增大→选择性更好Q值增大→斜率的绝对值增大单位谐振曲线可表示选择性好坏。19串联谐振回路的相对幅频特性和相对相频特性Q值增大→选择性更好Q值增大→斜率的绝对值增大20广义失谐通频带（BW）：当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时,将并联回路端电压值(串联回路电流值）下降为谐振值的时对应的频率范围称为回路的通频带。在实际应用中,外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度,称为失谐。当ω与ω0很接近时,令：则：21ξ=±1,则：则：令：22谐

6、波抑制度ϒ例：若Q=100，二次谐波抑制度23为了衡量实际幅频特性曲线接近理想幅频特性曲线的程度，提出了“矩形系数”这个性能指标。矩形系数Ｋ0.1：为单位谐振曲线（）值下降到０.１时的频带范围ＢＷ0.1与通频带ＢＷ0.7之比，即:矩形系数K24Ｋ0.1是一个大于或等于１的数，其数值越小，则对应的幅频特性越理想。25解：取用类似于求通频带ＢＷ0.7的方法可求得:一个单谐振回路的矩形系数是一个定值,与其回路Ｑ值和谐振频率无关，且这个数值较大，接近１０，说明单谐振回路的幅频特性不大理想。例：求并联谐振回路的

7、矩形系数Ｋ0.1。26（5）信号源內阻和负载电阻对并联谐振回路的影响影响谐振回路谐振频率。减小→通频带加宽→选择性变坏。有载品质因数影响：27在有信号源內阻和负载电阻情况下，为了对并联谐振回路的影响小，需要应用阻抗变换电路。并联谐振回路希望用恒流源激励。结论：串联谐振回路希望用恒压源激励。28(1)全耦合变压器等效从功率等效角度证明：理想变压器无损耗：接入系数:2.抽头并联振荡回路29部分接入法：负载电阻RL是通过双电容分压接入并联谐振回路的,称为部分接入法。令接入系数：可得：(2)双电容耦合电路由低抽头向

8、高抽头转换，阻抗提高。30接入系数功率守恒31(3)双电感抽头耦合电路（忽略了互感M）负载电阻RL是通过双电感抽头接入并联谐振回路的,为部分接入法。令接入系数：得：，(P<1)32(4)应用部分接入法的选频电路接入系数：结论:采用部分接入法，电源及负载对回路有载品质因数影响明显减小。33上面分析了外接负载为纯阻的情况。而当外接负载包括电抗成分时，上述等效变换关系仍然适用。接入系数34阻抗电路的串—并