2 高頻電路基礎(chǔ)

1、高頻電子線路第二章第二章 高頻電路基礎(chǔ)高頻電路基礎(chǔ)2.1 2.1 高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件2.2 2.2 高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路2.3 2.3 電子噪聲及其特性電子噪聲及其特性 2.4 2.4 噪聲系數(shù)和噪聲溫度噪聲系數(shù)和噪聲溫度高頻電子線路第二章第二章 高頻電路基礎(chǔ)高頻電路基礎(chǔ)2.1 2.1 高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件* * *高頻電子線路高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件 高頻電路是由各種有源器件、高頻電路是由各種有源器件、 無(wú)源元件和無(wú)無(wú)源元件和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)組成的。源網(wǎng)絡(luò)組成的。 高頻電路中使用的元器件與在低頻電路中使高頻電路中使用的元器件與在低頻電

2、路中使用的元器件基本相同用的元器件基本相同, 但要注意它們?cè)诠ぷ黝l率較但要注意它們?cè)诠ぷ黝l率較高時(shí)的高頻特性。高時(shí)的高頻特性。高頻電子線路高頻電路中的元件高頻電路中的元件1） 電阻電阻 一個(gè)電阻一個(gè)電阻R的高頻等效電路如圖所示的高頻等效電路如圖所示, 其中其中, CR為分布電容為分布電容, LR為引線電感為引線電感, R為為電阻。電阻。LRCRR電阻的高頻等效電路電阻的高頻等效電路 高頻電子線路 理想電容器的阻抗為理想電容器的阻抗為1/(jC), 如圖（如圖（b）虛線）虛線所示所示 ，實(shí)際電容器存在損耗電阻，實(shí)際電容器存在損耗電阻RC和引線電感和引線電感LC，如圖（，如圖（a）所示。）所示。

3、電容器的高頻等效電路及電容器的高頻等效電路及阻抗特性阻抗特性 LCRCC(a)阻抗頻率 f(b)02） 電容電容高頻電路中的元件高頻電路中的元件高頻電子線路 理想電感器理想電感器L的阻抗為的阻抗為jL，實(shí)際電感器存，實(shí)際電感器存在分布電容和損耗電阻。在分布電容和損耗電阻。3） 電感電感高頻電路中的元件高頻電路中的元件阻抗與相角阻抗相角頻率 fSRF0電感器的高頻等效電路電感器的高頻等效電路高頻電子線路 1） 晶體二極管晶體二極管 晶體二極管在高頻中主要用于調(diào)制、解晶體二極管在高頻中主要用于調(diào)制、解調(diào)及混頻等非線性變換電路中調(diào)及混頻等非線性變換電路中, 工作在低電工作在低電平。平。 高頻電路中的

4、有源器件高頻電路中的有源器件 另一種在高頻中應(yīng)用很廣的二極管是變?nèi)萘硪环N在高頻中應(yīng)用很廣的二極管是變?nèi)荻O管。二極管。CV高頻電子線路 2） 晶體三極管與場(chǎng)效應(yīng)管（晶體三極管與場(chǎng)效應(yīng)管（FET） 在高頻中應(yīng)用的晶體管仍然是雙極晶體管在高頻中應(yīng)用的晶體管仍然是雙極晶體管和各種場(chǎng)效應(yīng)管，和各種場(chǎng)效應(yīng)管，這些管子比用于低頻的管子這些管子比用于低頻的管子性能更好性能更好, 在外形結(jié)構(gòu)方面也有所不同。在外形結(jié)構(gòu)方面也有所不同。 高頻晶體管有兩大類型高頻晶體管有兩大類型: 一類是作小信號(hào)放一類是作小信號(hào)放大的高頻小功率管大的高頻小功率管, 對(duì)它們的主要要求是高增益對(duì)它們的主要要求是高增益和低噪聲和低噪聲;

5、 另一類為高頻功率放大管另一類為高頻功率放大管, 除了增益除了增益外外, 要求其在高頻有較大的輸出功率要求其在高頻有較大的輸出功率。 高頻電路中的有源器件高頻電路中的有源器件高頻電子線路 2） 晶體三極管與場(chǎng)效應(yīng)管（晶體三極管與場(chǎng)效應(yīng)管（FET） 晶體管的高頻參數(shù)：晶體管的高頻參數(shù)： 高頻電路中的有源器件高頻電路中的有源器件截止頻率截止頻率 f特征頻率特征頻率 fT T截止頻率截止頻率 ffffT高頻電子線路第二章第二章 高頻電路基礎(chǔ)高頻電路基礎(chǔ)2.2 2.2 高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路* * * * * *高頻電子線路 高頻電路中的基本電路（無(wú)源組件或無(wú)源高頻電路中的基本電路（

6、無(wú)源組件或無(wú)源網(wǎng)絡(luò)）主要有高頻振蕩（諧振）回路、網(wǎng)絡(luò)）主要有高頻振蕩（諧振）回路、 高頻變高頻變壓器、諧振器與濾壓器、諧振器與濾波器等波器等, 它們完成信號(hào)的傳它們完成信號(hào)的傳輸、輸、 頻率選擇及阻抗變換等功能。頻率選擇及阻抗變換等功能。 高頻電路中的組件高頻電路中的組件高頻電子線路（一）（一） 高頻振蕩回路高頻振蕩回路* * * * * *高頻電子線路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 分類分類高頻振蕩（諧振）回路高頻振蕩（諧振）回路高頻振蕩（諧振）回路由電感和電容組成。高頻振蕩（諧振）回路由電感和電容組成。高頻電子線路LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0

7、 /20(d)/2串聯(lián)振蕩回路及其特性串聯(lián)振蕩回路及其特性 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路高頻電子線路LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2)1(1CLjrCjLjrZSLC10串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路令其虛部為零，求得串聯(lián)諧振頻率為令其虛部為零，求得串聯(lián)諧振頻率為L(zhǎng)Cf210高頻電子線路串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振頻率為串聯(lián)諧振頻率為此時(shí)阻抗最小，且為純電阻此時(shí)阻抗最小，且為純電阻LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2LC10LCf210高頻電子線路LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2

8、LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路)1(1CLjrCjLjrZSLC10高頻電子線路LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2 若在串聯(lián)振蕩回路兩端加一若在串聯(lián)振蕩回路兩端加一恒壓信號(hào)恒壓信號(hào) , 則發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)則發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)因阻抗最小因阻抗最小, 流過(guò)電路的電流最大流過(guò)電路的電流最大, 稱為諧振電流稱為諧振電流, 其值為其值為UrUI0串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路高頻電子線路CrrLQQII00200201)(11)(11)

9、(11111000000jQrLjrCLjZrrUZUIISS 在任意頻率下的回路電流在任意頻率下的回路電流 與諧振電流之比為與諧振電流之比為I串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路其中其中, 稱為回路的品質(zhì)因數(shù)。稱為回路的品質(zhì)因數(shù)。高頻電子線路)(11)(11111000000jQrLjrCLjZrrUZUIISS220000011()1IIQLQrCr 其模為其模為 在任意頻率下的回路電流在任意頻率下的回路電流 與諧振電流之比為與諧振電流之比為I串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路高頻電子線路根據(jù)上式畫出相應(yīng)的曲線根據(jù)上式畫出相應(yīng)的曲線, 稱為諧振曲線。稱為諧振曲線。II0Q1 Q2Q1Q20串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回

10、路220000011()1IIQLQrCr高頻電子線路 在實(shí)際應(yīng)用中在實(shí)際應(yīng)用中, 外加信號(hào)的頻率外加信號(hào)的頻率與回路諧振頻率與回路諧振頻率0之差之差=-0表示頻率偏離諧振的程度表示頻率偏離諧振的程度, 稱為失諧。稱為失諧。 當(dāng)當(dāng)與與0很接近時(shí)很接近時(shí), 令令 為廣義失諧為廣義失諧2011II串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路000000202002)(2)(ff000000202002)(2)(ff0022ffQQ則則 可寫成可寫成高頻電子線路II0Q1 Q2Q1Q20 當(dāng)保持外加信號(hào)的幅值不變而改變其頻率時(shí)當(dāng)保持外加信號(hào)的幅值不變而改變其頻率時(shí), 將回路將回路電流值下降為諧振值的電流值下降為諧振值的

11、 時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱為回路時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱為回路的通頻帶的通頻帶, 也稱回路帶寬也稱回路帶寬, 通常通常用用B來(lái)表示。令上式等來(lái)表示。令上式等于于 , 則可推得則可推得=1, 從而可得帶寬為從而可得帶寬為.2121QffB02串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路Q越高，帶寬越窄。越高，帶寬越窄。高頻電子線路串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路由于有：由于有：QUUUCL所以串聯(lián)諧振時(shí)：所以串聯(lián)諧振時(shí)：CrrLQQII00200201)(11UL.UC.0U.I0.串聯(lián)串聯(lián)諧振時(shí)的電流、諧振時(shí)的電流、 電壓關(guān)系電壓關(guān)系 LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2（又稱為電壓諧振）（又稱

12、為電壓諧振）高頻電子線路LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I. 并聯(lián)諧振回路及其等效電路、并聯(lián)諧振回路及其等效電路、 阻抗特性和輻角特性阻抗特性和輻角特性 (a) 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路; （b）等效電路）等效電路; （c）阻抗特性）阻抗特性; （d）輻角特性）輻角特性 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路高頻電子線路LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I. 并聯(lián)諧振回路的并聯(lián)阻抗

13、為并聯(lián)諧振回路的并聯(lián)阻抗為 CjLjrCjLjr11)(0jRjQRZjQCrLZpp121)(10000并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路高頻電子線路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 定義使感抗與容抗相等的頻率為并聯(lián)諧振頻率定義使感抗與容抗相等的頻率為并聯(lián)諧振頻率0, 令令Zp的虛部為零的虛部為零, 求解方程的根就是求解方程的根就是0, 可得可得CrrLQQLC00201111式中式中, Q為回路的品質(zhì)因數(shù)為回路的品質(zhì)因數(shù), CrrLQQLC002011111QLC10當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí),高頻電子線路LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(

14、c)(d)U.0|zp|/R0I.并聯(lián)回路在諧振時(shí)的阻抗最大并聯(lián)回路在諧振時(shí)的阻抗最大, 為一電阻為一電阻R0CQLQCrLR000并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路jRjQRZjQCrLZpp121)(10000在任意頻率下的在任意頻率下的阻抗阻抗高頻電子線路000020111CRLRQQLCLrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.并聯(lián)回路在諧振時(shí)的阻抗最大并聯(lián)回路在諧振時(shí)的阻抗最大, 為一電阻為一電阻R0CQLQCrLR000并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q的另一種表示形式的另一

15、種表示形式高頻電子線路CrrLQQLC00201111LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.000020111CRLRQQLCLrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)Q的兩種表示形式的兩種表示形式高頻電子線路并聯(lián)回路在并聯(lián)回路在在任意頻率下的在任意頻率下的阻抗阻抗并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路jRjQRZjQCrLZpp121)(1000

16、0000001()211ppLCrZjQRRZjjQ與與0相差不大時(shí)可簡(jiǎn)化為相差不大時(shí)可簡(jiǎn)化為 對(duì)應(yīng)的阻抗模值與輻角分別為對(duì)應(yīng)的阻抗模值與輻角分別為202001)2(1RQRZparctan)2arctan(0QZ高頻電子線路LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.202001)2(1RQRZp并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路QffB02并聯(lián)諧振回路的幅頻特性并聯(lián)諧振回路的幅頻特性高頻電子線路LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容

17、性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0 /20(d)/2并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路的相頻特性并聯(lián)諧振回路的相頻特性arctan)2arctan(0QZ對(duì)比串聯(lián)回路：對(duì)比串聯(lián)回路：高頻電子線路并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路由于有：由于有：QIIICL所以并聯(lián)諧振時(shí)：所以并聯(lián)諧振時(shí)：IL.IC.0I.U.并聯(lián)諧振時(shí)的電流、并聯(lián)諧振時(shí)的電流、 電壓關(guān)系電壓關(guān)系LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q

18、2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.（又稱為電流諧振）（又稱為電流諧振）000020111CRLRQQLC高頻電子線路LrCX 00容性感性(a)(b)|ZS|r00(c)0/20(d)/2LC10CrrLQQII00200201)(11QffB02公公 式式 歸歸 納納串聯(lián)諧振回路基本公式：串聯(lián)諧振回路基本公式：高頻電子線路公公 式式 歸歸 納納LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/ 2Q1 Q2Q1Q20 /2/2感性Q2Q1Q1 Q2容性Z(a)(b)(c)(d)U.0|zp|/R0I.CQLQCrLR000CrrLQQLC00201111CrrLQQLC0020

19、1111QffB02000020111CRLRQQLC并聯(lián)諧振回路基本公式：并聯(lián)諧振回路基本公式：高頻電子線路 例例 1 設(shè)一放大器以簡(jiǎn)單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)設(shè)一放大器以簡(jiǎn)單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載載, 信號(hào)中心頻率信號(hào)中心頻率fs=10MHz, 回路電容回路電容C=50 pF, (1) 試計(jì)算所需的線圈電感值。試計(jì)算所需的線圈電感值。 (2) 若線圈品質(zhì)因數(shù)為若線圈品質(zhì)因數(shù)為Q=100, 試計(jì)算回路試計(jì)算回路諧振電阻及回路帶寬。諧振電阻及回路帶寬。 (3) 若放大器所需的帶寬若放大器所需的帶寬B=0.5 MHz, 則應(yīng)則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶

20、寬要求寬要求? 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路高頻電子線路將將f0以兆赫茲以兆赫茲(MHz)為單位為單位, 以皮法以皮法(pF)為單位為單位, L以以微亨（微亨（H）為單位，）為單位， 上式可變?yōu)橐粚?shí)用計(jì)算公式上式可變?yōu)橐粚?shí)用計(jì)算公式:CfCfL20620225330101)21( 將將f0=fs=10 MHz代入代入, 得得5.07L CfL20220)2(11CfL20220)2(11解解 (1) 計(jì)算計(jì)算L值。值。 由式由式(2 4), 可得可得并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路高頻電子線路 (2) 回路諧振電阻和帶寬。由式回路諧振電阻和帶寬。由式(2 6)，可得，可得76400100 2105.07

21、103.18 1031.8kRQL 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路回路帶寬為回路帶寬為 0100kHzfBQ高頻電子線路 設(shè)回路上并聯(lián)電阻為設(shè)回路上并聯(lián)電阻為R1, 并聯(lián)后的總電阻為并聯(lián)后的總電阻為R1R0, 總的回路總的回路有載品質(zhì)因數(shù)有載品質(zhì)因數(shù)為為QL。 由帶寬公式由帶寬公式, 有有200LLQBfQ此時(shí)要求的帶寬此時(shí)要求的帶寬B=0.5 MHz, 故故回路總電阻為回路總電阻為并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路(3) 求滿足求滿足0.5 MHz帶寬的并聯(lián)電阻。帶寬的并聯(lián)電阻。760100101020 2105.07 106.37k6.377.97k6.37LR RQLRRRRR 需要在回路上并聯(lián)的電阻。

22、需要在回路上并聯(lián)的電阻。200LLQBfQ高頻電子線路 電路如下圖所示，已知電路如下圖所示，已知L=586H，C=200pF，r=12，RL為負(fù)載電阻。試求：為負(fù)載電阻。試求： (1) 未接入未接入RL時(shí)，回路的品質(zhì)因數(shù)時(shí)，回路的品質(zhì)因數(shù)Q0、諧振電阻、諧振電阻RP、通頻帶、通頻帶BW0.7。 (2) RL= 200k時(shí)，時(shí)，回路的等效品質(zhì)因數(shù)回路的等效品質(zhì)因數(shù)QL 、諧、諧振電阻振電阻R 、通頻帶、通頻帶BW0.7 。 課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)高頻電子線路 電路如下圖所示，已知電路如下圖所示，已知L=586H，C=200pF，r=12，RL為負(fù)載電阻。試求：為負(fù)載電阻。試求： (1) 未接入未

23、接入RL時(shí)，回路的品質(zhì)因數(shù)時(shí)，回路的品質(zhì)因數(shù)Q0、諧振電阻、諧振電阻RP、通頻帶、通頻帶BW0.7。01465kHz2fLC244kpLRCr14300CRQp00.703.3kHzfBWQ課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)高頻電子線路 電路如下圖所示，已知電路如下圖所示，已知L=586H，C=200pF，r=12，RL為負(fù)載電阻。試求：為負(fù)載電阻。試求： (2) RL= 200k時(shí)，時(shí)，回路的等效品質(zhì)因數(shù)回路的等效品質(zhì)因數(shù)QL 、諧、諧振電阻振電阻R 、通頻帶、通頻帶BW0.7 。 / /110kpLRRR064.5LQRC00.77.2kHzLfBWQ課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)高頻電子線路抽頭并聯(lián)諧振回路

24、抽頭并聯(lián)諧振回路000020111CRLRQQLC抽頭并聯(lián)諧振回路的引入：抽頭并聯(lián)諧振回路的引入：“部分接入部分接入”高頻電子線路抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回路幾種常見(jiàn)抽頭振蕩回路幾種常見(jiàn)抽頭振蕩回路 “部分接入部分接入”高頻電子線路0202202)(22RpRUURRURUUUpTTT抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回路LCR0UUT(a)LC2R0UUTC1(b)LR1UC2C1(c)LR1UTC1C2(e)U1R1UT(d)U1LCUTIIL002221QjRpZpZTR 1 （接入系數(shù)）（接入系數(shù)）（等效原則）（等效原則）將將R0等效為等效為R：高頻電子線路抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回

25、路22221pRRLLLRLLL接入系數(shù)接入系數(shù) 2122LLLLLp高頻電子線路LCR0UUT(a)LC2R0UUTC1(b)LR1UC2C1(c)LR1UTC1C2(e)U1R1UT(d)U1LCUTIIL2112121211CCCCCCCCUUpT抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回路212212)(LLLLLLUUpTLCR0UUT(a)LC2R0UUTC1(b)LR1UC2C1(c)LR1UTC1C2(e)U1R1UT(d)U1LCUTIILL2L1接入系數(shù)接入系數(shù)高頻電子線路TTTIUI UIpI抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回路RiLCRLRiTLCRLIIT電流源的折合電流源的折合 2

26、iiTRRp 高頻電子線路21p總總 結(jié)結(jié)低抽頭低抽頭高抽頭高抽頭R、Z：U：I：1pp2p高抽頭高抽頭低抽頭低抽頭p1p（抽頭端（抽頭端回路端）回路端） （回路端（回路端抽頭端）抽頭端）高頻電子線路 例例 2 如圖所示，抽頭回路由電流源激勵(lì)如圖所示，抽頭回路由電流源激勵(lì), 忽略回路忽略回路本身的固有損耗本身的固有損耗, 試求回路兩端電壓試求回路兩端電壓u(t) 、輸出電壓、輸出電壓u1(t)的表示式及回路帶寬。的表示式及回路帶寬。C2C12000 pF500R12000 pF10 HLi Icos 107tI1 mAu1(t)抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回路高頻電子線路 解解 由于忽略了回路

27、本身的固有損耗由于忽略了回路本身的固有損耗, 因此可以認(rèn)為因此可以認(rèn)為Q。 由圖可知由圖可知, 回路電容為回路電容為pFCCCCC10002121 諧振角頻率為諧振角頻率為 sradLC/10170電阻電阻R1的接入系數(shù)的接入系數(shù)200015 . 012211RpRCCCp等效到回路兩端的電阻為等效到回路兩端的電阻為 抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回路C2C12000 pF500R12000 pF10 HLi Icos 107tI1 mAu1(t)（ ）高頻電子線路 諧振時(shí)回路兩端電壓諧振時(shí)回路兩端電壓u(t)與與i(t)同相同相, 電壓振幅電壓振幅U=IR=2V, sradQBLRQtVtpu

28、tutVtuLL/10520100200010cos)()(10cos2)(500717輸出電壓為輸出電壓為 回路有載品質(zhì)因數(shù)回路有載品質(zhì)因數(shù) 回路帶寬回路帶寬 抽頭并聯(lián)諧振回路抽頭并聯(lián)諧振回路高頻電子線路 在高頻電路中在高頻電路中, 有時(shí)用到兩個(gè)互相耦合的振蕩回路有時(shí)用到兩個(gè)互相耦合的振蕩回路, 也稱為雙調(diào)諧回路。也稱為雙調(diào)諧回路。 圖圖 （a）是互感耦合回路）是互感耦合回路, 圖圖 (b)是是電容耦合回路。電容耦合回路。耦合振蕩回路耦合振蕩回路* *L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1

29、L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.兩種常見(jiàn)的耦合回路兩種常見(jiàn)的耦合回路高頻電子線路 耦合振蕩回路的作用：一是用來(lái)進(jìn)行阻抗變換以耦合振蕩回路的作用：一是用來(lái)進(jìn)行阻抗變換以完成高頻信號(hào)的傳送；二是形成比簡(jiǎn)單振蕩回路更好完成高頻信號(hào)的傳送；二是形成比簡(jiǎn)單振蕩回路更好的頻率特性的頻率特性。L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.兩種常見(jiàn)的耦合回路兩種常見(jiàn)的耦合回路耦合振蕩回路耦合振蕩回路* *高頻電子線路L2C2

30、R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.耦合系數(shù)為耦合系數(shù)為21212LLMLLMk)(21CCCCCCCCk耦合振蕩回路耦合振蕩回路* *高頻電子線路|Z21|max|Z21|10.707k k0k k0k k0ff1faf0fbf20耦

31、合振蕩回路耦合振蕩回路* *k=k0為臨界耦合為臨界耦合kk0為過(guò)耦合為過(guò)耦合高頻電子線路選擇性常采用矩形系數(shù)來(lái)表示選擇性常采用矩形系數(shù)來(lái)表示7.01.0122ffKro耦合振蕩回路耦合振蕩回路* *高頻電子線路QfB07 . 02QfB01 . 05 . 415. 37 . 01 . 01 . 0BBkr|Z21|max|Z21|10.707k k0k k0k k0ff1faf0fbf20（單諧振回路的（單諧振回路的 ）96. 91 . 0rk對(duì)臨界耦合對(duì)臨界耦合耦合振蕩回路耦合振蕩回路* *高頻電子線路P67: 2-3 P67: 2-3 圖示為波段內(nèi)調(diào)諧用的并聯(lián)振蕩回路，可變電容圖示為波段

32、內(nèi)調(diào)諧用的并聯(lián)振蕩回路，可變電容C C的的變化范圍為變化范圍為 1212260 pF260 pF，C Ct t為微調(diào)電容，要求此回路的為微調(diào)電容，要求此回路的調(diào)諧范圍為調(diào)諧范圍為5355351605 kHz1605 kHz，求回路電感，求回路電感L L和和C Ct t的值，并的值，并要求要求C C的最大和最小值與波段的最低和最高頻率對(duì)應(yīng)。的最大和最小值與波段的最低和最高頻率對(duì)應(yīng)。12min12max,1122(12 10)1122(260 10)tttCCCLCLCLCLC 33根據(jù)已知條件，可以得出：回路總電容為因此可以得到以下方程組1605 10535 10課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)高頻電子線

33、路1212121212121232260 10260 10912 1012 108260 109 12 102601081019812535 10260190.3175ttttttCCCCCCpFLmH -1261605，535（）（）10103149423435課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)高頻電子線路課課 外外 作作 業(yè)業(yè)2 22 2對(duì)于收音機(jī)的中頻放大電路，其中心頻率對(duì)于收音機(jī)的中頻放大電路，其中心頻率f f0 0=465 =465 kHzkHzB B0.7070.707=8kHz=8kHz，回路電容，回路電容C=200 PFC=200 PF，試計(jì)算回路電，試計(jì)算回路電感和感和 Q QL L值。

34、若電感線圈的值。若電感線圈的 Q QO O=100=100，問(wèn)在回路上應(yīng)并，問(wèn)在回路上應(yīng)并聯(lián)多大的電阻才能滿足要求。聯(lián)多大的電阻才能滿足要求。 2 24 4 圖示為一電容抽頭的并聯(lián)振蕩回路。諧振頻率圖示為一電容抽頭的并聯(lián)振蕩回路。諧振頻率f f0 0=1MHz=1MHz，C C1 1=400 pf=400 pf，C C2 2=100 pF =100 pF 求回路電感求回路電感 L L。若。若 Q Q0 0=100=100，R RL L=2k=2k，求回路有載，求回路有載 Q QL L值。值。 高頻電子線路（二）（二） 高頻變壓器和傳輸線變壓器高頻變壓器和傳輸線變壓器* *高頻電子線路（三）（三

35、） 石英晶體諧振器石英晶體諧振器* * *高頻電子線路石英晶體諧振器石英晶體諧振器石英晶體諧振器石英晶體諧振器高頻電子線路石英晶體諧振器石英晶體諧振器 石英晶體具有石英晶體具有壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)：當(dāng)晶體受到應(yīng)力作用：當(dāng)晶體受到應(yīng)力作用時(shí)時(shí), 在它的某些特定表面上將出現(xiàn)電荷在它的某些特定表面上將出現(xiàn)電荷, 而且應(yīng)力而且應(yīng)力大小與電荷密度之間存在著線性關(guān)系大小與電荷密度之間存在著線性關(guān)系, 這是這是正壓電正壓電效應(yīng)效應(yīng)； 當(dāng)晶體受到電場(chǎng)作用時(shí)當(dāng)晶體受到電場(chǎng)作用時(shí), 在它的某些特定方向在它的某些特定方向上將出現(xiàn)應(yīng)力變化上將出現(xiàn)應(yīng)力變化, 而且電場(chǎng)強(qiáng)度與應(yīng)力變化之間而且電場(chǎng)強(qiáng)度與應(yīng)力變化之間存在著線性關(guān)

36、系存在著線性關(guān)系, 這是這是逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)。高頻電子線路 當(dāng)交流電壓加在晶體兩端當(dāng)交流電壓加在晶體兩端, 晶體先隨電壓變化晶體先隨電壓變化產(chǎn)生應(yīng)變產(chǎn)生應(yīng)變, 然后機(jī)械振動(dòng)又使晶體表面產(chǎn)生交變?nèi)缓髾C(jī)械振動(dòng)又使晶體表面產(chǎn)生交變電荷。電荷。 當(dāng)外加交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率時(shí)當(dāng)外加交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率時(shí), 晶體片的機(jī)械振動(dòng)最大晶體片的機(jī)械振動(dòng)最大, 晶體表面電荷量最多晶體表面電荷量最多, 外外電路中的交流電流最強(qiáng)電路中的交流電流最強(qiáng), 于是產(chǎn)生了于是產(chǎn)生了壓電諧振壓電諧振。石英晶體諧振器石英晶體諧振器高頻電子線路靜態(tài)電容靜態(tài)電容C0約約1pF10pF 動(dòng)態(tài)電感動(dòng)態(tài)電感Lq約約

37、10-3H102 H動(dòng)態(tài)電容動(dòng)態(tài)電容Cq約約10-4pF10-1pF動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rq約幾十歐到幾百歐約幾十歐到幾百歐下圖是石英晶振的符號(hào)和等效電路。下圖是石英晶振的符號(hào)和等效電路。由以上參數(shù)可以看到：由以上參數(shù)可以看到： ） 石英晶振的值和特性阻抗石英晶振的值和特性阻抗都非常高，值都非常高，值可達(dá)幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)可達(dá)幾萬(wàn)到幾百萬(wàn), 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?qqqqqLQrCr石英晶體諧振器石英晶體諧振器高頻電子線路 2） 由于石英晶振的接入系數(shù)由于石英晶振的接入系數(shù)p=Cq(C0+Cq)很小很小, 所以外接元器件參數(shù)對(duì)石英晶振的影響很小。所以外接元器件參數(shù)對(duì)石英晶振的影響很小。 因此不難理解石英晶振的頻率穩(wěn)定度是非常高的。因此不難理解石英晶振的頻率穩(wěn)定度是非常高的。靜態(tài)電容靜態(tài)電容C0約約1pF10pF 動(dòng)態(tài)電感動(dòng)態(tài)電感Lq約約10-3H102 H動(dòng)態(tài)電容動(dòng)態(tài)電容Cq約約10-4pF10-1pF動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rq約幾十歐到幾百歐約幾十歐到幾百歐下圖是石英晶振的符號(hào)和等效電路。下圖是石英晶振的符號(hào)和等效電路。由以上參數(shù)可以看到：由以上參數(shù)可以看到：石英晶體諧振器石英晶體諧振器高頻電子線路串聯(lián)諧振