第一章高頻電路基礎(chǔ)

1、第一章 高頻電路基礎(chǔ)1.1 高頻電路中的元器件1.2 高頻振蕩回路1.3 高頻變壓器和傳輸線變壓器1.4 各種濾波組件1.基本內(nèi)容高頻電路基本上是由無源元件、有源器件和無源網(wǎng)絡(luò)組成的。高頻電路中使用的元器件與低頻電路中使用的元器件頻率特性是不同的。高頻電路中無源線性元件主要是電阻(器)、電容(器)和電感(器)。掌握本章內(nèi)容是非常重要的。2.基本要求(1) 充分了解 高頻電路基本元件 。(2) 掌握電阻(器)、電容(器)和電感(器)的物理特性 ,等效電路和電阻(器)、電容(器)和電感(器)。電阻(器)、電容(器)和電感(器)與基本計算方法。第一節(jié) 高頻電路中的元器件一、高頻電路中的元件（一）電阻

2、一個實際的電阻器,在低頻時主要表現(xiàn)為電阻特性,但在高頻使用時不僅表現(xiàn)有電阻特性的一面, 而且還表現(xiàn)有電抗特性的一面。電阻器的電抗特性反映的就是其高頻特性。一個電阻 R 的高頻等效電路如圖 11 所示 , 其中,C R 為分布電容, L R 為引線電感,R 為 電阻。圖 11 電阻的高頻等效電路（二） 電容由介質(zhì)隔開的兩導(dǎo)體構(gòu)成電容。 一個理想電容器的容抗為 1/(j C), 電容器的容抗與頻率的關(guān)系 如圖 12（b）虛線所示, 其中 f 為工作頻率, =2f 。一個實際電容 C 的高頻等效電路如圖 12(a) 所示, 其中 Rc 為損耗電阻， Lc 為引線電感。容抗與頻率的關(guān)系如圖 12（b）

3、實線所示, 其中f為工作頻率, =2f 。圖 1 2 電容器的高頻等效電路(a) 電容器的等效電路 ; （ b ）電容器的阻抗特性（三）電感理想高頻電感器L的感抗為jL,其中為工作角頻率。實際高頻電感器存在分布電容和損耗電阻，自身諧振頻率SRF。在SRF上,高頻電感阻抗的幅值最大，而相角為零,特性如圖13所示。圖13高頻電感器的自身諧振頻率SRF二、高頻電路中的有源器件（一）二極管半導(dǎo)體二極管在高頻中主要用于檢波、調(diào)制、解調(diào)及混頻等非線性變換電路中。（二）晶體管與場效應(yīng)管（FET）在高頻中應(yīng)用的晶體管仍然是雙極型晶體管和各種場效應(yīng)管，在外形結(jié)構(gòu)方面有所不同。高頻晶體管有兩大類型:一類是作小信號

4、放大的高頻小功率管,對它們的主要要求是高增益和低噪聲;另一類為高頻功率管,其在高頻工作時允許有較大管耗，且輸出功率較大。（三）集成電路用于高頻的集成電路的類型和品種主要分為通用型和專用型兩種。第三節(jié) 高頻變壓器和傳輸線變壓器一、高頻變壓器及其特點變壓器是靠磁通交鏈,或者說是靠互感進行耦合的。(1)為了減少損耗,高頻變壓器常用導(dǎo)磁率高、高頻損耗小的軟磁材料作磁芯。(2)高頻變壓器一般用于小信號場合,尺寸小,線圈的匝數(shù)較少。圖114高頻變壓器的磁芯結(jié)構(gòu)(a)環(huán)形磁芯;(b)罐形磁芯;(c)雙孔磁芯圖115高頻變壓器及其等效電路(a)電路符號;(b)等效電路圖116(a)是一中心抽頭變壓器的示意圖。

5、初級為兩個等匝數(shù)的線圈串聯(lián),極性相同，設(shè)初次級匝比n=N1/N2。作為理想變壓器看待,線圈間的電壓和電流關(guān)系分別為圖116中心抽頭變壓器電路（a）中心抽頭變壓器電路;（b）作四端口器件應(yīng)用3.2傳輸線變壓器二、傳輸線變壓器及其特點傳輸線變壓器就是利用繞制在磁環(huán)上的傳輸線而構(gòu)成的高頻變壓器。圖117為其典型的結(jié)構(gòu)和電路圖。圖117傳輸線變壓器的典型結(jié)構(gòu)和電路(a)結(jié)構(gòu)示意圖;（b）電路圖118傳輸線變壓器的工作方式(a)傳輸線方式;(b)變壓器方式圖119傳輸線變壓器的應(yīng)用舉例(a)高頻反相器;(b)不平衡平衡變換器;(c)14阻抗變換器;(d)3分貝耦合器第四節(jié) 各種濾波組件一、石英晶體諧振器

6、（一）物理特性石英晶體諧振器是由天然或人工生成的石英晶體切片制成。（二）等效電路及阻抗特性圖122是石英晶體諧振器的等效電路。由圖122(b)可看出,晶體諧振器是一串并聯(lián)的振蕩回路,其串聯(lián)諧振頻率fq和并聯(lián)諧振頻率f0圖1-20石英晶體的形狀及各種切型的位置（a）形狀；（b）不同切型位置;（c）電路符號圖121石英晶體諧振器（a）外形；（b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖122晶體諧振器的等效電路(a)包括泛音在內(nèi)的等效電路;(b)諧振頻率附近的等效電路圖122(b)所示的等效電路的阻抗的一般表示式為在忽略rq后,上式可化簡為圖123晶體諧振器的電抗曲線圖124晶體濾波器的電路與衰減特性 （a）濾波器電路;（b）衰減特性二、集中濾波器（一）陶瓷濾波器圖125陶瓷濾波器電路圖126聲表面波濾波器的結(jié)構(gòu)和幅頻特性 (a)結(jié)構(gòu)示意圖(b)均勻?qū)ΨQ的