第一章 高頻小信號諧振放大器

1、第一章第一章 高頻小信號諧振放大器高頻小信號諧振放大器1.1 LC選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選選頻頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)在在通通信信電電路路中中被被廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用：具具有有選選頻頻特特性性 ：選選出出所所需需頻頻率率信信號號濾濾除除不不需需（干干擾擾）頻頻率率信信號號通通信信電電路路中中常常用用的的選選頻頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)分分為為兩兩大大類類 LC 諧諧振振回回路路： 各各種種濾濾波波器器：L LC C 集集中中濾濾波波器器石石英英晶晶體體濾濾波波器器陶陶瓷瓷濾濾波波器器聲聲表表面面波波濾濾波波器器LC諧振回路諧振回路 LC LC諧振回路有諧振回路有并聯(lián)回路和和串聯(lián)回路兩種形式，兩種形式，屬于無源濾波網(wǎng)絡(luò)；其作用是：屬

2、于無源濾波網(wǎng)絡(luò)；其作用是： （1）選頻濾波：從輸入信號中選出有用頻率分量，抑制無用頻率分量或噪聲。（2）阻抗變換電路及匹配電路；（3）實現(xiàn)頻幅、頻相變換：將頻率的變化轉(zhuǎn)換為振幅或相位的變化；將在頻率調(diào)制中講。 1.1.1 選頻網(wǎng)絡(luò)的基本特性選頻網(wǎng)絡(luò)的基本特性 要求要求選頻電路的通頻帶寬度選頻電路的通頻帶寬度與與傳輸信號有效頻譜寬度傳輸信號有效頻譜寬度相一致。相一致。理想的選頻電路通頻帶內(nèi)的幅頻特性理想的選頻電路通頻帶內(nèi)的幅頻特性fof1f22f0.72f0.1理想實際(f)=H(f ) / H(fo)f0.40.60.81.00.200df)f(dH 通頻帶外的幅頻特性應(yīng)滿足通頻帶外的幅頻特性

3、應(yīng)滿足0)f(H 理想的幅頻特性應(yīng)是矩形，既理想的幅頻特性應(yīng)是矩形，既是一個關(guān)于頻率的矩形窗函數(shù)。是一個關(guān)于頻率的矩形窗函數(shù)。 矩形窗函數(shù)的選頻電路是一個矩形窗函數(shù)的選頻電路是一個物理不可實現(xiàn)的系統(tǒng)物理不可實現(xiàn)的系統(tǒng)，實際選頻電，實際選頻電路的幅頻特性只能是接近矩形路的幅頻特性只能是接近矩形 。接。接近的程度與選頻電路本身的結(jié)構(gòu)形近的程度與選頻電路本身的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。式有關(guān)。定義矩形系數(shù)定義矩形系數(shù)K0.1表示選擇性：表示選擇性： 7.01.01.0f2f2K 2f0.7稱為通頻帶稱為通頻帶 ：7 .00212f2)ff(2ffB 顯然，理想選頻電路的矩形系數(shù)顯然，理想選頻電路的矩形系數(shù)K0.

4、1=1，而實際選頻電路的矩，而實際選頻電路的矩形系數(shù)均大于形系數(shù)均大于1。1.1.1 選頻網(wǎng)絡(luò)的基本特性選頻網(wǎng)絡(luò)的基本特性 另外，為不引入信號的相位失真，要求在通頻帶范圍內(nèi)選另外，為不引入信號的相位失真，要求在通頻帶范圍內(nèi)選頻電路的相頻特性應(yīng)滿足頻電路的相頻特性應(yīng)滿足 gdffd)( 理想條件下信號有效頻帶寬度理想條件下信號有效頻帶寬度內(nèi)的各頻率分量都延遲一個相同內(nèi)的各頻率分量都延遲一個相同時間時間，這樣才能保證輸出信號中這樣才能保證輸出信號中各頻率分量之間的相對關(guān)系與輸各頻率分量之間的相對關(guān)系與輸入信號完全相同。入信號完全相同。 o+ /2(f)f- /20-ofof1f22f07理想理想實

5、際實際 實際選頻回路的相頻特性曲線并不是一條直線，所以回路實際選頻回路的相頻特性曲線并不是一條直線，所以回路的電流或端電壓對各個頻率分量所產(chǎn)生的相移不成線性關(guān)系，的電流或端電壓對各個頻率分量所產(chǎn)生的相移不成線性關(guān)系，這就不可避免地會產(chǎn)生相位失真，使選頻回路輸出信號的包絡(luò)這就不可避免地會產(chǎn)生相位失真，使選頻回路輸出信號的包絡(luò)波形產(chǎn)生變化波形產(chǎn)生變化 RLCRSiS1.1.2 LC 選頻回路選頻回路 LC 諧諧振振回回路路分分為為：電電路路特特點點：諧諧 振振 特特 性性選選 頻頻 特特 性性并并 聯(lián)聯(lián) LC 諧諧 振振 回回 路路 串串 聯(lián)聯(lián) LC 諧諧 振振 回回 路路 1 電電路路結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)并

6、并聯(lián)聯(lián) LC諧諧振振回回路路 串串聯(lián)聯(lián) LC諧諧振振回回路路RLCRSuS電阻電阻R R為電感線圈的損耗電阻。為電感線圈的損耗電阻。RLCRSiS1.1.2 LC 選頻回路選頻回路2 回回路路阻阻抗抗Cj1LjRCj1)LjR(Zp CjLjRZ1s )C1L( jRCL )(1CLjRjXRCLjXR ZPRLCRSuSZSLRRLCRSuSRLCRSiS1.1.2 LC 選頻回路選頻回路3 回回路路諧諧振振特特性性 (1) 諧諧振振條條件件：當(dāng)當(dāng)回回路路總總電電抗抗 X=0 時時，回回路路呈呈諧諧振振狀狀態(tài)態(tài) (2)并并聯(lián)聯(lián)諧諧振振阻阻抗抗CRLZpo =pR （呈呈純純電電阻阻，且且取取

7、最最大大值值）串串聯(lián)聯(lián)諧諧振振阻阻抗抗RZso （呈呈純純電電阻阻，且且取取小小大大值值） (3) 諧諧振振頻頻率率：由由于于，0X 即即，0 C1L0 =0LC10 LC21f0 RpLCRSiSSOZjXRCLZP jXR)C1L( jRZSOS POZRLCRSuSRpLCRSiS1.1.2 LC 選頻回路選頻回路4 品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù)物物理理意意義義：諧諧振振條條件件下下，回回路路儲儲存存能能量量與與消消耗耗能能量量之之比比P2io2iR/uL/uQ =LRoP +ui-iiRiLiQ2io2i =RLo CRLRp CLRRCRLQ1100 opp2jQ1RZ RLCRSuSRLCRS

8、iS又又由由于于: QRLo ，而而 o2o2oo)( = oo0)( o2 )(RLj1Rooop 5 回回路路阻阻抗抗頻頻率率特特性性jXRCLZp jXRZS )1(1/CLRLjRCL )CL1(RLj1Rp C1jLjR )C1L( jR )(RLj1Rooo j1Rp pjpeZ)2jQ1(RZos )j1(R sjseZ opp2jQ1RZ j1Rp PjpeZ)2jQ1(RZos )j1(R SjseZ5 回回路路阻阻抗抗頻頻率率特特性性RLCRSuSRLCRSiS 2pp1RZ 2s1RZ arctanparctans|ZP|和和|ZS|是并聯(lián)回路和串聯(lián)回路的模，是并聯(lián)回路和

9、串聯(lián)回路的模，P和和S是阻抗的相角。是阻抗的相角。arctanparctans5 回回路路阻阻抗抗頻頻率率特特性性 2pp1RZ 2s1RZ o PZ o SZ討討論論：(1) 當(dāng)當(dāng)o ，即即CL1o ， 即即CL10 有有0電容性電容性電感性電感性RpR0p0S感性感性容性容性o2Q arctanparctans6諧諧振振曲曲線線定定義義：并并聯(lián)聯(lián) 諧諧振振回回路路：回回路路電電壓壓與與工工作作頻頻率率之之間間的的關(guān)關(guān)系系串串聯(lián)聯(lián) 諧諧振振回回路路： 回回路路電電流流與與工工作作頻頻率率之之間間的的關(guān)關(guān)系系poipiioipZiZiuu211 sosssioisZuZuii 211 Q2 Q

10、1Q11OQ2或或P S OQ1Q2PS或或 同樣定義并聯(lián)（串聯(lián)）諧振回路端電壓（電流）的相位為同樣定義并聯(lián)（串聯(lián)）諧振回路端電壓（電流）的相位為 1Ptg 1Stg 相同的特性曲線相同的特性曲線并聯(lián)回路諧振時的電流、電壓關(guān)系并聯(lián)回路諧振時的電流、電壓關(guān)系流過流過 L 的電流是感性電流，它落后于回路兩端電壓的電流是感性電流，它落后于回路兩端電壓90。流過流過 C 的電流是容性電流，超前于回路兩端電壓的電流是容性電流，超前于回路兩端電壓90。流過流過Rp的電流與回路電壓同相。的電流與回路電壓同相。RpLCRSiSiiiCiRiL+ui- -并聯(lián)回路諧振時的電流、電壓關(guān)系并聯(lián)回路諧振時的電流、電壓

11、關(guān)系諧振時諧振時IL、IC與與 I 的關(guān)系：的關(guān)系：QIIICL結(jié)論：通過電感線圈的電流結(jié)論：通過電感線圈的電流 IL 或電容器的電流或電容器的電流 IC 比外部電流比外部電流 I 大得多。大得多。RpLCRSiSiiiCiRiL+ui- -1.1.2 LC 選頻回路選頻回路7 諧諧振振時時電電壓壓與與電電流流的的關(guān)關(guān)系系并并聯(lián)聯(lián) 諧諧振振回回路路：o ，piiRiu （取取最最大大值值） 電感支路電流：電感支路電流：iiopoiLjQiiLRjLjui 電電容容支支路路電電流流：ipooiciCRjCjui =ijQi 串串聯(lián)聯(lián) 諧諧振振回回路路：電電 感感 端端 電電 壓壓 ： iooiL

12、uRLjLjiu =ijQu 電電容容端端電電壓壓：ioioCicjQuCRujj1iu RpLCRSiSiiiCiRiL+ui- -RLCRSuS+ uC - -+ uL - -ii+ui- -+uR- -并聯(lián)諧振又稱電流諧振并聯(lián)諧振又稱電流諧振串聯(lián)諧振又稱電壓諧振串聯(lián)諧振又稱電壓諧振1.1.2 LC 選頻回路選頻回路并并聯(lián)聯(lián) 諧諧振振回回路路：21uuioi 令：211串串聯(lián)聯(lián) 諧諧振振回回路路：21iiioi 211 所所 對對 應(yīng)應(yīng) 的的 頻頻 率率 范范 圍圍 。由由定定義義可可得得：12Qo Q2Bo 或或Qfo ioiuu o 121ioiii o 121又稱又稱3dB通頻帶，或

13、半功率點通頻帶。通頻帶，或半功率點通頻帶。矩形系數(shù)矩形系數(shù)0.1K衡量諧振回路幅頻特性接近矩形的程度。衡量諧振回路幅頻特性接近矩形的程度。分析：分析：7 .01 .07 .01 .00.122BBKff理想矩形理想矩形7 . 00.1BB1K0.1并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路Qf110B020.1結(jié)論結(jié)論: 單諧振回路的選擇性較差。單諧振回路的選擇性較差。101112令195. 9110K20.1需要注意：需要注意：Q K0.1 B0.7三者關(guān)系三者關(guān)系 回路的回路的Q越高，越高，諧振曲線越尖銳，回諧振曲線越尖銳，回路的路的B0.7越窄，但其越窄，但其K0.1并不改變。并不改變。 這說明，對于簡單

14、并聯(lián)諧振回路，回路這說明，對于簡單并聯(lián)諧振回路，回路Q對回路的通頻帶和高的選擇性的矛盾不能兼顧。對回路的通頻帶和高的選擇性的矛盾不能兼顧。1.1.2 LC 選頻回路選頻回路9 信信號號源源內(nèi)內(nèi)阻阻及及負負載載對對回回路路的的影影響響并并聯(lián)聯(lián) 諧諧振振回回路路的的有有載載 Q 值值：LRRRQoLpsL/空空 載載 時時 的的 Q 值值LRQopO LsoLRRRLQ OQRLosR或或LRLQsR或或LRLQRpLCRSiSRLRLCRSuSRL例例l-1 l-1 設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負載，信號中心頻率負載，信號中心頻率 ，回路電容，回路電容采用采用C=

15、50pFC=50pF，試計算所需的線圈電感值。又，試計算所需的線圈電感值。又若線圈品質(zhì)因數(shù)為若線圈品質(zhì)因數(shù)為 ，試計算回路諧振，試計算回路諧振電阻及回路帶寬。若放大器所需的帶寬為電阻及回路帶寬。若放大器所需的帶寬為0.5MHz0.5MHz，則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿，則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求？足放大器所需帶寬要求？ 10MHzof 100oQ 解：（解：（1 1）計算）計算L L 值值。由諧振頻率表達式可得 2220011(2 )LCf C將0f以兆赫（MHz）為單位，C以皮法（PF）為單位，L以微亨（H）為單位。上式可變?yōu)橐粚嵱糜嬎愎?222001125330

16、10(2 )Lf Cf C將010MHzffC=50pF代入，得L=5.07(H) (2) (2) 回路諧振電阻和帶寬回路諧振電阻和帶寬回路帶寬為00.70100(kHz)fBWQ （3 3）求滿足）求滿足0.5MHz0.5MHz帶寬的并聯(lián)電阻。帶寬的并聯(lián)電阻。 設(shè)回路上并聯(lián)的電阻為R1，并聯(lián)后的總電阻為 ,回路的有載品質(zhì)因數(shù)為 ，由帶寬公式可以得到RkLQRP8 .311007. 5102100670LQ205 . 0107 . 0BWfQL回路總電阻為kLQRRRRRRRLPPP37. 6/0111kR97. 71因此，需要在回路上并聯(lián)7.97k的電阻。00.70100(kHz)fBWQk

17、LQRP8 .311007. 5102100670窄帶無源阻抗變換網(wǎng)絡(luò)窄帶無源阻抗變換網(wǎng)絡(luò)LRsRQLRsR在并聯(lián)諧振回路中，為了減少負載 和信號源內(nèi)阻對選頻回路的影響,保證回路有高的值，除了增大負載和信號源內(nèi)阻采用阻抗變換網(wǎng)絡(luò)。阻抗變換的目的：阻抗變換的目的：將實際負載阻抗變換為前級網(wǎng)絡(luò)所要求的最佳負載值，即獲得最大功率輸出。外，還可以1.1.3 LC 阻抗變換網(wǎng)絡(luò)阻抗變換網(wǎng)絡(luò) 降低信號源及負載對回路降低信號源及負載對回路Q值的影響值的影響一一 串串、并并聯(lián)聯(lián)阻阻抗抗等等效效互互換換1 1 串、并聯(lián)等效互換的模型電路串、并聯(lián)等效互換的模型電路為為了了分分析析電電路路的的方方便便，常常需需把把

18、串串聯(lián)聯(lián)電電路路變變換換為為并并聯(lián)聯(lián)電電路路。其其中中 X X1 1為為電電抗抗元元件件（純純電電感感或或純純電電容容） ，xR為為1X的的損損耗耗電電阻阻；1R為為與與1X串串聯(lián)聯(lián)的的外外接接電電阻阻，2X為為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換后后的的電電抗抗元元件件，2R為為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換后后的的電電阻阻。BX1RXR1AABX2R2等效：等效：電路在同頻率工作電路在同頻率工作時，從時，從AB端看進去阻抗端看進去阻抗 或（導(dǎo)納）相等?；颍▽?dǎo)納）相等。等效互換等效互換BX1RXR1AABX2R2等等效效互互換換的的原原則則：等等效效互互換換前前的的電電路路與與等等效效互互換換后后的的電電路路阻阻抗抗相相等等22221X1j

19、XR)jX(RjX)RR( 22222222222222XRXRjXRXR 有有：實實部部： 2222222X1XRXRRR 虛虛部部： 22222221XRXRX 又又回回路路的的品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù) 222LX111LXRQRRXQ 由由式式得得： 2222X1)XR(1RRR =21L2Q1R 2 2 等等效效互互換換原原理理分分析析得得結(jié)結(jié)果果為為： )Q1)(RR(R21LX12 同同理理： )Q11(XX21L12 分子分母同乘分子分母同乘R2-jX2后整理化解后整理化解2 2 等等效效互互換換原原理理分分析析得得結(jié)結(jié)果果為為： )Q1)(RR(R21LX12 同同理理： )Q11(X

20、X21L12 一一般般來來說說，1LQ 比比較較大大， 即即當(dāng)當(dāng)1LQ 1 10 0時時，有有 1221LX12XXQ)RR(RX111LRRXQ 結(jié)結(jié)果果表表明明：例例 1 1：其其中中，12LLRCL)RL(R)Q(RR121o21LP LC10 注意：注意：RL1CRSiSL2RpCRSiS并聯(lián)諧振回路的廣義形式并聯(lián)諧振回路的廣義形式Z1Z2ZP222111jXRZjXRZ0212211XXRXRX并聯(lián)諧振時若)()()(221122112121jXRjXRjXRjXRZZZZZP2121RRXXZP21XX諧振時21222121RRXRRXZPR1R2ZPCL20212120)(1)(

21、CRRRRLZP表明：若表明：若R1和和R2都不很大時，則認(rèn)為都不很大時，則認(rèn)為R1和和R2都集中在電感支路內(nèi)都集中在電感支路內(nèi)2020)(1)(CRRLCRLRPRLN1N2M+u1- -+u2- -C二二 變壓器阻抗變換電路變壓器阻抗變換電路 RL 假設(shè)初級電感線圈的圈數(shù)為假設(shè)初級電感線圈的圈數(shù)為N1，次級圈數(shù)為次級圈數(shù)為N2，且初次間全耦合，且初次間全耦合(耦耦合系數(shù)合系數(shù)k=1)，線圈損耗忽略不計，則，線圈損耗忽略不計，則等效到初級回路的電阻等效到初級回路的電阻RL上所消耗上所消耗的功率應(yīng)和次級負載的功率應(yīng)和次級負載RL上所消耗功上所消耗功率相等，即率相等，即 或或 LLRuRu222

22、12221uuRRLL因全耦合變壓器初次級電壓比因全耦合變壓器初次級電壓比u1u2等于相應(yīng)圈數(shù)比等于相應(yīng)圈數(shù)比N1N2，故有故有 LLRNNR221)(可通過改變可通過改變 比值調(diào)整比值調(diào)整RL的大小。的大小。 21NN三三 回路抽頭的阻抗變換（部分接入回路的阻抗變換）回路抽頭的阻抗變換（部分接入回路的阻抗變換）1 1 常常用用的的抽抽頭頭振振蕩蕩回回路路 電電感感抽抽頭頭部部分分接接入入電電容容分分壓壓部部分分接接入入L2L1CL2L1CRLC2C1LLC2C1RL作用：作用：實現(xiàn)回路與信號源的阻抗匹配或者進行阻抗變換。實現(xiàn)回路與信號源的阻抗匹配或者進行阻抗變換。典典型型實實用用電電路路：其

23、其中中：2121CCCCC ， 有有互互感感無無互互感感M2LLLLL2121iSRSL1C2C1RLiSRSL2L1C2C1RLabbacdcdL2LCRLRS iS LCRLRS iS ababL1與L2繞向一致時，M取正號。iSRSL2L1C2C1RLacbdiS RS LCRLab LLSSSSRuuRiuuiRuuR1)(1)(1)(12abdbabcb2abcb LLSSSSRuRuuiuiRuRu2db2abcbab2cb2ab L22LS1SS21SGpGipigpg+ucb-+uab-+udb-+uab-4 4 接接入入系系數(shù)數(shù)（抽抽頭頭系系數(shù)數(shù)）p定定義義：回路電壓部分接入

24、電壓 p 1 1 02221QjRpZpZPT非諧振時非諧振時或定義為或定義為 與外電路相連的那部分電抗與本回與外電路相連的那部分電抗與本回路參與分壓的同性質(zhì)總電抗之比。路參與分壓的同性質(zhì)總電抗之比。p是回路與外電路之間的調(diào)節(jié)因子是回路與外電路之間的調(diào)節(jié)因子由于通常由于通常p1，所以低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗提高了，所以低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗提高了 倍倍,高抽頭向低抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗會降低高抽頭向低抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗會降低p2倍。倍。2/1 piSRSL2L1C2C1RLacbd4 4 接入系數(shù)（抽頭系數(shù)）接入系數(shù)（抽頭系數(shù)） 定定 義義 ：回路電壓部分接入電壓 p1iS ；

25、iC iR 從以上分析看出，通過改變部分接入并聯(lián)諧振回路的抽頭位置，可從以上分析看出，通過改變部分接入并聯(lián)諧振回路的抽頭位置，可以進行阻抗變換，實現(xiàn)回路與信號源及負載之間的阻抗匹配。以進行阻抗變換，實現(xiàn)回路與信號源及負載之間的阻抗匹配。RsCLabcbiiiiuu或端電流小于抽頭或諧振回路電流根據(jù)功率等效sLii接入系數(shù)接入系數(shù)p越小越小, 比值越小比值越小,所以所以 前面分析中假設(shè)前面分析中假設(shè) iLiS ； iC iR 當(dāng)當(dāng)p較小時將不能滿足較小時將不能滿足.iSRSL2L1C2C1RLacbdiLiSiCiRsLpscbabsLscbspababLpQiiQppQRRuuiiRuiRQu

26、Lui即則及21抽頭并聯(lián)振蕩回路抽頭并聯(lián)振蕩回路211TCCCUUp電容分壓式電容分壓式接入系數(shù)接入系數(shù) 自耦變壓器接入系數(shù)自耦變壓器接入系數(shù) N11pTNUUN接入系數(shù)的計算接入系數(shù)的計算折算方法折算方法 22TiTiUU2R2RiTi21RRpNNp1電阻等效折算電阻等效折算結(jié)論：電阻從低端向高端折合，阻值變大，是結(jié)論：電阻從低端向高端折合，阻值變大，是原來的原來的1/P2倍。倍。UUTCLRLCLRL負載電容等效折算負載電容等效折算折算方法折算方法 CLLRLCLL21RRp2LLpCC電容變小電容變小折算后阻抗變大，對回路的影響減輕！折算后阻抗變大，對回路的影響減輕！信號源的折合信號源

27、的折合TUUp 電壓源的折合：電壓源的折合：Up1UT結(jié)論：電壓源由低端向高端折合，電壓變大，結(jié)論：電壓源由低端向高端折合，電壓變大，是原來的是原來的1/P倍。倍。折算方法折算方法 電流源的折合電流源的折合TTIUUI pIIT結(jié)論：電流源由低端向高端折合，電流變小，結(jié)論：電流源由低端向高端折合，電流變小，是原來的是原來的P倍。倍。折合前后功率不變：折合前后功率不變：信號源的折合信號源的折合UUTR（4）在抽頭回路中，諧振時的回路電流）在抽頭回路中，諧振時的回路電流IL和和IC與與I的的比值要小些，而不再是比值要小些，而不再是Q倍。倍。0TTLLRQUUIRUI IL=pQI 接入系數(shù)接入系數(shù)

28、 p 越小，越小，IL 與與 I 的比值也越小。的比值也越小。 （3）對于抽頭并聯(lián)振蕩回路，對阻抗變換的變比為）對于抽頭并聯(lián)振蕩回路，對阻抗變換的變比為p2，而，而對信號源（電流、電壓）的變比為對信號源（電流、電壓）的變比為p。21p總結(jié)：總結(jié)：（1）抽頭改變，接入系數(shù)）抽頭改變，接入系數(shù)P改變；改變； （2） 由低抽頭折合到回路高端時，等效電阻提高了由低抽頭折合到回路高端時，等效電阻提高了 倍，倍，Q值提高許多值提高許多。圖示為一電容抽頭的并聯(lián)振蕩回路。諧振頻率f0=1MHz，C1=400pf，C2=100 pF 求回路電感L。若 Q0=100，RL=2k，求回路有載 QL值。 121220

29、62124000080,5001(2)10.317(210 ) 80 10C CCpFCCLfCmH 1L12C400R0.8CC500 負載接入系數(shù)為p=2061200023.1250.6410019926.28 1080 101001.546199113.125LLLLRRkpQkf CQQRR 0折合到回路兩端的負載電阻為回路固有諧振阻抗為R有載品質(zhì)因數(shù) 例2： 如圖2-11， 抽頭回路由電流源激勵, 忽略回路本身的固有損耗, 試求回路兩端電壓u(t)的表示式及回路帶寬。C2C12000 pF500R12000 pF10 HLi Icos 107tI1 mAu1(t)圖 2-11 例2的

30、抽頭回路 解解 由于忽略了回路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, 回路回路電容為電容為 諧振角頻率為諧振角頻率為 電阻電阻R1的接入系數(shù)的接入系數(shù) 等效到回路兩端的電阻為等效到回路兩端的電阻為 回路兩端電壓回路兩端電壓u(t)與與i(t)同相同相, 電壓振幅電壓振幅 U=IR=2 V, 故故 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 例例3 下圖中，下圖中，線圈匝數(shù)線圈匝數(shù) N12 = 10 匝，匝， N13 = 50 匝，匝， N45 = 5 匝，匝，L13= 8.4 H, C = 51 PF, Q0

31、 =100, Is = 1 mA , RS =10 k , RL= 2.5 k , 求有載品質(zhì)因數(shù)求有載品質(zhì)因數(shù)QL、通頻帶、通頻帶BW0.7、諧振輸出電壓、諧振輸出電壓Uo。IsCUo123+RLRs54S21213sRNNR）（1010502 ）（= 250 k L24513LRNNR）（5 . 25502 ）（= 250 k 解：解：將將Is 、RS 、 RL均折算到并聯(lián)諧振回路均折算到并聯(lián)諧振回路1-3兩端兩端13IsCUo+RLRsRpL13CLQR/130p1261051/104 . 8100 = 40.6 k LCRRCLRQ00IsCUo+RLRsRpL1313IsCUo123

32、+RLRs54IsCUo+RTL13RT = Rs / Rp /RL= 30.6 k 13TLLCRQ 75104 . 810516 .30612 BW0.7 = f 0 / QL =103 kHz ， 210LCf 1312s NNIIsAm 2 . 0 oU5056 .302 . 0V 612. 0 耦合回路耦合回路概述概述單振蕩回路具有單振蕩回路具有頻率選擇性頻率選擇性和和阻抗變換阻抗變換的作用。的作用。但是：但是：1 1、選頻特性不夠理想、選頻特性不夠理想: :帶內(nèi)不平坦，帶外衰減慢帶內(nèi)不平坦，帶外衰減慢 2 2、阻抗變換不靈活、不方便、阻抗變換不靈活、不方便為了使網(wǎng)絡(luò)具有矩形選頻為了

33、使網(wǎng)絡(luò)具有矩形選頻特性，或者完成阻抗變換特性，或者完成阻抗變換的需要，需要采用的需要，需要采用耦合振耦合振蕩蕩回路?；芈?。耦合振蕩耦合振蕩:耦合回路由兩個耦合回路由兩個或者兩個以上的單振蕩回或者兩個以上的單振蕩回路通互感或電容耦合組成。路通互感或電容耦合組成。單諧振回路單諧振回路矩形選頻特性矩形選頻特性f0f（1）進行阻抗轉(zhuǎn)換以完成高頻信號的傳輸）進行阻抗轉(zhuǎn)換以完成高頻信號的傳輸; （2）形成比簡單振蕩回路更好的頻率特性。）形成比簡單振蕩回路更好的頻率特性。耦合振蕩回路的耦合振蕩回路的主要作用：主要作用：* *1.1.4 1.1.4 雙耦合諧振回路及其選頻特性雙耦合諧振回路及其選頻特性 1 1

34、 耦耦合合回回路路的的常常用用類類型型互互感感耦耦合合回回路路us串串 聯(lián)聯(lián) 型型is并并聯(lián)聯(lián)型型電電容容耦耦合合回回路路usis 常用的兩種耦合回路常用的兩種耦合回路耦合系數(shù)耦合系數(shù)k k：耦合回路的特性和功能與兩個回路的耦合程耦合回路的特性和功能與兩個回路的耦合程度有關(guān)度有關(guān)按耦合參量的大?。喊瘩詈蠀⒘康拇笮。喝詈先詈?、強耦合、弱耦合、臨界耦合強耦合、弱耦合、臨界耦合電感耦合回路電感耦合回路電容耦合回路電容耦合回路+ L1 R2 L2 M C2 1V R1 C1 IsG1L1C1C2L2G2CM+-說明回路間耦合程度的強弱說明回路間耦合程度的強弱k k值的大小，能極大地影響耦合回路頻率

35、特性曲線的形狀。值的大小，能極大地影響耦合回路頻率特性曲線的形狀。k k 的定義的定義: : 耦合回路的公共電抗絕對值與初、次級回路耦合回路的公共電抗絕對值與初、次級回路中的同性質(zhì)電抗的幾何中項之比中的同性質(zhì)電抗的幾何中項之比. .對電容耦合回路：對電容耦合回路：)(M2M1MCCCCCk一般一般C1 = C2 = C：MMCCCk通常通常 CM C：CCkMk0)時，則時，則Xf1呈容呈容(Xf10)；反之，；反之，當(dāng)當(dāng)X22呈容性呈容性(X220)。 1）反射電阻永遠是正值反射電阻永遠是正值。這是因為，無論是初級回路這是因為，無論是初級回路反射到次級回路，還是從次級回路反射到初級回路，反射

36、電反射到次級回路，還是從次級回路反射到初級回路，反射電阻總是代表一定能量的損耗。阻總是代表一定能量的損耗。2222222221222222222111222222222222222222222221)( -)()( -)()(XXRMXRXRMRjXRXXRMjRXRMjXRMZfffff 4 4）當(dāng)初、次級回路同時調(diào)諧到與激勵頻率諧振（即當(dāng)初、次級回路同時調(diào)諧到與激勵頻率諧振（即X X1111=X=X2222=0=0）時，反射阻抗為純阻）時，反射阻抗為純阻。其作用相當(dāng)于在初級回路其作用相當(dāng)于在初級回路中增加一電阻分量中增加一電阻分量 ，且反射電阻與原回路電阻成反，且反射電阻與原回路電阻成反比

37、。比。 3）反射電阻和反射電抗的值與耦合阻抗的平方值反射電阻和反射電抗的值與耦合阻抗的平方值（ M）2成正比成正比。當(dāng)互感量當(dāng)互感量M=0時，反射阻抗也等于零。時，反射阻抗也等于零。這就是單回路的情況。這就是單回路的情況。222RM )(is+V2-2121002012121QQQGGGCCCLLLLS:設(shè)12222211110VCjVCCjLjVGVVCjVCCjLjVGVIMMMMS)()(2121112111VCjGCjLjGVVCjVCjLjVGVICCCCCMMSMM）（令GCLGQ001并聯(lián)諧振時122120011011VCjjGVVCjjGVIVCjjQGVIMMSMS)()()

38、()()(2112222222222jGCGICjCjGICjVMSMMSM222222224)1 (GCGICVMsmMm代入上式耦合因數(shù)令GCM222224)1 (AGAIVsmm+V1-代入當(dāng)01AGIVsm2max2is 這這是是耦耦合合諧諧振振回回路路諧諧振振曲曲線線的的通通用用表表示示式式，對對任任何何形形式式的的調(diào)調(diào)諧諧方方式式都都是是適適合合的的。+u2m-2、頻率特性方程、頻率特性方程頻率特性曲線頻率特性曲線 )CC)(CC(CKLLMKm2m1m21電電容容耦耦合合回回路路：互互感感耦耦合合回回路路：反映了回路間的耦合程度。反映了回路間的耦合程度。 is+u2m-11220

39、 11220 1.1.41.1.4雙調(diào)諧回路（耦合回路）雙調(diào)諧回路（耦合回路） 1討討論論： 當(dāng)當(dāng) 0時時 ，特特性性曲曲線線也也呈呈單單峰峰，但但峰峰值值小小于于 1 1。 若若令令 14)1(2222 12 12 臨界耦合曲線為單峰曲線。在諧振點上（臨界耦合曲線為單峰曲線。在諧振點上（=0）11時，時，越小，越小，越小，通頻帶越窄越小，通頻帶越窄可可得得： 22222)2(4)1( 0122 解解得得： 12 而在而在0 處，曲線處于谷值，其值為：處，曲線處于谷值，其值為：11220 上上式式表表明明，特特性性曲曲線線呈呈雙雙峰峰，峰峰值值點點分分別別位位于于12 處處 可可以以看看出出耦

40、耦合合因因數(shù)數(shù)越越大大，峰峰值值距距離離越越大大，相相應(yīng)應(yīng)的的谷谷值值越越小小。01422）（11022210 2B 1.1.41.1.4雙調(diào)諧回路（耦合回路）雙調(diào)諧回路（耦合回路）3 3 耦耦合合回回路路的的通通頻頻帶帶通通頻頻帶帶可可定定義義為為：當(dāng)當(dāng) 21時時，所所對對應(yīng)應(yīng)的的廣廣義義失失諧諧o2Q 中中的的 2為為回回路路的的通通頻頻帶帶。討討論論一一個個典典型型的的情情況況： 1令令 214)1(222221 即即可可得得：21424 o2Q2 Q22Bo 21顯顯然然，比比單單調(diào)調(diào)諧諧回回路路通通頻頻帶帶Qo要要寬寬，其其諧諧振振曲曲線線的的形形狀狀也也更更接接近近矩矩形形，具具有

41、有較較好好的的選選擇擇性性。QffBo22或結(jié)論：結(jié)論： 臨界耦合雙回路的通頻帶較寬，選擇性也較好。臨界耦合雙回路的通頻帶較寬，選擇性也較好。1過耦合過耦合求雙峰位置：求雙峰位置：212 222421 max|2 |(1)2(1)YY 對對 求導(dǎo)，并令其導(dǎo)數(shù)為零，得求導(dǎo)，并令其導(dǎo)數(shù)為零，得峰值位置：峰值位置： 21求谷點值：求谷點值：0令令22 1諧振特性曲線：諧振特性曲線：1耦合因數(shù)越大，峰值間距離越大，相應(yīng)谷值越小。但通常耦合因數(shù)越大，峰值間距離越大，相應(yīng)谷值越小。但通常耦合因數(shù)取值不應(yīng)該使耦合因數(shù)取值不應(yīng)該使1時，時，|ube(j)| ube(j)|，不滿足振幅條件，放大器不會自激；，不

42、滿足振幅條件，放大器不會自激；當(dāng)當(dāng)| |S S |1 |1時，放大器不穩(wěn)定。時，放大器不穩(wěn)定。 為使放大器遠離自激狀態(tài)而穩(wěn)定地工作，單級放大器通常選為使放大器遠離自激狀態(tài)而穩(wěn)定地工作，單級放大器通常選|S |510。 1.2.6 高頻調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性高頻調(diào)諧放大器的穩(wěn)定性1. 共發(fā)射極放大器的最大穩(wěn)定增益共發(fā)射極放大器的最大穩(wěn)定增益 當(dāng)晶體管的工作頻率遠低于特征頻率當(dāng)晶體管的工作頻率遠低于特征頻率fT時時: : yfe|yfe|gm ,yrejCbc，re90o 經(jīng)推導(dǎo)得放大器的電壓增益與穩(wěn)定系數(shù)經(jīng)推導(dǎo)得放大器的電壓增益與穩(wěn)定系數(shù)S的平方根成反比的平方根成反比: cbomuo2 CSgA 當(dāng)

43、取當(dāng)取S=1時，稱為臨界穩(wěn)定，其電壓增益稱為臨界穩(wěn)定電壓增益。時，稱為臨界穩(wěn)定，其電壓增益稱為臨界穩(wěn)定電壓增益。 實際中常取實際中常取S=5，此時電壓增益稱為最大穩(wěn)定增益。即為，此時電壓增益稱為最大穩(wěn)定增益。即為 cbommaxuo5 . 2 CgA 2. 提高放大器的穩(wěn)定性的方法提高放大器的穩(wěn)定性的方法 一是從晶體管本身想辦法，減小其反向傳輸導(dǎo)納一是從晶體管本身想辦法，減小其反向傳輸導(dǎo)納yre的值。的值。 二是從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用，使它單向化，具體方法二是從電路上設(shè)法消除晶體管的反向作用，使它單向化，具體方法有中和法與失配法。有中和法與失配法。 中和法通過在晶體管的輸出端與輸入端

44、之間引入一個附加的外部反饋中和法通過在晶體管的輸出端與輸入端之間引入一個附加的外部反饋電路電路(中和電路中和電路)，來抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)，來抵消晶體管內(nèi)部參數(shù)yre的反饋作用。的反饋作用。 CNCL2L1VT2VT1ECCL1L2VT1VT2CNCbciN if 用一個電容用一個電容CN來抵消來抵消yre的虛部的虛部(反饋電容反饋電容)的影響，就可達到中和的目的影響，就可達到中和的目的。的。 固定的中和電容固定的中和電容CN只能在某一個頻率點起到完全中和的作用，對其只能在某一個頻率點起到完全中和的作用，對其它頻率只能有部分中和作用。中和電路的效果很有限。它頻率只能有部分中和作用。中和電路的效果

45、很有限。 2. 提高放大器的穩(wěn)定性的方法提高放大器的穩(wěn)定性的方法 失配法通過增大負載電導(dǎo)失配法通過增大負載電導(dǎo)YL，進而增大總回路電導(dǎo)，使輸出電路嚴(yán)，進而增大總回路電導(dǎo)，使輸出電路嚴(yán)重失配重失配，失配法以犧牲增益來換取電路的穩(wěn)定。失配法以犧牲增益來換取電路的穩(wěn)定。 用兩只晶體管按共發(fā)一共基方式連接成一個復(fù)合管是經(jīng)常采用的一種失配法。用兩只晶體管按共發(fā)一共基方式連接成一個復(fù)合管是經(jīng)常采用的一種失配法。 VT1VT2 由于共基電路的輸入導(dǎo)納較大，當(dāng)它和輸出由于共基電路的輸入導(dǎo)納較大，當(dāng)它和輸出導(dǎo)納較小的共發(fā)電路連接時，相當(dāng)于增大共發(fā)電導(dǎo)納較小的共發(fā)電路連接時，相當(dāng)于增大共發(fā)電路的負載導(dǎo)納而使之失配

46、，從而使共發(fā)晶體管內(nèi)路的負載導(dǎo)納而使之失配，從而使共發(fā)晶體管內(nèi)部反饋減弱，穩(wěn)定性大大提高。部反饋減弱，穩(wěn)定性大大提高。 共發(fā)電路在負載導(dǎo)納很大的情況下，雖然電壓增益減小，但電流增益仍共發(fā)電路在負載導(dǎo)納很大的情況下，雖然電壓增益減小，但電流增益仍較大；而共基電路雖然電流增益接近較大；而共基電路雖然電流增益接近1，但電壓增益卻較大。所以二者級聯(lián)，但電壓增益卻較大。所以二者級聯(lián)后，互相補償，電壓增益和電流增益都比較大，而且共發(fā)一共基電路的上限后，互相補償，電壓增益和電流增益都比較大，而且共發(fā)一共基電路的上限頻率很高。頻率很高。 集中選頻濾波器集中選頻濾波器 主要類型：主要類型： 集中選頻集中選頻LC

47、濾波器濾波器 固體濾波器固體濾波器1.3 集中選頻集中選頻放大器 由于在半導(dǎo)體芯片上制作電感、大容量電容及高阻值由于在半導(dǎo)體芯片上制作電感、大容量電容及高阻值電阻等較為困難。電阻等較為困難。 需將高頻放大器的兩個任務(wù)需將高頻放大器的兩個任務(wù)放大和選頻分開。放大和選頻分開。信號選擇信號選擇集中選頻濾波器集中選頻濾波器信號放大信號放大集成寬帶放大器集成寬帶放大器集中選頻放大器集中選頻放大器聲表面波濾波器陶瓷濾波器石英晶體濾波器石英晶體諧振器石英晶體諧振器 電路符號：電路符號：外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu):石英晶體的形狀石英晶體的形狀廣泛應(yīng)用于高頻率、高穩(wěn)定性的振蕩器中，也用作高廣泛應(yīng)用于高頻率、高

48、穩(wěn)定性的振蕩器中，也用作高性能的窄帶濾波器性能的窄帶濾波器 1、物理特性、物理特性（1）正、反壓電效應(yīng)）正、反壓電效應(yīng) 當(dāng)晶體受外力作用而變形當(dāng)晶體受外力作用而變形( (如伸縮、切變、如伸縮、切變、扭曲等扭曲等) )時，就在它對應(yīng)的表面上產(chǎn)生正、負電時，就在它對應(yīng)的表面上產(chǎn)生正、負電荷荷, , 呈現(xiàn)出電壓，這稱為呈現(xiàn)出電壓，這稱為正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)。 電能和機械能的轉(zhuǎn)換。電能和機械能的轉(zhuǎn)換。 當(dāng)在晶體兩面加電壓時，晶體又會發(fā)生機械當(dāng)在晶體兩面加電壓時，晶體又會發(fā)生機械形變，這稱為形變，這稱為反壓電效應(yīng)反壓電效應(yīng)。石英晶體諧振器石英晶體諧振器 1、物理特性、物理特性（2）穩(wěn)定的諧振頻率）穩(wěn)定的

49、諧振頻率 晶片的諧振頻率與它的材料、幾何形狀、尺寸及振動晶片的諧振頻率與它的材料、幾何形狀、尺寸及振動方式方式( (取決于切片方式取決于切片方式) )有關(guān)，且十分穩(wěn)定；其溫度系數(shù)均有關(guān)，且十分穩(wěn)定；其溫度系數(shù)均在在 10106 6或更高數(shù)量級上?；蚋邤?shù)量級上。 用于高頻的晶體切片，其諧振時的電波長常與晶片厚用于高頻的晶體切片，其諧振時的電波長常與晶片厚度成正比，諧振頻率與厚度成反比。度成正比，諧振頻率與厚度成反比。諧振頻率與晶片厚度的關(guān)系：諧振頻率與晶片厚度的關(guān)系：基音、泛音：基音、泛音： 對于一定形狀和尺寸的某一晶體，它既可以在某一基對于一定形狀和尺寸的某一晶體，它既可以在某一基頻上諧振頻

50、上諧振( (此時的諧振器稱為基頻諧振器此時的諧振器稱為基頻諧振器) )，也可以在高次，也可以在高次諧波諧波( (諧頻或泛音諧頻或泛音) )上諧振（此時的諧振器稱為泛音諧振上諧振（此時的諧振器稱為泛音諧振器）。器）。石英晶體諧振器石英晶體諧振器 2、等效電路及電抗特性、等效電路及電抗特性(a) 包括泛音在內(nèi)的等效電路包括泛音在內(nèi)的等效電路C0：晶體的靜電容，一般為幾個晶體的靜電容，一般為幾個 pF 至至 幾十幾十pF。Lq、Cq、rq：對應(yīng)于機械共振經(jīng)壓電轉(zhuǎn)換而呈現(xiàn)的電參數(shù)。對應(yīng)于機械共振經(jīng)壓電轉(zhuǎn)換而呈現(xiàn)的電參數(shù)。rq：機械摩擦和空氣阻尼引起的損耗。機械摩擦和空氣阻尼引起的損耗。(b) 諧振頻率

51、附近的等效電路諧振頻率附近的等效電路石英晶體諧振器石英晶體諧振器 2、等效電路及電抗特性、等效電路及電抗特性（1）分析諧振頻率）分析諧振頻率串聯(lián)諧振頻率：串聯(lián)諧振頻率：qqq21CLf q000qq0qqqq0q111212CfCCfC CLCLCCC并聯(lián)諧振頻率：并聯(lián)諧振頻率：石英晶體諧振器石英晶體諧振器 2、等效電路及電抗特性、等效電路及電抗特性串聯(lián)諧振頻率：串聯(lián)諧振頻率：qqq21CLf q0q01CffC并聯(lián)諧振頻率：并聯(lián)諧振頻率：二者關(guān)系：二者關(guān)系：由于由于C0Cq，得：，得：q0q0112CffC接入系數(shù)：接入系數(shù)：p Cq /C0 q q時，晶時，晶體諧振器等效為電感。體諧振器等

52、效為電感。當(dāng)當(dāng) 0 0時，時，晶體諧振器呈容性晶體諧振器呈容性; ; 石英晶體諧振器石英晶體諧振器 晶體的諧振頻率晶體的諧振頻率fq和和f0非常穩(wěn)定。非常穩(wěn)定。晶體諧振器有非常高的品質(zhì)因數(shù)。晶體諧振器有非常高的品質(zhì)因數(shù)。晶體諧振器的接入系數(shù)非常小，一般為晶體諧振器的接入系數(shù)非常小，一般為 103數(shù)量級，數(shù)量級，甚至更小。甚至更小。晶體在工作頻率附近阻抗變化率大，有很高的并聯(lián)諧晶體在工作頻率附近阻抗變化率大，有很高的并聯(lián)諧振阻抗。振阻抗。 因此晶體諧振器的頻率穩(wěn)定度比一般振蕩因此晶體諧振器的頻率穩(wěn)定度比一般振蕩回路要高?；芈芬摺＃?）晶體諧振器與一般振蕩回路比較）晶體諧振器與一般振蕩回路比較集

53、中濾波器集中濾波器2、陶瓷濾波器、陶瓷濾波器 某些陶瓷材料某些陶瓷材料( (如常用的鋯鈦酸鉛如常用的鋯鈦酸鉛Pb(ZrTi)O3)Pb(ZrTi)O3)經(jīng)直流經(jīng)直流高壓電場極化后，可得到類似于石英晶體的壓電效應(yīng)，這高壓電場極化后，可得到類似于石英晶體的壓電效應(yīng)，這些陶瓷材料稱為壓電陶瓷材料。些陶瓷材料稱為壓電陶瓷材料。 因此，陶瓷濾波器的通帶較晶體濾波器要寬，因此，陶瓷濾波器的通帶較晶體濾波器要寬，但選擇性稍差。但選擇性稍差。（1）等效電路和石英晶體諧振器相同；）等效電路和石英晶體諧振器相同；（2）Q值較晶體小得多值較晶體小得多(約為數(shù)百約為數(shù)百)，但比，但比LC濾波器的高；濾波器的高；（3）

54、串、并聯(lián)頻率間隔也較大。）串、并聯(lián)頻率間隔也較大。 對中頻信號呈現(xiàn)極小的阻抗，此時負反饋最小，對中頻信號呈現(xiàn)極小的阻抗，此時負反饋最小，增益最大。離開中頻，濾波器呈較大阻抗，使放大器增益最大。離開中頻，濾波器呈較大阻抗，使放大器負反饋增大，增益下降。負反饋增大，增益下降。2、陶瓷濾波器應(yīng)用電路、陶瓷濾波器應(yīng)用電路集中濾波器集中濾波器3、聲表面波濾波器、聲表面波濾波器（Surface Acoustic Wave) 它是沿彈性固體表面?zhèn)鞑C械振動波的器件。它是沿彈性固體表面?zhèn)鞑C械振動波的器件。 在壓電固體材料表面產(chǎn)生和傳播彈性波，在壓電固體材料表面產(chǎn)生和傳播彈性波， 其其振幅隨深入固體材料的深度

55、而迅速減小。振幅隨深入固體材料的深度而迅速減小。功能：功能： 用做濾波器、延遲線、匹配濾波器用做濾波器、延遲線、匹配濾波器(對某種高對某種高頻已調(diào)信號的匹配頻已調(diào)信號的匹配)、信號相關(guān)器和卷積器等。、信號相關(guān)器和卷積器等。什么是什么是SAW?工作機理：工作機理： 當(dāng)在叉指兩端加有高頻信號時，通過壓電效應(yīng)，當(dāng)在叉指兩端加有高頻信號時，通過壓電效應(yīng)，在基片表面激起同頻率的聲表面波，并沿軸線方向傳在基片表面激起同頻率的聲表面波，并沿軸線方向傳播。除一端被吸收材料吸收外，另一端的換能器將它播。除一端被吸收材料吸收外，另一端的換能器將它變?yōu)殡娦盘栞敵?。變?yōu)殡娦盘栞敵觥；夯?壓電效應(yīng)材料。壓電效應(yīng)

56、材料。叉指換能器：叉指換能器：SAW結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖3、聲表面波濾波器（、聲表面波濾波器（Surface Acoustic Wave) 主要特性：主要特性：(1) 工作頻率范圍寬；工作頻率范圍寬；(2) 相對帶寬也比較寬；相對帶寬也比較寬；(3) 便于器件微型化和片式化；便于器件微型化和片式化；(4) 帶內(nèi)插入衰減較大，帶內(nèi)插入衰減較大， 這是這是SAW器件的最突出問題，一般不低于器件的最突出問題，一般不低于 15 dB；(5) 矩形系數(shù)可做到矩形系數(shù)可做到 1.12。主要特點主要特點: : 頻率特性好，性能穩(wěn)定，體積小，設(shè)頻率特性好，性能穩(wěn)定，體積小，設(shè)計靈活，可靠性高，制造簡單且重復(fù)性

57、好，適合計靈活，可靠性高，制造簡單且重復(fù)性好，適合于大批生產(chǎn)。于大批生產(chǎn)。1.4 電噪聲電噪聲一、概述一、概述定義：定義： 電子設(shè)備的性能在很大程度上與干擾和噪聲有關(guān)。電子設(shè)備的性能在很大程度上與干擾和噪聲有關(guān)。評價一個高頻系統(tǒng)的性能的指標(biāo)之一。評價一個高頻系統(tǒng)的性能的指標(biāo)之一。重要性：重要性： 主要出現(xiàn)在有用信號比較弱的場合，比如，主要出現(xiàn)在有用信號比較弱的場合，比如，接收機的前級電路，或多級高增益的音頻放大、接收機的前級電路，或多級高增益的音頻放大、視頻放大器中。視頻放大器中。電子噪聲的影響：電子噪聲的影響： 除有用信號以外的一切不需要的信號及除有用信號以外的一切不需要的信號及各種電磁騷動

58、的總稱。各種電磁騷動的總稱。二、電子噪聲的來源與特性二、電子噪聲的來源與特性外部噪聲：器件外部串?dāng)_進來的外部噪聲：器件外部串?dāng)_進來的內(nèi)部噪聲：器件內(nèi)部產(chǎn)生的，主要由電阻熱噪聲、晶體管噪聲內(nèi)部噪聲：器件內(nèi)部產(chǎn)生的，主要由電阻熱噪聲、晶體管噪聲和場效應(yīng)管噪聲。和場效應(yīng)管噪聲。1. 電阻熱噪聲電阻熱噪聲定義：是由電阻內(nèi)部的自由電子的熱運動而產(chǎn)生的。定義：是由電阻內(nèi)部的自由電子的熱運動而產(chǎn)生的。電阻內(nèi)部的帶電粒子（自由電子）在一定溫度下，總電阻內(nèi)部的帶電粒子（自由電子）在一定溫度下，總是處于無規(guī)則的熱運動狀態(tài)，產(chǎn)生起伏電流脈沖。大是處于無規(guī)則的熱運動狀態(tài)，產(chǎn)生起伏電流脈沖。大量的帶電粒子所產(chǎn)生的許多個

59、起伏電流脈沖相疊加，量的帶電粒子所產(chǎn)生的許多個起伏電流脈沖相疊加，就形成了電阻的就形成了電阻的熱噪聲電流熱噪聲電流，從而可在電阻兩端產(chǎn)生，從而可在電阻兩端產(chǎn)生噪聲電壓噪聲電壓和和噪聲功率噪聲功率。 熱噪聲電壓和功率譜密度熱噪聲電壓和功率譜密度均方值均方值T22nn01limd4TUutkTBRT k：波爾茨曼常數(shù)，：波爾茨曼常數(shù)，k=1.371023 J/K; 均方根均方根n4UkTBRUn表示的是起伏電壓交流分量的有效值。表示的是起伏電壓交流分量的有效值。1. 電阻熱噪聲電阻熱噪聲B：測量此電壓時的頻帶寬度：測量此電壓時的頻帶寬度; T：絕對溫度：絕對溫度(K)。熱噪聲電壓和功率譜密度熱噪聲

60、電壓和功率譜密度均方值均方值2n4UkTBR電阻熱噪聲等效電路電阻熱噪聲等效電路噪聲電壓源噪聲電壓源噪聲電流源噪聲電流源例：常溫下（例：常溫下（T=290K）工作的）工作的1K電阻，與電阻，與B=100KHZ的理想網(wǎng)絡(luò)相連接。求的理想網(wǎng)絡(luò)相連接。求 與與 。nU2nU2122n41.6 10UkTBRVn1.26UuV 在一般情況下，電阻的熱噪聲是相當(dāng)微弱的，在一般情況下，電阻的熱噪聲是相當(dāng)微弱的，故在電平較高的電路可忽略。故在電平較高的電路可忽略。 在接收機的前級，由于有用信號極其微弱，在接收機的前級，由于有用信號極其微弱，電阻熱噪聲的影響就不能忽略，它已成為限制接電阻熱噪聲的影響就不能忽略