射頻模擬電路電子教案：射頻模擬電路第一章 上

1、射頻模擬電路 1.1 頻譜的劃分 射頻即Radio Frequency，通?？s寫為RF。 本意指可以輻射到空間的電磁頻率，特指位于集中參數(shù)頻段與分布參數(shù)頻段之間的頻譜，具有“路”和“場”的特點(diǎn)，是一個(gè)相對(duì)概念。 當(dāng)今最通用的頻譜分段法是由電氣和電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）建立的。2 全球定位系統(tǒng)：1227.6MHz-1575.42MHz CDMA: 發(fā)：824-849MHz；收：869-894MHz C波段的衛(wèi)星廣播： 上行：4GHz；下行：6GHz GSM WiMax（IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)） TD-SCDMA WiFi（IEEE802.11 a b）射頻系統(tǒng)3 普通電路分析方法適用的最高頻

2、率？ 什么特性使電子元件的高頻性能和低頻性能有如此大的差別？ 被應(yīng)用的新電路理論是什么？ 這些理論是如何應(yīng)用于射頻模擬電路實(shí)際設(shè)計(jì)的？1.2 概述4趨膚效應(yīng)交流電流流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)趨向于導(dǎo)體外邊部分，而直流電流均勻地流經(jīng)整個(gè)導(dǎo)體的截面積。交流電阻大于直流電阻。導(dǎo)體交流電流密度分布從表面起到導(dǎo)體中心按指數(shù)規(guī)律迅速減小。既然導(dǎo)線的中心部分幾乎沒有電流通過，就可以把這中心部分除去以節(jié)約材料。問題？5互耦含義：信號(hào)從電路內(nèi)部向外部、以及在電路內(nèi)部之間輻射。分類：電路內(nèi)部元件之間、電路與其環(huán)境之間、環(huán)境與電路之間的互相耦合。后果：寄生耦合干擾，引起電路的不穩(wěn)定及性能下降。 損耗增加。問題？6措施：接地、屏蔽、

3、去耦地線上電位差引起的寄生反饋屏蔽盒及接地電源去耦：(a)扼流圈RFC和電容構(gòu)成低通型去耦(b)穩(wěn)壓（二極管等）(c)電阻代替RFC（小電流，低頻）線圈自諧振頻率C高頻損耗高、低頻區(qū)別：1、低頻：（30Hz f 300kHz）主要內(nèi)容：用來產(chǎn)生、放大和處理各種低頻信號(hào)的電路。分析方法：（線性電路分析）圖解法、小信號(hào)等效電路法。主要特點(diǎn)：忽略非線性、分布參數(shù)等，負(fù)載：純阻R。2、高頻（100kHz f 300 MHz、集中參數(shù)電路條件 ）主要內(nèi)容：以通信系統(tǒng)為主要對(duì)象，研究構(gòu)成發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備的各單元電路，典型線路的工作原理。分析方法：小信號(hào)等效電路；圖解法。主要特點(diǎn)：利用器件的非線性特性，分

4、布參數(shù)不容忽視，負(fù)載：LC諧振回路一般無線通信系統(tǒng)的基本組成11一般無線通信系統(tǒng)的基本組成121.3 射頻無源元件無源元件：不需要直流電源就能正常工作有源元件：需要直流電源才能正常工作電阻 電阻的高頻特性與制造電阻的材料、電阻的封裝和尺寸大小密切相關(guān)，一般地， 薄膜表貼引線 小尺寸大尺寸 主要參數(shù)：標(biāo)稱阻值、百分誤差（精度）、額定功率、溫度系數(shù)等電阻141218,1206,0805,0603，0402片式或表貼電阻碳膜、線繞、金屬膜等電阻電感任何截面形狀的一段導(dǎo)體或一段印刷板的銅帶都可能形成電感和電阻。 1516密繞空心線圈分布電容大間繞空心線圈分布電容小磁芯線圈電感量大磁導(dǎo)率與頻率有關(guān)16空

5、心或鐵氧體線圈磁環(huán)線圈減小互耦磁環(huán)17雙孔磁芯電感減小漏感和互耦貼片電感系列化、標(biāo)準(zhǔn)化電阻和電感并聯(lián)RF扼流降低Q值，防止自激 實(shí)際電感與理想電感是有差別的，由于分布電容的影響，有一個(gè)自諧振頻率，高于此頻率，則電感線圈呈容性。問題？18電感的損耗：導(dǎo)體（含趨膚）、輻射、介質(zhì)電感的主要參數(shù)：標(biāo)稱電感值、百分誤差（精度）、 品質(zhì)因數(shù)Q（損耗），額定電流、自諧頻率等功能：耦合電容（隔直電容）、旁路電容、去耦電容及槽路電容等。 電容的結(jié)構(gòu)、工藝、價(jià)格按低頻、中頻、高頻、微波等應(yīng)用而有所不同。損耗:導(dǎo)體(含趨膚)、介質(zhì)(導(dǎo)電、極化、電離)參數(shù)：標(biāo)稱電容值、百分誤差 (精度)、額定電壓（耐壓）、品質(zhì)因數(shù)Q

6、（損耗）、自諧頻率等電容電容21陶瓷平板電容容值小，高頻特性好陶瓷平板電容容值小高頻特性好穿心電容電源或低頻信號(hào)饋入去耦電容、交流接地22雙聯(lián)可變電容低頻微調(diào)電容諧振、匹配、濾波圓筒形卷繞電容金屬箔與介質(zhì)箔交疊卷繞而成鎳電容表貼、高頻特性好鉭電解電容表貼、容量大、去耦低溫容量下降片式電容23問題？頻率再高用芯片電容射頻模擬電路課程概況前導(dǎo)課程：電路分析基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)、 模擬電路基礎(chǔ) （低頻、線性） （電子器件、基本放大器） 研究內(nèi)容：用于各種無線電通訊設(shè)備的 單元電路（高頻、主要非線性）課程別名：高頻電路、高頻電子線路、通 信電子線路、非線性電子線路課程教材：射頻模擬電路與系統(tǒng)， 張玉興等，

7、電子科大出版社課程重點(diǎn)、難點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)1、需理解的三個(gè)方面信號(hào)所傳輸?shù)男盘?hào)形式（載波、調(diào)制波、 已調(diào)波）及其描述（時(shí)域和頻域）。系統(tǒng)發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的組成方案及 其 組成系統(tǒng)的各模塊的功能。電路實(shí)現(xiàn)各種功能的具體電路。2、抓住具體電路的性能指標(biāo)25指標(biāo)是根據(jù)系統(tǒng)模塊電路的功能提出來的，是確定系統(tǒng)方案和設(shè)計(jì)電路的指導(dǎo)思想。3、電路分析的著重點(diǎn)（1）模擬電路的偏置；（2）工作條件（比如信號(hào)的大?。?；（3）器件選擇及其的應(yīng)用狀態(tài)確定（線形、非線性、線性時(shí)變）；（4）端口的阻抗匹配與失配選擇；（5）集總參數(shù)條件下的電路分析。264、模擬電路分析方法（1）小信號(hào)、線性電路分析法； （2）大信號(hào)非線性電路

8、分析方法； 5、實(shí)際電路分析關(guān)注事項(xiàng)（1）電路結(jié)構(gòu)（直流和交流通路圖）；（2）直流偏置、晶體管的選擇及其工作狀態(tài)確定；（3）信號(hào)輸入、輸出方式的確定；（4）對(duì)信號(hào)大小的要求（5）信號(hào)輸入端口、晶體管輸出與并聯(lián)諧振回路端口、并聯(lián)諧振回路與負(fù)載端口的阻抗匹配；（6）電路關(guān)鍵點(diǎn)的波形與頻譜，及其關(guān)鍵指標(biāo)的計(jì)算；（7）理解從電路原理演變到實(shí)際電路所添加的必備器件；（8）影響電路性能指標(biāo)優(yōu)劣的因素。6、高頻電路特點(diǎn)（1）晶體管等效電路必須考慮極間電容和結(jié)電容影響；（2）電路分析時(shí)要考慮分布參數(shù)對(duì)技術(shù)指標(biāo)的影響；（3）基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)的影響不可忽視；（4）晶體管的輸入電壓可能出現(xiàn)頻率不同的多信號(hào)輸入形式。（5）關(guān)注高頻電路中電感器件和電容器件的性質(zhì)和數(shù)值；（6）關(guān)注工程近似算法和非線性電路的大信號(hào)等效圖及其圖解條件與解法。287、學(xué)習(xí)內(nèi)容第1章、第2章、第3章、第4章、第5章課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法課程特點(diǎn)：1、工程性強(qiáng)：著重培養(yǎng)學(xué)生的電子電路工程設(shè)計(jì)能力。2、分析方法靈活：如折線法、冪級(jí)數(shù)法、開關(guān)函數(shù)法、線性時(shí)變參數(shù)法等。3、實(shí)踐性強(qiáng)：結(jié)合工程實(shí)際電路，培養(yǎng)分析電路的能力。 學(xué)習(xí)方法 1、以搞懂電路工作原理為基本目標(biāo) 2、認(rèn)真自主完成作業(yè)，強(qiáng)化基本概念，掌 握基本分析方法 3、學(xué)會(huì)EDA軟件的使用，如： A