高頻電子線路(知識點)

..高頻電子線路重點其次章選頻網(wǎng)絡(luò)一.根本概念所謂選頻〔濾波選出濾除不需要的頻率重量。電抗(X)=容抗〔

1 )+感抗(wL) 阻抗=電阻(R)+j電(L 1)C C阻抗的模把阻抗看成虛數(shù)求模1二．串聯(lián)諧振電路1

1〔電抗X=R，電流最大

L 0 C0

，電容、電感消逝了，相角等于0，諧振頻率：0 ，此時|Z|最小LCw<wLC0

0，X<0阻抗是容性；當(dāng)w>w0

時，電壓超前電流，相角大于0，X>0阻抗是感性； L 1Q 0 回路的品質(zhì)因素數(shù) R CR〔除R，增大回路電阻，品質(zhì)因數(shù)下降，諧振時，電感和電容兩端的電位差大小等于外加電壓的Q0相反回路電流與諧振時回路電流之比

1 N()ej()

(幅頻)，品質(zhì)因數(shù)越高，諧振時的電流越大，比值 1jQ(0) 越大，曲線越尖，選頻作用越明顯，0好00ξ=X/R=Q×2△w/w是廣義失諧，回路電流與諧振時回路電流之比N()10.700ξ=X/R=Q×2△w/w是廣義失諧，回路電流與諧振時回路電流之比N()10.701212216.當(dāng)外加電壓不變，w=w=w1/√2，w-w為通頻帶，w，w1為邊界頻率/半功率點，廣義失諧為±17.2071 22 12LR0Q，品質(zhì)因數(shù)越高，選擇性越好，通頻帶越窄f8.通頻帶確定值2f070Q2f通頻帶相對值f1Q+0.7–Vs9.相位特性0arctanQarctanC0Q越大，相位曲線在w處越陡峭0

很相近時，2

， 10.能量關(guān)系 0電抗元件電感和電容不消耗外加電動勢的能量，消耗能量的只有損耗電阻。1 1 1回路總瞬時儲能

www

CQ2VL C sm L C sm

2sin2t CQ2V22

cos2t

CQ2V2sm2sm回路一個周期的損耗w 2π1V 212π1CQV 2回路一個周期的損耗wwwLC2CQV22smwR2π1CQV12πQ0所以Q22sm2sm能量是不變的，只是在電感與電容之間相互轉(zhuǎn)換；外加電動勢只供給回路電阻所消耗的能量，以維持回路的等幅振蕩，而且諧振回路中電流最大。11.電源內(nèi)阻與負(fù)載電阻的影響QQ0LR R1 S L

R 2 R 22π

sm回路儲能每周期耗能

表示回路或線圈中的損耗。R R三.并聯(lián)諧振回路 L1.一般無特別說明都考慮wL>>R，Z C

CR 1RjL

1 jC LCRLCR1 C L

L s ;.ww=√［1/LC-(R/L)2］=1/√RC·√1-Q22.Y(導(dǎo)納2.Y(導(dǎo)納)＝CRLj C11L電導(dǎo)(G)=1CRL電納(B)=CL1L.與串聯(lián)不同諧振時BC 0， 回路諧振電阻R= =QwL=Q/wCQ

LL 1 P

p RLC p RC

p CR p p p p〔乘R〕p R P

CR L p p ppw<wp

時，B>0導(dǎo)納是感性；當(dāng)w>wp

時，B<0導(dǎo)納是容性 〔看電納〕電感和電容支路的電流等于外加電流的Q倍，相位相反并聯(lián)電阻減小品質(zhì)因數(shù)下降通頻帶加寬，選擇性變壞Q LQ LLGGG1p p s LRQpQ p 1Qp R R

p L L1 p p p PR Rs L由此看出，考慮信號源內(nèi)阻及負(fù)載電阻后，品質(zhì)因數(shù)下降，并聯(lián)諧振回路的選擇性變壞，通頻帶加寬。四.串并聯(lián)阻抗等效互換并聯(lián)→串聯(lián)RX2

R2X

Q=X/RR p p s R2X2

X p p s ss R2X2p p p p串聯(lián)→并聯(lián)R≈RQ2 X=X Q=R/Xp s p s p s抽頭式并聯(lián)電路為了減小信號源或負(fù)載電阻對諧振回路的影響，信號源或負(fù)載電阻不是直接接入回路，而是經(jīng)過一些簡潔的變換電路，將它們局部接入回路。+IRRVs+IRRVspCL-+ LIRVspCP1-+P2VL-CP+LRLVL— -

+R VCLCL-—CLCCLCP1C2

—RL

—1Rp2 L

—+ R LRVRL L

pVL-—

- V—考慮接入后等效回路兩端電阻和輸出電壓的變化第三章高頻小信號放大器一.根本概念高頻放大器與低頻放大器主要區(qū)分：工作頻率范圍、頻帶寬度，負(fù)載不同；工作頻率范圍、頻帶寬度，負(fù)載不同；低頻：工作頻率低，頻帶寬，承受無調(diào)諧負(fù)載；高頻：工作頻率高，頻帶窄，承受選頻網(wǎng)絡(luò)諧振放大器又稱〔調(diào)諧〕/高頻放大器：靠近諧振，增益大，遠(yuǎn)離諧振，衰減高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標(biāo)11〕〔放大系數(shù)〕oAVo;.v Vi

A oPp PPi

A20logVov Voi

A 10logPop Poi〔2〔2—3dB，0.5—〔-3dB〕通頻帶1 f2增益下降到 時所對應(yīng)的頻率范圍為2f 02選擇性

07 Q從各種不同頻率信號的總和〔有用的和有害的〕中選出有用信號，抑制干擾信號的力量矩形系數(shù)K

2f2f0.1 或 0.7

r0.01

2f 0.01 〔0.10.01〕AAAvnffnf0抑制比〔輸入短路〕0.7K→1，濾除干擾力量越強(qiáng)，選擇性越好 A抑制比表示對某個干擾信號fn4)工作穩(wěn)定性不穩(wěn)定引起自激5〕噪聲系數(shù)

的抑制力量

d v0n Avn二．晶體管高頻小信號等效電路與參數(shù)1.形式等效電路〔網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等效電路〕h參數(shù)系輸出電壓、輸入電流為自變量，輸入電壓、輸出電流為參變量z參數(shù)系輸入、輸出電流為自變量，輸入、輸出電壓為參變量y參數(shù)系〔本章重點爭論〕輸入、輸出電壓為自變量，輸入、輸出電流為參變量輸入導(dǎo)納y i

II1V

〔輸出短路〕 輸出導(dǎo)納yI1I1VI2V2正向傳輸導(dǎo)納y f

〔輸出短路〕 反向傳輸導(dǎo)納 y r

〔輸入短路〕ｙ越大,表示晶體管1放大力量越強(qiáng)；ｙ越大,表示晶體管的內(nèi)部反響2

越強(qiáng)。fe y y rey yYy re fe

Yy

re fe

y v vi

y Yoe L

o

y Yie s

A 2 fey Y1 oe L缺點：雖分析便利，但沒有考慮晶體管內(nèi)部的物理過程，物理含義不明顯，隨頻率變化62頁例題2.混合π等效電路優(yōu)點：各個元件在很寬的頻率范圍內(nèi)都保持常數(shù)。缺點：分析電路不夠便利?；旌夕械刃щ娐穮?shù)與形式等效電路y參數(shù)的轉(zhuǎn)換y=gie

+jωCie

y=goe

+jωCoe y=|y

|∠φ

y=|y

|∠φfe fe fe re re re晶體管的高頻參數(shù)截止頻率fβ. 0f1jf 12放大系數(shù)β下降到β0的 的頻率222100TβT當(dāng)β下降至1時的頻率 f f0TβT頻率參數(shù)的關(guān)系:fmax頻率參數(shù)的關(guān)系:fmaxfTfβ

>>1時, f

f。0 βmax1時的工作頻率留意:f≥fmax后，Gp<1，晶體管已經(jīng)不能得到功率放大。;...等效變換三．單調(diào)諧回路諧振放大器等效變換電壓增益

ppy

ppy y諧振時

12fe

12fe

匹配時

(A ) 功率增益fe2 fe2 g g

G Gp2gP p 1g

oe1

p2g2

ie2

vomax

o1 i2A o(A )2

ie2Po Pi

vo

ie1

G 0假設(shè)設(shè)LC調(diào)諧回路自身元件無損耗，且輸出回路傳輸匹配 p那么最大功率增益為AP0

y2femax 4y2fe

G

p2g10

p2g2

ie2假設(shè)LC

ie1 oe1 p調(diào)諧回路存在自身損耗，且輸出回路傳輸匹配

p2g p2g 1 1 oe1 2 ie2引入扎入損耗K=回路無損耗時的輸出功率〔P

〕/回路有損耗時的輸出功率〔P’〕=

(1Q)1 1 1 L2Q(其中 ) 0那么最大功率增益為A

y2y fe

(1

QL)2(1Q

QL

此時的電壓增益為(A )

|yfe| (1QL)通頻帶與選擇性

P0

4g ie1

Qoe1 0

Q P0max0

vo

2 g g Qo1 i2 02f f0

〔通頻帶〕0.7 Q選擇性無論LQ值為多大，其諧振曲線和抱負(fù)的矩形相差甚遠(yuǎn)，選擇性差76頁例題四．多級單調(diào)諧回路諧振放大器

>>1〕v1.放大器的總增益v

v1

vn

nv12 12 1f1m02 11m2f

0.7 QL

2f

單級SS2g2y Cfe 0 re穩(wěn)定系數(shù) 〔其中g(shù)2=g

g〕S＝1，放大器可能產(chǎn)生自激S>>1，放大器不會產(chǎn)生122y自激。S越大，放大器離開自激狀態(tài)就越遠(yuǎn)，工作就越穩(wěn)定。一般要求S=5~10，A v0單向化

feSC0 re什么是單向化：爭論如何消退y〔反向傳輸導(dǎo)納〕的反響，變“雙向元件”為“單向元件”的過程。re為什么單向化：由于晶體管內(nèi)存在yre

的反響，所以它是一個“雙向元件yre

的反響作用可能引起放大器工作的不穩(wěn)定。如何單向化：失配法信號源內(nèi)阻不與晶體管輸入阻抗匹配；晶體管輸出端負(fù)載阻抗不與本級晶體管的輸出阻抗匹配。;...留意：失配法以犧牲增益為代價換取穩(wěn)定性的提高。中和法〔不做爭論〕六．放大器中的噪聲內(nèi)部噪聲的來源于特點由元器件內(nèi)部帶電粒子的無規(guī)章運動產(chǎn)生，大多為白噪聲〔在整個頻域內(nèi)，功率譜密度均勻分布的噪聲；亦即：全部不同頻率點上能量相等的隨機(jī)噪聲〕電阻熱噪聲功率譜密度Sf4kTR

v2n

4kTRfn

噪聲電流的均方值i2n

4kTGfn其中k1.381023J/K波爾茲曼常數(shù) T為確定溫度攝氏溫+27，單位為R(或Ｇ)為fn內(nèi)的電阻〔或電導(dǎo)〕值，單位為Ω}晶體管噪聲白噪聲熱噪聲：主要存在于 (基區(qū)體電阻〕內(nèi)白噪聲散粒噪聲〔主要來源〕安排噪聲閃耀噪聲〔1/f噪聲〕場效應(yīng)管的噪聲〔比晶體管低得多〕熱噪聲：由漏、源之間的等效電阻產(chǎn)生；由溝道內(nèi)電子不規(guī)章運動產(chǎn)生。散粒噪聲：由柵、源之間ＰＮ結(jié)的泄漏電流引起。閃耀噪聲七．噪聲系數(shù)的表示和計算信噪比有用信號功率P

與噪聲功率P的比值→P/P=S/N=SNR=信號功率/噪聲功率s n S N噪聲系數(shù)：Fn反映了信號經(jīng)過放大后，信噪比變壞的程度輸入信噪比與輸出信噪比的比值F n

P/Psi P /P

Fn

(dB)10lgFn

F 后在輸出端呈現(xiàn)的功率10n后在輸出端呈現(xiàn)的功率10n0IInipn0II放大器自身的噪聲呈現(xiàn)的功率nn0IInipn0II放大器自身的噪聲呈現(xiàn)的功率no輸入端的噪聲經(jīng)放的功率n0I

P so no

F 1n

Pn0IIn0I輸入端的噪聲經(jīng)過放大n0I輸入端的噪聲經(jīng)過放大后在輸出端呈現(xiàn)的功率噪聲溫度T=(F-1)Ti n靈敏度當(dāng)系統(tǒng)的輸出信噪比給定時，有效輸入信號功率P’si

稱為系統(tǒng)靈敏度，與之相對應(yīng)得輸入電壓稱為最小可檢測信號P’=F(kT△f)〔P’ /P’ 〕===lgP’=lgF+lg(kT△f)+lg〔P’ /P’ 〕 116頁例題si n n so no si n n so no等效噪聲寬度減小噪聲系數(shù)的措施選用低噪聲元、器件；正確選擇晶體管放大級的直流工作點；選擇適宜的信號源內(nèi)阻R；選擇適宜的工作寬度；選s用適宜的放大電路；降低主要器件的工作溫度第五章高頻功率放大器一．根本概念1.諧振〔高頻〕功放與非諧振〔低頻〕功放的比較一樣: 要求輸出功率大，效率高1：工作頻率與相對頻寬不同2：負(fù)載不同;.低頻功放，承受無調(diào)諧負(fù)載；高頻功放，一般承受選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載；型寬帶功放承受傳輸線作為負(fù)載。3：工作狀態(tài)不同低頻功放，工作于甲類360度、甲乙類或乙類180度〔限于推挽電路〕高頻工作于丙類〔<180度〔某些特別狀況下可工作于乙類。二．工作原理

..輸出功率 P = oC 直流電源供給的直流功率 Po= PoPPo CP =PP o CP(直流電源供給的直流功率)P(溝通輸出信號功率)oCP (集電極耗散功耗)C三．晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法為了對高頻功率放大器進(jìn)展定量分析與計算，關(guān)鍵在于求出電流的直流重量I

II i () I

()

I ()c0

cm1C0 Cmax 0 c

cmn

Cmax n c

g() cm1 1 c動態(tài)特性——始終線

1 c Ic0

()0 c 3.負(fù)載特性3.負(fù)載特性V I Rcm cm1 p結(jié)論：;.欠壓：恒流，Vcm

變化，Po

較小，η

..低，P較大c c過壓：恒壓，Icm1

變化，Po

較小，η

可達(dá)最高c臨界：Po

最大，η

較高〔最正確工作狀態(tài)〕cVccVV對工作狀態(tài)的影響bm BB第六章正弦波振蕩器一．根本概念振蕩器：不需要鼓勵信號，而是由本身的正反響信號來代替外加鼓勵信號的作用振蕩器通常工作于丙類，是非線性的二．LCR回路中的瞬變現(xiàn)象回路的衰減系數(shù)回路的固有角頻率回路的衰減系數(shù)回路的固有角頻率L22(R2 )L0 C三．根本工作原理一套振蕩回路；一個能量來源；一個掌握設(shè)備;... 四．由正反響的觀點打算振蕩的條件五．振蕩器的穩(wěn)定與平衡條件起振——平衡平衡狀態(tài)的穩(wěn)定條件振幅振幅穩(wěn)定條件:

0AVAVomom omQ相位

z0六．反響型LC振蕩器線路互感耦合振蕩器〔調(diào)集、調(diào)基、調(diào)射〕;...電感反響式三端振蕩器(哈特萊振蕩器)電容反響式三端振蕩器(考畢茲振蕩器)LC三端式振蕩器相位平衡條件的推斷準(zhǔn)則：射同集反 書264頁例題七．振蕩器的頻率穩(wěn)定問題確定準(zhǔn)確度：f ff0

ff0

ff0f0頻率穩(wěn)定度可分為長期頻率穩(wěn)定度、短期頻率穩(wěn)定度和瞬間頻率穩(wěn)定度三種11nfn i1ff2fi n八．石英晶體振蕩器〔作為電感用〕;...九．負(fù)阻振蕩器負(fù)阻振蕩器是把一個呈現(xiàn)負(fù)阻特性的有源器件直接與諧振回路相接，以產(chǎn)生等幅振蕩第七章振幅調(diào)制與解調(diào)一．根本概念調(diào)制：在傳送信號的乙方〔發(fā)送端〕將所要傳送的信號f低“附加”在高頻振蕩上，再由天線放射出去〔反調(diào)制〕也叫做檢波調(diào)制的緣由從切實可行的天線動身；便于不同電臺一樣頻段基帶信號的同時接收；可