物理学院高频电子线路g1-1

高频电子线路第2章高频电路基础第2章高频电路基础高频电子线路中的一些共性问题，如基本元器件、基本电路及基本指标。高频电子线路第2章高频电路基础1第一节高频电路中的元器件第一节高频电路中的元器件一、高频电路中的元件1、电阻LRCRR图2—1电阻的高频等效电路一个电阻R的高频等效电路如图2—1所示,其中,CR为分布电容,LR为引线电感,R为电阻。高频电子线路第2章高频电路基础第一节高频电路中的元器件2LCRCC(a)阻抗频率f(b)0图2—2(a)电容器的等效电路;（b）电容器的阻抗特性高频电子线路第2章高频电路基础第一节高频电路中的元器件阻抗与相角阻抗相角频率fSRF03二、高频电路中的有源器件自学高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路第二节高频电路中的基本电路主要的基本电路：振荡回路、高频变压器、谐振器、滤波器等。以上电路的功能：信号传输、频率选择、阻抗匹配。高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路一、高频振荡回路功能：阻抗变换、选频、滤波与移相等。1、并联谐振回路（适用于电流源激励）(1)回路阻抗特性00011111PZjCRLRjRCL①并联阻抗ZP高频电子线路第2章高频电路基础00011111PRZjCjRCRLL当ω=ω0时，电路发生并联谐振。000010112CLLCfLC回路谐振角频率：回路谐振频率；②并联谐振角频率ω0高频电子线路第2章高频电路基础③回路的特性阻抗ρ谐振时的容抗或感抗称为回路的特性阻抗001LCLLCCC④并联谐振回路品质因数Q200200222/:CUCRQTURTUT谐振时回路的总储能谐振时回路一周内的耗能谐振时回路电压的有效值；：信号的周期。高频电子线路第2章高频电路基础02CRQT000000021,RRQCTLCRL根据：⑤谐振时的并联阻抗谐振时并联阻抗ZP最大：max0PZRQ高频电子线路第2章高频电路基础⑥谐振时的电流00000000osoocosooLsLcRsUIRUCRIUjCjjQIRUURIjjQIjLLRIIII高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路（2）并联谐振回路的频率特性0000000000000011111PRRZCCjRCjRLCLRRjRCjQ0020200,arctan1pzRZQQ高频电子线路第2章高频电路基础LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/2Q1＞Q2Q1Q20－/2/2感性Q2Q1Q1＞Q2容性Z(a)(b)(c)(d)＋－U.0|zp|/R0I.0220000,1arctanpzRZQQ阻抗的幅频特性阻抗的相频特性高频电子线路第2章高频电路基础LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/2Q1＞Q2Q1Q20－/2/2感性Q2Q1Q1＞Q2容性Z(a)(b)(c)(d)＋－U.0|zp|/R0I.a、谐振时阻抗最大，且为纯电阻。Zp=R0。b、回路失谐时（ω≠ω0），阻抗下降。Q越大下降越快。ωω0，阻抗为感性，ωω0，阻抗为容性。c、谐振时，IL=IC=QIs，LCII与相位相反。高频电子线路第2章高频电路基础通常用在窄带系统，工作频率ω在ω0附近，近似认为：200002,①并联谐振回路的选频特性2200000020000002()22ffo—称为失谐或绝对失谐02fQf—称为广义失谐而：高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路000000000(11112111soosPooooIRUUIZjRCjRCLLUUUfjjQjQf谐振时输出电压）回路输出电压oU02,arctan1ooUU高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路②3db通频带（回路带宽）2221121opofffZR，00.0707221ffBffQQ可得0.1Q值越小，通频带越宽。高频电子线路第2章高频电路基础③矩形系数Kr0.10.1r0.10.707BKBLrCCIC.IR.R0IL.L0B11/2Q1＞Q2Q1Q20－/2/2感性Q2Q1Q1＞Q2容性Z(a)(b)(c)(d)＋－U.0|zp|/R0I.0.1矩形系数越大，说明对带外频率衰减越慢。选择性越差。理想选频网络矩形系数等于1。单并联谐振回路Kro=9.96高频电子线路第2章高频电路基础高频电子线路第2章高频电路基础④线性相频范围：LrCCIC.IR.R0IL.L0B11/2Q1＞Q2Q1Q20－/2/2感性Q2Q1Q1＞Q2容性Z(a)(b)(c)(d)＋－U.0|zp|/R0I.0002()arctanarctanarctanzfQQf在ω0点的斜率为：002ZQdQd值越小，线性范围越大。高频电子线路第2章高频电路基础3357000()60.58,0.58/30.066(11)357()6()22ZZZtgxxxarctgxxxQQ当Z认为（)随线性变化。高频电子线路第2章高频电路基础（3）实际的并联谐振回路r-电感线圈的损耗电阻，在已知电感线圈的电感和品质因数QL时可计算出r。LLQr一般情况下线圈的Q值在几十到一、二百。高频电子线路第2章高频电路基础实际电路中r很小。满足：rL0201()1111()111,PLrjLjCCZrCrjLrjLjCjCjCLLjCRLLRLCrr的值不变高频电子线路第2章高频电路基础20222221/ooooooLRCrrRQRrRRRQRQr即：高频电子线路第2章高频电路基础(4)串、并联阻抗的等效变换与抽头时的阻抗变换①信号源内阻及负载对并联谐振回路的影响为减小RL、RS对回路Q值的影响；实现阻抗匹配，采用抽头式并联谐振回路。高频电子线路第2章高频电路基础②抽头并联谐振回路LCR0UUT(a)LC2R0UUTC1(b)LR1UC2C1(c)LR1UTC1C2(e)U1R1UT(d)U1LCUTIIL关心信号源内阻RS和负载电阻RL对并联谐振回路的影响；并联谐振回路对信号源的等效负载电阻。高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路简化分析的条件：窄带高Q情况。窄带说明外部电路对谐振回路电流影响较小，高Q情况使串并变换时电抗部分数值几乎不变。1211101oOooLLCLC，电路谐振频率没变。高频电子线路第2章高频电路基础串、并阻抗之间的转换222222222111111sssssssppsseeseesppsRXRXjj(Q)(Q)(RXRQ)QXRRRXRXXX21pppesssRRX,RQRX，sseppXRQRX高频电子线路第2章高频电路基础∵等效后信号源供给的功率不变：22222abdboaboodbabdbUURRURRpRUUpU称为介入系数，接入系数小于1高频电子线路第2章高频电路基础无互感时：1112()abodboUjLILpUjLLIL1NpN紧耦合：121212111CCpCCCC电容端接入高频电子线路第2章高频电路基础RiLCRLRiTLCRLIIT电流源的折合从部分接入到全部接入阻抗变大，电源变小。21abToTTTaboTIRUIRUIURppIURpIpI高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路例2如图2—9，抽头回路由电流源激励,忽略回路本身的固有损耗,试求回路两端电压u(t)的表示式及回路带宽。C2C12000pF500R12000pF10HLi＝Icos107tI＝1mA＋－u1(t)高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路C2C12000pF500R12000pF10HLi＝Icos107tI＝1mA＋－u1(t)解由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q→∞。由图可知,回路电容为12121000CCCpFCC谐振角频率为70110/radsLC高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路C2C12000pF500R12000pF10HLi＝Icos107tI＝1mA＋－u1(t)电阻R1的接入系数：21121210.511CCpCCCC等效到回路两端的电阻为：1212000RRp回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅U=IR=2V,故：7()2cos(10)uttV高频电子线路第2章高频电路基础第二节高频电路中的基本电路C2C12000pF500R12000pF10HLi＝Icos107tI＝1mA＋－u1(t)输出电压为：71()()cos(10)utputtV回路有载品质因数：0200020100LRQL回路带宽50510/LBradsQ空载品质因数：LC回路本身的品质因数。有载品质因数：考虑RL、Rs后的品质因数。