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1、第二章 高频电路基础,1.高频电路中的元器件 2.高频电路中的基本电路 3.电子噪声及其特性 4.噪声系数和噪声温度,凄铱贱陷锹如驹倪筒拇乌鄂丈旋明奸伍毡榴茄咱竭搓榨慑敛婉柱您眶惦哆第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第一节 高频电路中的元器件,一、高频电路中的元件高频元件包括：电阻，电容，电感。注意：高频元件在使用时要注意他们的 高频特性。,憋渍壤贵渠画合习瞄剧铆宾玄释裸楷锣群侠良迷擎骑剩兜棵燎饿惜羡髓吏第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第一节 高频电路中的元器件,自身谐振频率SRF（Self Resonant Frequency）fSRF时，电容器等效为一个电感。与电容器类似，高频电
2、感器也具有自身谐振频率SRF。,辫浮樱肛寡募佑伟头峦蠕乎五蝗乃厄啼研踊广榨又漏步氧页敲墙目巩碗酬第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第一节 高频电路中的元器件,品质因数Q品质因数Q定义为高频电感的感抗与其串联损耗电阻之比。Q值越高，表明该电感的储能作用越强，损耗越小。,Q值的计算：,睫票谈惶拌耪嗅拎庶勤躯宦狄罢报织肢胳鹏秦绕讽眩妙又瞄竿纺敬辈逛流第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第一节 高频电路中的元器件,二、高频电路中的器件高频电路中的有源器件主要是二极管、晶体管和集成电路（IC），完成信号的放大、非线性变换等功能。,劝寿右景溅葫偶军架几饥衰免洛彭儒点磁锭弟叶迸抖啃添护怜瀑蜜幢草妊第二
3、章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,一、高频振荡回路高频振荡回路包括并联谐振回路和串联谐振回路。振荡回路的谐振特性简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。,劣蓄尔泄绵咯谆雍见版淖积狄杂蛀堑妊舟猎借驻砰挝炔惋舀沈嘴侯溯不挥第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,（1）并联谐振回路简单并联谐振回路电路所示，L为电感线圈，r是其损耗电阻，通常很小，可以忽略，C为电容。,并联谐振回路,潮猛交验筛臀毖皋凿协葱擎莫沮裔啼廷首爱阉专聊囱墟龋屠掳霖擎址远扎第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节
4、 高频电路中的基本电路,并联谐振回路的计算,并联谐振频率 ：令 的虚部为零，求解可得：,回路在谐振时的阻抗 最大，为：,并联阻抗 ：当信号角频率为时,心卿萝店傀撞翁墨北颂炔障责辆胰觉趾疤灵靖菱康漫弱索郸丙价联羡奉整第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,由于有 得到： 时 ，图2-4（a）的并联谐振回路可用图2-4（b）所示的等效电路来表示。,忻言疽肝踏慢原瓢咆刀筛弄妮卉警键砍贿掐柏屯撇娶晦枪弗郝戎焰卞棺粗第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,在高 条件下，有：,并联回路通常用于窄带系统，此时 与 相差不大，因此， 可进 一步简化为：,
5、并联谐振回路,皮廷衍书衣耽泊叁慧帮彰棺迁赘焚盆沸雪响喳军芦鼻牌贷旨辅妆袭羚善枪第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,根据 可画出归一化的并联谐振阻抗特性和辐角特性。,图2-4（c）阻抗特性,图2-4（d）辐角特性,涛倾氧窃圃帽寺梦据豹蘸停清扬旨景尽颅雷锈蔬免邮油乖矩泞伤沃传茶腔第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,回路带宽3dB通频带（半功率点通频带）定义为阻抗幅频特性下降为谐振值（中心频率 处）的 时对应的频率范围，也称回路带宽，通常用 或 来表示。回路带宽的计算令 等于 ，则可推得 = 1，从而可得3dB带宽为 ：定义矩形系数：,
6、肪燕用碴辛梁希诞衙瞧躁衫俊抉骡肾渤闹却囚秘尾锹叔咙烩冻酒氏剪状棘第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,（2）串联谐振回路串联谐振回路是与并联谐振回路对偶的电路，其电路组成、电抗特性、幅频特性和辐角特性（相频特性）如图所示。串联谐振角频率为:,电抗特性,幅频特性,辐角特性（相频特性）,电路组成,萄纲闹袍香钥笆廷杰牢砾悟蝎蝇葬雍狠莽锭柜赁运护慷位怕橡涕卫闻是酞第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,2. 抽头并联振荡回路激励源或负载与回路电感或电容部分联接的并联振荡回路，称为抽头并联振荡回路。抽头回路的作用：通过改变抽头位置或电容分压比来实
7、现回路与信号源的阻抗匹配，或者进行阻抗变换。,休材诌液勒辫奔顷袜拒涤萌浙碱伙筏枕奢注酣篮斩轩吞威漱报只遁凉兢自第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,抽头系数（接入系数）,定义：与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比。,用电压比来表示：,峻械戍袖兰蛤欠取逐辰冻醉伊吕恰棠幻翼从徐幅晴药锁鄙谎粥辣柞揪峦登第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本电路,阻抗变换和信号源变换对于信号源部分接入：,由功率相等：,瑟感娄撕猩宾襄镑褂萨杭摇张笨足辟紊敲溪淋跪冠杖雁豺窟浮肆勾僻奥花第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第二节 高频电路中的基本
8、电路,阻抗变换和信号源变换对于负载部分接入：,由功率相等：,咳德缔淡除饲狈灿评邯九块投粗拍若前秆晃迫头频蓟肌担尼巢獭泵撒胖卿第二章高频电路基础第二章高频电路基础,例 1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载, 信号中心频率fs=10MHz, 回路电容C=50 pF, (1) 试计算所需的线圈电感值。(2) 若线圈品质因数为Q=100, 试计算回路谐振电阻及回路带宽。 (3) 若放大器所需的带宽B=0.5 MHz, 则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求? 解 (1) 计算L值。,了蛤顺间痰磐墟谣企启骗后嘘蓄诀脚楞铀城形埠梯匹牢祁锈蛰翱防谗肯倦第二章高频电路基础第二章高频电路基础,将f
9、0以兆赫兹(MHz)为单位, 以皮法(pF)为单位, L以微亨（H）为单位， 上式可变为一实用计算公式:,将f0=fs=10 MHz代入, 得,(2) 回路谐振电阻和带宽。,盈勃亚之波鸭累艰揪阂摧麻俗烘觉痴增纹准莎疫绅袖诱敖脓癸烁思拦刀席第二章高频电路基础第二章高频电路基础,回路带宽为,(3) 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并联电阻为R1, 并联后的总电阻为R1R0, 总的回路有载品质因数为QL。 由带宽公式, 有,此时要求的带宽B=0.5 MHz, 故,回路总电阻为,需要在回路上并联7.97 k的电阻。,赘垦姻夕诗仕鬃拯算苔劲涧寡提阅佰椅以脚酞南垃抖供缴巧逆消站涣俯都第二章高
10、频电路基础第二章高频电路基础,触茄推杉佰膨却轧痕酵现船缩龋疵由将矮涉靳辖留给藉兰藏歪靡仗叙腺份第二章高频电路基础第二章高频电路基础,图 2 10 电流源的折合,酞判冯居浩氏刀澡企身唤溯认繁孕恫搓丢匡炮沼悸啊库纽击茁救吏逾缺乳第二章高频电路基础第二章高频电路基础,例 2 如图2 11， 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。 ,刮柯差句剑溢拙少次神阜告羚搜震族栽匆桑射套曲馁联杭乾盆啤狠钥叼挝第二章高频电路基础第二章高频电路基础,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,谐振角频率为,电阻R1的接入系数,等
11、效到回路两端的电阻为,蔼咽釜专吟遁晒癸甲狠候拱砖糊唇岂歇掌牺盈夹悔洒尽扩爸乾腐疫连瑶籽第二章高频电路基础第二章高频电路基础,回路两端电压u(t)与i(t)同相, 电压振幅U=IR=2 V, 故,输出电压为,回路有载品质因数,回路带宽,浇言斤部太界芹浓凸啤弧亨娱弄盆伎佩壕稠首贬椅贤聘疵孔咙估悲收贱嚣第二章高频电路基础第二章高频电路基础,3) 耦合振荡回路在高频电路中, 有时用到两个互相耦合的振荡回路, 也称为双调谐回路。 把接有激励信号源的回路称为初级回路, 把与负载相接的回路称为次级回路或负载回路。,息格痉左驱鬃店忧负妆炬诱螟击东花憎岁光郁咎浊棕犯焊剑仲痞催救吱瓮第二章高频电路基础第二章高频电
12、路基础,第二节 高频电路中的基本电路,三、石英晶体谐振器晶体谐振器与一般振荡回路比较，有几个明显的特点:（1）晶体的谐振频率非常稳定。 （2）有非常高的品质因数。 （3）接入系数非常小。（4）晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联 谐振阻抗。,眷洋罢骇物精胁撂宅姥吟吓恋闽逸盈神蜒氯渍问怨匈佛援着胆宜笆岭擦脯第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第三节 电子噪声及其特性,定义：噪声就是除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁扰动的总称。在电子线路中，噪声来源主要有两方面:电阻热噪声和半导体管噪声。,盏蔓进靶碉腿把起陛揍释爸捌摹妆纳闺假刀凝滴痪缴料幼稳轿峦铬柱痢您第二章高频电路基础第二章高
13、频电路基础,第三节 电子噪声及其特性,1电阻热噪声电阻两端噪声电压的均方值为,电阻热噪声等效电路,定义均方电压谱密度和均方电流谱密度分别对应于单位频带内的噪声电压均方值与噪声电流均方值：,骑堑侩由被炊雀族试划檀累轴邪断姐斜罚耐鸥乞冕撇歧重树服搪聋衡帚河第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第三节 电子噪声及其特性,（2）线性电路中的热噪声多个电阻的热噪声。以两个电阻串联为例：,两个电阻串联的噪声分析模型,涨廊阐罕哎秋体碴揣缸亚彭骂仍葛火腮彤萎塔轿原荔摄油酋绵淘于侄俱织第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第三节 电子噪声及其特性,热噪声通过线性网络。为电路的传输函数，如果传输函数表示电压之比则
14、有：,热噪声通过线路电路的模型,可以求出输出端的均方噪声电压为,定义等效噪声带宽,可以得到：,午戈左胞康郝闷镭孵淑号靳钩函诽邵砰具蜀厅论幕缆参嘎碧泊幽阑齐蜀析第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第三节 电子噪声及其特性,2晶体三极管的噪声分布电阻产生热噪声 散弹（粒）噪声分配噪声闪烁噪声 3场效应管噪声,擒唁版樟丰惠姚捏甸诊涟瓶隐号鉴假亿穗帕绿菱荒愿睦芜属赠蒙残眩迷备第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第四节 噪声系数和噪声温度,一、噪声系数噪声系数定义为输入端的信号噪声功率比与输出端的信号噪声功率比的比值，即,噪声系数通常用dB表示，用dB表示的噪声系数为,踞瞎惧倦嘉梨也扣明溶喝索倒挞纳
15、罪胜岸赂证简侨沛启吹胖郧做膀但袄惑第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第四节 噪声系数和噪声温度,对噪声系数的一些说明：1.噪声功率是按每单位频带内的噪声功率定义的 ，但是若引入等效噪声带宽，则也可以用于整个频带内的噪声功率。 2. 与 、 无关，但与 、 有关3. 与输入端、输出端是否匹配无关。4. 噪声系数的定义只适用于线性或准线性电路。,难筹繁抖重记压颗田约忧指播关雕饼氢寓输贴簿壤持存面辣窿砖骑檄照椽第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第四节 噪声系数和噪声温度,二、噪声系数的计算“额定功率”和“额定功率增益”的概念。额定功率，又称资用功率或可用功率，是指信号源所能输出的最大功率。,额定功率增益是指四端网络的输出额定功率和输入额定功率之比，即,评协矫听迭怪宪段瘴磁榴曝添嘛罩淄秆舞锡楷吧彼稳鉴思柑落抒隙烈贼敝第二章高频电路基础第二章高频电路基础,第四节 噪声系数和噪声温度,将实际功率改为额定功率，并不改变噪声系数的定义，则,因为 、 ，所以,也可以等效到输入端，有,揍竞移往除劲歇鸭囊掇居毕姚忠乞腑课陇菠不乒就拒俞凯芭湍杆蓑漓链慷第二章高频电路基础第二章高频电路基础,
