【正文】 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 高頻電路中的元件、 器件和組件 電子噪聲 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 高頻電路中的元件、 器件和組件 各種高頻電路基本上是由有源器件 、 無源元件和無源網(wǎng)絡(luò)組成的 。 高頻電路中使用的元器件與在低頻電路中使用的元器件基本相同 , 但要注意它們?cè)诟哳l使用時(shí)的高頻特性 。 高頻電路中的元件主要是電阻 (器 )、 電容 (器 )和電感 (器 ), 它們都屬于無源的線性元件 。 1． 高頻電路中的元件 1） 一個(gè)實(shí)際的電阻器 , 在低頻時(shí)主要表現(xiàn)為電阻特性 , 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 但在高頻使用時(shí)不僅表現(xiàn)有電阻特性的一面 , 而且還表現(xiàn)有電抗特性的一面 。 電阻器的電抗特性反映的就是其高頻特性 。 一個(gè)電阻 R的高頻等效電路如圖 2 — 1所示 , 其中 , CR為分布電容 , LR為引線電感 , R為電阻 。 LRCRR 圖 2 — 1 電阻的高頻等效電路 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 2） 由介質(zhì)隔開的兩導(dǎo)體即構(gòu)成電容。 一個(gè)電容器的等效電路卻如圖 2 — 2（ a）所示。 理想電容器的阻抗1/(jωC), 如圖 2 — 2（ b）虛線所示 , 其中 , f為工作頻率 , ω=2πf。 圖 2 — 2 (a) 電容器的等效電路 。 （ b） 電容器的阻抗特性 LCRCC( a )阻抗頻率 f( b )0第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 3） 高頻電感器與普通電感器一樣 , 電感量是其主要參數(shù) 。 電感量 L產(chǎn)生的感抗為 jωL, 其中 , ω為工作角頻率 。 高頻電感器也具有自身諧振頻率 SRF。 在 SRF上 , 高頻電感的阻抗的幅值最大 , 而相角為零 , 如圖 2 — 3所示 。 阻抗與相角阻抗相角頻率 fS R F0 圖 2 — 3 高頻電感器的自身諧振頻率 SRF 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 2． 高頻電路中的有源器件 用于低頻或其它電子線路的器件沒有什么根本不同 。 1） 半導(dǎo)體二極管在高頻中主要用于檢波 、 調(diào)制 、 解調(diào)及混頻等非線性變換電路中 , 工作在低電平 。 2） 晶體管與場效應(yīng)管 （ FET） 在高頻中應(yīng)用的晶體管仍然是雙極晶體管和各種場效應(yīng)管 ， 這些管子比用于低頻的管子性能更好 , 在外形結(jié)構(gòu)方面也有所不同 。 高頻晶體管有兩大類型 : 一類是作小信號(hào)放大的高頻小功率管 , 對(duì)它們的主要要求是高增益 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 和低噪聲 。 另一類為高頻功率放大管 , 除了增益外 , 要求其在高頻有較大的輸出功率 。 3） 用于高頻的集成電路的類型和品種要比用于低頻的集成電路少得多 , 主要分為通用型和專用型兩種 。 高頻電路中的無源組件或無源網(wǎng)絡(luò)主要有高頻振蕩 （ 諧振 ） 回路 、 高頻變壓器 、 諧振器與濾波器等 , 它們完成信號(hào)的傳輸 、 頻率選擇及阻抗變換等功能 。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 1. 高頻振蕩回路 高頻振蕩回路是高頻電路中應(yīng)用最廣的無源網(wǎng)絡(luò) , 也是構(gòu)成高頻放大器 、 振蕩器以及各種濾波器的主要部件 , 在電路中完成阻抗變換 、 信號(hào)選擇等任務(wù) , 并可直接作為負(fù)載使用 。 1) 振蕩回路就是由電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)形成的回路 。 只有一個(gè)回路的振蕩電路稱為簡單振蕩回路或單振蕩回路 。 （ 1） 串聯(lián)諧振回路 。 圖 2 — 4（ a） 是最簡單的串聯(lián)振蕩回路 。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) LrCX?? 00容性 感性( a )( b )|ZS|r0?0?( c )0－ ? /2?0?( d )? /2? 圖 2 — 4 串聯(lián)震蕩回路及其特性 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 若在串聯(lián)振蕩回路兩端加一恒壓信號(hào) , 則發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)因阻抗最小 , 流過電路的電流最大 , 稱為諧振電流 , 其值為 )1(1 CLjrCjLjrZ S ???? ?????? （ 2 — 1） LC10 ??（ 2 — 2） ?UrUI???0 （ 2 — 3） 在任意頻率下的回路電流 與諧振電流之比為 ?I第 2章 高頻電路基礎(chǔ) )(11)(11111000000??????????????????????????jQrLjrCLjZrrUZUIISS(2 — 4) CrrLII00200201)(11????????????? 其模為 其中 , （ 2 — 5） （ 2 — 6） 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 稱為回路的品質(zhì)因數(shù) , 它是振蕩回路的另一個(gè)重要參數(shù) 。 根據(jù)式 （ 2 — 6） 畫出相應(yīng)的曲線如圖 2 — 5所示 , 稱為諧振曲線 。 UL.UC.0U.I0.II0Q1＞ Q2Q1Q2??0 圖 2 — 5 串聯(lián)諧振回路的諧振曲線 圖 2 — 6 串聯(lián)回路在諧振時(shí)的電流、 電壓關(guān)系 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 在實(shí)際應(yīng)用中 , 外加信號(hào)的頻率 ω與回路諧振頻率ω0之差 Δω=ωω0表示頻率偏離諧振的程度 , 稱為失諧 。 當(dāng) ω與 ω0很接近時(shí) , 000000202002)(2))((ff???????????????????????????? （ 2 — 7） （ 2 — 8） 令 為廣義失諧 , 則式 （ 2 — 5） 可寫成 20 11???II (2 — 9) 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 當(dāng)保持外加信號(hào)的幅值不變而改變其頻率時(shí) , 將回路電流值下降為諧振值的 時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱為回路的通頻帶 , 也稱回路帶寬 , 通常用 B來表示 。 令式 （ 2 — 9）等于 , 則可推得 ξ=177。 1, 從而可得帶寬為 . 2121QffB 02 ??? (2 — 10) (2） 并聯(lián)諧振回路 。 串聯(lián)諧振回路適用于電源內(nèi)阻為低內(nèi)阻 （ 如恒壓源 ） 的情況或低阻抗的電路 （ 如微波電路 ） 。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) LrCCIC. IR.R0IL.L??0B11/ 2Q1＞ Q2Q1Q20－ ? /2?? /2感性Q2Q1Q1＞ Q2容性?Z( a ) ( b ) ( c ) ( d )＋－U.0|zp| / R0I. 圖 2 — 7 并聯(lián)諧振回路及其等效電路 、 (a) 并聯(lián)諧振回路 。 （ b）等效電路 。 （ c）阻抗特性 。 （ d）輻角特性 并聯(lián)諧振回路的并聯(lián)阻抗為 CjLjrCjLjr?????11)(0???? (2 — 11) 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 定義使感抗與容抗相等的頻率為并聯(lián)諧振頻率 ω0, 令 Zp的虛部為零 , 求解方程的根就是 ω0, 可得 CrrLLC00201111???????式中 , Q為回路的品質(zhì)因數(shù) , 有 當(dāng) 時(shí) , 。 回路在諧振時(shí)的阻抗最大 , 為一電阻 R0 1??QLC10 ??CQLQCrLR000 ?? ???（ 2 — 12） 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) ???????jRjQRZjQCrLZpp????????121)(10000（ 2 — 13） （ 2— 14 ） 并聯(lián)回路通常用