【正文】 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 1 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 高頻電路中的元器件和組件 重點(diǎn)：串、并聯(lián)諧振回路的選頻特性 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 2 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 ,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) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 3 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 4 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 22（ b）虛線所示 . 其中 , f為工作頻率 , ω=2πf。 (a) 電容器的等效電路 。 （ b） 電容器的阻抗特性 圖 2 — 2 LCRCC( a )阻抗頻率 f( b )0第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 5 實(shí)際電容的阻抗特性 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 6 3. 高頻電感器的電感量是其主要參數(shù) 。 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 RF0 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) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 7 導(dǎo)線趨膚效應(yīng)示意圖 趨膚效應(yīng) ：交變電流通過導(dǎo)體時(shí)，由于感應(yīng)作用引起導(dǎo)體截面上電流分布不均勻，愈近導(dǎo)體表面電流密度越大。這種現(xiàn)象稱 “ 趨膚效應(yīng) ” 。趨膚效應(yīng)使導(dǎo)體的有效電阻增加。頻率越高，趨膚效應(yīng)越顯著。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 8 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 9 高頻電路中的有源器件 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 。 變?nèi)荻O管又稱 “ 可變電抗二極管 ” 。 是一種利用 PN結(jié)電容 （ 勢(shì)壘電容 )與其反向偏置電壓的依賴關(guān)系而制成的二極管 。 反偏電壓愈大 ，則結(jié)電容愈小 。 普通可變電容采用機(jī)械調(diào)節(jié)改變?nèi)萘?， 變?nèi)荻O管用電調(diào)方式改變?nèi)萘?， 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 10 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 11 2） 晶體管與場(chǎng)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(chǎng)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。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 12 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 。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 13 ? 振蕩（諧振）回路 ? 高頻變壓器 ? 諧振器 ? 濾波器 ? 平衡調(diào)制（混頻）器 ? 正交調(diào)制（混頻）器 ? 移相器 ? 匹配器 ? 衰減器 ? 分配器與合路器等 高頻電路中的組件 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 14 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(wú)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。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 15 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 16 選頻網(wǎng)絡(luò)在通信電路中被廣泛應(yīng)用：選頻 的基本概念 所謂選頻：就是選出需要的頻率分量 并且濾除不需要的頻率分量 。 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 17 單振蕩回路 耦合振蕩回路 振蕩回路（由 L、 C組成） 各種濾波器 LC集中濾波器 石英晶體濾波器 陶瓷濾波器 聲表面波濾波器 串聯(lián)振蕩回路 并聯(lián)振蕩回路 通信電路中常用的 選頻網(wǎng)絡(luò)分為兩大類第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 18 要求 fo f1 f2 理想 實(shí)際 α(f)=H(f ) / H(fo) f 0 0df )f(dH ?通頻帶外的幅頻特性應(yīng)滿足 0)f(H ? 理想的幅頻特性應(yīng)是矩形，既是一個(gè)關(guān)于頻率的矩形窗函數(shù)。 定義矩形系數(shù) ： 2/%22 PPffK ???? ： f2)ff(2ffB ??????顯然 ， 理想選頻電路的矩形系數(shù) =1， 而實(shí)際選頻電路的矩形系數(shù)均大于 1。 理想的選頻電路通頻帶內(nèi)的幅頻特性 ?選頻電路的通頻帶寬度 傳輸信號(hào)有效頻譜寬度 相一致 第 2章 高頻電路基礎(chǔ) 第二講 高頻電路中的元件、器件和組件 19 LrCX?? 00容性 感性(a)(b)|ZS|r0?0?(c)0－ ?/2?0?(d)?/2?Example11: The series LRC circuit has the following ponent values: r =10?, L=10?H, and C=100pF Determine the impedance Z, the current for VZ=10Vrms (root mean square), the resulting voltage dropped across the capacitor, and the power dissipated by the circuit. (all at f=). Solution: 1. At f = , ? = 2?* = rad/s, XL = ?L = , XC = 1/?C = , Hence, Z = 10 + = 10 + = ∠ 80186。 2. i = v/Z = 10V/ ∠ 80186。 = 175mA ∠ 80186。 . The phase angle ? = 80186。 indicates that the current lags the