【正文】 ： u1=u2 和 i1=i2 us RL Rs u1 u2 i1 i2 1： 1傳輸線變壓器具有最大的功率輸出。但實(shí)際上，在各種放大電路中 RL正好等于信號(hào)源內(nèi)阻的情況是很少的。 因此， 1： 1傳輸線變壓器很少用作阻抗匹配元件，而更多的是用來作為倒相器，或進(jìn)行不平衡 平衡以及平衡 不平衡轉(zhuǎn)換。 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 60 圖 219 平衡與不平衡變換器 （ a）平衡 — 不平衡 （ b）不平衡 — 與平衡 1： 1傳輸線實(shí)現(xiàn)平衡和不平衡的相互轉(zhuǎn)換 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 61 us Rs us us us Rs Rs RL RL RL RL Rs u1 u1 u2 u2 i2 i1 i1+ i2 (2) 1： 4和 4： 1傳輸線變壓器 1： 4傳輸線變壓器是把負(fù)載阻抗降為 1/4倍以便和信號(hào)源相匹配。 在負(fù)載匹配的條件下，有 u1=u2=u 和， i1=i2=i u1 u1 u2 u2 i2 2u i1 i1+ i2 + 2u i 傳輸線變壓器的輸入阻抗為 ： 傳輸線變壓器把負(fù)載 RL變換為 RL/4，實(shí)現(xiàn)了 1： 4的阻抗變換。 如果把輸入端和輸出端對(duì)調(diào)就成為 4： 1傳輸線變壓器。 4： 1傳輸線變壓器把負(fù)載阻抗升高 4倍和信號(hào)源匹配，由電壓電流關(guān)系不難證明該變壓器具有 4： 1的阻抗變換作用。 i 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 62 兩級(jí)寬帶高頻功率放大電路實(shí)例 ?兩級(jí)功放都工作在甲類狀態(tài)； ?三個(gè)傳輸線變壓器均為 4:1阻抗變換器； 第一級(jí)功放的高輸出阻抗與第二級(jí)功放的低輸入阻抗經(jīng) 16:1阻抗變換實(shí)現(xiàn)匹配； 第二級(jí)功放的高輸出阻抗與 50Ω 負(fù)載電阻經(jīng) 4:1阻抗變換實(shí)現(xiàn)匹配。 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 63 3. 石英晶體諧振器 一、石英晶體的物理特性 石英晶體的結(jié)構(gòu) 圖（ a）表示自然結(jié)晶體， 圖（ b）表示晶體的橫斷。 為了便于研究，人們根據(jù)石英晶體的物理特性，在石英晶體內(nèi)畫出三種幾何對(duì)稱軸，連接兩個(gè)角錐頂點(diǎn)的一根軸 Z，稱為光軸；在圖（ b）中沿對(duì)角線的三條 X軸，稱為電軸；與電軸相垂直的三條 Y軸，稱為機(jī)械軸。 圖 石英晶體的形狀及橫斷面圖 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 64 石英晶體的切割 石英晶體諧振器是由石英晶體切片而成。各種晶片按與各軸不同角度切割而成。 下圖就是石英晶體幾種常用的切片方式，晶片經(jīng)制作金屬電極，按放于支架并封裝即成為晶體諧振器元件。 圖 石英晶體的各種切割方式 （ a） X切割 （ b） Y切割 （ c） AT切割 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 65 石英晶體的電特性 （ 1）石英晶體特有的正、反兩種壓電效應(yīng) 正壓電效應(yīng)：當(dāng)沿晶體的電軸或機(jī)械軸施以張力或壓力時(shí)，就在垂直于電軸的兩面上產(chǎn)生正、負(fù)電荷，呈現(xiàn)出電壓。 負(fù)壓電效應(yīng)：當(dāng)在垂直于電軸的兩面上加交變電壓時(shí)，晶體將會(huì)沿電軸或機(jī)械軸產(chǎn)生彈性變形（伸張或壓縮），稱為機(jī)械振動(dòng)。 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 66 （ 2）石英晶體具有諧振回路的特性 因?yàn)槭⒕w和其它彈性體一樣，具有彈性和慣性，因而存在著固有振動(dòng)頻率。當(dāng)外加電信號(hào)頻率在此自然頻率附近時(shí)，就會(huì)發(fā)生諧振現(xiàn)象。它既表現(xiàn)為晶片的機(jī)械共振，又在電路上表現(xiàn)出電諧振。這時(shí)有很大的電流流過晶體，產(chǎn)生電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。 （ 3）具有較小的頻率溫度特性 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 67 諧振頻率 串聯(lián)諧振頻率： 12q qqfLC??并聯(lián)諧振頻率： 01 122qpqCffCLC???? ? ?????式中 00qqCCCCC? ?兩頻率之間的間隔為 12qp q qoCf f f fC? ? ? ?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 68 由此式畫出的電抗曲線如圖 。由該圖知： p??? q???eX當(dāng) ， 時(shí)， 呈容性。 qp? ? ???eX 呈感性。 當(dāng) 時(shí)， TJ pqf f f? ? ?作濾波器使用時(shí)， 決定了濾波器的通 當(dāng) 帶寬度。 圖 晶體諧振器的電抗曲線 22202111qepZ j j XC??????? ? ??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 69 晶體諧振器與一般振蕩回路比較，有以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn)： ?③ 晶體在工作頻率附近阻抗變化率大，具有很高的并聯(lián)諧振阻抗。 pf qfqL qC qr? ① 晶體的諧振頻率 和 非常穩(wěn)定。這是因?yàn)? 、 由晶體尺寸決定，由于晶體的物理特性 、 它們受外界因素（如溫度、震動(dòng)等）的影響小。 Q?② 有非常高的品質(zhì)因數(shù)。而普通 LC振蕩回路的 值只能到幾百。 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 70 表面聲波濾波器 表面聲波濾波器的結(jié)構(gòu)如圖所示。 圖 表面聲波濾波器結(jié)構(gòu)示意圖 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 71 電信號(hào)由交叉指形換能器轉(zhuǎn)換成聲波。換能器的工作原理是利用壓電襯底對(duì)電場(chǎng)作用時(shí)的膨脹和收縮效應(yīng)。 一個(gè)時(shí)變電信號(hào) (交流信號(hào)源供給 )輸入，引起壓電襯底振動(dòng)，并沿其表面產(chǎn)生聲波。嚴(yán)格地說，傳輸?shù)穆暡ㄓ斜砻娌ê腕w波，但主要是表面波。 在壓電襯底的另一端可用第二個(gè)叉指形換能器將聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 簡(jiǎn)單工作原理 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 72 沿彈性體表面?zhèn)鬟f的聲波，有 n節(jié)換能器，（ n+1）個(gè)電極或 個(gè)周期段。指間距 b、指寬 a決定聲波波長(zhǎng) 。 2nN?0f d?? ?0 2 ( )M a b? ? ? ?換能器頻率 ， 周期段長(zhǎng)（波長(zhǎng)）： 傳播速度。 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 73 0sff?0sA nA?0A當(dāng)外加信號(hào)頻率 時(shí) ， 各節(jié)所發(fā)出的表面波同相迭加，振幅最大，總振幅 （ 為每節(jié)所激發(fā)聲波強(qiáng)度振幅）。 sf 0f0A當(dāng) 偏離 ，強(qiáng)度減小 （原因是各 振幅不變，但相位變化）。 sin xx0x n f f??? 0f f f? ? ?表面聲波濾波器的幅頻特性為具有 的函數(shù)形式， ，（ ）。 式中 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 74 目前表面聲波濾波器的中心頻率可在 10MHz～ 1GHz之間，相對(duì)帶寬為 %50% ，插入損耗最低僅幾個(gè) dB，矩形系數(shù)可達(dá) 。 圖示為一接有聲表面波濾波器的預(yù)中放電路，濾波器輸出端與一寬帶器相接。 圖 聲表面波濾波器與放大器連接 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 75 高頻衰減器