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射频电路设计理论与应用答案

射频电路设计理论与应用答案
射频电路设计理论与应用答案

射频电路设计理论与应用答案

【篇一:《射频通信电路设计》习题及解答】

书使用的射频概念所指的频率范围是多少?

解:

本书采用的射频范围是30mhz~4ghz

1.2列举一些工作在射频范围内的电子系统,根据表1-1判断其工作

波段,并估算相应射频信号的波长。

解:

广播工作在甚高频(vhf)其波长在10~1m等

1.3从成都到上海的距离约为1700km。如果要把50hz的交流电从

成都输送到上海,请问两地交流电的相位差是多少?

解:

8??f?3?1?0.6???4km

1.4射频通信系统的主要优势是什么?

解:

1.射频的频率更高,可以利用更宽的频带和更高的信息容量

2.射频电路中电容和电感的尺寸缩小,通信设备的体积进一步减小

3.射频通信可以提供更多的可用频谱,解决频率资源紧张的问题

4.通信信道的间隙增大,减小信道的相互干扰

等等

1.5 gsm和cdma都是移动通信的标准,请写出gsm和cdma的英文全称和中文含意。(提示:可以在互联网上搜索。)

解:

gsm是global system for mobile communications的缩写,意

为全球移动通信系统。

cdma英文全称是code division multiple address,意为码分多址。???4???2?k?1020k??0.28333

1.6有一个c=10pf的电容器,引脚的分布电感为l=2nh。请问当频

率f为多少时,电容器

开始呈现感抗。

解:

?wl?f??1.125ghz2 既当f=1.125ghz0阻抗,f继续增大时,电容器呈现感抗。

1.7 一个l=10nf的电容器,引脚的分布电容为c=1pf。请问当频率f 为多少时,电感器开始呈现容抗。

解:

思路同上,当频率f小于1.59 ghz时,电感器呈现感抗。

1.8 1)试证明(1.2)式。2)如果导体横截面为矩形,边长分别为a和b,请给出射频电阻rrf与直流电阻rdc的关系。

解:

r??l?s ???l,s对于同一个导体是一个常量

2s??a当直流时,横截面积dc

当交流时,横截面积sac?2?a?

2rdc?a??ac?a?? 661.9已知铜的电导率为?cu

?6.45?10s/m,铝的电导率为?al?4.00?10s/m,金的电导率

6为?au?4.85?10s/m。试分别计算在100mhz和1ghz的频率下,三种材料的趋肤深度。

解:

趋肤深度?定义为:

在100mhz时:

cu为2 mm

al 为 2.539mm

au为 2.306mm

在1ghz时:

cu为0.633 mm

al 为 0.803mm

au为 0.729mm

1.10某个元件的引脚直径为d=0.5mm,长度为l=25mm,材料为铜。请计算其直流电阻rdc和在1000mhz频率下的射频电阻rrf。解:

r?s

它的射频电阻

adllrrf?rdc????22?4????

d2???d????0?r?4??10?1?????????7zdf?l?0.123???d?

1.11个电阻的标示分别为:“203”、“102”和“220r”。请问三个电阻的阻值分别是多少?(提示:可以在互联网上查找贴片元件标示的规则)解:

1.12试编写程序计算电磁波在自由空间中的波长和在铜材料中的趋

肤深度,要求程序接收键盘输入的频率f,在屏幕上输出波长?和趋

肤深度?。

解:

float f;

float l,h;

printf(input the frequency: f=);

scanf(%f,f);

l=3e8/f;

h=1/sqrt(3.14*f*6.45*4*3.14) ;

printf(wavelength:%f\n,l);

printf(qufushendu%fm\n,h);

getch() ;

习题2:

1.射频滤波电路的相对带宽为rbw=5%,如果使用倍数法进行表示,则相对带宽k为多少?

解答:

defdeff?fhfh?flfh?fl) rbw??2?100%?5% (中心频率:f0?l

2f0fh?fl

fh

k= fl

lgfhflk(db)=20

?k=1.05

k(db)=0.42 db

2.一个射频放大电路的工作频率范围为:fl=1.2ghz至fh=2.6ghz。试分别使用百分法和倍数法表示该放大电路的相对带宽,并判断该

射频放大电路是否属于宽带放大电路。

解答:

rbw?

fhfh?flf0?2fh?flfh?fl??????????? fl=2.1 k=

k(db)=0.3db

由于k2,?它属于宽带放大电路

3.仪表放大电路的频带宽度为:dc至10mhz。请分别计算该放大电路的绝对带宽和

相对带宽,并判断该放大电路是否属于宽带放大电路。

解答:

绝对带宽: bw?fh?fl?10mhz

fk?20lh??fl 相对带宽:

k?2所以它属于宽带放大电路。

4.某射频信号源的输出功率为pout=13dbm,请问信号源实际输

出功率p是多少mw?

解答:

5.射频功率放大电路的增益为gp=7db,如果要求输出射频信号功率为pout=1w,则

放大电路的输入功率pin为多少?

6.在阻抗为z0=75?的catv系统中,如果测量得到电压为20db?v,则对应的功率p

为多少?如果在阻抗为z0=50?的系统中,测量得到相同的电压,则对应的功率p又为多少?

???????解答:?

v(dbuv)?90?10lgz0?p(dbm) pout(dbm)?10lgp?p?20mw1

gp?10lgpout?pin?199mwpin

)?v(db)?uv9?0100lp(dbm gz

?当z0=75?时,p(dbm)=-88.7 dbm

当z0=50?时,p(dbm)=-86.9 dbm

7.使用(2.30)式定义的品质因数,计算电感l、电容c、电阻r

并联电路的品质因

数q0。

解答:

假设谐振频率时,谐振电路获得的电压为v(t)?v0cosw0t

12?2(v0cosw0t)2w0cdt?v0c0024

tt12?v022?22el??el(t)dt??i0cos(w0t??)]w0ldt??v0c20024w0l4

电阻r损耗的平均功率为 ec??ec(t)dt??tt

plos?sv02r

因此并联谐振电路的品质因数q0为

e?ecq0?2?l?rw0cploss

8.使用图2-12(b)的射频开关电路,如果pin二极管在导通和截

止状态的阻抗分别

为zf和zr。请计算该射频开关的插入损耗il和隔离度is。

解答:

il?20lg

插入损耗2z0?zfz0

is?20lg

隔离度2z0?zrz0

9.请总结射频二极管的主要种类、特性和应用领域。

解答:

10.雪崩二极管、隧道二极管和gunn二极管都具有负阻的特性,

尽管形成负阻的

机理完全不一致。请设计一个简单的电路,利用二极管的负阻特性

构建一个射频振荡电路。

解答:

11. 1)试比较射频场效应管与射频双极型晶体管结构和特性上的

差异。2)试讨论

晶体管小信号模型和大信号模型的主要区别。请问能否使用晶体管

大信号模型分析射频小信号。

解答:

场效应管是单极性器件,只有一种载流子对通道电流做出贡献,属

于压控器件,通过栅极-源极的电压控制源极-漏极电流变化;使用gaas半导体材料misfet的截止频率可以达到60—70ghz,,hemt

可以超过100ghz,因此在射频电路设计中经常选用它们作为有源器

件使用;双极型晶体管分为pnp和npn两种类型,其主要区别在于

各级的参杂类型不一致,属于电流控制器件,正常工作时,基极-发

射极处于正偏,基极-

【篇二:微波及射频电路设计】

b设计方面的理念及其设计原则。之所以选择微波级高频电路之

pcb设计原则,是因为该方面原则具有广泛的指导意义且属当前的

高科技热门应用技术。从微波电路pcb设计理念过渡到高速无线网

络(包括各类接入网)工程,也是一脉相通的,因为它们基于同一

基本原理棗双传输线理论。

有经验的射频工程师设计的数字电路或相对较低频率电路pcb,一

次成功率是非常高的,因为他们的设计理念是以“分布”参数为核心,而分布参数概念在较低频率电路(包括数字电路中)中的破坏作用,常为人们所忽略。长期以来,许多同行完成的电子产品(主要针对

通讯产品)设计,往往问题重重。一方面固然与电原理设计(包括

冗余设计、可靠性设计等方面)的必要环节缺乏有关,但更重要的,是许多这类问题在人们认为已经考虑了各项必要环节下而发生的。

针对这些问题,他们往往将精力花在对程序、电原理、参数冗余等

方面的核查上,却极少将精力花在对pcb设计的审核方面,而往往

正是由于pcb电路板设计缺陷,导致大量的产品性能问题。 pcb板设计原则涉及到许多方方面面,包括各项基本原则、抗干扰、电磁兼容、安全防护等等。对于这些方面,特别在高频电路(尤其在微波级高频电路)方面,相关理念的缺乏,往往导致整个研发项目的失败。许多人还停留在“将电原理用导体连接起来发挥预定作用”基础上,甚至认为“pcb设计属于结构、工艺和提高生产效率等方面的考虑范畴”。许多专业射频工程师也没有充分认识到该环节在射频设计中,应是整个设计工作的特别重点,而错误地将精力花费在选择高性能的元器件,结果是成本大幅上升,性能的提高却微乎其微。应特别在此提出的是,数字电路依靠其强的抗干扰、检纠错以及可任意构造各个智能环节来确保电路的正常功能。一个普通的数字应用电路而高附加地配置各类“确保正常”的环节,显然属于没有产品概念的举措。但往往在认为“不值得”的环节,却导致产品的系列问题。原因是这类在产品工程角度看不值得构造可靠性保证的功能环节,应该建立在数字电路本身的工作机理上,只是在电路设计(包括pcb设计)中的错误构造,导致电路处于一种不稳定状态。这种不稳定状态的导致,与高频电路的类似问题属于同一概念下的基本应用。

在数字电路中,有三个方面值得认真对待:

(1)数字信号本身属于广谱信号。根据傅里叶函数结果,其包含的高频成份非常丰富,所以数字ic在设计中,均充分考虑了数字信号的高频分量。但除了数字ic 外,各功能环节内部及之间的信号过渡区域,若任意而为,将会导致系列问题。尤其在数字与模拟和高频电路混合应用的电路场合。

(2)数字电路应用中的各类可靠性设计,与电路在实际应用中的可靠性要求及产品工程要求相关,不能将采用常规设计完全能达到要求的电路附加各类高成本的“保障”部分。

(3)数字电路的工作速率正在以前所未有的发展迈向高频(例如目前的cpu,其主频已经达到1.7ghz 棗远远超过微波频段下限)。尽管相关器件的可靠性保障功能也同步配套,但其建立在器件内部和典型外部信号特征基础上。

微波电路及其pcb 设计

一.关于cad 辅助设计软件与网络分析仪

对于高频电路设计,当前已经有了很好的cad 类软件,其强大的功能足以克服人们在设计经验方面的不足及繁琐的参数检索与计算,

再配合功能强大的网络分析仪,按理应该是稍具经验者便能完成质

量较好的射频部件。但是,实际中却不是这回事。

cad 设计软件依靠的是强大的库函数,包含了世界上绝大部分无线

电器件生产商提供的元器件参数与基本性能指标。不少射频工程师

错误地认为:只要利用该工具软件进行设计,就不会有多大问题。

但实际结果却总是与愿望相反,原因是他们在错误认识下放弃高频

电路设计基本概念的灵活应用及基本设计原则的应用经验积累,结

果在软件工具的应用中常犯下基本应用错误。射频电路设计cad 软

件属于透明可视化软件,利用其各类高频基本

组态模型库来完成对实际电路工作状态的模拟。至此,我们已经可

以明白其中的关键环节:高频基本组态模型有两类,一类属于集中参

数形态之元器件模型,另一类属于常规设计中的局部功能模型。于

是存在如下方面问题:

(1)元器件模型与cad 软件长期互动发展,日趋完善,实际中可

以基本相信模型的逼真度。但元器件模型所考虑的应用环境(尤其

是元器件应用的电环境)均为典型值。多数情况下,必须利用经验

确定系列应用参数,否则其实际结果有时甚至比不借助cad 软件的

设计结果相差更远。

(2)cad 软件中建立的常规高频基本组态模型,通常限于目前应用

条件下可预知的方面,而且只能局限于基本功能模型(否则产品研

发无须用人,仅靠cad 一手包办而诞生各类产品)。

(3)特别值得注意的是:典型功能模型的建立,是以典型方式应用

元器件并以典型完善的工艺方式构造(包括pcb 构造)下完成的,

其性能也达到“典型”的较高水平。但在实际中,就是完全模仿,也

与模型状态相差甚远。原因是:尽管选用的元器件及其参数一致,

但它们的组合电环境却无法一致。在低频电路或数字电路中,这种

相差毫厘的情况妨碍不大,但在射频电路中,往往发生致命的错误。(4)在利用cad 软件进行设计中,软件的容错设计并不理睬是否

发生与实际情况相违背的错误参数设置,于是,按照其软件运行路

径给出一理想的结果,实际中却是问题百出的结果。可以知道其关

键错误环节在于没有利用射频电路设计的基本原则去正确应用cad

软件。

(5)cad 软件仅仅属于设计辅助工具,利用其具备的实时模拟功能、强大的元器件模型库及其函数生成功能、典型应用模型库等等方面

来简化人们的繁琐设计与计算工作,到目前为为止,尚远远无法在

具体设计方面代替人工智能。

cad 软件在射频pcb 辅助设计中所体现的强大功能是该软件大受欢

迎的一个重要方面。但实际中,许多射频工程师会经常“遭其暗算”。导致原因仍然是其对参数设置的容错特性。往往利用其仿真功能得

出一理想的模型(包括各个功能环节),一到实际调试中才发现:

还不如利用自己的经验来设计。

所以,cad 软件在pcb 设计中,仍然仅仅有利于拥有基本的射频设

计经验与技巧的工程师,帮助他们从事繁琐的过程设计(非基本原

则设计)。

网络分析仪分为标量和矢量两种,是射频电路设计必不可少的仪器。通常的做法是:结合基本的射频电路设2

计理念和原则完成电路及pcb 设计(或利用cad 软件完成),按要

求完成pcb 的样品加工并装配样机,然后利用

网络分析仪对各个环节的设计逐个进行网路分析,才有可能使电路

达到最佳状态。但如此工作的代价是以至少3~5 版的pcb 实际制作,而若没有基本的pcb 设计原则与基础理念,所需要的pcb 版本将更

多(或者无法完成设

计)。

由上述可见:

(1)在利用网络分析仪对射频电路进行分析过程中,必须具有完备

的高频电路pcb 设计理念和原则,必须能通过分析结果而明确知道pcb 的设计缺陷棗仅此一项就要求相关工程师具备相当的经验。

(2)对样机网路环节进行分析过程中,必须依靠熟练的实验经验和

技巧来构造局部功能网络。因为很多时

候,通过网络分析仪所发现的电路缺陷,会同时存在多方面的导致

因素,于是必须利用构造局部功能网路来加以

分析,彻查导致原因。这种实验性电路构造必须借助清晰的高频电

路设计经验与熟练的电路pcb 构造原则。

二.本文的针对范畴

本文主要针对通讯产品的一个前沿范畴棗微波级高频电路及其pcb

设计方面的理念及其设计原则。之所以选择微波级高频电路之pcb

设计原则,是因为该方面原则具有广泛的指导意义且属当前的高科

技热门应用技术。从

微波电路pcb 设计理念过渡到高速无线网络(包括各类接入网)工程,也是一脉相通的,因为它们基于同一基本

原理棗双传输线理论。

有经验的射频工程师设计的数字电路或相对较低频率电路pcb,一

次成功率是非常高的,因为他们的设计理念是以“分布”参数为核心,而分布参数概念在较低频率电路(包括数字电路中)中的破坏作用,常为人们所忽略。

长期以来,许多同行完成的电子产品(主要针对通讯产品)设计,

往往问题重重。一方面固然与电原理设计(包括冗余设计、可靠性

设计等方面)的必要环节缺乏有关,但更重要的,是许多这类问题

在人们认为已经考虑了各项必要环节下而发生的。针对这些问题,

他们往往将精力花在对程序、电原理、参数冗余等方面的核查上,

却极少将精力花在对pcb 设计的审核方面,而往往正是由于pcb 设

计缺陷,导致大量的产品性能问题。 pcb 设计原则涉及到许多方方

面面,包括各项基本原则、抗干扰、电磁兼容、安全防护,等等。

对于这些方面,特别在高频电路(尤其在微波级高频电路)方面,

相关理念的缺乏,往往导致整个研发项目的失败。许多人还停留在“将电原理用导体连接起来发挥预定作用”基础上,甚至认为“pcb 设

计属于结构、工艺和提高生产效率等方面的考虑范畴”。许多专业射

频工程师也没有充分认识到该环节在射频设计中,应是整个设计工

作的特别重点,而错误地将精力花费在选择高性能的元器件,结果

是成本大幅上升,性能的提高却微乎其微。

应特别在此提出的是,数字电路依靠其强的抗干扰、检纠错以及可

任意构造各个智能环节来确保电路的正常功能。一个普通的数字应

用电路而高附加地配置各类“确保正常”的环节,显然属于没有产品

概念的举措。但往往在认为“不值得”的环节,却导致产品的系列问题。原因是这类在产品工程角度看不值得构造可靠性保证的功能环节,应该建立在数字电路本身的工作机理上,只是在电路设计(包

括pcb 设计)中的错误构造,导致电路处

于一种不稳定状态。这种不稳定状态的导致,与高频电路的类似问

题属于同一概念下的基本应用。

在数字电路中,有三个方面值得认真对待:

(1)数字信号本身属于广谱信号。根据傅里叶函数结果,其包含的

高频成份非常丰富,所以数字ic 在设计中,均充分考虑了数字信号

的高频分量。但除了数字ic 外,各功能环节内部及之间的信号过渡区域,若任意而为,将会导致系列问题。尤其在数字与模拟和高频电路混合应用的电路场合。

(2)数字电路应用中的各类可靠性设计,与电路在实际应用中的可靠性要求及产品工程要求相关,不能将采用常规设计完全能达到要求的电路附加各类高成本的“保障”部分。

(3)数字电路的工作速率正在以前所未有的发展迈向高频(例如目前的cpu,其主频已经达到1.7ghz 棗远远超过微波频段下限)。尽管相关器件的可靠性保障功能也同步配套,但其建立在器件内部和典型外部信号特征基础上。

三.双传输线理论对微波电路设计

及其pcb 布线原则指导意义综述

(一)双线理论下的pcb 概念

对于微波级高频电路,pcb 上每根相应带状线都与接地板形成微带线(非对称式),对于两层以上的pcb,即可形成微带线,又可形成带状线(对称式微带传输线)。各不同微带线(双面pcb)或带状线(多层pcb)相互之间,又形成耦合微带线,由此又形成各类复杂的四端口网络,从而构成微波级电路pcb 的各种特性规律。可见,微带传输线理论,是微波级高频电路pcb 的设计基础。

■ 对于800mhz 以上的rf-pcb 设计,天线附近的pcb 网路设计,应完全遵循微带理论基础(而不是仅仅将

微带概念用于改善集中参数器件性能的工具)。频率越高,微带理论的指导意义便越显著。

■ 对于电路的集中参数与分布参数,虽然工作频率越低,分布参数的作用特性越弱,但分布参数却始终是

存在的。是否考虑分布参数对电路特性的影响,并没有明确的分界线。所以,微带概念的建立,对于数字电路与相对中频电路pcb 设计,同样是重要的。

■ 微带理论的基础与概念和微波级rf 电路及pcb 设计概念,实际上是微波双传输线理论的一个应用方面,对于rf-pcb 布线,每相邻信号线(包括异面相邻)间均形成遵循双线基础原理的特征(对此,后续将有明确的阐述)。

■ 虽然通常的微波 rf 电路均在其一面配置接地板,使得其上的微波信号传输线趋向复杂的四端口网路,

从而直接遵循耦合微带理论,但其基础却仍是双线理论。所以在设计实际中,双线理论所具有的指导意义更为广泛。

■ 通常而言对于微波电路,微带理论具有定量指导意义,属于双线理论的特定应用,而双线理论具有更广泛的定性指导意义。

■ 值得一提的是:双线理论给出的所有概念,从表面上看,似乎有些概念与实际设计工作并无联系(尤其4

是数字电路及低频电路),其实是一种错觉。双线理论可以指导一切电子电路设计中的概念问题,特别是pcb 线路设计概念方面的意义更为突出。

虽然双线理论是在微波高频电路前提下建立的,但这仅仅因为高频电路中分布参数的影响变得显著,使得指导意义特别突出。在数字或中低频电路中,分布参数与集中参数元器件相比,达到可以忽略

的地步,双线理论概念变得相应模糊。

然而,如何分清高频与低频电路,在设计实际中却是经常容易忽略的方面。通常的数字逻辑或脉冲电路属于哪一类?最明显的具非线性元器件之低频电路及中低频电路,一旦某些敏感条件改变,很容

易体现出某些高频特征。高档cpu 的主频已经到1.7ghz,远超过微波频率下限,但仍然属于数字电路。正因为这些不确定性,使的

pcb 设计异常重要。

■ 在许多情况下,电路中的无源元器件,均可等效为特定规格的传输线或微带线,并可用双传输线理论及其相关参量去描述。

总之,可以认为双传输线理论是在综合所有电子电路特征基础上诞生的。因此,从严格意义上说,如果设计实际中的每一环节,首先以双传输线理论所体现的概念为原则,那末相应的pcb 电路所面临的问题就会很少(无论该电路是在什么工作条件下应用)。

(二)双传输线与微带线构造简介

微带线是由微波双线在特定条件下的具体应用。图1-a. 即为微波双线及其场分布示意图。在微波级工作频率的pcb 基板上,可以构成常规的异面平行双线(图1-b.所示)或变异的异面平行双线(图1-c.所示)。当其中一条状线与另一条状线相比可等效为无穷大时,便构成典型的微带线(如图1-d.所示)。从双传输线到微带,仅边缘特性改变,定性特征基本一致。

注:在许多微波专业论述中,均仅仅描述由常规均匀圆柱形导体构成的双传输线,对pcb 电路的双线描述则以矩形条状线为常规双传输线。

图2-a.为常规微波双线的场分布示意图。图2-b.为pcb 条状线场分

布示意图。图2-c.为带有有限接地板的

微波双线场分布示意(注:图中双线之一和接地板连通)。图2-d

为具有相对无穷大接地板之双线场分布示意(注:图中双线之一和

接地板连通)。

图3-a.为典型偶模激励耦合微带线场分布示意。图3-b. 为典型奇模

激励耦合微带线场分布示意。

从图1、图2、图3 所示场分布状态看,双线与微带线(包括耦合微带线)特性仅仅为边缘特性的不同。

四.pcb 平行双线中的电磁波传输特性

(一)分布参数概念与双传输线

对于集中参数电路,随着工作频率的提高,电路中的电感量和电容

量都将相应减少,如图4 所示的振荡回路。6

当电路中电感量小到一定程度,将使线圈等效为直线(图4-b.);

当电容量小到一定程度,将由导线间分布电容所替代(图4-c.)。

由上述定性描述得如下高频电路设计原则:

● 当工作频率较高时,集中参数将转化为分布参数,并起主导作用。这是微波电路的主要形式。

● 在分布参数pcb 电路中,沿导线处处分布电感,导线间处处分布

电容。

● 在高频pcb 电路设计中,注意元器件标称值与实际值的离散性差

别是相对于工作频率而定的。

● 由图可知,pcb 条状双线就是具有分布参数之电路的简单形式,

除了可以传输电磁能外,还可作为谐振回路使用。

(二)pcb 条状双线分布参数的等效方式

通常将一段双线导线分成许多小段(例如每段长度1cm),然后将

每段双导线所具有的分布电感与电容量表

示为集中参数形式,如图5 所示。图中b 线,可以是pcb 上与a 同面并行之走线或地线,也可以是异面并行之走

线,为便于解释,这里指空气中两并行线。

综合上述的设计概念如下:

● pcb 中,可分别近似认为d 为铜皮宽度(对电感)或铜皮厚度

(对电容),前提是对无接地板的同面双线。对于异面平行双线时,d 为pcb 厚度,d 为线宽。

● 工作于高频状态两层以上pcb 设计中,不仅要考虑同面走线间的

分布参数,也需考虑异面走线间的分布参数,而且更为重要(具接

地板的rf-pcb 电路则属于另外的分析方式棗参见后续)。

(三)电磁波在pcb 条状双线上的传输特点

图3 所示的pcb 条状双线等效电路中,在直流电源接入瞬间,从左

到右,电压和电流是以依次向相邻电容充电,然后向次级电容放电

的过程形式传播的,称为电流行波。

若将图6 中电源换为简谐规律的交流源,可以推知,将有一电压行

波从左至右传播。沿线电压值与时间位置均有关。这种电压行波,

在工作波长与所考察传输线长度可比拟时,是较为明显的。

有电压必有电场,有电流必有磁场,所以沿线电场与磁场是以简谐

规律沿传输线传播的。

综上所述,可知道微波级高频电路之pcb 特征如下:

● 当pcb 走线与工作波长可相比拟时,电压和电流从一端传到另一

端的形式已不是电动势作用下的电流规律,而是以行波形式传播,

但不是向周围辐射。

● 行波的能量形式,体现为电磁波形式,而且在导体引导下沿线传播。工作频率越高,电磁波能量形式越明显,通常意义下的集中参

数器件之处理功能越弱。

● 必须明确:当频率足够高时,pcb 走线开始脱离经典的欧姆规律,而以“行波”或电磁波导向条形式体现其在电路中的功能。

(四)行波的传播特性

1.入射波与反射波

对于理想的“无耗传输线”(忽略损耗),在简谐波作用下,可推出pcb 传输线上瞬时电流波表达式为:

【篇三:浅析射频微波电路设计】

t>学院:信电学院

班级:通信0801

姓名:

学号:

浅析射频微波电路设计

摘要:随着现代通信技术的不断发展,射频∕微波电路越来越得到重

视和发展。微波技术越来越广泛的应用在通信、雷达、环境检测和

导航等丛多领域;尤其在商业领域,其现代应用包括蜂窝电话、个

人通信系统、无线局域网、电视与无线电广播、全球定位系统、射

频识别标识、远距离电话和卫星通信等。

射频的基本概念

射频即radio frequency,通常缩写为rf。表示可以辐射到空间的

电磁频率,频率范围从300khz~30ghz之间。射频简称rf射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于

1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而

射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式。在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流

通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。在电磁波

频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,

但电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气

层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,我们把具有远距离传

输能力的高频电磁波称为射频,射频技术在无线通信领域中被广泛

使用

微波的基本概念微波是指频率为300mhz-300ghz的电磁波,是无

线电波中一个有限频带的

简称,即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波,是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电

波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具

有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个

特性。对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于

水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西,则会反

射微波。在整个射频通信中,主要包含以下几种频率:传输频率、

接收频率、中频和基带频率。基带频率是用来调制数据的信号频率。而真正的传输频率则比基带频率高很多,一般的频谱范围是500mhz 到38ghz,数据信号也是在此高频下进行传输的。一般来说,射频

系统具有非常强大的传输调制信号的功能,即使在有干扰信号和阻

断信号[z2] 的情况下,该系统也可以做到以最高的质量发送并且以

最好的灵敏度接收调制信号。阻断信号主要有两种:带内阻断信号

和带外阻断信号。带外阻断信号是指分布在信号频谱之外的无关信号,例如由其它无线传输技术产生的数据信号。带内阻断

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信号则分布在我们感兴趣的信号频谱之内,例如由相同的无线传输

技术在其它终端产生的数据信号。对于无线通信而言,要成功地实

现射频接收功能,必须要过滤掉这两种阻断信号。中频多被用来作

为传输/接受频率和基带频率的过渡,而这种传输方式正是超外差结

构的基础。一般而言,带外阻断信号可以被天线自带的滤波器过滤掉。而中频的存在使我们有机会在信号被混合到基带频率并做数字

处理之前将带内阻断信号滤除。另一方面,在发送端,中频常被用

来滤除所有从基带转换到中频这个过程中可能产生的伪数据和噪声。射频体系结构

采用超外差结构的另外一种实现方法是利用中频采样来减少信号链

上的器件个数。这种方法选择在中频对信号进行采样,而不是在采

样前先将信号混合到基带。在第一种超外差结构中,从中频到基带

的转换过程需要以下器件:本机锁相环、智能解调器(混频器)和

双向adc(模拟-数字转换器)。如果选择在中频进行采样,那这三

个器件可以用一个高性能的adc来代替。这不仅可以降低信号链的

复杂程度,还可以提高信号解调的质量。但是,如果在下行基带转

换器里应用高质量智能解调器,也能得到非常好的通信效果。如果

能使本机锁相环和射频器件的漏电足够小,基带的直流失调便可最

小化。现在,许多智能解调器都使用了直流失调补偿环路来进一步

减小甚至最终消除直流失调。除此之外,解调器的相位分离功能可

以做到非常准确的90度的相位分离,这将确保信号解调时,误差向

量的值不会变坏或者只是变坏一点。最后,如果我们在使用智能解

调器的同时,使用一个具有低相位噪声的锁相环,将会确保基带输

出信号的低噪声,并且因此获得一个好的位错误率(ber)。因为adc

要在越来越高的频率下工作,所以中频采样结构的功耗变得比第一

种超外差结构越来越高,并因此而越来越昂贵,这是中频采样结构

的最主要的缺点。由于这个原因,基于中频采样的射频结构往往更

适合那些在相对低频或者中频的应用,毕竟这些频段对成本的影响

不大。不过随着科技的发展,尤其是cmos工艺的引进,使得集成

高性能的器件和电路的价格越来越低,在不远的将来,中频采样结

构将不再是一种昂贵的选择。在射频通信中应用的第三种结构是直

接转换结构(见图3)。由于直接转换结构直接将基带信号和射频信

号在同一进程中混合在一起,这使得该结构的信号链路最为简单,

它所需要的元器件最少。与其它两种结构不同的是,它将不需要中

频处理和声表面波(saw)滤波器。正是由于声表面波滤波器在过去的年代比现在昂贵很多,才导致了直接转换结构的诞生。直接转换

结构的主要优点是:价格便宜、小型化、低功耗,并且没有中频转

换相关器件。这些优点使得这种结构非常适合在低功耗、便携式终

端的应用。尽管如此,一些高性能器件的使用为直接转

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换结构应用在高端市场打开了方便之门。事实上,正是这些高性能

器件的使用,使得直接转换结构受到越来越多的关注。

射频的电路结构

由于在直接转换结构中没有中频处理单元,带内阻断信号的功率将

直接传递到混频器和模数转换器(如果信号链路上含有模数转换器)。低噪声的混频器将确保弱信号不会被噪声和阻断信号所淹没。另外,由于混频器具有高的输出摆幅和低的失真,阻断信号既不会

过驱动整个系统也不会调制到我们需要的载波信号上。对于基带超

外差接收器,如果在本机锁相环和射频输入之间存在泄漏通路,就

一定会产生直流失调。对于和全球移动通信系统类似的支持跳频的

一些射频应用来说,频率的跳变将导致本机锁相环路漏电的改变,

并最终导致整个系统的直流失调的跳变。如果要纠正它,必须在系

统中引入一个直流失调的补偿环路。尽管如此,在那些不需要跳频

的应用中,本机锁相环的漏电是不变的,因此动态直流失调的补偿

意义不大。在传输端,由于不能有效降低带内噪声和失真,采用直

接转换结构的射频发射机必须是由那些动态范围大的元器件构成。

在基站的相关应用中,由于面积和频道密度要被重点考虑,直接转

换结构尤其被看好。因为从基站的角度看,带内阻断信号是不存在

的(也就是说基站自己将处理带内阻断信号),所以,即使直接转

换结构缺乏滤除带内阻断信号的功能也是可以接受的。

当然,选择何种射频电路结构应该由市场应用来决定。这些指导设

计的因

素包括:从设计到产品进入市场的时间、成本、外形、功能指标、

灵活性、能否支持多种不同的应用模式等等。如何针对一个确定的

应用去选择合适的射频结构不在本文的介绍范围之内。但是可以明

确的是,如今一些射频器件制造商已经可以提供各种针对性的服务

以帮助我们设计合适的射频系统,在整个结构设计的过程中,他们

甚至可以提供几位富有经验的工程师为我们答疑解惑。在整个研发

过程中,你对相关技术了解得越多,你就越能优化你的设计。举例

来说,你在设计中使用一个比较昂贵的器件或许可以降低整个系统

的成本,换句话说,有的时候在一些器件上多投入几个美分,就可

以充分地延长同样电池的使用时间。另一个要注意的地方是功率检

测器,它将发射机实际产生的发射功率与理论值相比较以判断是否

超出可承受的范围。由于发射信号的时候发射机必须工作在一定的

功率范围内,再加上实际环境肯定会导致电路功耗发生一定的跳变,功率检测器的作用就显得非常重要。当终端的发射功率低于理论范

围时,基站就不会识别此信号,相反,如果终端的发射功率超出了

理论范围,此信号就会掩盖它相邻的信号。可是,从功耗的角度来看,如果系统的发射功率在理论范围的高端,将导致相对更多的系

统功耗,并最终降低电池的

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使用寿命,除非系统一定要通过提高发射功率来克服远近争用。就

一般情况而言,器件的发射功率越接近理论范围的低端,电池的使

用率就越高。如果要尽可能让器件的发射功率呆在理论范围的低端,就必须有一个非常灵敏的功率检测器来保证发射功率不会跌出理论

上可接受的功率范围,因此,在低发射功率(也就是低功耗)与高

灵敏度的功率检测器之间存在一个折中。基于对数的功率检测器可

以在非常宽的动态范围内提供高精度的功率检测,其测量对象既可

以是功率在几个毫瓦的弱信号,也可以是功率在瓦级的强信号。在

类似于无线局域网标准(802.11)或wimax无线宽带标准的一些无线

通信标准下,信号均峰值比率的跳变会导致基于对数的功率检测器

的灵敏度下降。举例来说,当终端从低的数据交换率(比如上载一

个纯文本信息)转变到高的数据交换率(比如下载一个新的图形标

识和或者声音文件)时,数据交换率的动态增长和调制的变化将导

致信号均峰值比率的跳变,与此同时,基于对数的功率检测器将会

比正常情况多或少地检测到发射功率;如果最终检测的结果过高,

就会促使系统自动降低发射功率,一旦实际功率低于理论功率范围

的下限,整个通信将会被迫中断。对于上面这类应用来说,均方根(rms)功率检测器更为合适。均方根功率检测器不仅可以工作在很宽

的动态范围内,还可以在数据交换率跳变的情况下准确地检测出发

射功率。不过,具有同样宽的动态范围的均方根功率检测器比基于

对数的功率检测器要稍微贵一些,因此,在价格和性能上同样存在

一个折中。如果你的应用不需要很高的精度,那么一个基于对数的

功率检测器或者一个较窄动态范围的均方根功率检测器无疑都是你

省钱的选择。

器件的选择

在整个研发过程中,你对相关技术了解得越多,你就越能优化你的设

计。举例来说,你在设计中使用一个比较昂贵的器件或许可以降低整个系统的成本,换句话说,有的时候在一些器件上多投入几个美分,就可以充分地延长同样电池的使用时间。另一个要注意的地方是功率检测器,它将发射机实际产生的发射功率与理论值相比较以判断是否超出可承受的范

围。由于发射信号的时候发射机必须工作在一定的功率范围内,再加上实际环境肯定会导致电路功耗发生一定的跳变,功率检测器的作用就显得非常重要。当终端的发射功率低于理论范围时,基站就不会识别此信号,相

反,如果终端的发射功率超出了理论范围,此信号就会掩盖它相邻的信号。可是,从功耗的角度来看,如果系统的发射功率在理论范围的高端,将导致相对更多的系统功耗,并最终降低电池的使用寿命,除非系统一定要通过提高发射功率来克服远近争用。就一般情况而言,器件的发射功率越接近理论范围的低端,电池的使用率就越高。如果要尽可能让器件的发射功率呆在理论范围的低端,就必须有一个非常灵敏的功率检测器来保证发射功率不会跌出理论上可接受的功率范围,因此,在低发射功率(也就是低功耗)与高灵敏度的功率检测器之间存

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西电射频大作业(精心整理)

射频大作业 基于PSpice仿真的振幅调制电路设计数字调制与解调的集成器件学习

目录 题目一:基于PSpice仿真的振幅调制电路设计与性能分析 一、实验设计要求 (3) 二、理论分析 1、问题的分析 (3) 2、差动放大器调幅的设计理论 (4) 2.1、单端输出差动放大器电路 2.2、双端输出差动放大器电路 2.3、单二极管振幅调制电路 2.4、平衡对消二极管调幅电路 三、PSpice仿真的振幅调制电路性能分析 (10) 1、单端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 2、双端输出差动放大器调幅电路设计图及仿真波形 3、单二极管振幅调制电路设计图及仿真波形 4、平衡对消二极管调幅电路设计图及仿真波形 四、实验总结 (16) 五、参考文献 题目二数字调制与解调的集成器件学习 一、实验设计要求 (17) 二、概述 (17) 三、引脚功能及组成原理 (18) 四、基本连接电路 (20) 五、参考文献 (21) 六、英文附录 (21)

题目一基于PSpice仿真的振幅调制电路设计 摘要 随着大规模集成电路的广泛发展,电子电路CAD及电子设计自动化(EDA)已成为电路分析和设计中不可缺少的工具。此次振幅调制电路仿真设计基于PSpice,利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具,分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路,由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识;同时,通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路,消除了没用的频率分量,从而得到了更好的调幅效果。本文对比研究了单端输出和双端输出的差分对放大器调幅电路及单二极管和双回路二极管调幅电路,通过对比观察时域和频域波形图,可知平衡对消技术可以很好地减小失真。 关键词:PSpice 振幅调制差分对放大器二极管振幅调制电路平衡对消技术 一、实验设计要求 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成PSpice电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择晶体管和其它元件;搭建单端输出的差分对放大器,实现载波作为差模输入电压,调制信号控制电流源情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1,修改电路为双端输出,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择二极管和其它元件;搭建单二极管振幅调制电路,实现载波作为大信号,调制信号为小信号情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2,修改电路为双回路,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 1.3 写作报告 (1) 按论文形式撰写,包括摘要、正文和参考文献,等等。 (2) 正文包括振幅调制电路的设计原理、理论分析结果、实践任务中各阶段设计的电路、参数、波形和频谱,对观察记录的数据配以图像和表格,同时要有充分的文字做分析和对比,有规律性认识。 (3) 论文结构系统、完备、条理清晰、理论正确、数据翔实、分析完整。 1.4 相关提示 (1) 所有电路和信号参数需要各人自行决定,各人有不同的研究结果,锻炼学生的独立研究和实验分析能力。 (2) 为了提高仿真精度和减小调试难度,可以将调制信号和载波的频率设置得较低。 二、理论分析 1、问题的分析 根据题目的要求,差分对放大器和二极管振幅调制电路目的都是实现基本无

RF射频电路设计

RF电路的PCB设计技巧 如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变,在近年来电子产品日趋多功能、精巧并符合环保条例。故此,PCB的精密度日高,其软硬板结合应用也将增加。 PCB是信息产业的基础,从计算机、便携式电子设备等,几乎所有的电子电器产品中都有电路板的存在。随着通信技术的发展,手持无线射频电路技术运用越来越广,这些设备(如手机、无线PDA等)的一个最大特点是:第一、几乎囊括了便携式的所有子系统;第二、小型化,而小型化意味着元器件的密度很大,这使得元器件(包括SMD、SMC、裸片等)的相互干扰十分突出。因此,要设计一个完美的射频电路与音频电路的PCB,以防止并抑制电磁干扰从而提高电磁兼容性就成为一个非常重要的课题。 因为同一电路,不同的PCB设计结构,其性能指标会相差很大。尤其是当今手持式产品的音频功能在持续增加,必须给予音频电路PCB布局更加关注.据此本文对手持式产品RF电路与音频电路的PCB的巧妙设计(即包括元件布局、元件布置、布线与接地等技巧)作分析说明。 1、元件布局 先述布局总原则:元器件应尽可能同一方向排列,通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象;由实践所知,元器件间最少要有 0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求,若PCB板的空间允许,元器件的间距应尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件,另一面则为分立元件。 1.1 把PCB划分成数字区和模拟区 任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位。我们把这一步称为“布板考虑“。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线分割、噪音耦合以及占用电路板的面积。 电磁兼容性要求每个电路模块PCB设计时尽量不产生电磁辐射,并且具有一定的抗电磁干扰能力,因此,元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干扰能力,这也直接关系到所设计电路的性能。

2016年《射频电路设计》实验

实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】 在实际的生产过程中,RFID电子标签在设计并测试完成后,都是在流水线上批量制造生产的。为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺,本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台,再配合微调及测试,让学生在亲自动手的过程中,不断地尝试、提炼总结,从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺,有进一步深刻的理解。 二、【实验仪器及材料】 计算机一台、HFSS软件、覆铜板、Alien Higgs芯片、热转印工具、电烙铁、标签天线实物,UHF测试系统,皮尺 三、【实验内容】 第一步(设计):从UHF标签天线产品清单中,挑选出一款天线结构,或者自己设计一款标签天线结构,进行HFSS建模画图 第二步(制作):将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作 第三步(测试):利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能 四、【实验要求的知识】 下图是Alien(意联)公司的两款标签天线,型号分别为ALN-9662和ALN-9640。这两款天线均采用弯折偶极子结构。弯折偶极子是从经典的半波偶极子结构发展而来,半波偶极子的总长度为波长的一半,对于工作在UHF频段的半波偶极子,其长度为160mm,为了使天线小型化,采用弯折结构将天线尺寸缩小,可以适用于更多的场合。ALN-9662的尺寸为70mm x 17mm,ALN-9640的尺寸为94.8mm x 8.1mm,之所以有不同的尺寸是考虑到标签的使用情况和应用环境,因为天线的形状和大小必须能够满足标签顺利嵌入或贴在所指定的目标上,也需要适合印制标签的使用。例如,硬纸板盒或纸板箱、航空公司行李条、身份识别卡、图书等。 ALN-9662天线版图 ALN-9640天线版图

射频电路PCB的设计技巧

射频电路PCB的设计技巧 摘要:针对多层线路板中射频电路板的布局和布线,根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累,总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询,同时查阅相关资料,得到认可,是该行业里的普遍做法。多次在射频电路的PCB设计中采用这些技巧,在后期PCB的硬件调试中得到证实,对减少射频电路中的干扰有很不错的效果,是较优的方案。 关键词:射频电路;PCB;布局;布线 由于射频(RF)电路为分布参数电路,在电路的实际工作中容易产生趋肤效应和耦合效应,所以在实际的PCB设计中,会发现电路中的干扰辐射难以控制,如:数字电路和模拟电路之间相互干扰、供电电源的噪声干扰、地线不合理带来的干扰等问题。正因为如此,如何在PCB的设计过程中,权衡利弊寻求一个合适的折中点,尽可能地减少这些干扰,甚至能够避免部分电路的干涉,是射频电路PCB设计成败的关键。文中从PCB的LAYOUT角度,提供了一些处理的技巧,对提高射频电路的抗干扰能力有较大的用处。 1 RF布局 这里讨论的主要是多层板的元器件位置布局。元器件位置布局的关键是固定位于RF路径上的元器件,通过调整其方向,使RF路径的长度最小,并使输入远离输出,尽可能远地分离高功率电路和低功率电路,敏感的模拟信号远离高速数字信号和RF信号。 在布局中常采用以下一些技巧。 1.1 一字形布局 RF主信号的元器件尽可能采用一字形布局,如图1所示。但是由于PCB板和腔体空间的限制,很多时候不能布成一字形,这时候可采用L形,最好不要采用U字形布局(如图2所示),有时候实在避免不了的情况下,尽可能拉大输入和输出之间的距离,至少1.5 cm 以上。

射频电路基础大作业

射频电路基础大作业 从射频电路的软件仿真和硬件设计两方面分别考察学生的实践和写作能力。以下是两个题目的基本要求、实践任务、写作报告和相关提示的具体内容。 题目一:基于PSpice仿真的振幅调制电路设计 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成PSpice电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择晶体管和其它元件;搭建单端输出的差分对放大器,实现载波作为差模输入电压,调制信号控制电流源情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1,修改电路为双端输出,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择二极管和其它元件;搭建单二极管振幅调制电路,实现载波作为大信号,调制信号为小信号情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2,修改电路为双回路,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 1.3 写作报告 (1) 按论文形式撰写,包括摘要、正文和参考文献,等等。 (2) 正文包括振幅调制电路的设计原理、理论分析结果、实践任务中各阶段设计的电路、参数、波形和频谱,对观察记录的数据配以图像和表格,同时要有充分的文字做分析和对比,有规律性认识。 (3) 论文结构系统、完备、条理清晰、理论正确、数据翔实、分析完整。 1.4 相关提示 (1) 所有电路和信号参数需要各人自行决定,各人有不同的研究结果,锻炼学生的独立研究和实验分析能力。 (2) 为了提高仿真精度和减小调试难度,可以将调制信号和载波的频率设置得较低。 题目二:数字调制与解调的集成器件学习 2.1 基本要求

射频电路设计公式

射频电路设计对特性阻抗Z的经验公式做公式化处理,参见P61 波阻抗公式: E H =Z= μ/ε=377Ω? 相速公式: v=ω β = 1 εμ 电抗公式: Xc= 1 Xl=ωL 直流电阻公式: R= l σS = l πa2σ 高频电阻公式: R′=a R 高频电感公式: L=R′ω 趋肤厚度公式: δ= 1πfμσ 铜线电感实用公式: L′=R a πfμσ= 2l 2 ? 1 πδμσ= 2l μ0/πσf= 1.54 f uH 高频电容公式: C=εA d 高频电导率: G=σA = ωεA = ωC 电容引线电感经验公式: L′=Rd?a πfμ.σ= 2lμ. = 771 f nH

电容引线串联电阻公式: R′=R?a 2δ = 2l 2πaσ πfμ.σ= l a μ.f πσ =4.8 fμΩ 电容漏电阻: R=1 G = 1 2πfC?tanΔ = 33.9exp6 f MΩ TanΔ的定义: ESR=tanΔωC 空气芯螺旋管的电感公式: L= πr2μ.N2螺旋管的电容: C=ε.?2πrN?2a l N =4πε.? raN2 l 微分算符的意义: ? x= 0? ? ?z ? ?y ? 0? ?? ? ?y ? ?x 电容,电感,电导,电阻的定义: C=εw d L= d G= σw R= d σw 特性阻抗表达式:

Z=L C 若是平行板传输线: Z=μεd w 关于微带线设计的若干公式: w/h < 1时, Z= Z. 2π ε′ 8? w + w 4? 其中, Z.=376.8Ω ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 +0.041? w2 w/h>1时 Z= Z. ε′? 1.39+ w h+ 2 3ln w h+1.444 其中, ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 如何设计微带线w/h<2时: w h = 8e A e2A?2 其中, A=2πZ Z. εr+1 2 + εr?1 εr+1 0.23+ 0.11 εr w/h>2时: W =2 (B?1?ln2B?1+ εr?1 (ln B?1 +0.39? 0.61 )) 其中, B= Z.π2Zεr 反射系数的定义:

射频电路设计技巧

实用资料——射频电路板设计技巧成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节,这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划,并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。 近几年来,由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备,和移动电话的需求与成长,促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在,RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样,一直是工程师们最难掌控的部份,甚至是梦魇。若想要一次就设计成功,必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。 射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种「黑色艺术」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点,RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时,如何对它们进行折衷处理。重要的RF设计课题包括:阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波...等,本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。 微过孔的种类 电路板上不同性质的电路必须分隔,但是又要在不产生电磁干扰的最佳情况下连接,这就需要用到微过孔(microvia)。通常微过孔直径为0.05mm至0.20mm,这些过孔一般分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(bury via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型制程完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为组件的黏着定位孔。 采用分区技巧 在设计RF电路板时,应尽可能把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放

ADS射频电路设计基础与典型应用解析

实验报告 课程名称: ADS射频电路设计基础与典型应用实验项目名称:交直流仿真分析 学院:工学院 专业班级:11级信息 姓名: 学号:1195111016 指导教师:唐加能 2014年12月23 日 预习报告

一、 实验目的 通过本节实验课程进一步熟悉使用ADS 软件,并学会使用ADS 软件进行交直流分析。 二、 实验仪器 电脑,ADS 仿真软件 三、 实验原理 (一)ADS 软件的直流,交流仿真功能 1.直流仿真 电路的直流仿真是所有射频有源电路分析的基础,在执行有源电路交流分析、S 参数仿真或谐波平衡仿真等其他仿真前,首先需要进行直流仿真,直流仿真主要用来分析电路的直流工作点。直流仿真元件面板主要包括直流仿真控制器、直流仿真设置控制器、参数扫描计划控制器、参数扫描控制器、节点设置和节点名控件、显示模板控件和仿真测量等式控件,这些面板上的原件经过设置以后既可以提供有源电路单点的直流分析,又可以提供有源电路参数扫描分析。 2.交流仿真 交流仿真能获得电路小信号时的多种参数,如电压增益、电流增益、跨导和噪声等。交流仿真执行时,首先对电路进行直流分析,并找到非线性原件的直流工作点,然后将非线性器件在静态工作点附近进行线性化处理,分析小信号在静态工作点附近的输入输出关系。 (二)交直流仿真面版与控制原件 1.直流仿真 图1中元件面板列出了直流仿真的所有仿真控件。 直流仿真控制器(DC ):直流仿真控制器(DC ) 是控制直流仿真的最重要控件,使用直流仿真控制器可以设置仿 真的扫描参数和参数的扫描范围等相关参数。 直流仿真设置控制器(OPTIONS ):直流仿真设置控制器主要用来设置直流仿真的外部环境和计算方式,例如,环境温度、设备温度、仿真的收敛性、仿真的状态提示和输出文件的特性等相关内容。

ADS射频电路设计基础与典型应用

实验报告 课程名称:ADS射频电路设计基础与典型应用实验项目名称:交直流仿真分析 学院:工学院 专业班级:11级信息 姓名: 学号:1195111016 指导教师:唐加能 2014年12月23 日

预 习 报 告 一、 实验目的 通过本节实验课程进一步熟悉使用ADS 软件,并学会使用ADS 软件进行交直流分析。 二、 实验仪器 电脑,ADS 仿真软件 三、 实验原理 (一)ADS 软件的直流,交流仿真功能 1.直流仿真 电路的直流仿真是所有射频有源电路分析的基础,在执行有源电路交流分析、S 参数仿真或谐波平衡仿真等其他仿真前,首先需要进行直流仿真,直流仿真主要用来分析电路的直流工作点。直流仿真元件面板主要包括直流仿真控制器、直流仿真设置控制器、参数扫描计划控制器、参数扫描控制器、节点设置和节点名控件、显示模板控件和仿真测量等式控件,这些面板上的原件经过设置以后既可以提供有源电路单点的直流分析,又可以提供有源电路参数扫描分析。 2.交流仿真 交流仿真能获得电路小信号时的多种参数,如电压增益、电流增益、跨导和噪声等。交流仿真执行时,首先对电路进行直流分析,并找到非线性原件的直流工作点,然后将非线性器件在静态工作点附近进行线性化处理,分析小信号在静态工作点附近的输入输出关系。 (二)交直流仿真面版与控制原件 1.直流仿真 图1中元件面板列出了直流仿真的所有仿真控件。 直流仿真控制器(DC ):直流仿真控制器(DC ) 是控制直流仿真的最重要控件,使用直流仿真控制器可以设置仿 真的扫描参数和参数的扫描范围等相关参数。 直流仿真设置控制器(OPTIONS ):直流仿真设置控制器主要用

射频电路设计原理与应用

【连载】射频电路设计——原理与应用 相关搜索:射频电路, 原理, 连载, 应用, 设计 随着通信技术的发展,通信设备所用频率日益提高,射频(RF)和微波(MW)电路在通信系统中广泛应用,高频电路设计领域得到了工业界的特别关注,新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。微波射频识别系统(RFID)的载波频率在915MHz和2450MHz频率范围内;全球定位系统(GPS)载波频率在1227.60MHz和1575.42MHz的频率范围内;个人通信系统中的射频电路工作在1.9GHz,并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上;在C波段卫星广播通信系统中包括4GHz的上行通信链路和6GHz 的下行通信链路。通常这些电路的工作频率都在1GHz以上,并且随着通信技术的发展,这种趋势会继续下去。但是,处理这种频率很高的电路,不仅需要特别的设备和装置,而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验。 下面的内容主要是结合我从事射频电路设计方向研究4年来的体会,讲述在射频电路设计中必须具备的基础理论知识,以及我个人在研究和工作中累积的一些实际经验。 作者介绍 ChrisHao,北京航空航天大学电子信息工程学院学士、博士生;研究方向为通信系统中的射频电路设计;负责或参与的项目包括:主动式射频识别系统设计、雷达信号模拟器射频前端电路设计、集成运算放大器芯片设计,兼容型GNSS接收机射频前端设计,等。 第1章射频电路概述

本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点,接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。 第1节频谱及其应用 第2节射频电路概述 第2章射频电路理论基础 本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性,它们在高频电路中大量使用,主要用于:(1)阻抗匹配或转换(2)抵消寄生元件的影响(扩展带宽)(3)提高频率选择性(谐振、滤波、调谐)(4)移相网络、负载等 第1节品质因数 第2节无源器件特性 第3章传输线

射频工程师必读书籍

ADS,MWO,Ansoft还是CST、HFSS 频微波类书 希望对大家有点帮助: 1.《射频电路设计--理论与应用》『美』Reinhold Ludwig 著电子工业出版社 个人书评:射频经典著作,建议做RF的人手一本,里面内容比较全面,这本书要反复的看,每读一次都会更深一层理解. 随便提一下,关于看射频书籍看不懂的地方怎么办?我提议先看枝干或结论有个大概印象,实在弄不明白就跳过(当然可问身边同事同学或GOOGLE一下),跳过不是不管它了,而是尽量先看完自己能看懂的,看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方,人的思维是不断升华的,知识的也是一个系统体系,有关联的,当你把每一块砖弄明白了,就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。 2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社 个人书评:有拼凑之嫌(大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容),但还是有可取之处,加上作者的理解,比看外文书(或者翻译本)看起来要通俗易懂,毕竟是中国人口韵。值得一看,书上有很多归纳性的经验. 3.《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社 个人书评:本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言,及其通俗,配上图示,极其深奥的理论看起来明明朗朗,比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了,本书作者的实践之作,里面都是一些作者的设计作品和设计方法,推荐一看. 4. 《LC滤波器设计与制作》『日』森荣二著科学技术出版社 个人书评:语言及其通俗易懂,完全没有深奥的理论在里面,入门者看看不错,但是设计方法感觉有点落后,完全手工计算.也感觉内容的太细致,此书一般. 5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社 个人书评:这边书还不错,除了学到振荡电路设计,还学到了很多模拟电路的基础应用,唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高(k级,几M,几十,几百M的振荡器),做有源电路的可以看一下,整体感觉还行. 6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社 个人书评:对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书,图形图片很多,让人很直观明白,比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。好书,值得收藏! 7. 《信号完整性分析》『美』Eric Bogatin 著电子工业出版社 个人书评:前几章用物理的方法看电子,感觉不好理解,写的感觉很拗口,翻译好像也有些不到位,但后面几章写的确实好,尤其是关于传输线的,对你理解信号的传输的实际过程,能建立一个很好的模型,推荐大家看一下,此书还是不错的.(看多了RF的,换换胃口)8. 《高速数字设计》『美』Howard Johnson著电子工业出版社 个人书评:刚刚卓越买回来,还没有动“她”呢,随便翻了下目录,做高速电路和PCB Layout 的工程师一看要看下,这本书也是经典书喔! 9.《蓝牙技术原理开发与应用》『中』钱志鸿著北京航空航天大学出版社 个人书评:当时自己做蓝牙产品买的书,前2年仅有的几本,上面讲了一下蓝牙的基本理论(恰当的说翻译了蓝牙标准),软件,程序的东西占大部分内容. 10.《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》『中』郑军奇著电子工业出版社 个人书评:实战性和很强的一本书,本人做产品经常要送去信息产业部电子研究5所做EMC 测试,认证.产品认证是产品成功的临门一脚,把这脚球踢好,老板会很赏识你的,如果你也负责产品的EMC,这本书必读。作者写有很多实例,很有代表性,对你解决EMC问题,会有引导性(指导性)的的意义。

最新射频电路基础大作业

射频电路基础大作业

射频电路基础大作业 学院电子工程学院 姓名

题目要求 题目一:基于Multisim仿真的振幅调制电路设计 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成Multisim电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择晶体管和其它元件;搭建单端输出的差分对放大器,实现载波作为差模输入电压,调制信号控制电流源情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1,修改电路为双端输出,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择二极管和其它元件;搭建单二极管振幅调制电路,实现载波作为大信号,调制信号为小信号情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。(4) 参考例5.3.2,修改电路为双回路,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 题目二:数字调制与解调的集成器件学习 2.1 基本要求 《射频电路基础》第八章数字调制与解调是调制信号为数字基带信号时的调制与解调,是第五章和第七章的扩展,直接面向应用。学生可以通过自学了解基本理论,并认识数字调制与解调的集成器件。 2.2 实践任务 (1) 学习数字调制与解调的基本原理,重点是原理框图和波形。 (2) 上网查询英文资料,选择一种数字调制或解调的集成芯片,根据芯片资料学习其性能参数、结构设计和相关电路。

最新射频电路设计原理与应用

射频电路设计原理与 应用

【连载】射频电路设计——原理与应用 相关搜索:射频电路, 原理, 连载, 应用, 设计 随着通信技术的发展,通信设备所用频率日益提高,射频(RF)和微波(MW)电路在通信系统中广泛应用,高频电路设计领域得到了工业界的特别关注,新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。微波射频识别系统(RFID)的载波频率在915MHz和2450MHz频率范围内;全球定位系统(GPS)载波频率在1227.60MHz和1575.42MHz的频率范围内;个人通信系统中的射频电路工作在1.9GHz,并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上;在C波段卫星广播通信系统中包括4GHz的上行通信链路和6GHz的下行通信链路。通常这些电路的工作频率都在1GHz以上,并且随着通信技术的发展,这种趋势会继续下去。但是,处理这种频率很高的电路,不仅需要特别的设备和装置,而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验。 下面的内容主要是结合我从事射频电路设计方向研究4年来的体会,讲述在射频电路设计中必须具备的基础理论知识,以及我个人在研究和工作中累积的一些实际经验。 作者介绍 ChrisHao,北京航空航天大学电子信息工程学院学士、博士生;研究方向为通信系统中的射频电路设计;负责或参与的项目包括:主动式射频识别系统设计、雷达信号模拟器射频前端电路设计、集成运算放大器芯片设计,兼容型GNSS接收机射频前端设计,等。 第1章射频电路概述 本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点,接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。 第1节频谱及其应用 第2节射频电路概述 第2章射频电路理论基础 本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性,它们在高频电路中大量使用,主要用于:(1)阻抗匹配或转换(2)抵消寄生元件的影响(扩展带宽)(3)提高频率选择性(谐振、滤波、调谐)(4)移相网络、负载等 第1节品质因数 第2节无源器件特性 第3章传输线 工作频率的提高意味着波长的减小,当频率提高到UHF时,相应的波长范围为10-100cm,当频率继续提高时,波长将与电路元件的尺寸相当,电压和电流不再保持空间不变,必须用波的特性来分析它们。 第1节传输线的基本参数 第2节终端带负载的传输线分析 (1) 第3节终端带负载的传输线分析 (2) 第4章史密斯圆图 为了简化反射系数的计算,P.H.Smith开发了以保角映射原理为基础的图解方法。这种近似方法的优点是有可能在同一个图中简单直观的显示传输线阻抗以及反射系数。本小节将对史密斯圆图进行系统的介绍。第1节史密斯圆图

射频电路和射频集成电路线路设计

射频电路和射频集成电路线路设计(9天) 培训时间为9天 课程特色 1)本讲座总结了讲演者20多年的工作,报告包括 o设计技术和技巧的经验, o获得的美国专利, o实际工程设计的例子, o讲演者的理论演译。 o 【主办单位】中国电子标准协会 【协办单位】智通培训资讯网 【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 o 2)本讲座分为三个部分: A. 第一部分讨论和強调在射频电路设计中的设计技术和技巧, 着重论述设计中关鍵性 的技术和技巧,譬如,阻抗匹配,射频接地, 单端线路和差分线路之間的主要差別,射频集成电路设计中的难题……可以把它归类为橫向论述. 到目前为止,这种着重于设计技巧的論述是前所未有的,也是很独特的。讲演者认为,作为一位合格的射频电路设计的设计者,不论是工程师,还是教授,应当掌握这一部分所论述的基本的设计技术和技巧,包括: ?阻抗匹配; ?接地; ?射频集成电路设计; ?测试 ?画制版图; ? 6 Sigma 设计。 B. 第二部分: 描述射频系统的基本参数和系统设计的基本原理。

C. 第三部分: 提供个别射频线路设计的基本知识。这一部份和现有的有关射频电路和 射频集成电路设计的书中的论述相似, 其內容是讨论一个个射频方块,譬如,低噪声放大器,混频器,功率放大器,壓控振蕩器,頻率综合器……可以把它归类为纵向论述,其中的大多数内容来自本讲座的讲演者的设计 ?在十几年前就已经找到了最佳的低噪声放大器的设计方法但不曾经发表过。在低噪声放大器的设计中可以同时达到最大的增益和最小的噪 声; ?获得了可调谐濾波器的美国专利; ?本讲座的讲演者所建立的用单端线路的设计方法来进行差分对线路的设计大大简化了设计并缩短了线路仿真的时间; ?获得了双线巴伦的美国专利。 学习目标在本讲座结束之后,学员可以了解到 o比照数码电路,射頻电路设计的主要差別是什麼? o什么是射频设计中的基本概念? o在射频电路设计中如何做好窄带的阻抗匹配? o在射频电路设计中如何做好宽带的阻抗匹配? o在射频线路板上如何做好射频接地的工作? o为什么在射频和射频集成电路设计中有从单端至双差分的趋势? o为什么在射频电路设计中容许误差分析如此重要? o什么是射频和射频集成电路设计中的主要难题?射频和射频集成电路设计师如何克服这些障碍?

射频电路理论与设计习题参考答案

引言 解:利用公式l jZ Z in λπ 2tan 0=进行计算 (1)m n n l l jZ Z in 666 0102)12(32106)12(21062tan ?+=??+=∞=?=πππ 可见l 至少应该是1500Km (2)m n n l l jZ Z in 22 2 010)12(875.12105.72)12(105.72tan ---?+=??+=∞=?=πππ l 至少是cm 。 解:利用公式C X L X C L ωω1,-==进行计算 (1)Hz f 40=所以ππω802==f 791051.210999.080--?=??=πL X 121210360.010 0111.0801?-=??-=-πC X (2)Hz f 9104?=,991081042?=??=ππω 3129991047.310 0111.0108109 .2510999.0108?-=???-==???=--ππC L X X 可见在低频时分布电感和分布电容可以忽略,但在射频时分布电感和分布电容却不能忽略。 解:集肤效应是指当频率升高时,电流只集中在导体的表面,导体内部的电流密度非常小。 而趋肤深度是用来描述集肤效应的程度的。 利用公式μσ πδf 1=来计算。 已知铜的磁导率m H /1047-?=πμ,电导率m S /108.57?=σ (1)m 00854.0108.5104601 77=?????=-ππδ

(2)m m μππδ21.110121.0108.51041031 5779=?=??????=-- 由计算数据可得,用铜线传输电能时,60Hz 时是不需要考虑集肤效应的,但是当传输射频信号时,3GHz 时需要考虑集肤效应。 解:利用公式DC RF R a R δ2≈,μσ πδf 1=计算 已知铜的磁导率m H /1047-?=πμ,电导率m S /108.57?=σ (1)m 57761000.3108.5104105001 --?=??????=ππδ 7.161000.321015 3=???≈--DC RF R R (2)m 67 791031.3108.51041041--?=??????=ππδ 1.1511031.321016 3=???≈--DC RF R R 通过计算数据结果说明在射频状况下,电阻损耗很大。 第一章 传输线理论 解: 特性阻抗计算公式C L C j G L j R Z ≈++=ωω0 平行双导线,ln ,ln 222 2d d D D C d d D D L -+=-+=πεπμ 其中,105.10,101.223m D m d --?=?= 因为介质为空气,有m F m H /3610,/1049 07 0πεεπμμ--==?== 故而该平行双导线的特性阻抗为:

经典Wifi射频电路的设计与调试

一:WiFi产品的一般射频电路设计(General RF Design In WiFi Product) 2011-01-20 18:18:41 写在前面的话: 这篇文章是我结合多年的工作经验和实践编写而成的,具有一定的实用性,希望能够对大家的设计工作起到一定的帮助作用。 I. 前言 这是一篇针对性很强的技术文章。在这篇文章中,我只是分析研究了Wi-Fi产品的一般射频电路设计,而且主要分析的是Atheros 和Ralink的解决方案,对于其他厂商的解决方案并没有进行研究。 这是一篇针对性很不强的技术文章。在这篇文章中,我研究,讨论了Wi-Fi产品中的射频电路设计,包括各个组成部分,如无线收发器,功率放大器,低噪声放大器,如果把这里的某一部分深入展开讨论,都可以写成一本很厚的书。 这篇文章具有一般性。虽然说这篇文章主要分析了Atheros和Ralink的方案,但是这两家厂商的解决方案很具有代表性,而且具有很高的市场占有率,因此,大部分Wi-Fi 产品也必然是具有一致或者类似的架构。经常浏览相关网站的人一定知道,在中国市场热卖的无线路由器,无线AP很多都是这两家的解决方案。 这篇文章具有一定的实用性。这篇文章的编写是基于我们公司的二十余种参考设计电路,充分吸收了参考设计的精华,并提取其一般性,同时,本文也重在分析实际的电路结构和选择器件时应该注意的问题,并没有进行深入的理论研究,所以,本文具有一定的实用性。 这篇文章是我在自己的业余时间编写的(也可以说我用这种方式消磨时间),如果这篇文章能够为大家的工作带来一点帮助,那将是我最高兴的事。我平时喜欢关注一些业界的新技术新产品,但是内容太多,没有办法写在文章中,感兴趣的同事可以访问我的博客:https://www.doczj.com/doc/189475648.html,。研发设计千人群(电子+结构) 在这里,实现资源共享,人脉扩张! 群号229369157 229369157 由于时间有限,编写者水平更加有限,错误之处在所难免,欢迎大家批评指正。 第1章. 射频设计框图 做技术的,讲解某个设计的原理时,都会从讲解框图开始,本人也不例外,先给大家展示一下Wi-Fi产品的一般射频设计框图。

射频电路设计--理论与应用

射频电路设计--理论与应用 第1章引言 1 1 射频设计的重要性 1 2 量纲和单位 1 3 频谱 1 4 无源元件的射频特性 1 4 1 高频电阻 1 4 2 高频电容 1 4 3 高频电感 1 5 片状元件及对电路板的考虑 1 5 1 片状电阻 1 5 2 片状电容 1 5 3 表面安装电感 1 6 小结 参考文献 习题 第2章传输线分析 2 1 传输线理论的实质 2 2 传输线举例 2 2 1 双线传输线 2 2 2 同轴线 2 2 3 微带线 2 3 等效电路表示法 2 4 理论基础 2 4 1 基本定律 2 5 平行板传输线的电路参量 2 6 各种传输线结构小结 2 7 一般的传输线方程 2 7 1 基尔霍夫电压和电流定律表示式2 7 2 行进的电压和电流波 2 7 3 阻抗的一般定义 2 7 4 无耗传输线模型 2 8 微带传输线 2 9 端接负载的无耗传输线 2 9 1 电压反射系数 2 9 2 传播常数和相速 2 9 3 驻波 2 10 特殊的终端条件 2 10 1 端接负载无耗传输线的输入阻抗2 10 2 短路传输线 2 10 3 开路传输线 2 10 4 1/4波长传输线

2 11 信号源和有载传输线 2 11 1 信号源的相量表示法 2 11 2 传输线的功率考虑 2 11 3 输入阻抗匹配 2 11 4 回波损耗和插入损耗 2 12 小结 参考文献 习题 第3章 Smith圆图  3 1 从反射系数到负载阻抗 3 1 1 相量形式的反射系数 3 1 2 归一化阻抗公式 3 1 3 参数反射系数方程 3 1 4 图形表示法 3 2 阻抗变换 3 2 1 普通负载的阻抗变换 3 2 2 驻波比 3 2 3 特殊的变换条件 3 2 4 计算机模拟 3 3 导纳变换 3 3 1 参数导纳方程 3 3 2 叠加的图形显示 3 4 元件的并联和串联 3 4 1 R和L元件的并联 3 4 2 R和C元件的并联 3 4 3 R和L元件的串联 3 4 4 R和C元件的串联 3 4 5 T形网络的例子 3 5 小结 参考文献 习题 第4章单端口网络和多端口网络 4 1 基本定义 4 2 互联网络 4 2 1 网络的串联 4 2 2 网络的并联 4 2 3 级连网络 4 2 4 ABCD网络参量小结 4 3 网络特性及其应用 4 3 1 网络参量之间的换算关系4 3 2 微波放大器分析 4 4 散射参量

西电射频大作业

题目:射频大作业 题目一:基于PSpice仿真的振幅调制电路设计 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成PSpice电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择晶

体管和其它元件;搭建单端输出的差分对放大器,实现载波作为差模输入电压,调制信号控制电流源情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1,修改电路为双端输出,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择二极管和其它元件;搭建单二极管振幅调制电路,实现载波作为大信号,调制信号为小信号情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2,修改电路为双回路,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 摘要 此次振幅调制电路仿真设计基于 Multisim ,利用其丰富的仿真元器件库和强大的行为建模工具,分别设计了差分对放大器和二极管振幅调制电路, 由此对线性时变电路调幅有了更进一步的认识; 同时,通过平衡对消技术分别衍生出双端输出的差分对放大器和双回路二极管振幅调制电路,消除了没用的频率分量,从而得到了更好的调幅效果。 关键词:振幅调制 Multisim 差分对放大器 二极管振幅调制电路 平衡对消技术 一.差分队放大器调幅的设计 1.1单端输出的差分对放大器调幅电路的设计原理 如图1.1为单端输出的差分对放大器调幅电路图,c u (V1)为差模输入电压,在交流通路中加在晶体管Q1和Q2的基极之间,u Ω(V2)控制电流源的电流,即晶体管Q3的集电极电流3C i 。 图1.2所示的转移特性给出了Q1和Q2的集电极电流12,C C i i 与c u 和3C i 之间的关系。根据差分对放大器的电流方程,有 31(1)22C c C T i u i th U =+ (2.1) 其中T U 为热电压。对电流源的分析得: ()33EE BE on C E E U U u i i R Ω -+≈= (2.2) 代入上式得到 ()1() 0(1)221(1)(1)2222()()EE BE on c C E T EE BE on c c E T E T U U u u i th R U U U u u th th u R U R U I t g t u Ω ΩΩ -+= +-= +++=+ (2.3) 其中

2014年西电电院射频电路基础大作业

射频电路基础大作业基于Multisim仿真的振幅调制电路设计 班级:021215 学号:02121443 姓名:惠政 2014-12-30

摘要 射频(RF)是Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300KHz~30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。本论文只要探究了差分对放大器调幅和二极管调幅电路对一小信号载波信号的调幅。其中差分对调幅电路分别探究了单端输出和双端输出差分对调幅电路,二极管调幅包括单回路和双回路的调幅。在二极管调幅电路中,为使电路简观,采用了等效电路。所有的电路设计采用Multisim进行仿真测试,并对结果做了分析。 【关键词】射频电路调幅差分对放大器二极管调幅Multisim 一、问题描述 1.1 基本要求 参考教材《射频电路基础》第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理,选择元器件、调制信号和载波参数,完成PSpice电路设计、建模和仿真,实现振幅调制信号的输出和分析。 1.2 实践任务 (1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择晶体管和其它元件;搭建单端输出的差分对放大器,实现载波作为差模输入电压,调制信号控制电流源情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线

性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (2) 参考例5.3.1,修改电路为双端输出,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 (3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率,通过理论计算分析,正确选择二极管和其它元件;搭建单二极管振幅调制电路,实现载波作为大信号,调制信号为小信号情况下的振幅调制;调整二者振幅,实现基本无失真的线性时变电路调幅;观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。 (4) 参考例5.3.2,修改电路为双回路,对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。 二、电路设计与仿真 1、单端输出的差分对放大器振幅调制电路设计与仿真 单端输出的差分对放大器调幅电路如图1所示,V2为载波作为差模输入电压,在交流通路中加在晶体管Q1和Q2的基极之间,V1为调制信号控制电流源的电流,即晶体管Q3的集电极电流。

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