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射频电路设计-理论与应用 王子宇 译ppt课件

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射频电路设计学习定稿PPT优选

射频电路设计学习定稿PPT优选

100.00
Tra n s m is s io n Loss(dB)
0.000
99.773
0.010
99.174
0.036
99.9
98.300
0.074
97.221
0.122
4.000 9.629
10 11 .11
96.000 90.371
90 88.89
0.177 0.440
0 .5 11
infinite
「输入稳定圆」（Source 1St.a4bi3lity Circle）:
15
Propagation constant（ g） and characteristic impedance（Zo）:
Zin=Zsm*=3.
1.5
频率：射频信号分析-频域；
0.2000
13.98
功率：射频信号-功率； 1.9
0.0000 infinite
| S22 | < 1
微带线可用来购成电容、电1感.1、滤波器、0耦.0合4 7器6等
26.45
Zin=Zsm*=3.
矩形波导（rectangular wav1eg.u2ide）
0.0909
20.83
AT41511设计一900MHz放大器。
悬置微带线（suspended m1ic.r2os2trip）
20
822; ZLm=36. ΓL = ΓOUT *
1.3
0.1304
17.70
Propagation constant（ g） and characteristic impedance（Zo）:
利用Smith圆图进行设计L=125.4.
0.1667
15.56
射频电路设计-理论与应用_图文

射频电路设计-理论与应用_图文


C1
模拟引线L R 模拟引线L
L2
R
L1
L2
模拟引线间电容Cb
C2
高频电阻等效电路表示法 高频线绕电阻等效电路表示法
18
例1.3 求出用长2.5cm，AWG26铜线连接的500Ω金属膜电阻的 高频阻抗特性，寄生电容Ca=5pF。 解： AWG26的d=16mil，a= 8×2.54×10-5m=0.2032mm
10f6，H1z07
108 109
2
1.8 半径 a=1mm铜线归一化
1.6 AC电流密度的频率特性
1.4
1.2 1kHz
1
0.8 10kHz
0.6
100MHz
0.4 100kHz
1GHz
0.2
1MHz 10MHz
00 0.1 0.2 0.3 0.4r，0.5m0m.6 0.7 0.8 0.9 1
17
射频电路设计-理论与应用_图文.ppt
近年来由于通信技术及计算机技术的迅猛发展， 工作频率日益提高，射频和微波电路得到广泛应用。
目前大多数教材都是面向两种不同的读者： 1. 具有坚实理论基础的研究生常常通过电磁场处 理方法进入这个领域。
2. 对数学和物理的严格性不太感兴趣的工程技术人 员则更喜欢采用电路理论来处理问题。
平面电磁波的主要性质： 1. 电磁波是横波，E和H都与传播方向垂直； 2. E和H互相垂直，且同相位。
10
根据经典场论，电场和磁场分量的比值就是本征阻抗（波
阻抗）：
其中磁导率μ和介电常数ε与材料有关，μ0=4π×10-7(H/m)， ε0=8.85×10-12 (F/m) ， μr和εr为相对值。
• 在第2章“传输线分析”中将讨论微带线的阻抗特性，其定量 求解过程在第3章“Smith”圆图中介绍。
射频电路设计基础PPT课件

射频电路设计基础PPT课件


• High pass filter (passive)
Transfer |H()| function 1
• Filters used in electronics can be constructed from resistors, inductors, capacitors, transmission line sections, and resonating structures (e.g., piezoelectric crystal, Surface Acoustic Wave (SAW) devices, mechanical resonators, etc.).
射频电路设计基础
11
3B. RF Microwave Filters
2
1.0 Basic Filter Theory
3
Introduction
• An ideal filter is a linear 2-port network that provides perfect transmission of signal for frequencies in a certain passband region, infinite attenuation for frequencies in the stopband region, and a linear phase response in the passband (to reduce signal distortion).
• An active filter may contain a transistor, FET, and an op-amp.
Filter LPF HPF BPF
Active Passive Active Passive
射频与微波电路电子课件

射频与微波电路电子课件

• D.M.Pozar著，张肇仪等译，微波工程（第三版），电子工业出版社， 2002年
• 廖承恩著，微波技术基础（第三版），西安电子科技大学出版社，1994年 • 沙湘月，伍瑞新著，电磁场理论与微波技术，南京大学出版社，2004年 • 范寿康，卢春兰，李平辉著，微波技术与微波电路，机械工业出版社，
2003年 • 吴培亨著，微波电路, 科学出版社，1980年 • I. Bahl,P.Bhartia著，郑新等译，微波固态电路设计（第二版），电子工业
3D全波仿 平面电路 3D全波仿真 3D全波 各种专门
真
仿真
仿真 问题
教材与参考书目
• 雷振亚编著，射频/微波电路导论，西安电子科技大学出版社，2005年（教 材）
• D．K.Misra著，张肇仪等译，射频与微波通信电路：分析与设计（第二 版），电子工业出版社，2005年
• R.J.Weber著，朱建清等译，微波电路引论：射频与应用设计，电子工业 出版社，2005年
• 基本理论：经典电磁场理论 • 基本研究方法：“场”与“路” • 工作波长与电路几何尺寸相近：“结构就是电路元
件”，分布参数
射频与微波段电磁波的特点
• 基本特性： ① 似光性 ② 穿透性 ③ 非电离性 ④ 信息性 • 优点： ① 频带宽 ② 波长短 • 缺点： ① 成本高 ② 损耗大 ③ 不能使用硅器件
出版社，2006年 • 程邦媛著，射频通信电路,科学出版社，2002年 • R.Ludwig，P.Bretchko著，王子宇等译，射频电路设计：理论与应用；电
子工业出版社，2002年
• 射频和微波的常用接头包括：
接头型号 频率范围 阻抗/Ω
说明
BNC（Q9） DC~3GHz 75/50/300 频率低、中功率、价格低
《射频电路设计一》课件

《射频电路设计一》课件

设计匹配网络
为确保信号传输效率，设计合适的信号源和负载 匹配网络。
3
设计滤波器、功分器等辅助电路
根据系统需求，设计相应的滤波器、功分器等辅 助电路。
电路版图绘制与仿真验证
使用专业软件绘制电路版图
使用专业软件，如Cadence、Mentor Graphics等，绘制射频电路 的版图。
进行电磁仿真验证
《射频电路设计一 》ppt课件
目 录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 射频电路的分析方法 • 射频电路的设计流程 • 射频电路的调试与优化 • 案例分析
01
射频电路概述
定义与特点
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电子电路，通常用于无线通信、 雷达、导航等领域。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点，能够实现高速 、远距离的无线信号传输。
具有通直流阻交流的特性，常用于滤波、 振荡、延迟等电路中。
种类
包括空心电感、磁芯电感、变压器等。
应用
在射频电路中，电感常用于调谐、匹配、 滤波等电路中。
电阻
定义
导体对电流的阻碍作用称为电阻，是一个物理量，符号为R。
特性
具有消耗电能的作用，常用于限流、分压等电路中。
种类
包括碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
传输线近似分析法
总结词
传输线近似分析法适用于分析传输线和微波网络，通过将电路简化为传输线模型 ，便于理解和计算。
详细描述
传输线近似分析法主要应用于传输线和微波网络的射频电路设计。该方法将电路 简化为传输线模型，通过求解传输线和微波网络的参数来分析电路性能。该方法 计算简便，精度较高，适用于对信号传输特性要求较高的场合。
射频电路理论与设计(第2版)-PPT-第1章

射频电路理论与设计(第2版)-PPT-第1章


《射频电路理论与设计（第2版）》
1.2.1 频率与波长
众所周知，在自由空间工作频率与工作波长的乘
积等于光的速度，也即
fλ= c = 3×108m/s
（1.1）
式中，f为工作频率；λ为工作波长；c为光的速度。
式（1.1）的结论是：频率越高波长越短。射频频段有很
高的频率，所以射频的工作波长很短。
《射频电路理论与设计（第2版）》
分段法是由IEEE建立的，见表1.1。
《射频电路理论与设计（第2版）》
表1.1
《射频电路理论与设计（第2版）》
表1.1（续）
《射频电路理论与设计（第2版）》
一般认为，当频率高于30MHz时电路的设计就需考 虑射频电路理论；而射频电路理论应用的典型频段为几 百MHz至4GHz，在这个频率范围内，电路需要考虑分布 参数的影响，低频的基尔霍夫电路理论不再适用。 需要说明的是，随着射频电路的广泛应用和不断发
1.2 射频电路的特点
基尔霍夫电路理论只能用于直流和低频电路的设 计，不能用于射频电路的设计。低频频率与射频频率有 很大差异，正是由于这种频率的差异，导致低频电路理 论与射频电路理论不同。 下面将在不同频率下对电路进行讨论，从中可以 看出低频电路与射频电路显著不同，对于目前广泛使用 的射频频段，必须采用全新的方法加以分析。
《射频电路理论与设计（第2版）》
1.1
射频概念
射频电路的特点
1.2
1.3
射频系统 本书安排
1.4
《射频电路理论与设计（第2版）》
1.1 射频概念
在电子通信领域，信号采用的传输方式和信号的
传输特性是由工作频率决定的。目前射频（Radio
Frequency）没有一个严格的频率范围定义，广义地说，
射频电路设计理论与应用课件

射频电路设计理论与应用课件

射频电路设计理论与应用课 件
目录
• 射频电路设计概述 • 射频电路设计基础理论 • 射频电路核心组件设计 • 射频电路应用技术 • 射频电路设计案例分析与实践
01
射频电路设计概述
射频电路的定义与应用领域
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电路，通常包括无线收发系统、 微波电路、射频放大器、混频器 等。
应用领域
射频电路广泛应用于通信、雷达 、电子对抗、医疗电子、测量仪 器等领域。
射频电路设计的挑战与重要性
挑战
射频电路设计面临诸多挑战，如频率高、波长短、信号幅度 小、易受干扰等。此外，还需要考虑电路的稳定性、线性度 、效率等因素。
重要性
随着无线通信技术的飞速发展，射频电路作为无线通信系统 的核心组成部分，其性能直接影响到整个系统的传输质量、 可靠性以及功耗等方面。因此，研究射频电路设计理论与应 用具有重要意义。
4. 设计收发机控制电路，实 现自动增益控制、频率合成、
校准等功能。
5. 制作并调试收发机系统硬 件，编写并烧录相关控制软件
。
6. 对收发机系统进行综合测 试与性能评估，确保满足设计
要求。
THANKS
感谢观看
射频电路在雷达系统中的应用
发射链路
射频电路在雷达系统的发射链路中起 到关键作用。它负责产生高频大功率 信号，并通过天线辐射出去，用于探 测目标。
接收链路
射频电路在雷达接收链路中用于接收 反射回来的微弱信号。它需要具备高 灵敏度和低噪声性能，以确保准确的 目标探测和距离测量。
射频电路在微波工程中的应用
03
射频电路核心组件设计
滤波器设计
频率选择
滤波器类型
滤波器是射频电路中用于频率选择的核心 组件，能够实现对特定频率信号的通过或 抑制。
射频电路设计--理论与应用

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4　4　1 散射参量的定义4　4　2 散射参量的物理意义4　4　3 链形散射矩阵4　4　4 Z参量与S参量之间的转换4　4　5 信号流图模型4　4　6 S参量的推广4　4　7 散射参量的测量4　5 小结参考文献习题第5章射频滤波器设计5　1 谐振器和滤波器的基本结构5　1　1 滤波器的类型和技术参数5　1　2 低通滤波器5　1　3 高通滤波器5　1　4 带通和带阻滤波器5　1　5 插入损耗5　2 特定滤波器的实现5　2　1 巴特沃斯滤波器5　2　2 切比雪夫滤波器5　2　3 标准低通滤波器设计的反归一化5　3 滤波器的实现5　3　1 单位元件5　3　2 Kurodac规则5　3　3 微带线滤波器的设计实例5　4 耦合微带线滤波器5　4　1 奇模和偶模的激励5　4　2 带通滤波器单元5　4　3 级连带通滤波器单元5　4　4 设计实例5　5 小结c参考文献习题第6章有源射频元件6　1 半导体基础6　1　1 半导体的物理特性6　1　2 PN结6　1　3 肖特基(Schottky)接触6　2 射频二极管6　2　1 肖特基二极管6　2　2 PIN二极管6　2　3 变容二极管6　2　4 IMPATT二极管6　2　5 隧道二极管6　2　6 TRAPATT,134BARRITT和Gunn二极管6　3 BJT双极结晶体管（Bipolar　JunctioncTransistor) 6　3　1 结构6　3　2 功能6　3　3 频率响应6　3　4 温度性能6　3　5 极限值6　4 射频场效应晶体管6　4　1 结构6　4　2 功能6　4　3 频率响应6　4　4 极限值6　5 高电子迁移率晶体管6　5　1 结构6　5　2 功能6　5　3 频率响应6　6 小结参考文献习题　第7章有源射频电路器件模型　7.1 二极管模型7.1.1 非线性二极管模型7.1.2 线性二极管模型7.2 晶体管模型7.2.1 大信号BJT模型7.2.2 小信号BJT模型7.2.3 大信号FET模型7.2.4 小信号FET模型7.3 有源器件的测量7.3.1 双极结晶体管的DC特性7.3.2 双极结晶体管的AC参量的测量7.3.3 场效应晶体管参量的测量7.4 用散射参量表征器件特性7.5 小结参考文献习题第8章匹配网络和偏置网络　8　1 分立元件的匹配网络8　1　1 双元件的匹配网络8　1　2 匹配禁区.c频率响应以及品质因数8　1　3 T形匹配网络和π形匹配网络　8　2 微带线匹配网络8　2　1 从分立元件到微带线8　2　2 单节短截线匹配网络8　2　3 双短截线匹配网络8　3 放大器的工作状态和偏置网络8　3　1 放大器的工作状态和效率8　3　2 双极结晶体管的偏置网络8　3　3 场效应晶体管的偏置网络8　4 小结参考文献习题第9章射频晶体管放大器设计　9　1 放大器的特性指标9　2 放大器的功率关系9　2　1 射频源9　2　2 转换功率增益9　2　3 其他功率关系9　3 稳定性判定9　3　1 稳定性判定圆9　3　2 绝对稳定9　3　3 放大器的稳定措施9　4 增益恒定9　4　1 单向化设计法9　4　2 单向化设计误差因子9　4　３双共轭匹配设计法9　4　4 功率增益和资用功率增益圆9　5 噪声系数圆9　6 等驻波比圆9　7 宽带高功率多级放大器9　7　1 宽带放大器9　7　2 大功率放大器9　7　3 多级放大器9　8 小结参考文献习题第10章振荡器和混频器10　1 振荡器的基本模型10　1　1 负阻振荡器10　1　2 反馈振荡器的设计10　1　3 振荡器的设计步骤10　1　4 石英晶体振荡器10　2 高频振荡器电路10　2　1 固定频率振荡器10　2　2 介质谐振腔振荡器10　2　3 YIG调谐振荡器10　2　4 压控振荡器10　2　5 耿氏二极管（Gunncdiode）振荡器10　3 混频器的基本特征10　3　1 基本原理10　3　2 频域分析10　3　3 单端混频器设计10　3　4 单平衡混频器10　3　5 双平衡混频器10　4 小结参考文献习题附录A 常用物理量和单位　附录B 圆柱导体的趋肤公式附录C 复数附录D 矩阵变换 附录E 半导体的物理参量附录F 长和短的二极管模型附录G 耦合器附录H 噪声分析附录I MATLAB简介附录J 本书中英文缩写词。

射频电路设计1

射频电路设计1


是x方向的电场矢量 是y方向的磁场矢量
平面电磁波的主要性质： 1. 电磁波是横波，E和H都与传播方向垂直； 2. E和H互相垂直，且同相位。 10
根据经典场论，电场和磁场分量的比值就是本征阻抗（波 阻抗）： Z 0 E x / H y /
0 r / 0 377
aRDC 0 2l 771 L nH 2 4a Cu f f
由1.13式，引线电阻：
Z ,Ω
103
101
100 10-1 10-2 108
实际电容
aRDC l 0 f Rs 4 .8 f 2 a Cu
理想电容
由1.16式，泄漏电阻： 109 1010 1011 f ,Hz tan s 33 .9 10 6 1 Re M Ge 2fC f 1 注：电容值、损耗角正切和额定电压 Z jL Rs 由制造商给出。 jC 1 / Re 19
波 长
130~30cm 30~15cm
15~7.5cm 7.5~3.75cm 3.75~2.4cm 2.4~1.67cm 1.67~1.13cm 1.13~0.75cm 7.5~1mm
30~300Hz 300~3000Hz 3~30kHz 30~300kHz
300~3000kHz 1~0.1km 3~30MHz 30~300MHz 100~10m 10~1m
模拟电荷分离效应Ca 模拟引线L R 模拟引线L L2 R C2 C1 L1 L2
模拟引线间电容Cb
高频电阻等效电路表示法
高频线绕电阻等效电路表示法 16
例1.3 求出用长2.5cm，AWG26铜线连接的500Ω金属膜电阻的 高频阻抗特性，寄生电容Ca=5pF。 解： AWG26的d=16mil，a= 8×2.54×10-5m=0.2032mm 由1.10和1.11式(P15)， aRDC a 2l L f 0 Cu 2 2 Cu 4f a Cu
射频电路基础知识PPT课件

射频电路基础知识PPT课件

号电压(或电流)之比定义为电压(或电流)反射系数Γz,该参数由传输 线阻抗(Z0)和输入端口(Zi)阻抗决定:
Γz=(Zi-Z0)/(Zi+Z0) ▪ 驻波比(VSWR):传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比
为电压驻波比,或称为驻波系数ρ.
ρ =|U|MAX/|U|MIN=(1+ |Γz|)/(1-| Γz|)
A=10x(log10(B/1mW)=10x(log10B)+30
(其中A为对数功率,B为线性功率)
1. 线性功率为1W时, 对数功率为30dBm 2. 线性功率为1uW时,对数功率为-30dBm
▪ dBm为绝对功率,dB用来计算相对功率,主要用来计算
功率的改变量,如增益和损耗的单位.
2.4 不连续端口的功率分布(a)
落后,其抗干扰能力较弱,点用带宽较多,但系统较为简单,主要用 于较早开发的系统中,如:电视(当前制式),音频广播(收音机),第一 代的手机通信系统等.
2. 数字RF通信系统,由于其有较多优点,已经广泛使用于多种通信
系统中,如Wireless LAN,GSM手机,蓝牙系统,卫星通信系统等.
1.4 射频电路应用和分类(d)
噪声系数(Noise Figure):放大器输出信号的信噪比(信号与噪声的比值)与输入信号信噪比的差值.
5 RF功率放大器(b)
1dB压缩点:由于放大器本身特性和工作环境,随着功率放大器输入功率增加到一定范围,放大器增益开始减小,当增益减小1dB时,此时的输
入功率称为1dB压缩点.
2.1 射频(RF)电路的定义
可让多个使用者同时复用一个频段.
0
3. RF功率定义和计算 衰减器另一重要的参数为输入信号功率,由于RF信号功率绝大多数都会转化为热功率,因此较大功率的衰减器都会有散热片,并且功率越
射频电路设计-理论与应用_王子宇_译3

射频电路设计-理论与应用_王子宇_译3


S
* 22 S11 2

*
S22
2
输出稳定圆 Γ out=1 rin Cin Cin
代入9.15(c)式可得放大器输入端口稳定性
R I 2 判定圆方程： SR Cin SI Cin rin 2 2
SI
Γ S=1
其中圆半径： rin
S12 S 21 S11
a1S 21 S 21S12 L S a1 b ， bS 1 S11 根据信号流图和例4.8： 2 1 L S 22 1 S 22 L S S S S (9.9) 定义：in S11 21 12 L ， out S 22 12 21 S 1 S 22 L 1 S11S
9.4 增益恒定
9.4.1 单向化设计法
放大器无反馈。
G 由9.12式： TU 1 S
2 2Leabharlann Z0 Γ=0 ′ SΓSGS G0
ΓL
S12=0
′ Γ=0 L GL ZL
VS
Γ in 11 =S
Γout 22 =S (9.32)
稳定区 Cin Cin rin
Γ S=1
SR 稳定区
SR
非稳定区 Γ out=1 rin Cin
9.3.2 绝对稳定
是指在选定的工作频率和偏置条件下， Γ S=1 放大器在整个圆内始终都处于稳定状态。

I S
Cin 若 S11 ＜1， S22 ＜1 则绝对稳定条件： Cin －rin ＞1 Cout －rout ＞1 即稳定性判定圆必须完全落在单位圆ΓS=1和Γ =1之外。 L
Cin
R 稳定区 S
是非稳 定 区。

射频电路原理ppt课件


天线、匹配网络、射频衔接器
无顶针插入时， 簧片处于接触形 状，信号由天线
接纳至主板
射频头顶 针插入时 将簧片断 开，信号 有综测仪 衔接至主式
双工滤波器〔U601〕
❖ 2、双工滤波器〔U601〕：
❖
双工滤波器是一种无源器件，内部包括发射滤波器
和接纳滤波器，它们都是带通滤波器。作用是将接纳射
射频收发信机〔U602〕
射频收发信机〔U602〕
❖ 低噪声放大器(LNA): 作用是将天线接纳到的微弱的射频信 号进展放大，以满足混频器对输入信号幅度的需求，提高 接纳机的信噪比。
❖ 混频器(MIX):是一个频谱搬移电路，它将包含接纳信息的 射频信号转化为一个固定频率的包含接纳信息的中频信号。 它是接纳机的中心电路。混频电路又叫混频器〔MIX〕是 利用半导体器件的非线性特性，将两个或多个信号混合， 取其差频或和频，得到所需求的频率信号。在手机电路中， 混频器有两个输入信号(一个为输入信号，另一个为本机振 荡)，一个输出信号〔其输出被称为中频IF〕。当混频器的 输出为射频信号频率与本振信号之和，且比信号频率高时， 所用的混频器被称为上边带上变频；
频信号与发射射频信号分别，以防止强的发射信号对接
纳机呵斥影响。由于发射信号总是比接纳信号强，而强
信号对弱信号有抑制造用，会使接纳电路被强信号阻塞，
使接纳的弱信号被淹没，引起接纳灵敏度下降。所以接
纳滤波器就是阻止发射信号串人接纳电平，当然，也有
一并拒收天线接纳到的接纳频段以外的信号；而发射滤
波器那么回绝接纳频率段的噪声功率及发射调制信号。
射频收发信机〔U602〕
❖ 鉴相器〔PD〕：是英文Phase Detector 的缩写。它是一 个相位比较器，是一个相差—电压转换安装，可将VCO 振荡信号的相位变化变换为电压的变化。鉴相器输出的是 脉动直流信号，这一脉动直流信号经LPF 滤除高频成分后 去控制VCO 电路。

射频电路设计-理论与应用 王子宇 译ppt课件


14
20
13
10
12
11 10
9 8
7 6
107
108
109
1010 1011
频率 ,Hz
0
-10
-20
-30
107
108
109
1010 1011
频率 ,Hz
可见RLC串联电路换成并联电路以后，则带通电路变成带阻电路，其
衰减曲线要陡峭得多。
8
当L 1 C
时电路发生串联谐振，其谐振频率：0
1 LC
1 jL
1
1
1
RL
0 1
1
R
RG
1 jL
1 1 jL RL
1 RL
RG RL
1
故：V2 1
1
VG
A
1 R
RG
1 jL
1 RL
RG=50Ω，R=10Ω，L=100nH
当ω→0时： V2 0 VG
当ω→∞时： V2
RL
VG RG R RL
6
5.1.4 带通和带阻滤波器
故： 1
QLD
1
滤波器平中均的储功能率损耗
c
1

负载平 中均 的储 功能 率损耗
c
1
QF
1
Q3 E
5.1.2 低通滤波器
ZG R
图示为一阶低通滤波器，设ZG=RG，ZL=RL
用四个级连ABCD参量网络构成。
VG
V1
C
V2 ZL
则：CA
B D
1 RG
0
1
1
0
R 1 0 1 0 1 jC 11/ RL 1

射频电路设计理论与应用910章-PPT文档资料

2 L 2 21 2 L 22 2 S 2 11 S
1 S 1 单向功率增益：G
TU
2 2 2 L 21 S 2 2 S in 2L 2
1 1 S
忽略了放大器反馈 效应的影响(1 S 2 2 L o u t 1S 1
1 S 1 S
9.2.3 其他功率关系
在负载端口匹配条件下(Γ L =Γ out )* ，定义资用功率增益：
S 1 放大器的资用功率 21 S G G * A T 2 2 L out 信号源的资用功率 1 1 S out 11 S
2

2

代入9.15(b)式可得放大器输出端口稳定性
R L 2 R I out L
判定圆方程： C C r 其中圆半径： ro u t
out
L I 2 2 o u to u t
Γ =1
LI
Γ in=1 rout Cout Cout
S1 2S2 1 S2 2
bS
ΓS
b′1
Γ in
a′ 1
Z 0 b V b a b 1 由4.82和4.83式得信号源电压 ： S S 1 1 S 1 in S Z Z S 0 2 2 b b 1 S ′ P 对应于 b1 的入射功率波 ： inc 2 2 21 in S
而放大器的实际输入功率为入射功率波与反射功率波之差，即：
P P P 1 in 2 2 1 in S
1 b S P P * A in 2 in S 21 S
2
2 in c in c in
b S
2
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2
在综合分析滤波器的各种情况时，下列参数至关重要：
RF 插入损耗：定量描述了功率 响应幅度与0dB基准的差值，即：
IL 10log Pin / PL 10log 1 in 2
波纹：通带内信号的平坦度。 带宽：通带内对应3dB 频率。 矩形系数：60dB与3dB带宽的 比值。它反映了曲线的陡峭程度。 阻带拟制：常以60dB为设计值
01
Ω0 1
Ω
归一化频率: Ω=ω/ω c 对于低通和高通, ω c是截止频率；
α,dB α →∞
带α →∞ 通
α,dB α →∞ 带 阻
对于带通和带阻, ω c是中心频率。 0 Ω1 Ω2 Ω 0 Ω1 Ω2 Ω
归一化处理方法能大幅度减少导出标准滤波器的工作量。1
三种低通滤波器的实际衰减曲线
α,dB
-30 C=10pF
-40 -50
-60-70-来自0-90106107
108 109
频率 ,Hz
10510
5.1.3 高通滤波器
ZG R
图示为一阶高通滤波器，设ZG=RG，ZL=RL VG V1 用四个级连ABCD参量网络构成。
L V2 ZL
则：CA
B D
1 RG
0
1
1
0
R 1
1 0
故： 1
QLD
1
滤波器平中均的储功能率损耗
c
1
负载平 中均 的储 功能 率损耗
c
1
QF
1
Q3 E
5.1.2 低通滤波器
ZG R
图示为一阶低通滤波器，设ZG=RG，ZL=RL
用四个级连ABCD参量网络构成。
VG
V1
C
V2 ZL
则：CA
B D
1 RG
0
1
1
0
R 1 0 1 0 1 jC 11/ RL 1
例5.1 设ZL=ZG=50Ω, L=5nH, R=20Ω, C=2pF，求滤波器的频率响应。
解： 20log
50
120
j10f
109
1012 4f
arctan
Im Re
H H
曲线上升缓慢
45 40 35 30
25 20 15 10 f0=1.59GHz 5
107 108 109 1010
14
20
13
10
12
11 10
9 8
7 6
107
108
109
1010 1011
频率 ,Hz
0
-10
-20
-30
107
108
109
1010 1011
频率 ,Hz
可见RLC串联电路换成并联电路以后，则带通电路变成带阻电路，其
衰减曲线要陡峭得多。
8
当L 1 C
时电路发生串联谐振，其谐振频率：0
1 LC
频率 ,Hz
100 80 60 40 20
0 -20 -40 -60 -80 -100
1011 7
对并联电路：Z 1/Y, Y G jC 1/L
则传递函数： V2 VG
H
ZL
ZL
1/Y
ZG
Z L
ZLG jC 1/L ZG G jC 1/L1
衰减, dB 相位 , dcg
16
30
15
相群位时关延系tg ：：dd
arc
tan
Im Re
H H
任意常数
我们经常需要设计具有线性相位(φ ∝ωA)的滤波器，即 tg A
衰减, dB 相位 , dcg
35 30 RG=50Ω, R=10Ω, C=10pF
25
20
15
10
5
0106 107
108 109 1010
频率 ,Hz
0 -10 RG=50Ω -20 R=10Ω
R=0)：
QE
0L RE
1 RE0C
fL f0 fU 将串联公式中
固有品质因素(RE=RG+RL=0,
R≠0)：
QF
0L R
1 R0C
R→G，L→C C→L，V→I
有载品质因素(RE=RG+RL≠0, R≠0)：
QLD
0L R RE
1
R RE 0C
可得并联公式
9
5.1.5 插入损耗
α,dB
α,dB
01
Ω
二项式滤波器
具有单调的衰减 曲线，一般比较 容易实现。若想 在通带和阻带之 间实现陡峭变化, 需使用很多元件.
0
1
Ω
切比雪夫滤波器
在通带或阻带内 保持相等的波纹 幅度，则可得到 较好的陡峭过渡 衰减曲线。
01
Ω
椭圆函数滤波器
衰减曲线最陡峭, 但代价是其通带 和阻带内均有波 纹。
VG
L C R总
由带宽定义：H V总
R总
Q 0L 1 R总 0CR总
VG
R总
jL
1 C
即：Q
0
0
Q
0
0
0
Q
2 0
0
1
1
1
2
1
L R总
1 CR总
2
高Q时ω≈ω0
故：
f 3dB
U
f0
f0 , 2Q
f 3dB
L
f0
f0 , 2Q
BW
f 3dB
U
f 3dB
L
f0 Q
1
1√/ 2
BW
外部品质因素(RE=RG+RL≠0,
ZG R L C
带通滤波器可采用RLC串联或并联
电路结构。对串联电路：Z R jL 1/C
VG V1
V2 ZL
则：
A C
B D
1
0
ZG 1
1
0
Z 1
1 1/
Z
0 L 1
1
Z
1/ ZL
ZG
/
Z
L
ZG Z
1
传递函数：
V2 VG
H
ZL
ZL
Z
ZG
ZL
ZG
ZL
R jL 1/C
衰减, dB 相位 , dcg
1 R RG jC 1/ RL
jC 1/ RL
RG RL
1
故： V2 VG
1 A
1
R
RG
1
jC
1/
RL
当ω→0时： V2
RL
VG RG R RL
当ω→∞时： V2 0 具有低通特征 VG
当RL→∞时：
V2 VG
H
1
1
j RG
RC
为纯一 阶系统, H(ω)为传递函数
4
衰减系数： ln H 20log H
第5章 射频滤波器设计
在设计模拟电路时，对高频信号在特定频率或频段内的频 率分量做加重或衰减处理是个十分重要的任务。
5.1 谐振器和滤波器的基本结构
5.1.1 滤波器的类型和技术参数
根据电路理论，滤波器主要
α,dB 低 α →∞
有低通、高通、带通和带阻 4 种 通
α,dB α →∞ 高 通
基本类型。
α,dB
插
BW60dB
入
带带
损
60dB
通阻
耗
BW3dB
3dB
纹衰 波减
0
f 60dB L
fc
1
f 3dB L
fc
f 3dB U
fc
Ω
f 60dB U
fc
品质因素：Q
平均储能 一个周期内的平均耗能
c
Wstored Ploss
无功功率 c 有功功率
功率损耗通常被认为是外接负载的功率损耗和滤波器本身功率损耗的总和。
1 jL
1
1
1
RL
0 1
1
R
RG
1 jL
1 1 jL RL
1 RL
RG RL
1
故：V2 1
1
VG
A
1 R
RG
1 jL
1 RL
RG=50Ω，R=10Ω，L=100nH
当ω→0时： V2 0 VG
当ω→∞时： V2
RL
VG RG R RL
6
5.1.4 带通和带阻滤波器