《高频与射频电路》第3章 - 有源网络
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电路中的高频电路射频电路与无线通信的设计电路中的高频电路:射频电路与无线通信的设计在现代科技发展的趋势下,无线通信已成为我们生活中不可或缺的一部分。
而无线通信中最常用的技术之一就是射频电路。
作为电路中的一种高频电路,射频电路的设计对于实现高质量的无线通信起着至关重要的作用。
本文将从高频电路的基本概念、射频电路设计的流程以及无线通信中的应用等方面进行论述。
1. 高频电路的基本概念与特点高频电路是指工作频率在几十千赫至几十吉赫范围内的电路,其特点包括频率高、波长短以及电磁波传播的特殊性。
在高频电路中,电路元件的尺寸与工作频率之间存在着密切的关系,因此在设计射频电路时需要考虑这些特点。
2. 射频电路设计的流程射频电路设计的流程分为几个关键步骤:需求分析、电路选型、电路仿真与调试以及性能验证。
需求分析阶段,设计者需要明确无线通信系统的需求,包括工作频率范围、功率要求、噪声指标等。
这些需求将为后续的电路设计提供基础。
在电路选型阶段,设计者需要根据需求分析的结果选择适合的射频元件,如放大器、滤波器、混频器等。
选型时需要考虑元件的频率响应、功率输出、失真指标等因素。
电路仿真与调试阶段是设计的核心环节。
设计者需要借助计算机软件对电路进行仿真分析,优化电路连接、元件选取以及参数调整等。
仿真结果将为设计者提供电路性能的参考,也为接下来的调试提供指导。
性能验证阶段,设计者需要制作实际电路并进行测试。
通过实测结果与仿真结果的对比,设计者可以验证电路的性能是否满足需求,并对电路进行进一步优化。
3. 射频电路在无线通信中的应用射频电路在无线通信中的应用广泛,包括无线电广播、移动通信、卫星通信等。
以下将以手机通信为例进行论述。
手机通信是射频电路应用的一个重要领域。
手机中的射频电路包括天线、功率放大器、滤波器、混频器等。
射频电路的设计对于信号的传输质量、通信距离以及抗干扰能力等都有着重要影响。
在手机通信中,射频电路的设计需要考虑如下几个方面:信号的频率要求、功率需求、电路的噪声指标以及抗干扰能力。
高频电子技术第三章 选频网络选频网络作用:选出需要的频率分量,滤除不需要的频率分量。
分类:1.谐振回路:由电感和电容元件组成。
2.滤波器§3.1 串联谐振回路3.1.1 基本原理(P44)CRL+-IsV V图3.1.1(a )串联谐振回路(P44)R 通常是指电感线圈的损耗。
阻抗:在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z 表示。
阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。
阻抗的单位是欧。
在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是欧姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。
上述电路阻抗: ϕωωωωj eZ CL j R Cj L j R Z =-+=++=)1(1(3-1-1)22)1(CL R Z ωω-+=(3-1-2)RC L ωωϕ1arctan-=(3-1-3)电抗:CL X ωω1-=回路电流:)1(CL j R V ZV I ss ωω-+== (3-1-4) X 随ω变化曲线:图3.1.2(P45)先确定L ω和Cω1-两条曲线,两条曲线相加就得到X 的曲线;曲线必与x 轴有一交点(0ω,0),此时01=-=CL X ωω;(1)0ωω<时:01<-=CL X ωω,R CL R Z >-+=22)1(ωω,01arctan<-=RC L ωωϕ电容容抗:CjCj ωω11-=,小于零,因此01<-=CL X ωω说明电路阻抗呈容性,LC V V >。