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电子行业高频电子线路简介高频电子线路在电子行业中扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、医疗诊断设备等领域。
在本文中，将介绍高频电子线路的基础知识、设计原理以及常见应用。
基础知识1.高频信号高频信号是指频率高于1MHz的信号。
在高频电子线路中，频率通常在几十MHz到几百GHz 之间。
高频信号的特点是波长短、频率高、传输能力强。
2.电子线路元件高频电子线路中使用的元件与低频电子线路略有不同。
常见的高频元件包括电感、电容、晶体管、集成电路等。
这些元件在高频电子线路中起到重要的作用，具体将在后文中详细介绍。
设计原理1.传输线理论传输线理论是高频电子线路设计的基础。
传输线是一种将信号从一个点传输到另一个点的导线。
常见的传输线包括微带线、同轴电缆等。
了解传输线理论可以帮助设计师正确地选择传输线的特性阻抗、长度和宽度，以确保信号传输的质量。
2.匹配网络高频信号在传输过程中容易发生反射和衰减。
匹配网络的作用是使信号在传输过程中能够得到最大的功率传输，并尽量避免信号的反射。
匹配网络常用的类型包括L型匹配网络、T型匹配网络等。
3.滤波器滤波器用于过滤高频信号中的噪声和干扰，使得信号在特定频段上得到放大或衰减。
常见的滤波器类型包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
4.放大器放大器是高频电子线路中常见的元件之一。
放大器的作用是放大输入信号的幅度。
常见的放大器类型包括晶体管放大器、集成电路放大器等。
常见应用1.无线通信高频电子线路在无线通信领域中被广泛应用。
无线通信系统包括手机、无线电和卫星通信系统等。
高频电子线路在这些系统中起到信号调制、放大和解调等重要作用。
2.雷达雷达系统也是高频电子线路的典型应用之一。
雷达系统通过发送和接收无线信号来检测和跟踪目标。
高频电子线路在雷达系统中的作用是发射和接收高频信号，并进行信号处理。
3.医疗诊断设备高频电子线路在医疗诊断设备中也有重要的应用。
例如，X射线机、核磁共振仪等设备使用高频电子线路进行信号放大和处理，以实现准确的诊断结果。
高频电子线路(知识点整理).doc
高频电子线路是指在射频或超高频范围内工作的电子线路，通常涉及到信号的传输、
处理和放大。
这种电子线路在通信、雷达、卫星通信、无线电等领域中被广泛应用，它有
着复杂的工作原理和设计技术。
下面就是对于高频电子线路的几个知识点整理和介绍。
1.谐振器：谐振器是高频电子线路中经常用到的一个组件，其作用是让电路产生特定
的共振频率，以便信号能够在电路中传输。
谐振器通常由其结构和材料决定，比如管型谐
振器、光纤谐振器、奇异谐振器等。
2.混频器：混频器是将两个输入频率进行混合，产生出一个输出频率的高频电子组件。
混频器主要用于转换信号的频率和增强信号的强度，比如在雷达和无线电通信中，混频器
通常用于将信号从中频转换到基带。
3.射频放大器：射频放大器是一种将低功率信号转化为高功率信号的电子器件，主要
用于放大和传输高频信号。
射频放大器的工作原理是通过对输入信号进行放大使得输出信
号的功率增大，它可以是单通道或多通道的，通常由功率放大器、隔离器等组成。
4.发射机：发射机是将信号转换成无线电波并进行发送的高频电子设备。
发射机通常
包括调制器、调谐器、放大器、射频发生器、天线等组件。
它主要将信号转化成无线电波
传输到接收机，以便实现通信或雷达探测等功能。
以上就是对于高频电子线路的几个知识点简要介绍，高频电子线路在通信、雷达、卫
星通信、无线电等领域中轮廓巨大，其涉及到很多的基础理论和设计技术，需要深入钻
研。
1-4接收设备的结构通常采用超外差形式 2超外差结构的接收设备在接收过程中，将射频输入信号与本地振荡器产生的信号混频或差拍，由混频器后的中频滤波器选出射频信号与本振信号频率两者的和频或差频。
3在现代高性能宽带超外差接收机中，通常采用向上变频方式，并至少需要两次频率变换。
4在超外差接收机中，中频频率是固定的，当信号频率改变时，只要相应地改变本地振荡信号频率即可。
5高频电路的基本内容(高频前端)包括:5个 (1)高频振荡器(信号源、载波信号或本地振荡信号) (2)放大器(高频小信号放大器及高频功率放大器) (3)混频或变频(高频信号变换或处理) (4)调制与解调(高频信号变换或处理) (5)自动相位控制(APC)电路(也称锁相环PLL) 6调制特性:3个 (1)便于发射 (2)频分复用 (3)改善信噪比(SNR) 7表面贴装(SMD)电阻比引线电阻的高频特性要好。
SMD 表面贴装器件 8品质因数Q 定义为高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比。
Q 值越高，表明该电感器的储能作用越强，损耗越小。
9晶体谐振器与一般振荡回路比较，有几个明显的特点:4个 (1)晶体的谐振频率fq 和f0(下标)非常稳定。
这是因为Lq 、Cq 、C0(下标)由晶体尺寸决定，由于晶体的物理特性，它们受外界因素(如温度、震动等)影响小。
(2)晶体谐振器有非常高的品质因数。
一般很容易得到数值上万的Q 值，而普通的线圈和回路Q 值只能到一二百。
(3)晶体谐振器的接入系数非常小，一般为10^-3数量级，甚至更小。
(4)晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联谐振阻抗。
所有这些特点决定了晶体谐振器的频率稳定度比一般振荡回路要高。
10阻抗变换的目标是实现阻抗匹配，阻抗匹配时负载可以得到最大传输功率，滤波器达到最佳性能，接收机的灵敏度得以改善，发射机的效率得以提高。
11S 串R 并，电阻R ，电抗X )11(X )1(R 222222Q X X X R Q R R X R S S S S p S SS S p +=+=+=+=12电阻R 两端噪声电压的均方值kTBR dt e T E T n T N 41022lim ==⎰∞→ 17随着n 的增加，总带宽将减小，矩形系数有所改善。
高频电子线路第一章高频电路基础1.基本内容高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。
高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。
高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
掌握本章内容是非常重要的。
2.基本要求(1) 充分了解高频电路基本元件。
(2) 掌握电阻(器)、电容(器)和电感(器)的物理特性 ,等效电路和电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
电阻(器)、电容(器)和电感(器)与基本计算方法。
第一节高频电路中的元器件一、高频电路中的元件（一）电阻一个实际的电阻器,在低频时主要表现为电阻特性,但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特性的一面。
电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。
一个电阻 R 的高频等效电路如图 1—1 所示 , 其中,C R 为分布电容, L R 为引线电感,R 为电阻。
图 1—1 电阻的高频等效电路（二）电容由介质隔开的两导体构成电容。
一个理想电容器的容抗为 1/(j ωC), 电容器的容抗与频率的关系如图 1—2（b）虚线所示, 其中 f 为工作频率,ω =2πf 。
一个实际电容 C 的高频等效电路如图 1—2(a) 所示, 其中 Rc 为损耗电阻， Lc 为引线电感。
容抗与频率的关系如图 1—2（b）实线所示, 其中f为工作频率,ω =2πf 。
图 1 — 2 电容器的高频等效电路(a) 电容器的等效电路 ; （ b ）电容器的阻抗特性（三）电感理想高频电感器L的感抗为jωL,其中ω为工作角频率。
实际高频电感器存在分布电容和损耗电阻，自身谐振频率SRF。
在SRF上,高频电感阻抗的幅值最大，而相角为零,特性如图1—3所示。
图1—3高频电感器的自身谐振频率SRF二、高频电路中的有源器件（一）二极管半导体二极管在高频中主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中。
（二）晶体管与场效应管（FET）在高频中应用的晶体管仍然是双极型晶体管和各种场效应管，在外形结构方面有所不同。
127.02ωωω-=∆高频电子线路重点第二章 选频网络一. 基本概念所谓选频（滤波)，就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
电抗(X ）=容抗（ ）+感抗（wL ） 阻抗=电阻(R ）+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二．串联谐振电路 1。
谐振时,（电抗） ,电容、电感消失了，相角等于0,谐振频率： ，此时|Z ｜最小=R ，电流最大2。
当w<w 0时,电流超前电压，相角小于0，X<0阻抗是容性；当w>w 0时,电压超前电流，相角大于0,X>0阻抗是感性； 3。
回路的品质因素数 （除R ），增大回路电阻，品质因数下降，谐振时,电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍，相位相反4。
回路电流与谐振时回路电流之比 （幅频),品质因数越高，谐振时的电流越大，比值越大,曲线越尖，选频作用越明显，选择性越好5.失谐△w=w(再加电压的频率）-w 0（回路谐振频率），当w 和w 0很相近时， , ξ=X/R=Q ×2△w/w 0是广义失谐，回路电流与谐振时回路电流之比6。
当外加电压不变,w=w 1=w 2时,其值为1/√2，w 2-w 1为通频带，w 2，w 1为边界频率/半功率点,广义失谐为±17. ，品质因数越高，选择性越好，通频带越窄8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性 Q 越大,相位曲线在w 0处越陡峭 10.能量关系电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量,消耗能量的只有损耗电阻。
回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 ， 表示回路或线圈中的损耗。
就能量关系而言,所谓“谐振"，是指：回路中储存的能量是不变的,只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，而且谐振回路中电流最大。
11. 电源内阻与负载电阻的影响Q L 三。
并联谐振回路1.一般无特殊说明都考虑wL>>R,Z 反之w p =√[1/LC-(R/L ）2］=1/√RC ·√1—Q 22。
第一章：载波：高频率的电流发射天线：载有载波电流，使电磁能以电磁波形式向空间发射的导体调制分为：连续波调制（调幅、调频、调相），脉冲调制（数字调制、二次调制）脉冲调制：1用信号调制脉冲。
2用已调脉冲对载波进行调制检波：与调制的过程相反调制过程：本地高频震荡→缓冲器→倍频器→中间放大→功率放大器→受调放大器话筒→低频电压放大级→低频功率放大级→调制器↑超外差收音机工作原理：通过混频器将不同的高频信号转化为固定的中频信号，使得收音机的工作选择性和灵敏度提高超外差工作过程：高频小信号放大器→自激式变频器→中频放大→检波→低频放大→输出有线通信媒介：双线对电缆、同轴电缆、光纤。
无线通信媒介：自由空间地波：分为地面波和天波，地面波，电磁波沿地面传播。
空间波，要求天线与接受天线离地面较高，接受点的电磁波由直射波与地面反射波合成天波：是经过电离层反射的电磁波第二章（选频网络）选频网路：1是由电感和电容元件组成的震荡回路（但震荡回路、耦合震荡回路）。
2各种滤波器组成的Q值：Q值越高，谐振曲线越尖锐，对外加电压的选频作用越显著，回路的选择性就越好。
串联谐振（电压谐振）回路适用于低内阻电源，内阻越低，则电路的选择性越好。
并联谐振（电流谐振）回路适用于大内阻的电源串联与并联谐振回路的对偶性：串联谐振回路谐振时回路电阻最小，而并联谐振回路谐振时回路电阻最大纯耦合：只有纯电阻或者是纯电抗复合耦合：有两种或两种以上种类的元件构成第三章（高频小信号放大器）高频放大器与低频放大器的主要区别是：1工作频率范围不同；2频带宽度不同高频放大器是由选频网路组成的谐振或非谐振放大器高频小信号放大器的主要质量指标：1增益（电压、功率）2通频带3选择性（矩形系数、抑制比）4工作稳定性（工作状态、晶体管参数、电路元件参数）5噪声系数等效电路参数：yi/yr/yf/yo晶体管的高频参数：1截至频率：β降为原来的β01/√22特征频率：│β│下降为13最高震荡频率：功率的增益为1时的频率谐振放大器稳定性的破坏原因：存在反馈导纳由反馈导纳产生的自激震荡可以通过1中和法：通过引入外部反馈网络来抵消晶体管内部y fe的反馈作用；2失配法：晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配第四章（非线性电路、时变参量电路和变频器）无线电元件：1线性元件2非线性元件3时变参量元件非线性电路的分析方法：1幂级数分析法（通过泰勒级数展开，【输入小信号】）2折线分析法（输入大信号）3开关函数分析法（控制信号为大信号，输入信号为小信号）非线性元件的特性：1特性曲线不是直线2变频作用3不满足叠加定理变频器（混频器）：就是把高频信号经过频率变换，变为一个固定的频率变频器的主要质量指标：1变频增益：变频器中频输出电压振幅与高频输入信号电压振幅之比2失真和干扰：频率失真和非线性失真；组合频率、交叉频率与互相调制、阻塞和倒易混频等干扰3选择性：接受有用信号（中频），排除干扰信号的能力取决于中频输出回路的选择性是否良好4噪声系数使用较多的混频器是：输入信号从基极输入，本振电压从发射极输入。
高频电子线路(知识点整理) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN127.02ωωω-=∆ 高频电子线路重点第二章 选频网络一. 基本概念所谓选频（滤波），就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
电抗(X)=容抗（ )+感抗(wL) 阻抗=电阻(R)+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二．串联谐振电路 1.谐振时，（电抗） ，电容、电感消失了，相角等于0，谐振频率： ，此时|Z|最小=R ，电流最大2.当w<w 0时，电流超前电压，相角小于0，X<0阻抗是容性；当w>w 0时，电压超前电流，相角大于0，X>0阻抗是感性；3.回路的品质因素数 （除R ），增大回路电阻，品质因数下降，谐振时，电感和电容两端的电位差大小等于外加电压的Q 倍，相位相反4.回路电流与谐振时回路电流之比 (幅频)，品质因数越高，谐振时的电流越大，比值越大，曲线越尖，选频作用越明显，选择性越好5.失谐△w=w （再加电压的频率）-w （回路谐振频率），当w 和w 很相近时， ， ξ=X/R=Q ×2△w/w 是广义失谐，回路电流与谐振时回路电流之比6.当外加电压不变，w=w =w 时，其值为1/√2，w-w 为通频带，w ，w 为边界频率/半功率点，广义失谐为±17. ，品质因数越高，选择性越好，通频带越窄 8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性Q 越大，相位曲线在w 0处越陡峭 10.能量关系电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量，消耗能量的只有损耗电阻。
回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 ， 表示回路或线圈中的损耗。
就能量关系而言，所谓“谐振”，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，而且谐振回路中电流最大。
11. 电源内阻与负载电阻的影响Q L 三. 并联谐振回路 1.一般无特殊说明都考虑wL>>R ，Z )1(CL ωω-0100=-=C L X ωωLC10=ωCRR L Q 001ωω==)(j 00)()(j 11ωψωωωωωe N Q =-+=Q 0702ωω=∆⋅21)(2=+=ξξN Q f f 0702=∆⋅Q f f 1207.0=∆ξωωψ arctan arctan 00-=⎪⎪⎭⎝-⋅-=Q ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≈C L R CL ωω1j ⎪⎭⎫⎝⎛-+=L C L CR ωω1j 1C ω1- +–CV sL RI sCLR22222221cos 21sin 21sm sm sm V CQ t V CQ t V CQ w w w C L 22=+=+=ωω2sm 02sm 21π2121π2CQV R V w R ⋅=⋅⋅=ωQ CQV V CQ w w w R C L ⋅=⋅=+π2121π2212sm sm每周期耗能回路储能π2 =Q 所以RRR R Q LS 01++=反之w=√［1/LC-(R/L)2］=1/√RC·√1-Q23.谐振时，回路谐振电阻R= =QwL=Q/wC4.品质因数（乘R p）5.当w<w时，B>0导纳是感性；当w>w时，B<0导纳是容性（看电纳）电感和电容支路的电流等于外加电流的Q倍，相位相反并联电阻减小品质因数下降通频带加宽，选择性变坏6.信号源内阻和负载电阻的影响由此看出，考虑信号源内阻及负载电阻后，品质因数下降，并联谐振回路的选择性变坏，通频带加宽。
四. 串并联阻抗等效互换1.并联→串联Q=X s/R s2.串联→并联R p≈R s Q2 X p=X s Q=R p/X s3.抽头式并联电路为了减小信号源或负载电阻对谐振回路的影响，信号源或负载电阻不是直接接入回路，而是经过一些简单的变换电路，将它们部分接入回路。
R LI(a) (b)-—LR 'LL+-—+-—L'LVV L-+-—考虑接入后等效回路两端电阻和输出电压的变化第三章高频小信号放大器一. 基本概念1.高频放大器与低频放大器主要区别：工作频率范围、频带宽度，负载不同；低频：工作频率低，频带宽，采用无调谐负载；高频：工作频率高，频带窄，采用选频网络2.谐振放大器又称（调谐）/高频放大器：靠近谐振，增益大，远离谐振，衰减3.高频小信号放大器的主要质量指标1）增益：（放大系数）⎪⎭⎫-Lω11=-=LCBωωLC1p=ωCRRLQPPp1ωω==CRLRppppωω==2p2p2ppXRXRRs+=2p2pp2ps XRXRX+=ioVVA=vioVVA log20=vioPPAplog10=ioPPAp=CRL()LsppL1GGGLQ++=ω⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=Lpspp1RRRRQ=LRppω=pQLP1ωL21RpRL='VVp L=（2—3dB ，—（-3dB ） 2）通频带 增益下降到 时所对应的频率范围为 3）选择性从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力a ）矩形系数 或 （放大倍数下降到或）K →1，滤除干扰能力越强，选择性越好b ）抑制比 表示对某个干扰信号f n 的抑制能力 4) 工作稳定性 不稳定引起自激5）噪声系数 二．晶体管高频小信号等效电路与参数 1.形式等效电路（网络参数等效电路） h 参数系输出电压、输入电流为自变量，输入电压、输出电流为参变量 z 参数系输入、输出电流为自变量，输入、输出电压为参变量 y 参数系（本章重点讨论）输入、输出电压为自变量，输入、输出电流为参变量输入导纳 （输出短路） 输出导纳 （输入短路） 正向传输导纳 （输出短路） 反向传输导纳 （输入短路） ｙfe 越大, 表示晶体管的放大能力越强；ｙre 越大, 表示晶体管的内部反馈越强。
缺点：虽分析方便，但没有考虑晶体管内部的物理过程，物理含义不明显，随频率变化 参考书本62页例题 2.混合π等效电路优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。
缺点： 分析电路不够方便。
3.混合π等效电路参数与形式等效电路y 参数的转换 y ie =g ie +j ωC ie y oe =g oe +j ωC oe y fe =|y fe |∠φfe y re =|y re |∠φre4.晶体管的高频参数 1）截止频率f β放大系数β下降到β0的 的频率 2）特征频率飞f T当β下降至1时的频率 ，当β0>>1时,3）最高振荡频率f max晶体管的功率增益为1时的工作频率注意:f ≥f max 后，G p <1，晶体管已经不能得到功率放大。
三．单调谐回路谐振放大器f A v 0f 0 AA v n f n7.01.01022f f K r ∆∆=⋅7.001.0r0.0122f f K ∆∆=nn v v A A d =011i 2==V V I y 021r 1==V V I y 012f 2==V V I y 2o =V V I y L oe fere iei Y y y y y Y +-=L oe fe 12 Y y y V V A +-==•••v s ie fe re oe o Y y y y y Y +-=21。
β0T f f β≈βT max f f f >>:频率参数的关系Q f f 0702=∆⋅21抑制比βββf f j +=1.0120βT -=βf f1.电压增益 谐振时 匹配时2.功率增益1）如果设LC 调谐回路自身元件无损耗，且输出回路传输匹配 那么最大功率增益为 2）如果LC 调谐回路存在自身损耗，且输出回路传输匹配 引入扎入损耗K 1=回路无损耗时的输出功率（P 1）/ 回路有损耗时的输出功率（P ’1）= (其中 )那么最大功率增益为 此时的电压增益为 3.通频带与选择性（通频带）选择性无论Q 值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远，选择性差（ >>1）4.级间耦合看书76页例题四．多级单调谐回路谐振放大器1.放大器的总增益 级放大器的通频带五． 谐振放大器的稳定性1. （其中g 2=g 1g 2）如果S ＝1，放大器可能产生自激振荡；如果S >>1，放大器不会产生自激。
S 越大，放大器离开自激状态就越远，工作就越稳定。
一般要求S=5~10，2.单向化什么是单向化：讨论如何消除y re （反向传输导纳）的反馈，变“双向元件”为“单向元件”的过程。
为什么单向化：由于晶体管内存在y re 的反馈，所以它是一个“双向元件”。
作为放大器工作时，y re 的反馈作用可能引起放大器工作的不稳定。
如何单向化： 1） 失配法信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。
注意：失配法以牺牲增益为代价换取稳定性的提高。
2） 中和法（不做讨论）2ie 22oe121p fe21fe 210g p g p G y p p G y p p A P ++-='-=v 21max 2)(i o fe vo g g y A -=等效变换i o Po P P A =ie12ie 2)(g g A vo =⎪⎩⎪⎨⎧==ie2221oe 21p 0g p g p G ()1oe ie12femax P04g g y A =⎪⎩⎪⎨⎧=≠ie2221oe 21p 0g p g p G 20L )1(1Q Q -()()max 20L 20L oe1ie12femax )1()1(A Q Q y A -=-='21max 2||)(i o fe vo g g y A =)1(0Q Q L-L7.02Q f f =∆10r ⋅K ()n A A A A A 1n 21v v v v v =⋅⋅⋅=Lm Q f f 017.0122-=∆()单级7.01212f m∆-=re0fe 22S C y g ω=re0fe02A C S y ω=v六．放大器中的噪声 1.内部噪声的来源于特点由元器件内部带电粒子的无规则运动产生，大多为白噪声（在整个频域内，功率谱密度均匀分布的噪声；亦即：所有不同频率点上能量相等的随机噪声） 2.电阻热噪声功率谱密度 噪声电压的均方值 噪声电流的均方值{其中波尔兹曼常数 T 为绝对温度（=摄氏温度+273），单位为K R(或Ｇ)为n f ∆内的电阻（或电导）值，单位为Ω}3.晶体管噪声1）热噪声：主要存在于 (2）散粒噪声（主要来源） 3）分配噪声4）闪烁噪声（1/f 噪声）4.场效应管的噪声（比晶体管低得多）1）热噪声：由漏、源之间的等效电阻产生；由沟道内电子不规则运动产生。
