(完整版)高频电子线路(知识点整理)(可编辑修改word版)
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高频电子线路重点内容第一章1.1通信与通信系统1. 信息技术两大重要组成部分——信息传输和信息处理信息传输的要求主要是提高可靠性和有效性。
信息处理的目的就是为了更有效、更可靠地传递信息。
2. 高频的概念所谓“高频”,广义上讲就是适于无线电传播的无线电频率,通常又称为“射频”。
一、基本概念1. 通信:将信息从发送者传到接收者的过程2. 通信系统:实现传送过程的系统3. 通信系统基本组成框图信息源是指需要传送的原始信息,如语言、音乐、图像、文字等,一般是非电物理量。
原始信息经换能器转换成电信号(称为基带信号)后,送入发送设备,将其变成适合于信道传输的信号,然后送入信道。
信道是信号传输的通道,也就是传输媒介。
有线信道,如:架空明线,电缆,波导,光纤等。
无线信道,如:海水,地球表面,自由空间等。
不同信道有不同的传输特性,同一信道对不同频率信号的传输特性也是不同的。
接收设备把有用信号从众多信号和噪声中选取出来,经换能器恢复出原始信息。
4.通信系统的分类按传输的信息的物理特征,可以分为电话、电报、传真通信系统,广播电视通信系统,数据通信系统等;按信道传输的信号传送类型,可以分为模拟和数字通信系统;而按传输媒介(信道)的物理特征,可以分为有线通信系统和无线通信系统。
二、无线电发送与接收设备1. 无线通信系统的发射设备(1)振荡器:产生f osc 的高频振荡信号,几十 kHz 以上。
(2)高频放大器:一或多级小信号谐振放大器,放大振荡信号,使频率倍增至f c,并提供足够大的载波功率。
(3)调制信号放大器:多级放大器组成,前几级为小信号放大器,用于放大微音器的电信号;后几级为功放,提供功率足够的调制信号。
(4)振幅调制器:实现调幅功能,将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号,并加到天线上。
2. 无线通信系统的接收设备(1)高频放大器:由一级或多级小信号谐振放大器组成,放大天线上感生的有用信号;并利用放大器中的谐振系统抑制天线上感生的其它频率的干扰信号。
(二)、分析计算题:1、 已知并联谐振回路的电感L =1µH ,C =20pF ,空载Q =100。
求谐振频率f 0,谐振电阻R p ,通频带BW 0.7。
解:06122π2π102010f LC --==⨯⨯;R p =ω0L/ Q ; BW 0.7= f 0/Q2、有一调幅波表达式u AM (t )=10(1+0.8cos2π×1000t+0.4cos2π×104t )cos2π×106t (V )。
(1)求载波频率,调制信号频率,调幅度的大小。
(2)求载频和边频分量的幅度。
(3)求该信号的频带宽度BW 为多少?3、某调幅广播电台的载频为882kHz ,音频调制信号频率为100Hz~4kHz 。
求该调幅信号频率分布范围和带宽。
4、以频率为3kHz 的调制信号对振幅为30V ,频率为20MHz 的载波进行调频,最大频率偏移为15kHz 。
求调频波的调制指数,并写出该调频波的表达式。
5、给定△f m =12kHz ,求:(1)调制信号频率F =300Hz 时的频谱带宽BW ; (2)调制信号频率F =3kHz 时的频谱带宽BW ; 提示(1)窄带调频。
BW≈2△f m ;(2)近似宽带调频。
BW≈2(△f m +F)6、已知:载波电压u c (t )=5cos2π×108t (v),调制信号电压u Ω(t )=sin2π×103t (v),最大频偏△f =20KHZ 。
求:(1)调频波的数学表达式。
(2)调频系数M f 和有效带宽BW 。
(3)若调制信号u Ω(t )=3sin2π×103t (v),则M f =? BW =?解:由题可知:83105V2π10rad/s2π×10πm cm C f f U m rad F ω∆==⨯Ω=== BW =2(△f +Ω)=2×26.28×103Hz所以:()83cm 10()cos sin 5cos 2π10sin 2π10πFM C f u t U t m t t t ω⎛⎫=+Ω=⨯+⨯ ⎪⎝⎭7、改正下图高频功放线路中的错误,不得改变馈电形式,重新画出正确的线路。
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. 试画出超外差式接收机方框图,并简要说明各部分的功能.答:从天线收到的微弱高频信号经高频小信号放大器放大,然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅振荡电压相混合得到中频电压。
中频电压经中频放大器放大后送入检波器,解调出低频信号。
最后再经低频放大器放大后送扬声器转变为声音信号.2. 高频功率放大器欠压、临界、过压状态是如何区分的?当Vcc (集电极电源电压),Vbb(基极电源电压),Vbm(输入电压振幅)和负载电阻R L 只变化其中一个时,放大器的工作状态将如何变化?答:当高频谐振功率放大器的集电极电流都在临界线的右方时,称为欠压工作状态;当集电极电流的最大值正好落在临界线上时,称为临界工作状态;当集电极电流的最大值穿过了临界线到达左方饱和区时,称为过压工作状态;随着谐振电阻R L 的增大,高频谐振功率放大器的工作状态由欠压到临界再到过压.随着V cc 的增大,高频谐振功率放大器的工作状态由过压到临界再到欠压。
随着V bb 增大,高频谐振功率放大器的工作状态由欠压到临界再到过压.随着V bm 增大,高频谐振功率放大器的工作状态由欠压到临界再到过压.3. 为什么基极调幅电路必须工作于欠压状态?答:基极调幅是利用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压,以实现调幅的(3分)。
在欠压状态下,集电极电流的基波分量随基极电压成正比变化。
因此,集电极回路的输出高频电压的振幅将随调制信号的波形而变化,得到调幅波.地振荡器所产生的等幅振荡电压相混合,得到中频电压。
中频电压经中频放大器放大后送入检波器,解调出低频信号。
最后再经低频放大器放大后送扬声器,转变为声音信号.4. 无线电通信为什么要进行调制?常用的模拟调制方式有哪些?答: 1) 信号不调制进行发射天线太长,无法架设.2) 信号不调制进行传播会相互干扰,无法接收.常用的模拟调制方式有调幅、调频及调相5. 谐振功率放大器效率高的原因是什么?其输出波形不失真的原因是什么?答:谐振功放效率高是因为它的工作频率很高 ,高频谐振功放实质是将直流功率转变为高频功率,为了输出功率足够大,常选在丙类状态下工作,而丙类状态的转换率大于甲,乙类,所以其效率高。
第一章绪论1.1 主要设计内容1. 无线通信系统的组成2. 无线通信系统的类型3. 无线通信系统的要求和指标4. 无线电信号的主要特性1.2 关键名词解释1. 基带信号:未调制的信号2. 调制信号:调制后的信号3. 载波:单一频率的正弦信号或脉冲信号4. 调制:用调制信号去控制高频载波的参数,是载波信号的某一个或者几个参数(振幅、频率或相位)按照调制信号的规律变化。
1.3 知识点1. 无线通信系统的组成(P1框图)详细了解一下无线通信系统的促成部分和每个部分的作用1)高频振荡器(信号源、载波信号、本地振荡信号)2)放大器(高频小信号放大器及高频放大器)3)混频和变频(高频信号变换和处理)4)调制和解调(高频信号变换和处理)2. 无线通信系统的分类1)按照工作频率和传输手段分为:中波信号、短波信号、超短波信号、微波信号、卫星通信2)按照通信方式分:全双工、半双工、单工方式3)按照调制方式分:调幅、调频、调相、混合调制4)按照传输发送信息的类型:模拟通信、数字通信3. 无线信号的特性:时间特性、频率特性、频谱特性、调制特性、传播特性4. 无线通信采用高频信号的原因:1) 频率越高,可利用的频带宽度越宽,可以容纳更多许多互不干扰的信道,实现频分复用或频分多址,方便某些宽频带的消息信号(如图像信号 2) 同时适合于天线辐射和无线传播。
5. 调制的作用:1) 通过调制将信号频谱搬至高频载波频率,使收发天线的尺寸大可缩小 2) 实现信道的复用,提高信道利用率。
第二章 高频电路基础与系统问题2.1 主要设计内容1. 高频电路中的元器件2. 高频率电路中的组件2.2 关键名词解释1. 参数效应:在高频信号中,随着信号的提高,元件(包括导线)产生的分布参数效应和由此产生的寄生参数(如导体间、导体或元件与地之间、元件之间的杂散电容,连接元件的导线的垫高和元件自身的寄生电感)。
2. 趋肤效应:在频率升高时,电流只集中在导体的表面,导致有效导电面积减小,交流电阻可能远大于直流电阻,从而是导体损耗增加,电路性能恶化。
高频电子线路基础知识基本概念•高频电子线路:高频电波信号的产生、放大和接收的电路。
•广义的“高频”指的是射频(Radio Frequency,RF),它是指适合无线电发射和传播的频率,其频率范围非常宽。
本课程的主要学习内容本课程的第1~7章讨论可用集中参数描述的高频电路,而分布参数分析法在第8章介绍。
只要电路尺寸比工作波长小得多,可用集总参数来分析实现。
当电路尺寸大于工作波长或相当时,应采用分布参数的方法来分析实现。
•第1章系统基础知识•第2章小信号选频放大电路•第3章高频功率放大电路•第4章正弦波振荡电路•第5章振幅调制、解调与混频电路•第6章角度调制与解调电路•第7章反馈控制电路•第8章高频电路的分布参数分析•第9章高频电路的集成与EDA技术简介学习本课程有何意义?•无线电报的发明开始了无线电通信的时代,并逐步涉及陆地、海洋、航空、航天等固定和移动无线通信领域,从1920年的无线电广播、1930年的电视传输,直到1980年的移动电话和1990年的全球定位系统及当今的移动通信和无线局域网,无线通信市场还在飞速发展,移动通信手机、有线电视调制解调器以及射频标签的电信产品迅速地渗入我们的生活,变成大众不可缺少的工具。
•高频电子线路的发展推动了无线通信技术的发展,是当代无线通信的基础,是无线通信设备的重要组成部分。
第1章系统基础知识•无线电频段是如何划分的?无线通信为何要用高频电磁波?•高频电子线路有什么特点?•无线通信系统究竟包括哪些电路?它们都有什么功用?•表征高频电路(系统)性能的参数有哪些?1.1 无线通信系统概述•频段或波段:为了便于分析和应用,人们对电磁波按频率或波长进行分段。
各种频率的电磁波都是不可再生的重要资源,国际社会和任何国家都必须对它进行科学规划、严格管理。
1.1.1 电磁波频段的划分与应用电波利用电离层的折射、反射和散射作用进行传播的方式称为天波沿地球表面进行传播的电波传播模式称为地表面波。
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 )1(CL ωω-010=-=C L X ωωLC 10=ωCR R L Q 001ωω==)(j 00)()(j 11ωψωωωωωe N Q =-+=Q702ωω=∆⋅21)(2=+=ξξN Q f f 0702=∆⋅Qf f 1207.0=∆ξωωωωψ arctan arctan 00-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⋅-=Q ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≈C L R CL ωω1j ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=C CR ω1j C ω1-+ –CV sLRI s C L 22222221cos 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 ⋅=⋅⋅=ωQCQV V CQ w w w R C L ⋅=⋅=+π2121π2212sm sm每周期耗能回路储能π2 =Q 所以RR R R Q LS 0=反之w p=√[1/LC-(R/L)2]=1/√RC·√1-Q23.谐振时,回路谐振电阻R p= =Q p w p L=Q p/w p C4.品质因数(乘R p)5.当w<w p时,B>0导纳是感性;当w>w p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。
《高频电子线路》课程考试大纲课程编号:课程名称:高频电子线路课程英文名:Electronic circuit of high frequency课程类型:本科专业必修课学时、学分:总学时54学时4学分(其中理论课44学时,实验课10学时)开课单位:信息学院开课学期:三年级第二学期考试对象:电子信息工程专业本科生考试形式:闭卷考试所用教材:1.《高频电子线路》(第二版),高吉祥主编,电子工业出版社;2.《高频电路原理与分析》(第三版)曾兴雯等编著西安电子科技大学出版社一、学习目的和任务 《高频电子线路》课程是高等学校电子信息工程、通信工程等专业的必修专业基础课。
本课程以分立元件构成的基本非线性电路为基础,以集成电路为主体,通过课堂讲授使学生理解无线通信系统中的各种主要的高频电子电路的组成、电路功能、基本工作原理,并掌握其分析方法及应用;通过实验教学、开放实验室、课外实验等实践环节使学生加深对基本概念的理解,掌握基本电路的设计、仿真与调试方法(用计算机采用EDA软件)。
同时为后续专业课的学习打好基础。
二、制定考试大纲的目的和依据 制定《高频电子线路》课程的考试大纲是为了使教师和学生在教与学的过程中共同建立明确的目标和要求,使考试成绩能比较正确和客观地反映学生掌握本课程的水平,同时还能起到检验教师教学效果的作用。
按照考试大纲考试能够进一步促进课程教学的改革,并为提高教学质量提供了依据。
本大纲制定的考核要求,主要是依据《高频电子线路》课程所使用的电子工业出版社出版、高吉祥编著的《高频电子线路》一书,并依据该门课程的教学大纲而制定的。
三、考试大纲内容考核目标章节知识点a b c 题目类型分值分配100%第一章绪论通信系统及其组成√填空题合计5%第二章高频电路基础-谐振回路高频电路中的有源器件(非线性二极管、变容二极管、PIN二极管、三极管、场效应管、集成电路)√填空题高频电路中的无源组件(串、并联谐振回路、耦合振荡回路、石英晶体谐振器)√填空题简答题合计5%第三章高频谐振放大器单级单调谐高频小信号谐振放大器的组成、基本工作原理及主要性能参数√填空题计算题多级单、双调谐高频小信号谐振放大器的主要性能√填空题参数(带宽、矩形系数)计算题第四章C类高频功率放大器的组成、工作原理、性能分析、三种工作状态、外特性√简答题填空题15%合计√综合分析改错15%第五章频谱的线性搬移电路线性时变电路的工作状态、表达式、特点√简答题单二极管电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理√简答题填空题二极管平衡电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理√简答题填空题二极管环形电路工作在线性时变状态下进行频谱线性搬移的工作原理√简答题填空题合计5%第六章振幅调制、解调及混频振幅调制信号:AM信号、DSB信号、SSB信号的分析(数学表达式、波形图、频谱图)√填空题画图题高电平调制与低电平调制的概念√填空题集电极调幅电路产生AM信号的工作原理简答题单二极管调制电路产生AM信号的工作原理(信号的数学表达式、波形图、频谱图等)√画图题简答题二极管平衡调制电路的工作原理、波形分析√画图题简答题双平衡调制电路的工作原理、波形分析√画图题简答题差分对调制电路的工作原理、波形分析√简答题SSB调制电路(滤波法、移项法)的工作原理、波形分析√填空题简答题调幅信号的解调方法√填空题二极管峰值包络检波器工作原理√画图题简答题同步检波器(乘积型、叠加型)的工作原理√计算题画图题混频器的功能、工作原理√填空题三极管混频器的工作原理√简答题合计20%第七章频率调制与解调调频信号分析(表达式、波形、主要参数)√填空题画图题调频信号的产生(直接法、间接法)√填空题直接、间接调频电路的工作原理√简答题鉴频的方法(振幅鉴频、相位鉴频、直接脉冲计数式鉴频)√简答题填空题互感耦合相位鉴频器的工作原理√简答题比例鉴频器的工作原理√简答题合计25%第八章反馈控制电路自动增益控制电路的工作原理√简答题自动频率控制电路的工作原理√简答题锁相环的基本工作原理√简答题频率合成器的概念√填空题合计10% 说明:1、考试形式:分为闭卷、开卷、闭卷+开卷、实验操作、实验操作+闭卷考试等,本课程采用闭卷考试形式。
2∆ 0⋅7= 0Q1 +22- ⎪ = -arctan⎭ ⎭⎭1f 0 ⎝ ⎝第二章 选频网络高频电子线路重点一. 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。
11电抗(X)=容抗( -C)+感抗(wL)阻抗=电阻(R)+j 电抗(L - C)阻抗的模把阻抗看成虚数求模二.串联谐振电路 1 X = L - = 0= 1 1. 谐振时,(电抗) 电流最大0C,电容、电感消失了,相角等于 0,谐振频率:0 L C ,此时|Z|最小=R , 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 Q = 0 L = R 1 0CR(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 = 1 = N ()e j () (幅频),品质因数越高,谐振时的电流越大,比值1 + j Q (- 0 )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,2∆0.7 = 2 -1 ,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 N () ==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±1 LR7.,品质因数越高,选择性越好,通频带越窄8. 通频带绝对值9. 相位特性2∆f 0 ⋅7 = Q通频带相对值 2∆f f 00.7 =1Q ⎛ = -arctan Q ⋅ ⎝ 00 ⎫⎭ CQ 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。
w = w + w = 1 CQ 2V 2 sin 2 t + 1 CQ 2V 2 cos 2 t = 1CQ 2V 2回路总瞬时储能 L C 2 sm 1 V 21 2 sm 1 2 2 sm回路一个周期的损耗 w R = 2π ⋅ sm ⋅ = 2π ⋅ CQV sm1 2 22 R 0 2w + w CQ V sm 1 回路储能 L C = 2 = ⋅ Q , 以以 Q = 2π 表示回路或线圈中的损耗。
w R 2π ⋅ 1 CQV 2 2π 每周期耗能2sm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 =Q 01+ R S + R LR R三. 并联谐振回路L = 11.一般无特殊说明都考虑 wL>>R ,Z ≈C CR ⎛1 ⎫R + j ⎛L -1 ⎫+ j C - ⎪I s反之 w p =√[1/LC-(R/L)2]=1/√RC ·√1-Q ⎝2C ⎪L ⎝L ⎭2.Y(导纳)=CR+⎛C -1 ⎫电导(G)=CR电纳(B)=⎛C - .1 ⎫与串联不同Lj L ⎪ LL ⎪ –V s + RCL 0 1+ I sR p V C -R 'L2L p R pP 3. 谐振时 B =C -1= 0 , = 1 回路谐振电阻 R p = L=Q p w p L=Q p /w p C4. 品质因数 Q L = P L = 1 p= R p LC= R C CR (乘 R ) R P CRp L 5. 当 w<w p 时,B>0 导纳是感性;当 w>w p 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Q L =( )= Q pR Q p == 1 pL Gp+ G s+ G L⎛ R p R p ⎫ pL L 1+ + ⎪ PR R ⎝ s L ⎭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R X 2R 2 XQ=X s /R sR = p p X = p p s R 2 + X 2s R 2 + X 2pppp2. 串联→并联R p ≈R s Q 2 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。
I s(a)+ R V LR L+R 'L(b)VR ' =a)1p2 L+R L V L -+R 'L V-b)L--a)p =V LV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)A =V oA =P oA = 20 logV oA = 10 log Po iP i(2—3dB ,0.5—(-3dB )vii2) 通频带 1f增益下降到时所对应的频率范围为 2∆f 3) 选择性0 ⋅7 = 0Q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+P 2V L -PC CLC 1 P C 2pp p 1 pvV V p+ L R pVP 1 C-CLI y •a ) 矩形系数 K r 0⋅1 = 2f0.1或2f 0.72∆f 0.01 r0.01 0.7(放大倍数下降到 0.1 或 0.01)K →1,滤除干扰能力越强,选择性越好AA b ) 抑制比 表示对某个干扰信号 f n 4) 工作稳定性不稳定引起自激5)噪声系数的抑制能力 d n = v 0A v nA v 0A v nff n f 0二.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、输出电流为参变量抑制比输入导纳 y i =V 2=0 I(输出短路) 输出导纳 y = 2V 2 V 1=0 I(输入短路) 正向传输导纳 y = 2 V V 2=0 (输出短路) 反向传输导纳 y = 1 V 2 V 1=0 (输入短路) yfe 越大, 表示晶体管的放大能力越强;yre 越大, y y y y •Y = y - re fe Y = y - re fe A = V 2 = - y fei iey oe + Y Lo oey ie + Y s•V 1oe + Y L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.= 01+ j ff1放大系数β下降到β0 的 2的频率2) 特征频率飞 f T当β下降至 1 时的频率 f = f2 - 1 ,当β >>1 时, f ≈ f 。
TβT0 β3) 最高振荡频率 f max频率参数的关系: f> f > f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maxTβ等效变换v I 1 V 12∆f =K o f r1 2 m- 1 1 2 P A =v 1n nn n p P o2f 1. 电压增益p p y p p y y A = - 1 2 fe = - 1 2 fefe 谐振时 v 0 2. 功率增益G P ' G + p 2g oe1 + p 2gie 2匹配时( A vo )max = -2 g o 1 g i 2Po = ( A vo i)2 g ie2g ie1⎧⎪G p = 0 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⎨ 22y2⎪⎩ p 1 g oe1 = p 2 g ie2那么最大功率增益为(A ) = feP0 max 4g g⎧G ≠ 0 ie1 oe1⎪ p2) 如果 LC 调谐回路存在自身损耗,且输出回路传输匹配 ⎨ 2 2⎪⎩ p 1 g oe1 = p 2 g ie2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 )1(1- Q L )2Q 0'y Q Q | y fe | Q L那么最大功率增益为(A ) max =fe(1- L )2 = (1- L )2 (A ) 此时的电压增益为( A vo ) max =(1 - ) P0 3. 通频带与选择性4g ie1 g oe1 Q 0 P0 max0 2 g o 1 g i 2 Q 02∆f 0.7 =Q L(通频带)K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(4. 级间耦合看书 76 页例题四.多级单调谐回路谐振放大器r0⋅1 >>1)1.放大器的总增益 A v = A v 1 ⋅ A v 2 ⋅ ⋅ A v n = (A )n 2.m 级放大器的通频带f ( )2∆f 0.7 = 0 =Q L2∆f0.7单级五. 谐振放大器的稳定性1. 稳定系数(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2 y 自激。
S 越稳定。
一般要求 S=5~10,A v 0 =feS C2. 单向化0 re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”。