無線通信系統的組成發送設備接收設備超外差形式第2章高頻電路基礎

2.1高頻電路中的元器件2.2高頻電路中的組件2.3.阻抗變換與阻抗匹配

2.4電子噪聲2.5非線性失真高頻電路高頻放大器

高頻振蕩器

調制電路

解調電路

反饋控制電路調幅

調頻檢波

鑒頻高頻電路高頻放大器

高頻振蕩器

調制電路

解調電路

反饋控制電路調幅

調頻檢波

鑒頻基礎元件—R、L、C

器件—二極管、晶體管、MOS管

組件—LC諧振回路、高頻變壓器

電子噪聲一.元件

(1)電阻(繞線電阻-碳膜電阻-金屬膜電阻-貼片電阻)CR為分布電容,LR為引線電感,R為電阻。

圖2—1電阻的高頻等效電路2.1高頻電路中的元器件（2）電容RC—極間絕緣電阻;Lc—分布電感（引線電感）、極間電感;電解電容的極間電感大,小瓷介電容的引線電感較大;當工作頻率大于電容自身諧振頻率時,電容將等效為一個電感.

圖2—2電容器的高頻等效電路

(a)電容器的等效電路;（b）電容器的阻抗特性

（3）電感r—線圈直流電阻,（交流電阻>直流電阻）；Cl——匝間分布電容；SRF—電感自身諧振頻率。品質因數Q=ωL/r

圖2—3高頻電感器的自身諧振頻率SRF二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容

勢壘電容二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓二.有源器件

1)二極管常用類型電接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管（BJT）與場效應管（FET）二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管（BJT）與場效應管（FET）高頻晶體管高頻小功率管

高頻大功率管二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管（BJT）與場效應管（FET）高頻晶體管高頻小功率管：高增益、低噪聲

高頻大功率管二.有源器件

1)二極管常用類型點接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管（BJT）與場效應管（FET）高頻晶體管高頻小功率管：高增益、低噪聲

高頻大功率管：大功率二.有源器件

1)二極管常用類型電接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管與場效應管（FET）高頻晶體管高頻小功率管：高增益、低噪聲

高頻大功率管：大功率發射結電容—擴散電容二.有源器件

1)二極管常用類型電接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管與場效應管（FET）高頻晶體管高頻小功率管：高增益、低噪聲

高頻大功率管：大功率發射結電容—擴散電容，正比于ICQ;二.有源器件

1)二極管常用類型電接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管與場效應管（FET）高頻晶體管高頻小功率管：高增益、低噪聲

高頻大功率管：大功率發射結電容—擴散電容，正比于ICQ;集電結電容—勢壘電容二.有源器件

1)二極管常用類型電接觸式二極管

表面勢壘二極管(肖特基二極管)

變容二極管

PIN二極管PN結電容擴散電容—外加正向偏壓

勢壘電容—外加反向偏壓2）晶體管與場效應管（FET）高頻晶體管高頻小功率管：高增益、低噪聲

高頻大功率管：大功率發射結電容—擴散電容，正比于ICQ;集電結電容—勢壘電容，反比于的1/3—1/2次方頻率參數—共射截止頻率

—共基截止頻率

—特征頻率頻率參數—共射截止頻率

—共基截止頻率

—特征頻率頻率參數3）集成電路通用型專用型(ASIC)—共射截止頻率

—共基截止頻率

—特征頻率頻率參數3）集成電路通用型寬帶集成放大器（如FX733）達120MHz

模擬相乘器（如（MC1596）專用型(ASIC)—共射截止頻率

—共基截止頻率

—特征頻率頻率參數3）集成電路通用型寬帶集成放大器（如FX733）達120MHz

模擬相乘器（如（MC1596）專用型(ASIC)集成鎖相環

集成調頻解調器

單片接收機

電視中的專用集成片—共射截止頻率

—共基截止頻率

—特征頻率2.2高頻電路中的組件無源組件

(無源網絡)高頻諧振(振蕩)回路

高頻變壓器

諧振器

濾波器2.2高頻電路中的組件無源組件

(無源網絡)高頻諧振(振蕩)回路

高頻變壓器

諧振器

濾波器完成信號傳輸、選頻、阻抗變換等功能。2.2.組件無源組件

(無源網絡)高頻諧振(振蕩)回路

高頻變壓器

諧振器

濾波器信號傳輸、選頻、阻抗變換等功能。其它組件平衡調制器、混頻器

正交調制器、混頻器

移相器

匹配器與衰減器

分配器與合路器

定向耦合器

隔離器與緩沖器

高頻開關與雙工器1.高頻振蕩回路簡單振蕩回路

抽頭并聯振蕩回路

耦合振蕩回路1.高頻振蕩回路簡單振蕩回路

抽頭并聯振蕩回路

耦合振蕩回路1）簡單振蕩回路串聯諧振回路

并聯諧振活路1.高頻振蕩回路簡單振蕩回路

抽頭并聯振蕩回路

耦合振蕩回路1）簡單振蕩回路串聯諧振回路

并聯諧振活路（1）串聯諧振回路幅度—幅頻特性相角—相頻特性幅度—幅頻特性相角—相頻特性諧振角頻率幅度—幅頻特性相角—相頻特性諧振角頻率品質因數圖2—4串聯振蕩回路及其特性串聯諧振回路相頻特性:串聯諧振回路相頻特性:（a）當時，阻抗最小，純阻

串聯諧振回路相頻特性:（a）當時，阻抗最小，純阻（b）當時，阻抗呈容性

串聯諧振回路相頻特性:（a）當時，阻抗最小，純阻（b）當時，阻抗呈容性

（c）當時，呈感性（a）當時，阻抗最小，純阻（b）當時，阻抗呈容性

（c）當時，感性諧振時電流最大串聯諧振回路相頻特性:（a）當時，阻抗最小，純阻（b）當時，阻抗呈容性

（c）當時，感性諧振時電流最大任意頻率下回路電流與諧振電流之比（a）當時，阻抗最小，純阻（b）當時，阻抗呈容性

（c）當時，感性諧振時電流最大任意頻率下回路電流與諧振電流之比令稱為廣義失諧模模由模令—絕對失諧量—相對失諧量模令稱廣義失諧—絕對失諧量—相對失諧量所以模令稱廣義失諧—絕對失諧量—相對失諧量所以當時，對應頻率范圍稱為通頻帶模令稱廣義失諧—絕對失諧量—相對失諧量所以當時，對應頻率范圍稱通頻帶模令稱廣義失諧—絕對失諧量—相對失諧量所以當時，對應頻率范圍稱通頻帶廣義失諧當時當時當時當時當時所以上限截止頻率當時當時所以上限截止頻率下限截止頻率當時當時所以上限截止頻率下限截止頻率通頻帶當時當時所以上限截止頻率下限截止頻率通頻帶單諧振回路的通頻帶與諧振頻率成正比，與品質因數成反比。

圖2—7并聯諧振回路及其等效電路、阻抗特性和輻角特性

(a)并聯諧振回路;（b）等效電路;（c）阻抗特性;（d）輻角特性（２）并聯諧振回路并聯回路諧振頻率rL串聯回路品質因數并聯回路諧振頻率rL串聯回路品質因數電抗/電阻當時,并聯回路諧振頻率rL串聯回路品質因數當時,諧振時的阻抗最大,為一電阻R0并聯回路諧振頻率rL串聯回路品質因數當時,諧振時的阻抗最大,為一電阻R0并聯諧振頻率rL串聯回路品質因數模幅角模幅角相對幅模模幅角相對幅模并聯回路品質因數電阻/電抗并聯諧振回路的通頻帶

并聯諧振回路的通頻帶(單諧振回路均為)并聯諧振回路的通頻帶(單諧振回路均為)并聯諧振時并聯諧振稱為電流諧振。所以圖2－8表示了并聯振蕩回路中諧振時的電流、電壓關系。并聯諧振回路的通頻帶(單諧振回路均為)并聯諧振時所以并聯諧振稱電流諧振。并聯諧振回路相頻特性:..并聯諧振回路相頻特性:..(1)當ω=ω0時φ=0，u與i同相,純阻性

并聯諧振回路相頻特性:..(1)當ω=ω0時φ=0，u與i同相,純阻性(2)當ω<ω0時φ>0，u比i超前,呈感性并聯諧振回路相頻特性:..(1)當ω=ω0時φ=0，u與i同相,純阻性(2)當ω<ω0時φ>0，u比i超前,呈感性(3)當ω>ω0時φ<0，u比i滯后,呈容性并聯諧振回路相頻特性:..(1)當ω=ω0時φ=0，u與i同相,純阻性(2)當ω<ω0時φ>0，u比i超前,呈感性(3)當ω>ω0時φ<0，u比i滯后,呈容性并聯諧振回路相頻特性:...ww0B11/2Q1＞Q2Q1Q20－p/2wp/2感性Q2Q1Q1＞Q2容性jZ.0|zp|/R0.(1)當ω=ω0時φ=0，u與i同相,純阻性(2)當ω<ω0時φ>0，u比i超前,呈感性(3)當ω>ω0時φ<0，u比i滯后,呈容性

例1

設一放大器以簡單并聯振蕩回路為負載,信號中心頻率fs=10MHz,

回路電容C=50pF,(1)試計算所需的線圈電感值。

(2)若線圈品質因數為Q=100,試計算回路諧振電阻及回路帶寬。

(3)若放大器所需的帶寬B=0.5MHz,則應在回路上并聯多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求?

解：(1)計算L值。將f0以兆赫茲(MHz)為單位,Ｃ以皮法(pF)為單位,L以微亨（μH）為單位，上式變為一實用計算公式:解：(1)計算L值。將f0以兆赫茲(MHz)為單位,Ｃ以皮法(pF)為單位,L以微亨（μH）為單位，上式變為一實用計算公式:將f0=fs=10MHz代入,得解：(1)計算L值。將f0以兆赫茲(MHz)為單位,Ｃ以皮法(pF)為單位,L以微亨（μH）為單位，上式變為一實用計算公式:將f0=fs=10MHz代入,得

(2)回路諧振電阻和帶寬。由式(2—12)解：(1)計算L值。回路帶寬為

(3)求滿足0.5MHz帶寬的并聯電阻。設回路上并聯電阻為R1,并聯后的總電阻為R1∥R0,總的回路有載品質因數為QL。由帶寬公式,有此時要求的帶寬B=0.5MHz,故所以回路總電阻為需要在回路上并聯的電阻為RL串聯品質因數

回路總電阻為需要在回路上并聯的電阻為=電抗/電阻RL串聯品質因數

RL并聯品質因數

回路總電阻為需要在回路上并聯的電阻為=電阻/電抗RL串聯品質因數

RL并聯品質因數

Q值的物理意義是回路的無功功率與有功功率之比。回路總電阻為需要在回路上并聯的電阻為RL串聯品質因數回路上并聯電阻RL

有載品質因數Q值的物理意義是回路的無功功率與有功功率之比。

RL并聯品質因數2)抽頭并聯振蕩回路

LC并聯回路接上信號源和負載后Q值會降低。

為提高Q值,采用部分接入法(抽頭)實現阻抗匹配。2)抽頭并聯振蕩回路

LC并聯回路接上信號源和負載后Q值會降低。

為提高Q值,采用部分接入法(抽頭)實現阻抗匹配。常見形式(a)電感分壓式

(b)電容分壓式2)抽頭并聯振蕩回路

LC并聯回路接上信號源和負載后Q值會降低。

為提高Q值,采用部分接入法(抽頭)實現阻抗匹配。常見形式(a)電感分壓式

(b)電容分壓式(a)電感分壓式(1)接入系數

(a)電感分壓式(1)接入系數

若考慮互感M,則

(a)電感分壓式(1)接入系數

若考慮互感M,則

(2)RL折合到輸入端的電阻R

(a)電感分壓式(1)接入系數

若考慮互感M,則

(2)RL折合到輸入端的電阻R

由(折合前后功率相等)

得(縮小了倍)(a)電感分壓式折合到并聯回路的電阻（RS'=RiT)

由

得(擴大倍)

折合到并聯回路的電阻

由

得(擴大倍)

(4)信號源電流折合到LC回路的電流

由(變換前后信號源提供的功率不變)

得折合到并聯回路的電阻

由

得(擴大倍)

(4)信號源電流折合到

由(變換前后信號源提供的功率不變)

得(5)電感支路電流

由

得(b)電容分壓式等效于(b)電容分壓式等效于接入系數(b)電容分壓式等效于接入系數(1)RL折合到并聯回路(2)UT折合到輸出端電壓UL(3)并聯回路Q值

例2

如圖，抽頭回路由電流源激勵,忽略回路本身的固有損耗,試求回路兩端電壓u(t)的表示式及回路帶寬。

解：由于忽略了回路本身的固有損耗,因此可以認為Q→∞。由圖可知,回路電容為

解：由于忽略了回路本身的固有損耗,因此可以認為Q→∞。由圖可知,回路電容為諧振角頻率為

解：由于忽略了回路本身的固有損耗,因此可以認為Q→∞。由圖可知,回路電容為諧振角頻率為電阻R1的接入系數等效到回路兩端的電阻為

回路兩端電壓u(t)與i(t)同相,電壓振幅

U=IR=1*2=2V,

回路兩端電壓u(t)與i(t)同相,電壓振幅

U=IR=1*2=2V,故

回路兩端電壓u(t)與i(t)同相,電壓振幅

U=IR=1*2=2V,故輸出電壓為

回路兩端電壓u(t)與i(t)同相,電壓振幅

U=IR=1*2=2V,故輸出電壓為回路有載品質因數回路兩端電壓u(t)與i(t)同相,電壓振幅

U=IR=1*2=2V,故輸出電壓為回路有載品質因數回路帶寬=5×105/2π=80kHz

圖2—12兩種常見的耦合回路及其等效電路3)耦合振蕩回路互感耦合電容耦合互感耦合系數電容耦合系數耦合因子互感耦合系數電容耦合系數廣義失諧耦合因子初次級阻抗次級阻抗為互感耦合系數電容耦合系數廣義失諧轉移阻抗歸一化轉移阻抗(相對幅模)

A=1時稱臨界耦合,臨界耦合系數k0=A/Q=1/Q(k=k0)

(1)A<1,欠耦合,幅頻特性曲線為單峰,且峰值隨A的減小而減小

這意味著放大量減小,沒有實用價值(K<K0)。(2)A>1,過耦合,雙峰,峰值不隨A的增大而改變,但A增大時兩峰間距增大且凹陷加深,也不實用。實用中,常選A=1或略大于1,雙峰凹陷不多,矩形系數好。

定義:矩形系數單諧振回路單諧振回路雙調諧回路(A=1時)臨界耦合單諧振回路雙調諧回路(A=1時)臨界耦合最大凹陷0.707時,A=2.41

2.高頻變壓器和傳輸線變壓器

1)高頻變壓器與低頻變壓器在磁芯材料和結構上區別：

2.高頻變壓器和傳輸線變壓器

1)高頻變壓器與低頻變壓器在磁芯材料和結構上區別：

(1)用導磁率高、高頻損耗小的軟磁材料做磁芯；

2.高頻變壓器和傳輸線變壓器

1)高頻變壓器與低頻變壓器在磁芯材料和結構上區別：

(1)用導磁率高、高頻損耗小的軟磁材料做磁芯；

(2)用于小信號場合,尺寸小,匝數少。

2.高頻變壓器和傳輸線變壓器

1)高頻變壓器與低頻變壓器在磁芯材料和結構上區別：

(1)用導磁率高、高頻損耗小的軟磁材料做磁芯；

(2)用于小信號場合,尺寸小,匝數少。磁芯結構有環形—線圈繞在磁環上罐形—磁路有氣隙，微調電感

雙孔磁芯圖2—15高頻變壓器及其等效電路

電路符號等效電路圖2—15高頻變壓器及其等效電路

—漏感—分布電容Ｌ—初級勵磁電感電路符號等效電路圖2—15高頻變壓器及其等效電路

—漏感—分布電容Ｌ—初級勵磁電感在低頻端，LS、CS

的影響可忽略，Ｌ分流，影響低頻響應

電路符號等效電路圖2—15高頻變壓器及其等效電路

—漏感—分布電容Ｌ—初級勵磁電感在低頻端，LS、CS

的影響可忽略，Ｌ分流，影響低頻響應

在高頻端，LS分壓，CS

旁路，影響高頻響應，Ｌ的旁路作用可忽略。電路符號等效電路圖2—15高頻變壓器及其等效電路

—漏感—分布電容Ｌ—初級勵磁電感在低頻端，LS、CS

的影響可忽略，Ｌ分流，影響低頻響應

在高頻端，LS分壓，CS

旁路，影響高頻響應，Ｌ的旁路作用可忽略。為展寬高頻范圍，采用導磁率高的磁芯。電路符號等效電路圖2—16中心抽頭變壓器電路（a）中心抽頭變壓器電路;（b）作四端口器件應用＊中心抽頭變壓器n=N1/N2圖2—16中心抽頭變壓器電路（a）中心抽頭變壓器電路;（b）作四端口器件應用＊中心抽頭變壓器n=N1/N2用途：功率分配器、平衡電橋電路

功率合成器、平衡調制器2）傳輸線變壓器傳輸線—傳輸高頻信號的雙導線，同軸線。

利用兩導線間的分布電容和分布電感形成

電磁波的傳輸系統。

頻帶寬0~幾千MHz2）傳輸線變壓器傳輸線—傳輸高頻信號的雙導線，同軸線。

利用兩導線間的分布電容和分布電感形成

電磁波的傳輸系統。

頻帶寬0~幾千MHz傳輸線工作方式變壓器工作方式傳輸線變壓器有

兩種工作方式2）傳輸線變壓器傳輸線—傳輸高頻信號的雙導線，同軸線。

利用兩導線間的分布電容和分布電感形成

電磁波的傳輸系統。

頻帶寬0~幾千MHz兩線電流反相

頻帶寬兩電壓同相

頻帶寬傳輸線工作方式變壓器工作方式傳輸線變壓器有

兩種工作方式主要參數：

波速，波長，

特性阻抗

傳輸線的相對介電常數

圖2—18傳輸線變壓器的工作方式

(a)傳輸線方式;(b)變壓器方式

主要參數：

波速，波長，

特性阻抗

傳輸線的相對介電常數（a）高頻反相器（c）1：4阻抗變換器3）石英晶體振蕩器1）物理特性3）石英晶體振蕩器1）物理特性—靜態電容幾p~幾十pF3）石英晶體振蕩器1）物理特性—靜態電容幾p~幾十pF—機械慣性10~1000mH

3）石英晶體振蕩器1）物理特性—靜態電容幾p~幾十pF—機械慣性10~1000mH

—機械彈性3）石英晶體振蕩器1）物理特性—靜態電容幾p~幾十pF—機械慣性10~1000mH

—機械彈性—損耗電阻串聯諧振頻率并諧頻率串聯諧振頻率并諧頻率頻差相對頻差量級串聯諧振頻率并諧頻率頻差相對頻差量級實用中，晶體兩端并接電容，稱晶體的負載電容（一般30pF、50pF）。越大，越接近fq。串聯諧振頻率并諧頻率頻差相對頻差量級實用中，晶體兩端并接電容，稱晶體的負載電容（一般30pF、50pF）。越大，越接近fq。應用晶體振蕩器

晶體濾波器、差接橋式

4.集中濾波器集中濾波器LC濾波器、晶體濾波器

陶瓷濾波器、聲表面濾波器

4.集中濾波器集中濾波器LC濾波器、晶體濾波器

陶瓷濾波器、聲表面濾波器二端件,相當于旁路電容三端件,例6.5MHz第二伴音帶通濾波器.1）陶瓷濾波器149

三端陶瓷濾波器實物圖：集中選頻放大器應用舉例輸入端變壓器耦合射極輸出器實現阻抗匹配展寬通頻帶陶瓷濾波器選頻放大器并聯諧振回路調諧在陶瓷濾波器主諧振頻率上，以消除陶瓷濾波器通帶外出現的小諧振峰。

4.集中濾波器集中濾波器LC濾波器、晶體濾波器

陶瓷濾波器、聲表面濾波器二端件,相當于旁路電容三端件,例6.5MHz第二伴音帶通濾波器的陷濾波1）陶瓷濾波器2）聲表面濾波器（SAWF）主要特性:（1）工作頻率范圍寬

（2）相對頻帶寬

4.集中濾波器集中濾波器LC濾波器、晶體濾波器

陶瓷濾波器、聲表面濾波器二端件,相當于旁路電容三端件,例6.5MHz第二伴音帶通濾波器的陷濾波1）陶瓷濾波器2）聲表面濾波器（SAWF）主要特性:（1）工作頻率范圍寬

（2）相對頻帶寬（3）便于器件微型

化和片式化原：圓形金屬殼封裝

改：方形扁平金屬封裝、表面貼裝

4.集中濾波器集中濾波器LC濾波器、晶體濾波器

陶瓷濾波器、聲表面濾波器二端件,相當于旁路電容三端件,例6.5MHz第二伴音帶通濾波器的陷濾波1）陶瓷濾波器2）聲表面濾波器（SAWF）主要特性:（1）工作頻率范圍寬

（2）相對頻帶寬（3）便于器件微型

化和片式化原：圓形金屬殼封裝

改：方形扁平金屬封裝、表面貼裝（4）帶內插入衰減較大，電視需加預中放

（5）矩形系數接近理想1.1~2154主要特點：頻率特性好、性能穩定、體積小、可靠性高

便于批量生產、免調試聲表面波濾波器選頻放大器L1與分布電容并聯諧振于中心頻率。C1、C2、C3均為隔直耦合電容。R2、C4為電源去耦濾波電路。L2、L3為匹配電感，用于抵消SAWF輸入、輸出端分布電容的影響，以實現阻抗匹配。5.衰減器與匹配器1）高頻衰減器用來調整信號傳輸通路上的信號電平5.衰減器與匹配器1）高頻衰減器用來調整信號傳輸通路上的信號電平類型高頻固定衰減器

高頻可變衰減器5.衰減器與匹配器1）高頻衰減器用來調整信號傳輸通路上的信號電平類型高頻固定衰減器

高頻可變衰減器器件電阻性網絡

開關電路

PIN二極管5.衰減器與匹配器1）高頻衰減器用來調整信號傳輸通路上的信號電平類型高頻固定衰減器

高頻可變衰減器器件電阻性網絡

開關電路

PIN二極管結構T型

型

L型

u型

橋T型

O型圖2-28T型和Π型網絡特性阻抗：50和70兩種圖2-28T型和Π型網絡特性阻抗：50和70兩種2）高頻匹配器用來連接阻抗不匹配的兩部分高頻電路類型電阻衰減器

變壓器變換式

圖2—29T型電阻網絡匹配器

圖2—29T型電阻網絡匹配器匹配的最小衰減量電阻值2.3阻抗變換與阻抗匹配在高頻電路中，阻抗變換的目標是實現阻抗匹配。（1）負載得到最大傳輸功率；（2）濾波器達到最佳性能；（3）接收機的靈敏度得以改善；（4）發射機的效率得以提高。阻抗匹配目的是：2.3阻抗變換與阻抗匹配在高頻電路中，實現阻抗變換的方法有：（1）利用抽頭并聯振蕩回路或耦合振蕩回路實現；（2）利用LC網絡實現；（3）利用變壓器實現；（4）利用電阻網絡實現。2.4電噪聲

一.概述內部噪聲外部干擾自然干擾

人為干擾電特性脈沖型

正弦型

起伏型二.電子噪聲的來源與特性來源電阻熱噪聲

半導體管噪聲1.電阻勢噪聲(1)產生原因:由導體內部自由電子無規則運動產生

(2)特點:①由持續時間極短的脈沖組成

②具有平坦的噪聲譜,屬于白噪聲

(3)表示方法:

無確定極性,無確定數值,且平均值為0;

只能用噪聲噪聲電壓的均方值表示.T—絕對溫度（K）

B—測量此電壓時的帶寬圖2—31電阻熱噪聲等效電路（4）功率譜密度均方電壓譜密度

均方電流譜密度

均為功率譜，稱白噪聲（5）線性電路中的熱噪聲

圖2—32熱噪聲通過線路電路的模型①多個電阻的熱噪聲

設兩個電阻串聯，且兩個電阻上的噪聲電勢互不相關②熱噪聲通過線性網絡熱噪聲散彈噪聲

分配噪聲

閃爍噪聲2.晶體三極管的噪聲1)散彈噪聲（散粒噪聲）

產生原因:載流子通過PN結時隨即起伏流動產生的

特點:具有平坦的噪聲譜,也是白噪聲噪聲譜密度:發射結的散彈噪聲起主要作用,集電結的散彈噪聲可忽略.2)分配噪聲(過剩噪聲、接觸噪聲）原因：Ic與Ib的分配比起伏變化而產生的Ic、Ib起伏噪聲

特點：也是白噪聲

3)閃爍噪聲

原因：器件表面清潔處理不好或內部缺陷引起的噪聲

特點：電流噪聲譜密度與頻率成反比，又稱1/f噪聲，低頻噪聲。

電路中也有這種噪聲，且碳膜電阻噪聲最大，金屬膜最小。3.場效應管的噪聲無散彈噪聲(因它不靠少數載流子運動)有熱噪聲、感應噪聲、閃爍噪聲

三.噪聲系數和噪聲溫度

1．噪聲系數的定義

圖2—35噪聲系數的定義

S—信號功率N—噪聲功率噪聲系數定義為線性電路輸入信噪比與輸出信噪比的比值輸出噪聲功率

，內部附加噪聲噪聲系數通常用dB表示,用dB表示的噪聲系數為說明（1）噪聲功率與帶寬有關；

（2）噪聲系數與輸入信號大小無關，但與輸入噪聲功率有關。

規定Ni為Rs的最大輸出功率，Rs的溫度為290K，標準噪聲溫度。

（3）噪聲系數與負載大小無關

開路電壓法

短路電流法

（4）噪聲系數的概念僅適用于線性電路或準線性電路。

非線性電路中，信號與噪聲、噪聲與噪聲相互作用，輸出信

噪比更惡化。

2．噪聲溫度

將線性電路的內部附加噪聲折算到輸入端,用提高信號源內阻上的溫度來等效,這就是“噪聲溫度”。由得例：某低噪聲放大器NF=1.05（0.21dB）Te=0.09*290K=14.5K

采取某種措施后NF=1.025（0.11dB）Te=0.025*290K=7.25K

可見：采用噪聲溫度的度量方法，數量變化概念較明顯。圖2—36信號源的額定功率（a）電壓源;（b）電流源2）額定功率增益KPm是指四端網絡的輸出額定功率Psmo和輸入額定功率Psmi之比,即由此定義噪聲系數因為Nmi=kTB,Nmo=KPmNmi+Nmn,,所以令是網絡額定輸出噪聲功率等效到輸入端的數值則圖2—37無源四端網絡的噪聲系數3）無源四端網絡的噪聲系數在輸出端匹配時，輸出的額定噪聲功率

所以：無源四端網絡的噪聲系數無源四端網絡的噪聲系數等于網絡的衰減倍數

3．噪聲系數與靈敏度

噪聲系數是用來衡量部件和系統噪聲性能的。

噪聲性能的好壞決定了輸出端的信噪比.

當要求一定的輸出信噪比時,它決定了輸入端必要的信號功率.也就決定了放大或接收微弱信號的能力.

接收機接收微弱信號的能力可用靈敏度來衡量.

靈敏度是指保持輸出端信噪比一定時,接收機輸入的最小信號電壓或功率.習題課(一)高頻電路基礎1.重點掌握高頻振蕩回路的頻率特性

(1)簡單振蕩回路(串聯諧振、并聯諧振)(2)抽頭并聯振蕩回路(電感分壓式、電容分壓式)(3)耦合振蕩回路(雙調諧回路)2.了解高頻電壓器的特點,熟悉傳輸線變壓器的工作方式3.掌握石英晶體振蕩器的阻抗特性及等效電路.

熟悉石英晶體振蕩器的特點4.熟悉集中濾波器(主要是SAWF)的主要特點.

了解衰減器與匹配器的作用及特點.5.熟悉電子噪聲的來源與特性(電阻、三極管)(熱噪聲、散彈噪聲、閃爍噪聲、分配噪聲)

了解噪聲系數的概念(二)1.串聯諧振回路2.并聯諧振回路3.復雜電路4.抽頭并聯振蕩回路5.耦合振蕩回路(雙諧振回路)一、選擇題

1．在調諧放大器的LC回路兩端并上一個電阻R，可以(

）

A．提高回路的Q值B．提高諧振頻率

C．加寬通頻帶D．減小通頻帶2．混頻器主要用于無線通信系統的（）A．發送設備B．接收設備C．發送設備、接收設備

3．無線通信系統接收設備中的中放部分采用的是以下哪種電路（

）A．調諧放大器B．諧振功率放大器C．檢波器D．鑒頻器

4．調幅收音機中頻信號頻率為（）

A．465kHzB．10.7MHzC．38MHzD．不能確定5、電視、調頻廣播和移動通信均屬_____通信。（A)超短波（B)短波（C)中波（D)微波

6、調幅收音機中頻信號頻率為＿＿、調頻收音機中頻信號頻率為＿＿、電視機中頻信號頻率為＿＿．

(A)465kHz(B)38MHz(C)10.7MHz(4)不能確定

一、選擇題

1．在調諧放大器的LC回路兩端并上一個電阻R，可以(C

）

A．提高回路的Q值B．提高諧振頻率

C．加寬通頻帶D．減小通頻帶2．混頻器主要用于無線通信系統的（B

）A．發送設備B．接收設備C．發送設備、接收設備

3．無線通信系統接收設備中的中放部分采用的是以下哪種電路（A

）A．調諧放大器B．諧振功率放大器C．檢波器D．鑒頻器

4．調幅收音機中頻信號頻率為（A

）

A．465kHzB．10.7MHzC．38MHzD．不能確定5、電視、調頻廣播和移動通信均屬__D___通信。（A)超短波（B)短波（C)中波（D)微波

6、調幅收音機中頻信號頻率為＿A＿、調頻收音機中頻信號頻率為＿C＿、電視機中頻信號頻率為＿B＿．

(A)465kHz(B)38MHz(C)10.7MHz(4)不能確定

7．如圖所示調諧放大器，接入電阻R4的目的是（）

提高回路的Q值提高諧振頻率加寬通頻帶減小通頻帶

7．如圖所示調諧放大器，接入電阻R4的目的是（C

）

提高回路的Q值提高諧振頻率加寬通頻帶減小通頻帶8、并聯諧振回路外加信號頻率等于回路諧振頻率時回路呈（）

A）感性B）容性

C）阻性D）容性或感性

9、在電路參數相同的情況下，雙調諧回路放大器的通頻帶與單調諧回路放大器的通頻帶相比較()。

A)增大B)減小C)相同D)無法比較1、在相同條件下，10.雙調諧回路放大器與單調諧回路放大器相比，下列表達正確的是（）

A)雙調諧回路放大器的選擇性優于單調諧回路放大器，通頻帶也較寬

B)雙調諧回路放大器的選擇性優于單調諧回路放大器，通頻帶也較窄

C)單調諧回路放大器的選擇性優于雙調諧回路放大器，通頻帶也較寬

D)單調諧回路放大器的選擇性優于雙調諧回路放大器，通頻帶也較窄

11、下列表達正確的是（）。

A)低頻信號可直接從天線有效地輻射

B)低頻信號必須裝載到高頻信號上才能從天線有效地輻射

C)高頻信號及低頻信號都不能從天線上有效地輻射

D)高頻信號及低頻信號都能從天線有效地輻射12.LC組成并聯諧振回路，諧振頻率，把它串接在電路中，就能阻止頻率為（）的信號通過。

A)foB)不為foC)大于foD)小于fo8、并聯諧振回路外加信號頻率等于回路諧振頻率時回路呈（C）

A）感性B）容性

C）阻性D）容性或感性

9、在電路參數相同的情況下，雙調諧回路放大器的通頻帶與單調諧回路放大器的通頻帶相比較(A)。

A)增大B)減小C)相同D)無法比較1、在相同條件下，10.雙調諧回路放大器與單調諧回路放大器相比，下列表達正確的是（A）

A)雙調諧回路放大器的選擇性優于單調諧回路放大器，通頻帶也較寬

B)雙調諧回路放大器的選擇性優于單調諧回路放大器，通頻帶也較窄

C)單調諧回路放大器的選擇性優于雙調諧回路放大器，通頻帶也較寬

D)單調諧回路放大器的選擇性優于雙調諧回路放大器，通頻帶也較窄

11、下列表達正確的是（B）。

A)低頻信號可直接從天線有效地輻射

B)低頻信號必須裝載到高頻信號上才能從天線有效地輻射

C)高頻信號及低頻信號都不能從天線上有效地輻射

D)高頻信號及低頻信號都能從天線有效地輻射12.LC組成并聯諧振回路，諧振頻率，把它串接在電路中，就能阻止頻率為（A）的信號通過。

A)foB)不為foC)大于foD)小于fo二、填空題1．通常將攜帶有信息的電信號稱為