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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( ?L?阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二.串联谐振电路 11X??L??0??01.谐振时,(电抗) ? C ,电容、电感消失了,相角等于0,谐振频率: 0 ,此时|Z|最小
LC0=R,电流最大
2.当w
0差大小等于外加电压的Q倍,相位相反
1)??N( ?) e j? (?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? ?01?jQ(?) ?0?1?C1)?C越大,曲线越尖,选频作用越明显,选择性越好
2 ?5.失谐△w=w(再加电压的频率)-w0(回路谐振频率),当w和w0很相近时, ? 0. 7 ? ? 2 ? ? 1 ,
ξ=X/R=Q×2△w/w0是广义失谐,回路电流与谐振时回路电流之比 N (? ) ? ? 116.当外加电压不变,w=w1=w2时,其值为1/√2,w2-w1为通频带,w2,w1为边界频率/半功率点,广义失谐为±1 1??2R 2? ,品质因数越高,选择性越好,通频带越窄 7. 2 ? ? 0 ?7 f02?f12?f?8.通频带绝对值 0 ?7 通频带相对值 0.7?Qf0Q9.相位特性 ?0Q + – Vs L ???arctanQ???????0?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。
?0????arctan ????C Q越大,相位曲线在w0处越陡峭 11122222222w?w?w?CQVsin?t?CQVcos?t?CQVsmLCsmsm回路总瞬时储能 22221Vsm112w?2π???2π?CQVsm回路一个周期的损耗 R2R?2012CQ2Vsm w L ? w C ? 2 ? 1 ? , 所以 Q ? 2 π 回路储能 表示回路或线圈中的损耗。 Q1每周期耗能2wR2π2π?CQV sm2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 Q0QL ?RSRL1?? RRL三. 并联谐振回路 1 ?C1?L C 1.一般无特殊说明都考虑wL>>R,Z ? 1 CR????j??C??Is R?j??L??L?L???C??.
R .
反之wp=√[1/LC-(R/L)2]=1/√RC·√1-Q2
CRCR?1?1??LL?L??L???11L3.谐振时 B ? ? 0 , ? p ? 回路谐振电阻Rp= =QpwpL=Qp/wpC C? ??LCRLCRp?L14.品质因数 Q p ? ? R p ? (乘Rp) ? P ?pCR?PCR?pL5.当w
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
QL?2.Y(导纳)= ? j ? ? C C ? . ? 与串联不同 ? ? 电导(G)= 电纳(B)= ? ?R1QpQp?p?1? ? p L ?G p ? G s ? G L ? ? R p R p ? ? ? L
pL??1??P?RR?sL??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
2RpXp22Rp?Xp2RpXp22Rp?XpRs?Xs?Q=Xs/Rs
2.串联→并联
Rp≈RsQ2 Xp=Xs Q=Rp/Xs 3.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。
Is Rp C + V P1 -— L P2 VL -— + RL Is Rp R ?L -— + V C P + RL VL a) -C L + R ?L -b) V C (a) (b) — —
C1 P C2 + + RL VL -— C L R ?L V -— 1?RL?2RLpp?
a) b) VLV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) VoVoPoPo.
Av?ViAp?PiAv?20logViAp?10logPi.
(2—3dB,0.5—(-3dB) 2)通频带 1f02?f?增益下降到 时所对应的频率范围为 0? 7Q23)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 K r 0 ?1 ? 0. 1 或 K r0.01 ? 0. 01 (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
2?f2?f0.72?f2?f0.7Av0d?nb)抑制比 表示对某个干扰信号fn 的抑制能力
Avn A Av0 Avn f 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)
fn f0 抑制比 输入、输出电压为自变量,输入、输出电流为参变量
??II输入导纳 y i ? ? 1 V 2 ?0 (输出短路) 输出导纳 y o ? 2 V? (输入短路) ??1?0V1V2??II21y?y?正向传输导纳 f ? V? ? 0 (输出短路) 反向传输导纳 r ? (输入短路) ?V2V1?0V1yfe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。
yreyfe Y?y?yreyfeyfeV2Y?y?Av???ooeiieyie?Ysyoe?YLyoe?YL V1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 yie=gie+jωCie yoe=goe+jωCoe yfe=|yfe|∠φfe yre=|yre|∠φre 4.晶体管的高频参数 1)截止频率fβ .?0??f
1?j f?1放大系数β下降到β0的 的频率
22)特征频率飞fT
2当β下降至1时的频率 f T ? f 0 ? 1 ,当β0>>1时, f T ? ? 0 f β 。 β ?3)最高振荡频率fmax
频率参数的关系:fmax?fT?fβ晶体管的功率增益为1时的工作频率
注意:f ≥fmax后,Gp<1,晶体管已经不能得到功率放大。
2? ??
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