高频补充讲义知识点.docx
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高频补充讲义知识点
高频电子线路补充讲义2015
第一章绪论
本章要求:
本章要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:
(1)无线通信系统的基本组成及各功能模块的作用
(2)调制、解调在无线通信中的作用;
1、无线通信系统的组成
振荡器
简单无线发射接收系统框图
它由
(1)发送设备和接收设备两大部分组成
(2)天线用来辐射电磁波和感应接收电磁波的收发公用设备,由天线开关来决定它当前的功能。
(3)信道为自由空间
思考及练习题
3、如图所示为无线通信系统的发射部分系统框图
A
(1)指出系统中属于高频电路的功能模块
(2)若话筒输出的波形如图所示,采用普通调幅AM,画出A点处的已调波的示意图
4、图所示为无线通信系统的接收部分系统框图
振荡器
扬
声A
器
(1)写出系统中fi、fs、fL三个频率之间的关系;
(2)若中频放大器输出的波形如图所示,画出A点处已解调的信号波形的示意图;
(3)指出系统中属于高频电路的部分
4、为了有效的辐射电磁波,天线尺寸长度必须与发射信号的相近。
5、通常将携带有信息的电信号称为,未调制的高频振荡信号称
为,通过调制后的高频振荡信号称为。
6、高频小信号放大器主要用于无线通信系统的中。
A.发送设备;B.接收设备;C.发送设备、接收设备
7、谐振功率放大器主要用于无线通信系统的中。
A.发送设备;B.接收设备;C.发送设备、接收设备
8、关于调频的描述,正确的是
A.载波的角频率随调制信号频率的大小变化
B.载波的角频率随调制信号幅度的大小变化
C.载波的幅度随调制信号频率的大小变化
9、关于调幅的描述,正确的是
A.载波的相位随调制信号频率的大小变化
B.载波的角频率随调制信号幅度的大小变化
C.载波的幅度随调制信号幅度的大小变化
第二章高频电路基础
本章要求:
1.要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:
(1)高频电路中元件、器件和组件(高频基本电路)的高频特性;
(2)串联谐振、并联谐振、耦合双调谐回路的谐振特性曲线、通频带基
本概念和基本分析计算;
(3)抽头并联振荡电路及接入系数概念、计算及在电路匹配中的应用;
本章补充内容:
高频电路基础----指的是用于构成无线电设备中各功能电路(如高频放大器、
调制/解调器、高频振荡器等)的无源元件、有源器件和组件
1、高频电路中无源元件------电阻、电容、电感
(1)高频电阻----不仅呈现电阻特性R=v/i、还表现出电抗特性(见pag13)
电阻R的高频等效电路
电抗产生的原因:
当高频电流通过电阻时,电荷的趋肤效应、涡流、电磁感应
(2)高频电容----以电场形式储存电能,主要用作谐振、滤波元件(见pag13)
电容C的高频等效电路
*电容器的容抗XC=1/ωC
*电容器SRF----由Lc和C组成的串谐,ω0=
*电容器极间绝缘电阻RC是由电容两导电极板间介质(云母、陶瓷、纸等)的非理想带来的。
它也决定着电容器的品质因素
QC=储能/耗能=
高频电路中,常使用片状电容和表面贴装电容,电容器的极间绝缘电阻RC可视
作开路(损耗很小),QC趋于无穷。
当进入微波波段后,RC需考虑。
(3)高频电感----以磁场形式储存磁能,主要用作谐振、滤波元件和高频阻隔元件(被称为高频扼流圈(见pag14)
电感L的高频等效电路
CL
rLL
电感器的感抗XL=ωL
高频电感线圈的损耗不能忽略(集肤效应、涡流损失、电磁辐射及磁芯电感
磁滞损耗带来的能量损失随着工作频率的增加而增加,用交流电阻rL来等效。
常用来表示电感线圈损耗性能的参数是
品质因素Q=储能/耗能=
在一定的频率范围内,可以认为电感线圈品质因素Q近似为常数
电感器SRF----由L和CL组成的并谐,ω0=
2、高频电路中有源器件------二极管、晶体管、场效应管、集成电路,完
成信号的放大、非线性变换等功能。
(Pag15---16)
(1)二极管
在高频电路中,二极管主要用于调制/解调、混频、检波等非线性电路中
特点:
工作在低电平上
要求高频特性要好(极间电容小,工作频率高)
因此,高频电路中主要用点接触式二极管和表面势垒二极管
*在高频电路中还有一类特殊用途的二极管--------变容二极管
其电容值随其上偏置电压变化而变化。
用途:
调频电路、压控振荡器
(2)晶体管和场效应管
高频管的性能指标要比低频管高。
高频小功率管-----用于高频小信号放大,要求;高增益、低噪声
双极性:
工作频率可达几千兆赫兹,噪声系数几分贝
场效应:
工作频率可达十几千兆赫兹,噪声更低
高频功率管-----在高频时有较大的功率输出
双极性:
工作频率可达几百兆赫兹,输出功率10----1000w
(3)集成电路-----类型和品种比较少
通用型:
宽带集成放大器、模拟乘法器
专用型:
集成解调器、单片集成接收机等
3、高频电路中组件-----高频振荡回路、高频变压器、谐振器和滤波器
(1)高频振荡回路---简单振荡回路、抽头LC并联谐振回路、耦合振荡回路
(a)简单振荡回路---只有一个由电感和电容串联/并联组成的回路
*LC串联谐振回路
学习要点:
●基本电路形式
●回路空载品质因素与电感线圈的品质因素的关系
●回路两端的串联阻抗表达式
●回路谐振的定义、物理意义及电路特征
●求谐振频率ω0的表达式
●阻抗模、幅角与ω的关系及判断回路性质的方法-----
当ω<ω0,∣ZS∣>r,电压相位滞后电流相位,回路呈容性
当ω>ω0,∣ZS∣>r,电压相位超前电流相位,回路呈感性
当ω=ω0,∣ZS∣=r,电压、电流同相位,回路呈纯阻且最小
串联谐振曲线及由此导出的失谐、广义失谐、选择性、通频带等重要概念。
(见课堂笔记)
I/I0
1
1/√2
Q1Q2Q1>Q2
f0
Bf
*回路发生并串联谐振时,储能元件电容/电感上电压(∣VC∣≈∣VL∣远大于回路端口处电压(近似Q倍),串联谐振又被称为电压谐振
*LC并联谐振回路
#并联阻抗、谐振频率、谐振电阻
LC并联谐振回路
aIi
I
L
C
r
b
当X=0时,回路发生并联谐振ω=ω0=
当Q>>1ω0
ω0L=1/ω0C
Lr/C-[r/ωC]×(ωL-1/ωC)
R0==L/Cr=Q/ω0C=Qω0L
*回路发生并联谐振时,回路电流(I=∣IL∣≈∣IC∣远大于端口处Ii(近似Q倍),
并联谐振又被称为电流谐振
阻抗特性曲线
Zabs/R0
1
1/√2
Q1Q2Q1>Q2
f0
Bf
φZ
π/2
Q2Q1>Q2
f0f
Q1
-π/2
回路性质与频率关系:
当ω<ω0,∣ZP∣<R0,电压相位超前电流相位,回路呈感性
当ω>ω0,∣ZP∣<R0,电压相位滞后电流相位,回路呈容性
当ω=ω0,∣ZS∣=R0,电压、电流同相位,回路呈纯阻且最大
(b)带抽头LC并联谐振回路
VTVT
IC1
ILCR0LR0
L1
V1V1C2
(a)(b)
VTVT
C1
CLVLLVL
L1C2
R1R1
(c)(d)
VT
LC1
VL
VL1C2
R1
(e)
学习要点:
●常见的电路形式
●接入系数的定义、计算方法
●作用分析(实现阻抗变换、回路与信号源的功率匹配
思考及练习题
1.在带抽头LC并联谐振回路中,外部电路与回路中的电感或电容部分相连,用
抽头系数(接入系数)表示回路与外电路的连接紧密程度,可通过改变电感抽头位置或电容比值实现阻抗变换。
2.影响高频变压器的高频特性的因素有磁芯材料(磁导率、损耗)和变压器结构。
3.石英晶体谐振器,工作在串联谐振时等效电阻最小,工作在并联谐振时等效阻抗最大。
4.电感是由导线绕制而成,有空心的和含骨架(磁芯),应用于高频时其品质因素
会减小、线圈各匝间以及与地之间分布电容增加。
5.对于电感值为L0,电容值为C0的并联谐振回路,谐振频率f0=
,谐振电阻R0=L/Cr当加在回路两端的信号的频率f<f0,回路阻抗小于谐振阻抗,
而且呈感性;当f>f0,回路阻抗小于谐振阻抗,而且呈容性。
6.对于由电感L0、耗损电阻r,电容C0组成的串联谐振回路,谐振频率f0=
,谐振电阻R0=当加在回路两端的信号的频率f<f0,回路阻抗谐振阻抗而且呈容性;当f>f0,回路阻抗大于谐振阻抗,而且呈感性。
7.双调谐耦合振荡电路除了能实现阻抗变换和信号选择功能外,与单LC谐振电路
相比,其优点是在通带内,特性曲线顶部平缓,带宽要大,在通带外衰减快,选择性更好。
8.理想高频变压器上两个的重要关系式是U1=U2=nU3和-I3=n(I1+I2).
9.石英晶体谐振器,其品质因素Q值高、由它组成的滤波器的工作频率
稳定度高,阻带衰减陡峭.
10.耦合振荡电路的参数耦合因子A=kQ,表征两回路耦合的强弱不仅与耦合系
数有关,还与两回路的品质因素Q有关;当A=1称为临界耦合;当A>1称为过耦合;当A<1称为欠耦合.
11.一个实际的电阻器,高频时,不仅表现出电阻特性,还表现出电抗特性,其高
频特性主要取决于制作的材料、封装形式和尺寸大小。
12.已知并联谐振回路L=1μH,C=4pF,Q=100,该回路的谐振频率f0约为、谐
振电阻R0=和通频带B=。
13.声表面波滤波器的中心频率由压电基片材料和IDT指条宽度决定,随着集成工艺的发展,声表面波滤波器的工作频率可以做得很高,器件体积很小
14.陶瓷滤波器是通过将多个陶瓷谐振器级联封装而成的组件。
15.LC串联谐振回路,谐振时,阻抗为纯阻而且为B.
A.0;B.最小;C.最大
16.谐振回路与外电路连接时,常采用部分接入方式实现阻抗匹配、功率匹配、控制品
因素等要求,图中晶体管基极与谐振回路的接入系数p为B。
A.
B.
C.
17.上图中电流源与谐振回路的接入系数pL为C。
A.
B.
C.
19.设有一高频小信号放大器,以简单LC并联谐振回路做负载,所放大的普通调幅信号的中心频率为fs=20MHZ,回路电感L=2.5μH,试求
1)所需的电容值
2)问回路的品质因素应为多少时,保证回路的带宽为200KHZ,而回路的谐振电阻为
多少?
3)若需要展宽回路带宽,回路的品质因素应提高还是降低?
如何实现?
第三章高频谐振放大器
本章要求:
1
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- 关 键 词:
- 高频 补充 讲义 知识点