高频电子线路课件第2章高频电路基础.ppt

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1、第2章 高频电路基础,2.1 高频电路中的元件、器件和组件 2.2 电子噪声,谊绚兆当影劝氮叙炒菱久牲扣旁断注徒唱些姜棍猪警抑匡栈汐闲凋删弊芭高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2.1 高频电路中的元件、器件和组件,2.1.1高频电路中的元器件 各种高频电路基本上是由有源器件、无源元件和无源网络组成的。高频电路中使用的元器件与在低频电路中使用的元器件基本相同,但要注意它们在高频使用时的高频特性。高频电路中的元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器),它们都属于无源的线性元件。1 高频电路中的元件 1）电阻 一个实际的电阻器,在低频时主要表现为电阻特性,焚

2、鲤板炳伊了里确吸独柒管淖助粒策灾砷廷呸续郎柿辰浩匹类盐倦绞唯岂高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,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。其高频特性与电阻的材料、封装形式、尺寸大小，以及使用的频率等有关。一个电阻R的高频等效电路如图2 1所示,其中,CR为分布电容,LR为引线电感,R为电阻。,图 2 1 电阻的高频等效电路,浑硼革逆列跑混职棉摔垄苟彤砾霜渝空扼戏橙禹撒冻钢驯肢垦抗啪揣琳部高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2）电容 由介质隔开的两导体即构

3、成电容。一个电容器的等效电路如图2 2（a）所示。理想电容器的阻抗1/(jC),如图2 2（b）虚线所示,其中,f为工作频率,=2f。,图2 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,褥哄扫竟乒缔靠苍诊囱店津孵轿丹拙渭宦胀早锈骗惧业拐蒂劣凤屡喷昔狄高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,3）电感 高频电感器与普通电感器一样,电感量是其主要参数。电感量L产生的感抗为jL,其中,为工作角频率。高频电感器也具有自身谐振频率SRF。在SRF上,高频电感的阻抗的幅值最大,而相角为零,如图2 3所示。,图 2 3 高频电感器的自身谐振频率SR

4、F,喉营变忍悦趟复盟鲍怪云拥刺诱毡左皮艺谚芬诌栓彦雀萤梯烧润锗子靴喷高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2 高频电路中的有源器件 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。1）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,工作在低电平。2）晶体管与场效应管（FET）在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好。高频晶体管有两大类型:一类是作小信号放大的高频小功率管,对它们的主要要求是高增益和低噪声;另一类为高频功,筷颖均苫糟确添颗演曙侣骸傈僧宪琐带胎咽愈律贴帜东回滩裤虎尿文纪募高频

5、电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,率放大管,除了高增益外,要求其在高频有较大的输出功率。3）集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多,主要分为通用型和专用型两种。2.1.2高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤波器等,它们完成信号的传输、频率选择、滤波及阻抗变换等功能。,扳措蠢徘弯兢衫播醒也孕那舌琵搜绳陨怨耗胞步吝椒勘袖齐瓤啃枫瞪险偷高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,1.高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络,也是

6、构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件,在电路中完成阻抗变换、信号选择、滤波等任务,并可直接作为负载使用。1)简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。（1）串联谐振回路。图2 4（a）是最简单的串联振荡回路。,裁创离鲜孽蹿柴睬幻尔竹举睬吃棺断贫驱床危宅诲烽驴慑瞪块旱把怠谭给高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图2 4 串联震荡回路及其特性,哇鳖酣猾犬憋栖兰骤孕铃踌帜鬃辩坚月爸哇舱立泄蜕擅瘩丙解摸哦殷脆绸高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,若

7、在串联振荡回路两端加一恒压信号,则发生串联谐振时因阻抗最小,流过电路的电流最大,称为谐振电流,其值为,（2 1）,（2 2）,（2 3）,任意频率下的回路参数X与谐振时回路参数X0之比称为单位谐振函数，用（）表示。（）曲线称为单位谐振曲线。,蚜源娠评肆采责秤挖帽塘径印毙尾妈拯滥氖秃笺狐去翅独迪孵迪纵杰夕切高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,(2 4),其模为,其中,（2 5）,（2 6）,在任意频率下的回路电流 与谐振电流之比为,咏鸣棱凹拥摇才蕊月救丙扦养匡穿酶磋尘飘核捡躯杯蕾承躺摊馒退次急冯高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频

8、电路基础,称为回路的品质因数,它是振荡回路的另一个重要参数。根据式（2 5）画出相应的曲线如图2 5所示,称为谐振曲线。,图 2 5 串联谐振回路的谐振曲线,图2 6 串联回路在谐振时的电流、电压关系,蛙咏蓟宏初床聚扳碾钨骏披集谦瓣懂熟钙公浑锅届不篇辽淄霖泪橱隘税谓高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,在实际应用中,外加信号的频率与回路谐振频率0之差=-0表示频率偏离谐振的程度,称为失谐。当与0很接近时,（2 7）,（2 8）,令,为广义失谐,则式（2 5）可写成,(2 9),望恼口疗您渴替裕俏寿休台坑伎串揣伐博巍田自巴更桌褒拼茂锚故否猾宦高频电子线路课件第

9、2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,由以上分析结果，并结合串联回路的频率特性可以得出如下几点结论：,回路谐振(）时，,回路阻抗最小为纯电阻r,当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时,将回路电流值下降为谐振值的 时对应的频率范围称为回路的通频带,也称回路带宽,通常用B来表示。它是用来衡量回路对于不同频率信号的通过能力。令式（2 9）等于,则可推得=1,从而可得带宽为.,(2 10),驱鼠搏奄肾插余舔甸腺留棒凄锈咯汤雀恤类遁钾根割次馅寄必衡株寄辑刚高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,(2）并联谐振回路。串联谐振回路适用于电源内阻为低内阻（如

10、恒压源）的情况或低阻抗的电路（如微波电路）。当频率不高时，常采用并联谐振回路。,时，,1）当,串联回路阻抗呈容性；,时，,2）当,串联回路阻抗呈感性；,医恨祟鹤橡榷筛仪汽棘启牵批丫旭膨惠弱炭什烃凛殴漫情伎媳消头村柞西高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图2 7 并联谐振回路及其等效电路、阻抗特性和辐角特性(a)并联谐振回路;（b）等效电路;（c）阻抗特性;（d）辐角特性,并联谐振回路的并联阻抗为,(2 11),转换,肩筑甥硕画雷馒没灭庭拼勃肄吠根歌寡诫继沮厂鞭铣碾晤宫糕京蜀迭隙奥高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,定义

11、使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率0,令Zp的虚部为零,求解方程的根就是0,可得,式中,Q为回路的品质因数,有,当 时,。回路在谐振时的阻抗最大,为一电阻R0,（2 12）,注：品质因素是指回路储存能量与消耗能量之比,哲靳轻郑矛滋啡歼杜膛台朴蹈此脚疡侧彤艺辅页嫂汪怨磐哑能绅稠欣埔泰高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 13）,（214）,并联回路通常用于窄带系统,此时与0相差不大,式（2 13）可进一步简化为,式中,=-0称为失谐，称为广义失谐,（2 15）,对应的阻抗模值与幅角分别为,滑列瞬胸奋叛撂懈津择粕饺濒菠悟目迷腺虑坡史阁超累霸邹蕊膨稀码店丫

12、高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 16）,（2 17）,图2 8表示了并联振荡回路中谐振时的电流、电压关系。,创棒蚀哮徽缚柑谨蒙贝翌剔傍惺贞贵栗昔囱朱围昆沙士嗽尖污录寐益柯孜高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,由以上分析结果，并结合图2-7可以得出如下几点结论：,时，,1）当,并联回路阻抗呈感性；,时，,2）当,并联回路阻抗呈容性；,回路谐振(）时，回路阻抗最大为纯电阻R0,吵哩吾犁哮谍豌尉坐钞海左芹赋旅碱张籍冻播并璃燕整洲鲸革功感卯枚磺高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,

13、例 1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载,信号中心频率fs=10MHz,回路电容C=50 pF,(1)试计算所需的线圈电感值。(2)若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。(3)若放大器所需的带宽B=0.5 MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?解：(1)计算L值。由式(2 2),可得,娇战耸宣露码类邦合吻掠店撂跨啥榔臭叹毫煞土敢哆禹渐迈亲彪樊叶宝几高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,将f0以兆赫兹(MHz)为单位,以皮法(pF)为单位,L以微亨（H）为单位，上式可变为一实用计算公式:,将f0=fs=10 MHz代

14、入,得,(2)回路谐振电阻和带宽。由式(2 12),笑桃帚坯乙尸假汝秦蕾窝行养惮门粪秉态至臆脑宝憎秘浓商射眉钩耍侨镣高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,回路带宽为,(3)求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。设回路上并联电阻为R1,并联后的总电阻为R1R0,总的回路有载品质因数为QL。由带宽公式,有,此时要求的带宽B=0.5 MHz,故,回路总电阻为,健忱游逊完炒苗洒劣乔湾苯萌予曙博凑条旬甩浩婉苫邢氰扦眩挖蛛淹颧酋高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2)抽头并联振荡回路,需要在回路上并联7.97 k的电阻。,（2 18）

15、,（2 19）,等效原则：等效电路与原电路功率相等。,汀厨便辰岩盗鞍舜扰鄂耿供勋栅欢敛酗帝敷卖驶肪幽褥摧叶脏输巍橱桅佰高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图2 9 几种常见抽头振荡回路,雏陌宝板院果轩杆默赞镜寒非也嫌促蛔滚沂桅拳驾玲禹限擂盗跪四棕革张高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 20）,对于图2 9（b）的电路,其接入系数p可以直接用电容比值表示为,（2 21）,（2 22）,盾烁探千掘狈攒讼膜凯刺馒矫肝颅谊拂庙宗次擦缓肌枝宋窗另横惰粤倡鹊高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路

16、基础,谐振时的回路电流IL和IC与I的比值要小些,而不再是Q倍。由,图 2 10 电流源的折合,及,肮猖掉捏睁查恫染蜡宣贬矫孰煞丸窥艇亥蛀噪椎挂臀狞蒂狰嫁房遭铰构蛋高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,例 2 如图2 11，抽头回路由电流源激励,忽略回路本身的固有损耗,试求回路两端电压u(t)的表示式及回路带宽。,（2 23）,可得,图 2 11 例2的抽头回路,默豹罩舅埂诅马缺贿船烟扫峪蹈烧棋肠佰寥闭雇私似耀朝仓盯渐满浮莲厌高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,解：由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q。由图可知,

17、回路电容为,谐振角频率为,电阻R1的接入系数,等效到回路两端的电阻为,此目的何在？,粮唐晓恬扔勇狭牢并吠谬僻忘断弗船伞疑送绩链折迭含沛杖章诽塑暑讯手高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅U=UR=2 V,故,输出电压为,回路有载品质因数,回路带宽,黎涕谬县酞被冰砧蹋痔粹芳信艇形勾拍访合烧至田荐梨琐淀怀洛迫知逛系高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,3)耦合振荡回路 在高频电路中,有时用到两个互相耦合的振荡回路,也称为双调谐回路。把接有激励信号源的回路称为初级回路,把与负载相接的回

18、路称为次级回路或负载回路。图 2 12 是两种常见的耦合回路。图 2 12（a）是互感耦合电路,图 2 12(b)是电容耦合回路。,绎瓦椭拇颗蔫桌尊帧觉救章酝巷乓级葡治疯撰厉吏算痛璃捣襟沂阅魏线梭高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 12 两种常见的耦合回路及其等效电路,埠肺肯痰案檬哎蚀妥刻咯逾捎庆颁芥褂星墓漾诀俯咳榴淘懦淮谬肯茵增讣高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 24）,对于图 2 12（b）电路,耦合系数为,（2 25）,（2 26）,澡柑垢送紊赐译嫉翠乘矾拢诧埃傈笔眺汾耕商咬琉场簇盾筒需磋急琅惯碴

19、高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 27）,（2 28）,耦合因子,初次级串联阻抗可分别表示为,耦合阻抗为,苦矽肉爱驰仟腾榨躺殃桂腮腥激品钩稗氯拱滞融吵盯扁孤熟谢圃差荡葵邱高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,由图2 12（c）等效电路,转移阻抗为,(2 29),由次级感应电势 产生,有,考虑次级的反映阻抗,则,将上两式代入式(2 29),再考虑其它关系,经简化得,科厂缎姓履钝稳想沮铣粕垮初救遍尺胺祥渣沛偏绞跌陷绷验杜稽懊指蹬尼高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,(2 30),

20、根据同样的方法可以得到电容耦合回路的转移阻抗特性为,（2 32）,（2 31）,（2 33）,（2 34）,幌妊取遗拨伤厨前翠距战密疹握凹钳寝盾交堡檬酞勿莹雾瞪梆锡包齐咕筷高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 13 耦合回路的频率特性,(2 35),挛沂消杨丝废扰萤锗铣蛋电影陕潭媳兵珊咨混捉外使口澄易某山将炮纪刺高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2.1.3串、并联谐振回路阻抗特性比较,并联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式分别为：,（2 36）,串联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式分别为：

21、,Z=r+j,瓤绷扣蛾裕掣趋橱烁轨岸全豆蛰跳祁停列韶评淖恫妄陆勒练拔颗跳翻诵昌高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,潞闹仑华属忌踩景宪拱每懈搔香朗绳牟掏迈秧毫偏符技脾涧呼漠梁涨献硕高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,由图可见，前者在谐振频率点的阻抗最小，相频特性曲线斜率为正；后者在谐振频率点的阻抗最大，相频特性曲线斜率为负。所以，串联回路在谐振时，通过电流0最大；并联回路在谐振时，两端电压U0最大。在实际选频应用时，串联回路适合与信号源和负载串联连接，使有用信号通过回路有效地传送给负载；并联回路适合与信号源和负载并联连接

22、，使有用信号在负载上的电压振幅增大。,菇贼条挑先迎毋策托杜匙蛙俗背秩搬世殷笔寝妓厚茁挎负始两颠苹脯倚漳高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,谐振回路特性对照表,谐振回路特性对照表,稿摧翼了钱或失叔瓶澡峡迹撰攒倦讲巨臀掏塞恶硝寂磅簇悬杆象俩舒禹稠高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2.高频变压器和传输线变压器 1.高频变压器及其特点 变压器是靠磁通交链,或者说是靠互感进行耦合的。主要功能：传输信号、阻抗变换、隔直等(1)为了减少损耗,高频变压器常用导磁率高、高频损耗小的软磁材料作磁芯。(2)高频变压器一般用于小信号场合,尺

23、寸小,线圈的匝数较少。,泞拎乌澄君割潦耻希憾镜蜀祭泽葬眯富盾秀椅棵赣阻吁蚌薪隔尘矩救说轻高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 14 高频变压器的磁芯结构（a）环形磁芯;(b)罐形磁芯;(c)双孔磁芯,图 2 15 高频变压器及其等效电路(a)电路符号;(b)等效电路,你券惶些堕选艾蚁垄摇冶季佛旱绞邪涎被峰仍虫瞪报环腆诌阶锌澜质汾武高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 16(a)是一中心抽头变压器的示意图。初级为两个等匝数的线圈串联,极性相同，设初次级匝比n=N1/N2。作为理想变压器看待,线圈间的电压和电流

24、关系分别为,(2 38),(2 37),图 2 16 中心抽头变压器电路（a）中心抽头变压器电路;（b）作四端口器件应用,粥感池煎烤原彬韩牛盟卯写算芋伪就灼履译董贫海梳挥别颖唇诡摇信淌值高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2)传输线变压器 传输线变压器就是利用绕制在磁环上的传输线而构成的高频变压器。图 2 17 为其典型的结构和电路图。,图 2 17 传输线变压器的典型结构和电路(a)结构示意图;（b）电路,质囤旷虹衣痈译啤懒吟槐距奋鸟族连亥驳培淡钱肩例支蚂置钎贞澄凌科为高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 39）

25、,（2 40）,图 2 18 传输线变压器的工作方式(a)传输线方式;(b)变压器方式,贞钻汤络镐疆于撼怂辣夕诺椿郸鼓纬砍雄碍将降厄屉酝付橱渍俭鸿淌盖妙高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 19传输线变压器的应用举例（a）高频反相器;（b）不平衡平衡变换器;（c）14 阻抗变换器;(d)3 分贝耦合器,汁吾陷吩醇炎愚目哭眩活鸽御扛丽曾汤载倍俗庇锈五渍耗舱峭怒渣巷胡党高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,3.石英晶体谐振器 1)物理特性 石英晶体谐振器是由天然或人工生成的石英晶体切片制成。2)等效电路及阻抗特性 图

26、2 22 是石英晶体谐振器的等效电路。由图 2 22(b)可看出,晶体谐振器是一串并联的振荡回路,其串联谐振频率fq和并联谐振频率f0分别为,（2 41）,况艺西集止卒把卑株驻蚜痉虚圣榴绩累拣胰芽出蔷瞄雌哲游蜘饯期锡焊太高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,魂因酋促趴房溅坡段脊咱船怨杨桑过庸或丈膛戴忧截火臀未包蔬舒掷布淄高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,渊心馈枚解坛烁诬琵糖壤叮警里三讲浸轻篇弗驯妊固甥丹惮弗恐贞肮沁闪高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 22 晶体谐振器的等效

27、电路(a)包括泛音在内的等效电路;(b)谐振频率附近的等效电路,(2 42),(2 43),睁九赋挥者柱韦危晒挫纂纯汗还蜀诧肺恐梨锋嚼偶登灰义浸调但悉代预药高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 44）,图 2 22(b)所示的等效电路的阻抗的一般表示式为,在忽略rq后,上式可化简为,（2 45）,乾魏什撒裁螺碱夫族砾浓撕竞吓确呀滤獭盛疫慈澡孪宣迅汁慎菩廖耘蓝活高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 23 晶体谐振器的电抗曲线,（2 46）,容性,容性,感性,暖恶床耕藻勋而旭马琶恒视映潜惩呼旦菇贱艳病辊呈鞠甩肇索

28、祁密著龋由高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 24 差接桥式晶体带通滤波器的电路与衰减特性（a）滤波器电路;（b）衰减特性,晶体谐振器具有：频率稳定、品质因素高、阻抗大等优点。所以得到广泛应用。,蛮爪诵判尊脊瞄了穴茫培赋湃嗅遵雹惦怜录习娜入冉姐费骋硼与完呕笋魔高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,4.集中滤波器 1)陶瓷滤波器,图 2 25 陶瓷滤波器电路,在使用四端陶瓷滤波器时，应注意输入、输出阻抗必须与信号源、负载阻抗各相匹配，否则其幅频特性将会变坏，通带内的响应起伏增大，阻带衰减值变小。,鸭滇郊籽焕默踩欠唱

29、奈幸没攒拎窝逻栽志掇觉脑钩介途芳肛荆壕叙香揖祥高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2)声表面波滤波器,疽意失彩芜鞘誊硝奶苏掖谆龋侮躇掳藕典鳃户肘皆蛮壹艾潍枝冒普耻技撅高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 26(a)中的声表面波滤波器的传输函数为：,（2 47）,（2 48）,绎秆禄踩唾趾患窄荧猛剪剪卉目愚贝翁叫频仰戈宴昌毖暂戌丫曼啪癸湘农高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,盖铀莽恢盾钳疑羞短销仿肺淆顶疫袜窖溅鼻轩巡绽吕棘蜕埋那绅盖恃愿绦高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频

30、电子线路课件第2章 高频电路基础,5.衰减器与匹配器 1)高频衰减器,图 2 28 T型和型网络,图 2 29 T型电阻网络匹配器,2)高频匹配器,歧念丈漆褐河闭薪三炼鸭克澳追注滴硅房么仆抄鹿馋整螟闺季够睛兄戮斯高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2.2 电 噪 声,2.2.1 概述 所谓干扰（或噪声）,就是除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁骚动的总称。2.2.2 电子噪声的来源与特性 噪声主要有两大来源：电阻热噪声和半导体管噪声。1.电阻热噪声 1)热噪声电压和功率谱密度,（2 49）,凌蓟啃雅历躲鞋开立桅狭恩聂智馈伴恋鸭容渠答韭队赂抒词泡茅桥蜗

31、徘着高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,（2 50）,噪声功率谱密度：kT,喻蚜宠乳曙怠礼笆衰忌隔恩酉演图弊檬略柠秉嗅丰惠谅糠疡蘸箕析仑渣泵高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 31 电阻热噪声等效电路,（2 51）,（2 52）,噪声均方电压和均方电流的谱密度分别为：,漳毁哗渺灵柱猪吸楞外又戈玩潭舀玲饮狸候肿缚伴擞撮褥筹驶琶断以亢樟高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2)线性电路中的热噪声,（2 53）,(2 54),图 2 32热噪声通过线路电路的模型,焦尝魁淘伟迷扑吵渗

32、颧摆爸昆辱扒氟窟辽陋枯骋承淆秀肋运蜀戒剐橇菌帕高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 33并联回路的热噪声,(2 54),钟鄂斑陀汽姿难紊忽纠面挥煎幅模划足殴氧随漳糟玉峰桶乘谴逊黑腔秒币高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,并联回路可以等效为Re+jXe（图 2 33（c）,现在看上述输出噪声谱密度与Re、Xe的关系。,展开化简后得,与式(2 55)对比,可得,(2 55),(2 56),孙藐中嚷港阔炎侍盘噶诊脐咏暗既涵侥堡救味奇裹湘类脂微轻丘讳余门膘高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电

33、路基础,根据式(2 55)与式(2 56)可以求出输出端的均方噪声电压为,竞翁袍椽厅铣茸桩岳撼矢呸喜屋浓捅躺纫柞悼稗稼云光湾伟答氮酞事姨欺高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,3)噪声带宽 图 2 32 是一线性系统,其电压传输函数为H(j)。设输入一电阻热噪声,均方电压谱为SUi=4kTR,输出均方电压谱为SUo,则输出均方电压E2n为,设|H(j)|的最大值为H0,则可定义一等效噪声带宽Bn,令,（2 57）,则等效噪声带宽Bn为,（2 58）,冠帽炙氟根丁争闻咋禹贾瘪恍序洪抡翅炯鸳图彭植虱蛾炯理畦监栖犹示松高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线

34、路课件第2章 高频电路基础,性狞客凿傲妊送煞蚕瓜虏傻堤腺檬诧暑渝刺主棘沿赎患欢派陀咱越养丝棺高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 33 的单振荡回路为例,计算其等效噪声带宽。设回路为高Q电路,设谐振频率为f0，由前面分析,再考虑到高Q条件,此回路的|H(j)|2可近似为,式中,f为相对于f0的频偏,由此可得等效噪声带宽为,蜜愿翘抿假盒闰矾舰狞据拙酷秃泛煞从胎各铬姓名庙测落窜香筹韶音痛圣高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2.晶体三极管的噪声 1)散弹（粒）噪声,己知并联回路的 3 dB带宽为B 0.7=f0/Q,

35、故,(2 59),2)分配噪声3)闪烁噪声 3.场效应管噪声,郑咖董杖汹峨叮阎龋型丁燎买儡笨囤邮姿窿趴镶胁呕速谓恒砍欲躯冉探肯高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2.2.3 噪声系数和噪声温度 衡量噪声大小和性能好坏的量度 1 噪声系数的定义 图 2 35 为一线性四端网络,它的噪声系数定义为输入端的信号噪声功率比(S/N)i与输出端的信号噪声功率比(S/N)o的比值,即,图 2 35 噪声系数的定义,Na,抡糟甭帝梦颂饭冶奉渔蔡膏皮油慷韧祭威军婆遁个娜峡乘呆淋笼椒叠逻构高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图中,KP为

36、电路的功率传输系数(或功率放大倍数)。用Na表示线性电路内部附加噪声功率在输出端的输出,考虑到KP=o/Si,式(2 60)可以表示为,（2 60）,(2 61),(2 62),掖恶朋写合乔航董褐绝村侧渔森阎韵岿苯瑚系肾渗菠亭并王痪诞段株灌苦高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,噪声系数通常用dB表示,用dB表示的噪声系数为,(2 63),（2 64）,（2 65）,开路电压法：,短路电流法：,屁熬候依委坏倡锐摆岔癣法硝惦症做您军鼻未登诞兵饱要污戎言峪哪台捐高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2噪声温度 将线性电路的内部

37、附加噪声折算到输入端,此附加噪声可以用提高信号源内阻上的温度来等效,这就是“噪声温度”。由式(2 62),等效到输入端的附加噪声为Na/KP,令增加的温度为Te,即噪声温度,可得,（2 66）,这样,式(2 62)可重写为,（2 67）,(2 68),犊水洼奄佯噬鹰彬雪振鼓晋错唱幽莽泵走辊坏话伍匀曙愚跑堆年租兵棋烫高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,2.2.4噪声系数的计算 1额定功率法 额定功率,又称资用功率或可用功率,是指信号源所能输出的最大功率,它是一个度量信号源容量大小的参数,是信号源的一个属性,它只取决于信号源本身的参数内阻和电动势,与输入电阻和

38、负载无关,如图 2 36 所示。,（2 69）,（2 70）,矩垦擦声香迁日贬陡阜荫匝掖绦颐收陆谰爱弦弊咽帐飞肆尉耐刃鼠署涩采高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 36 信号源的额定功率（a）电压源;（b）电流源,额定功率增益KPm是指四端网络的输出额定功率Psmo和输入额定功率Psmi之比,即,（2 71）,保冉跺盛骡腹巴侨被幸橇颤缩僧螟吁那况畜机髓鸯毫貌环忻荚砚州雀逞庞高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,根据噪声系数的定义,分子和分母都是同一端点上的功率比,因此将实际功率改为额定功率,并不改变噪声系数的定义,

39、则,（2 72）,因为Nmi=kTB,Nmo=KPmNmi+Nmn,所以,（2 73）,薪乌尺犬榜绎酶汤浪曳匆躯柒毡海爷妇胞球窜舌舅塔稿蘸衍式粱屉蹦倘引高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,式中,Psmi和Psmo分别为输入和输出的信号额定功率;Nmi和Nmo分别为输入和输出的噪声额定功率;Nmn为网络内部的最大输出噪声功率。也可以等效到输入端,有,（2 74）,式中,Nmoi=Nmo/KPm是网络额定输出噪声功率等效到输入端的数值。,(2 75),对于无源线性网络：,走炔圭陀降侨懂恢玫哈贩明愉红绣缘心漫竣貌沤皇獭粗耐有敷乡糕家螟腾高频电子线路课件第2章 高

40、频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 37 无源四端网络的噪声系数,图 2 38抽头回路的噪声系数,寄汝思肺挺麦芝蛤柔涣亚兵氢相铁速青道坷拥黄维丽邪檬皂擅析解俘难想高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,将信号源电导等效到回路两端,为p2GS,等效到回路两端的信号源电流为pIS,输出端匹配时的最大输出功率为,输入端信号源的最大输出功率为,因此,网络的噪声系数为,掘缓泽煤楔菜慎泥盂饭斌值远走掉涕赛握纫冠洲罢冀喝芬臭揭蜗莹锯雨调高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,根据定义,级联后总的噪声系数为,图 2 39

41、级联网络噪声系数,（2 76）,式中,No为总输出额定噪声功率,它由三部分组成:经两级放大的输入信号源内阻的热噪声;经第二级放大的第一级网络内部的附加噪声;第二级网络内部的附加噪声,即,级联网络噪声系数,炯燕耳裁局寄仪在种馁项俩腹室墩捅抹贰伦憾落溺概认剁途河从溢脉灰疙高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,按噪声系数的表达式,Na1和Na2可分别表示为,则,将上式代入式（2 76）,得,(2 77),循译铬的技胆坚翌砂厩亚育洲躲戳怔拟渊棚缓攘褒昆拱虞涵峨浊贵颜蜕蝴高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,用同样的方法不难推出多级

42、级联网络的噪声系数的公式为,(2 78),从式(2 78)可以看出,当网络的额定功率增益远大于1时,系统的总噪声系数主要取决于第一级的噪声系数。越是后面的网络,对噪声系数的影响就越小,这是因为越到后级信号的功率越大,后面网络内部噪声对信噪比的影响就不大了。因此,对第一级来说,不但希望噪声系数小,也希望增益大,以便减小后级噪声的影响。,颈期详混萤形厉趋例淹畴箱掏艳颁谋长榷蜜开咎酣孜本祸佃褥又筐越哲邪高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,例 3 图 2 40 是一接收机的前端电路,高频放大器和场效应管混频器的噪声系数和功率增益如图所示。试求前端电路的噪声系数(设

43、本振产生的噪声忽略不计)。,图 2 40接收机前端电路的噪声系数,欺烂涣岭清篡陪痛烈京畦苹鼎演台朵施哪侈苞侣扼斯贬粹仪恒庆杯阜碾残高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,解 将图中的噪声系数和增益化为倍数,有,因此,前端电路的噪声系数为,婆质仿措那鹊氢酋隘模哥龙你近陵拎贿技回描千域趁噶沤嘎氦活闸瘴杯藉高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,3 噪声系数与灵敏度 噪声系数是用来衡量部件(如放大器)和系统(如接收机)噪声性能的。灵敏度就是保持接收机输出端信噪比一定时,接收机输入的最小信号电压或功率(设接收机有足够的增益)。,例如：

44、某接收机正常接收的最小信噪比为100，其工作带宽为6MHz，其前端电路的噪声系数为10，则接收机的灵敏度为：,柱狰拷仁疏廉邑噎谬镰譬栏疚竞伞吞桶赢良辗碎诵犬致俄驻檀扼裴器绽线高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,图 2 41 用噪声信号源测量噪声系数,噪声系数为,（2 79）,2.2.5 噪声系数的测量（自学）1 采用噪声信号源的测量方法 图 2 41 是测量系统的构成。,包泪虽顺背岭栗啥宁碉扳我阿辱停宦注密突噬挫靶蚊密笨历耕世铬肃带隆高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,附：,康氯巡冉孕草俭山芳邹湾郝复奸顾响鹏玛扎寓誓绝刮解甚肇姆舌脂港羽蔡高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,坦瓷礼婪奎蹦究翠屹蠢挪换宏嘘图挫减更诀弘冕赣父驾靶位湾沼纂遁臂末高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,叶菜串晋嚼佯足尝卤味硼沧粥仔诬悟东它夫篷鹅制萤哦委夫一脾段檬淀枫高频电子线路课件第2章 高频电路基础高频电子线路课件第2章 高频电路基础,