1、1.2.1 高频电子线路中的元器件,1.2.2 LC并联振荡回路,1.2.3 谐振回路的接入方式,任务1.2通信电子线路的元器件,本讲导航,教学内容,1.2.1 高频电子线路中的元器件,1.2.2 LC并联振荡回路,教学目的,1.充分了解高频电子线路基本元件及特性,2.掌握LC选频网络的类型、特点和应用,3.掌握折合的概念在分析高频电路中的应用,1.2.3 谐振回路的接入方式,教学重点,教学难点,1.LC并联选频网络,1.LC并联选频网络的特点,2.折合的概念,2.折合的概念在分析高频电路中的应用,1.2.1 高频电子线路中的元器件,各种高频电路基本上是由有源元器件、无源元器件和无源网络组成的
2、。 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，但是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。 高频电路中完成信号的放大，非线性变换等功能的有源器件主要是二极管，晶体管和集成电路。,根据元器件的参数性质 ：,1.2.1 高频电子线路中的元器件,一个实际的电阻器,在低频时主要表现为电阻特性,但在高频使用时不仅表现有电阻特性,而且还表现有电抗特性。电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。,1.电阻器,一个电阻R的高频等效电路如图所示,其中,CR为分布电容, LR为引线电感,R为等效电阻,一无源器件,由介质隔开的两
3、导体构成电容器。一个理想电容器的容抗为1/(jC),电容器的容抗与频率的关系如图2.2（b）虚线所示。,一个实际电容C的高频等效电路如图2.2(a)所示,其中Rc为损耗电阻，Lc为引线电感。容抗与频率的关系如图2.2（a）实线所示。,2电容器,(a)电容器的等效电路（b）电容器的阻抗特性,图2.2电容器的高频等效电路,在分析一般米波以下频段的谐振回路时，常常只考虑电容和损耗。,理想电感器L的感抗为jL,其中为工作角频率。,实际电感线圈在高频频段除表现出电感 的特性外，还具有一定的损耗电阻和分布电容。在分析一般长、中、短波频段电路时，通常忽略分布电容的影响。因而，电感线圈的等效电路可以表示为电感
4、 和电阻串联。,3电感,电感器有自身谐振频率SRF。在SRF上,高频电感阻抗的幅值最大，表现为电阻性质，相角为零, 实际高频电感器特性如图2.3所示。,图2.3实际高频电感器的自身谐振频率SRF,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。主要用点接触式二极管和表面势垒二极管（又称肖特基二极管）。常用的点接触式二极管（如系列），工作频率可到，而表面势垒二极管，工作频率可高至微波范围。 另一种在高频中应用很广的二极管是变容二极管，其特点是电容随偏置电压变化。将它用于振荡回路中，可以做成电调谐器，也可以构成自动调谐电路等。变容管若用于振荡器中，可以通过改变电
5、压来改变振荡信号的频率，称为压控振荡器（）。电调谐器和压控振荡器也广泛用于电视接收机的高频头中。 还有一种以型，型和本征（）型三种半导体构成的二极管，它具有较强的正向电荷储存能力。它的高频等效电阻受正向直流电流的控制，是一种可调电阻。它在高频及微波电路中可以用做电可控开关、限幅器、电调衰减器或电调移相器。,1 二极管,二有源器件,2 .晶体管与场效应管（FET）,高频晶体管有两大类型：一类是做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；另一类为高频功率放大管，除了增益外，要求其在高频有较大的输出功率。 目前双极型小信号放大管，工作频率可达几，噪声系数为几分贝。小信号的场效应管也
6、能工作在同样高的频率，且噪声更低。一种称为砷化镓的场效应管，其工作频率可达十几以上。 在高频大功率晶体管方面，在几百兆赫兹以下频率，双极型晶体管的输出功率可达十几瓦至上百瓦。而金属氧化物场效应管（），甚至在几的频率上还能输出几瓦功率。,用于高频的集成电路主要分为通用型和专用型两种。 通用型的宽带集成放大器，工作频率可达一、二百兆赫兹，增益可达五六十分贝，甚至更高。用于高频的晶体管模拟乘法器，工作频率也可达一百兆赫兹以上。 高频专用集成电路（）主要包括集成锁相环、集成调频信号解调器、单片集成接收机以及电视机中的专用集成电路等。,3 .集成电路,振荡回路是由电感和电容组成。只有一个回路的振荡回路称
7、为简单振荡回路或单振荡回路。简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最小或最大值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。简单振荡回路具有谐振特性和频率选择作用。这是它在高频电子线路中得到广泛应用的重要原因。应用：高频小信号谐振放大器、高频谐振功率放大器、LC正弦波振荡器及各种滤波器件等。, 1.2.2 LC并联振荡回路,并联谐振回路由于阻抗较大，且有阻抗变换功能，在电路中除用作选频和滤波网络外，常直接作为放大器的负载使用。, 1.2.2 LC并联振荡回路,（）并联谐振回路 （b）等效电路,并联谐振回路即其等效电路如图(a)（b）所示。,并联回路：回路的等效导纳：,指信号源、电感、电容三者相
8、并联组成的电路。,2.回路的导纳、等效阻抗,则阻抗为：,1.定义,其中G0=Cr/L=1/Ro, G0称谐振电导，Ro称谐振电阻。,根据（2-2）公式可画出并联谐振回路的等效电路，如图2.4（b）所示。,（2-3）,3. 谐振频率,当谐振即f=f0 时，回路阻抗最大且为纯电阻；失谐时阻抗变小。当f0,回路呈感性；当ff0时，0, 回路呈容性。图2.5为并联谐振回路的阻抗的幅频特性曲线和阻抗的相频特性曲线。,（2-4）,4. 回路的阻抗特性,(a) 阻抗频率响应 (b) 相频响应,并联回路：回路处于谐振状态时，回路导纳最小，阻抗最大，回路呈现为纯电阻。则称回路谐振时的电阻R0为并联谐振回路的谐振
9、电阻。,6.并联谐振回路的谐振时电压,若在并联振荡回路两端加一频率变化的恒流源信号,则发生并联谐振时因回路阻抗最大, 因此并联谐振回路的谐振时电压最大,称为谐振电压,其值为:,5.谐振电阻,品质因数Q：并联回路谐振时的感抗或容抗与线圈中串联的损耗电阻之比。woL/r=1/woCr。它包含了三个元件参数（L，C，r或L，C，R0），反映了三个参数对回路特性的影响，是描述回路特性的综合参数。 Q越大，则LC并联谐振回路的幅频特性曲线越尖锐，选频作用越好。,7.回路的品质因数,通频带,负载或信号源不直接接入回路两端，而是通过变压器或电容分压与回路一部分相接，称为“部分接入”方式。采用部分接入方式，可
10、以通过改变线圈匝数、抽头位置或电容分压比来实现回路与信号源的阻抗匹配或进行阻抗变换。在这种部分接入方式电路中，有一个非常重要的参数接入系数p，它是回路与外电路之间的调节因子。定义为接入部分的相应阻抗与振荡回路中相应总阻抗之比 0 p1, 1.2.3谐振回路的接入方式,一 常见抽头振荡回路(LC并联回路),阻抗的电感抽头接入回路的电路及其等效电路有以下形式：,1.电感抽头接入回路L1与L2间无互感,（a）电路 （b）等效电路 2、3折合-1、3,二. 阻抗的电感抽头接入,电感抽头接入回路L1与L2间无互感的电路及其等效电路如图所示,其接入系数p可以直接用阻抗比值求出：,2.电感抽头接入回路L1与
11、L2间有互感M,电感抽头接入回路L1与L2间有互感M的电路,其接入系数p可以用阻抗比值求出：,电感抽头接入回路L1与L2间完全耦合组成自耦变压器，其电路及等效电路如图2.8所示,其接入系数p为：,（a）电路 （b）等效电路,RL= RL /P2 在一般情况下，我们都可近似认为两线圈是完全耦合的。,3.电感抽头接入回路L1与L2间完全耦合,电容抽头接入回路的电路如图2.9所示：,其接入系数p为：,图2.8电容抽头接入回路,三阻抗的电容抽头接入,如图2.7电感抽头接入回路L1与L2间完全耦合的自耦变压器电路为例P=N2/N1,若负载阻抗为ZL，转换后ZL则 有：,1.电阻的转换,2.电容的转换,四抽头并联振荡回路参数的折合,（2）电流源的转换,(1)电压源的转换,3.电源的转换,需要注意，对信号源进行折合时的接入系数为，而不是2例题分析：,本讲小结,1电子线路中的元器件,2LC并联选频网络,3. 折合的概念,4. 三极管Y参数等效电路,本讲作业,1. LC回路并联谐振的特点是什么？,2.已知LC并联谐振回路的电感 L=1H,Q=100。求谐振频率f=30MHz时回路C和并联谐振电阻Rp。,3.画出在高频小信号时三极管 Y参数等效电路。,
