高頻電子線路知識點整理

2021-03-04 01:25:49 字數 4096 閱讀 7811

高頻電子線路重點

第二章選頻網路

一. 基本概念

所謂選頻(濾波),就是選出需要的頻率分量和濾除不需要的頻率分量。

電抗(x)=容抗( )+感抗(wl) 阻抗=電阻(r)+j電抗

阻抗的模把阻抗看成虛數求模

二.串聯諧振電路

1.諧振時,(電抗電容、電感消失了,相角等於0,諧振頻率此時|z|最小=r,電流最大

2.當ww0時,電壓超前電流,相角大於0,x>0阻抗是感性;

3.迴路的品質因素數除r),增大迴路電阻,品質因數下降,諧振時,電感和電容兩端的電位差大小等於外加電壓的q倍,相位相反

4.迴路電流與諧振時迴路電流之比幅頻),品質因數越高,諧振時的電流越大,比值越大,曲線越尖,選頻作用越明顯,選擇性越好

5.失諧△w=w(再加電壓的頻率)-w0(迴路諧振頻率),當w和w0很相近時

ξ=x/r=q×2△w/w0是廣義失諧,迴路電流與諧振時迴路電流之比

6.當外加電壓不變,w=w1=w2時,其值為1/√2,w2-w1為通頻帶,w2,w1為邊界頻率/半功率點,廣義失諧為±1

7品質因數越高,選擇性越好,通頻帶越窄

8.通頻帶絕對值通頻帶相對值

9.相位特性

q越大,相位曲線在w0處越陡峭

10.能量關係

電抗元件電感和電容不消耗外加電動勢的能量,消耗能量的只有損耗電阻。

迴路總瞬時儲能

迴路乙個週期的損耗

表示迴路或線圈中的損耗。

就能量關係而言,所謂「諧振」,是指:迴路中儲存的能量是不變的,只是在電感與電容之間相互轉換;外加電動勢只提供迴路電阻所消耗的能量,以維持迴路的等幅振盪,而且諧振迴路中電流最大。

11. 電源內阻與負載電阻的影響

ql三. 併聯諧振迴路

1.一般無特殊說明都考慮wl>>r,z

反之wp=√[1/lc-(r/l)2]=1/√rc·√1-q2

2.y(導納電導(g電納(b與串聯不同

3.諧振時迴路諧振電阻rp= =qpwpl=qp/wpc

4.品質因數乘rp)

5.當w0導納是感性;當w>wp時,b<0導納是容性 (看電納)

電感和電容支路的電流等於外加電流的q倍,相位相反

併聯電阻減小品質因數下降通頻帶加寬,選擇性變壞

6.訊號源內阻和負載電阻的影響

由此看出,考慮訊號源內阻及負載電阻後,品質因數下降,併聯諧振迴路的選擇性變壞,通頻帶加寬。

四. 串並聯阻抗等效互換

1.併聯→串聯

q=xs/rs

2.串聯→併聯

rp≈rsq2 xp=xs q=rp/xs

3.抽頭式併聯電路

為了減小訊號源或負載電阻對諧振迴路的影響,訊號源或負載電阻不是直接接入迴路,而是經過一些簡單的變換電路,將它們部分接入迴路。

考慮接入後等效迴路兩端電阻和輸出電壓的變化

第三章高頻小訊號放大器

一. 基本概念

1.高頻放大器與低頻放大器主要區別:

工作頻率範圍、頻頻寬度,負載不同;

低頻:工作頻率低,頻帶寬,採用無調諧負載;高頻:工作頻率高,頻帶窄,採用選頻網路

2.諧振放大器又稱(調諧)/高頻放大器:靠近諧振,增益大,遠離諧振,衰減

3.高頻小訊號放大器的主要質量指標

1)增益:(放大係數)

2—3db,0.5—(-3db)

2)通頻帶

增益下降到時所對應的頻率範圍為

3)選擇性

從各種不同頻率訊號的總和(有用的和有害的)中選出有用訊號,抑制干擾訊號的能力

a)矩形係數或放大倍數下降到0.1或0.01)

k→1,濾除干擾能力越強,選擇性越好

b)抑制比表示對某個干擾訊號fn 的抑制能力

4) 工作穩定性

不穩定引起自激

5)雜訊係數

二.電晶體高頻小訊號等效電路與引數

1.形式等效電路(網路引數等效電路)

h引數系

輸出電壓、輸入電流為自變數,輸入電壓、輸出電流為參變數

z引數系

輸入、輸出電流為自變數,輸入、輸出電壓為參變數

y引數系(本章重點討論)

輸入、輸出電壓為自變數,輸入、輸出電流為參變數

輸入導納輸出短路輸出導納輸入短路)

正向傳輸導納輸出短路) 反向傳輸導納輸入短路)

yfe越大, 表示電晶體的放大能力越強;yre越大, 表示電晶體的內部反饋越強。

缺點:雖分析方便,但沒有考慮電晶體內部的物理過程,物理含義不明顯,隨頻率變化

參考書本62頁例題

2.混合π等效電路

優點: 各個元件在很寬的頻率範圍內都保持常數。

缺點: 分析電路不夠方便。

3.混合π等效電路引數與形式等效電路y引數的轉換

yie=gie+jωcieyoe=goe+jωcoe

yfe=|yfe|∠φfeyre=|yre|∠φre

4.電晶體的高頻引數

1)截止頻率fβ

放大係數β下降到β0的的頻率

2)特徵頻率飛ft

當β下降至1時的頻率當β0>>1時

3)最高振盪頻率fmax

電晶體的功率增益為1時的工作頻率

注意:f ≥fmax後,gp<1,電晶體已經不能得到功率放大。

三.單調諧迴路諧振放大器

1.電壓增益

諧振時匹配時

2.功率增益

1)如果設lc調諧迴路自身元件無損耗,且輸出迴路傳輸匹配

那麼最大功率增益為

2)如果lc調諧迴路存在自身損耗,且輸出迴路傳輸匹配

引入扎入損耗k1=迴路無損耗時的輸出功率(p1)/ 迴路有損耗時的輸出功率(p』1)=

(其中那麼最大功率增益為此時的電壓增益為

3.通頻帶與選擇性

通頻帶)

選擇性無論q值為多大,其諧振曲線和理想的矩形相差甚遠,選擇性差( >>1)

4.級間耦合看書76頁例題

四.多級單調諧迴路諧振放大器

1.放大器的總增益

2.m級放大器的通頻帶

五. 諧振放大器的穩定性

1.穩定係數其中g2=g1g2)如果s=1,放大器可能產生自激振盪;如果s >>1,放大器不會產生自激。 s越大,放大器離開自激狀態就越遠,工作就越穩定。一般要求s=5~10,

2.單向化

什麼是單向化:討論如何消除yre(反向傳輸導納)的反饋,變「雙向元件」為「單向元件」的過程。

為什麼單向化:由於電晶體內存在yre的反饋,所以它是乙個「雙向元件」。作為放大器工作時,yre的反饋作用可能引起放大器工作的不穩定。

如何單向化:

1) 失配法

訊號源內阻不與電晶體輸入阻抗匹配;電晶體輸出端負載阻抗不與本級電晶體的輸出阻抗匹配。

注意:失配法以犧牲增益為代價換取穩定性的提高。

2) 中和法(不做討論)

六.放大器中的雜訊

1.內部雜訊的**於特點

由元器件內部帶電粒子的無規則運動產生,大多為白雜訊(在整個頻域內,功率譜密度均勻分布的雜訊;亦即:所有不同頻率點上能量相等的隨機雜訊)

2.電阻熱雜訊

功率譜密度雜訊電壓的均方值雜訊電流的均方值

3.電晶體雜訊

1)熱雜訊:主要存在於 (基區體電阻)內

2)散粒雜訊(主要**)

3)分配雜訊

4)閃爍雜訊(1/f 雜訊)

4.場效電晶體的雜訊(比電晶體低得多)

1)熱雜訊:由漏、源之間的等效電阻產生;由溝道內電子不規則運動產生。

2)散粒雜訊:由柵、源之間pn結的洩漏電流引起。

3)閃爍雜訊

七.雜訊係數的表示和計算

1.訊雜比

有用訊號功率ps與雜訊功率pn的比值

2.雜訊係數:fn反映了訊號經過放大後,訊雜比變壞的程度

輸入訊雜比與輸出訊雜比的比值分貝

輸出雜訊

3.雜訊溫度ti=(fn-1)t

4.靈敏度

當系統的輸出訊雜比給定時,有效輸入訊號功率p』si稱為系統靈敏度,與之相對應得輸入電壓稱為最小可檢測訊號

p』si=fn(kt△fn)(p』so /p』no)===lg p』si=lgfn+lg(kt△fn)+lg(p』so /p』no) 書上116頁例題

5.等效雜訊寬度

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