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高頻電路課件，馬，2004年11月，第1章緒論，1.1無線通信系統(tǒng)概述1。無線通信系統(tǒng)的組成1。通信：電信號傳輸。也就是信息的傳輸過程。傳輸-指長距離傳輸。信號-指聲音、圖像、文本等。發(fā)展歷史從山頂消防站到現(xiàn)代通信。通信系統(tǒng)：實現(xiàn)信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。2.譜寫：發(fā)送設備：生成適合于信道傳輸?shù)男盘?。渠道：傳播的媒介。有有線、無線和光纖。接收設備：恢復原始信號。發(fā)射、源、發(fā)射設備、信道、信道、信道棚、接收設備、低頻放大器、調制器、高頻小信號放大器、高頻功率放大器、載波振蕩器、高頻電路、語音、300-3400HZ、接收、超外差接收機、低放大倍數(shù)、易自激的高頻小信號放大器。高頻小信號放大器、解調器、低頻放大器、高頻小信號放大器、混頻器、中頻放大器、檢波器、低頻放大器、本機振蕩器、高頻電路。無線通信系統(tǒng)的類型1。按工作頻段：(長波)、中波、短波、超短波、微波、衛(wèi)星通信。(紅色是高頻)2。根據通信方式：全雙工、半雙工、單工。單一工作：僅發(fā)送或接收。(單向)半雙工：它可以發(fā)送和接收，但在需要時間時不能同時發(fā)送和接收。(雙向，時分)示例：對講機全雙工：同時收發(fā)器。例如：手機3。根據調制方式：調幅、調頻、調相、脈沖調制。4.根據傳輸?shù)男畔ⅲ耗M通信和數(shù)字通信。或者語音、圖像、數(shù)據、多媒體通信。1.2無線電信號和調制1。信號分類無線電信號：調制信號(基帶信號)，載波信號，調制波信號。調制信號-低頻信號載波信號調制波信號-高頻信號2。無線電信號1的特征。時間特性和振幅之間的關系。頻譜特征(角度)的頻率和振幅之間的關系通常用波形圖或數(shù)學表達式來描述。f()具有幅頻特性和相頻特性。周期性信號的離散頻譜；非周期信號的連續(xù)譜。使用頻譜來表示更復雜的信號更方便。重要的參數(shù)是帶寬。例如，語音范圍為100赫茲-6千赫茲，一般為300赫茲-3400赫茲，調幅帶寬為9千赫茲，調頻帶寬為200千赫茲，電視帶寬為8千赫茲。頻分復用是無線通信使用高頻的原因之一。3.頻率特性是指無線電信號的頻率或波長。無線電波在電磁波譜中的位置是p5。在電磁波中，無線電波頻率相對較低，波長相對較長。無線電波段劃分：p5，4。傳播特性是指無線電信號的傳播模式、傳播距離和傳播特性。無線通信的傳輸媒介(信道)是自由空間。無線電信號通過天線傳輸。由于能量擴散、吸收、反射、散射和其他現(xiàn)象，無線電信號的強度在到達接收天線時會大大衰減。為了有效傳輸，必須選擇傳輸模式。傳輸模式的選擇主要基于無線電信號的頻率。衍射傳播(地波):取決于電磁波衍射傳播。長波、中波和短波，尤其是長波和中波，通過地波傳播，可以傳播很遠。折射和反射傳播(天波):取決于電離層反射和折射傳播。中短波，尤其是短波，可以通過天波進行遠距離傳輸。由于地球的曲率，直接傳播的距離(空間波):是有限的。尋呼站采用這種傳輸方式。長距離傳輸可以通過天線、繼電器或衛(wèi)星來實現(xiàn)。超短波和微波作為空間波傳播。具有調制特性的高頻信號適用于天線傳輸和空間傳播。只有高頻率和短當載波信號是脈沖信號時，脈沖調制：是上述調制的通用術語。調制的解調(檢測、鑒頻、鑒相)逆。1.3、本課程的特點1。功能多樣化放大、振蕩、頻率變化。其次，電路是多樣化的，分為基本二極管、三極管、場效應晶體管和變容二極管。第三，章節(jié)之間有很多概念和很少的聯(lián)系。4.非線性電路分析方法是除高頻小信號諧振放大器以外的所有非線性電路。因此，不能使用線性電路分析方法和定理，如微分等效電路法和疊加定理。然而，非線性分析是不成熟的或沒有分析方法，只有具體的解決辦法。工程估算是最常用的。CAD輔助分析和EAD輔助設計可用于更高的水平。要求：1。典型基本電路工作原理，工程估算。2.基本概念。3.非線性電路分析方法。第二章高頻電路基礎2.1高頻電路中的元件1。高頻電路中的元件1。高頻電阻LR-引線電感；分布電容LRcR越小，高頻特性越好。高頻特性與電阻器的材料、封裝形式和尺寸有關。高頻下金屬薄膜的電阻優(yōu)于碳薄膜。碳膜電阻比線繞電阻具有更好的高頻特性。表面貼裝電阻比引線電阻具有更好的高頻特性。小尺寸電阻比大尺寸電阻具有更好的高頻特性。2.高頻電容液晶分布電感；RC-極間絕緣電阻電解電容器高頻特性差；云母和陶瓷具有良好的電容性能。高頻電感RL-交流電阻。Cl-分布電容Q-品質因數(shù)，較小損耗Q=L/RL、f、z、fs、感性、容性、L、L、RL、cl、f、z、FP、感性、容性、ii。高頻電路中的有源器件1。二極管用于非線性轉換電路，例如檢測、調幅、混頻等。在高頻下。例如，點接觸二極管(2AP)具有小的電極間電容和高的工作頻率。工作頻率與微波一樣高的表面勢壘二極管；可變電容二極管，電容隨反向偏置電壓而變化；當U型、CJ型和PN結顯示電容效應時，擴散電容cD起主要作用。當PN結反向偏置時，勢壘電容(結電容)cj起主要作用。當PN結被反向偏置時，通過特殊處理-變容二極管2，cj具有大范圍的變化。晶體管場效應晶體管高頻低功率晶體管：具有高增益、低噪聲和高達幾千兆赫的工作頻率。高頻大功率管：高增益，大輸出功率。在幾百兆赫，輸出功率可以達到10-1000瓦.場效應晶體管：在相同的高頻率下，增益相同，噪聲較低。工作頻率超過10千兆赫的砷化鎵場效應晶體管。金屬氧化物場效應晶體管，在幾個GHz頻率下輸出功率高達幾瓦。3.有：個寬帶集成放大器，100-200兆赫和50-60分貝的集成電路，高頻比低頻少。模擬乘法器，100兆赫以上，專用：集成鎖相環(huán)，單片集成接收機，集成鑒頻器，彩電專用芯片，手機專用芯片。2.2、高頻電路中的基本電路1。高頻振蕩電路：頻率選擇，阻抗變換。1.簡單振蕩電路(1)當并聯(lián)諧振電路(特性圖)諧振時，0=，此時|zp|為最大值，即純電阻R0、LR、C、C、L、R0、Q=無功功率/有功功率；Q=0L/r=1/0Lr=/r?；騋=Ro/0L=0cRo=Ro/，環(huán)路特性阻抗=0L=1/0c=Q越高，環(huán)路選擇性越好，表明損耗越小，Q0-空載；QL加載時，失諧系數(shù)=2Q=2Q。當=1時，2f為帶寬B，B0.707=f0/Q，矩形系數(shù)kr0.1=B0.1/B0.707，越接近1越好。它是衡量選擇性的技術指標。單級為9.96，q-諧振曲線更陡-0.707左-kr 0.1不變，ZP=ro/(1j)， z=-arctan ， z/d在諧振頻率附近，q值越小，線性范圍越寬，IC=il=qi，u，I，IC，il，例：有并聯(lián)諧振電路，f0=10MHz，c=50pF，(1)試計算l值；(2)如果Q=100，則尋找r0和b；(3)如果B=0.5兆赫，可以并聯(lián)多少負載來滿足帶寬要求？解決方案：(1)F0=l=1/(42f 02 c)=5uh(2)q=ro/0l=q0l=31.4kb 0.707=F0/q=100 khz，(3)當串聯(lián)諧振電路(特性圖)諧振0=時，QL=F0/b=20r=QL0l=6.28kr=rlrorl=7.87k(2)對于純電阻r、LRC，q=0l/r=1/0cr=/Rb 0.707=F0/qkr 0.1=b 0.1/b 0.707(3)串并聯(lián)阻抗變換zs=zp1/(rsjxs)=1；、xsrs、XP、RP、Rp=Rs(1 Q2)串并聯(lián)xp=xs(1)或Rs=xs=并聯(lián)串示例抽頭并聯(lián)振蕩回路物鏡：實現(xiàn)信號源和回路或回路和負載之間的阻抗匹配或阻抗變換。確保通帶和選擇性的要求。接入系數(shù)p=p 1p=uab/UCD=，uab，UCD，RS ，l1l2，c，r0，根據轉換前后功率相等的原則，RS=RS/p2或gs=p2gs結論：由小端轉換為大端，電阻較大，電導較小。結論：從小端到大端減小電容。此外，負載轉換：RL=RL/p2或GL =P22GLCL =P2CL，電流轉換：IS=PIS、C1 C2、CS、L、R0、CS ，例如：已知：Q01，I (t)=COS107TMA，R1=500，C1=C2=2000 pF。L=10uH，find: u(t)，u1(t)，b解決方案：p=0.5 r1 =R1/p2=2ku(t)=R1 i (t)=2 cos 107 tvi 1(T)=I(T)/p=2 cos 107 TMA u1(T)=r1i (T)=cos 107 TV、I(T)，u(T)，L，c1，C2，R1，u1 (t)， 0=107f0=高頻變壓器充當?shù)皖l變壓器：來傳輸信號阻抗變換和DC隔離特性：(1)為了降低損耗，使用具有高磁導率和低高頻損耗的軟磁材料作為磁芯(2)，其適用于小信號場合并且尺寸小。線圈匝數(shù)減少1。理想變壓器，n=n1/n2e 1=jmi2e 2=jmi1u 1=nu2i 1=-I2/n(不考慮m時)rl =N2 rljl11jmi2=u1jl2jmi1=U2、u1-、U2-、i1、I2、m、l1n1、l2 n2、e1、e2、rl、U2、2。中心抽頭變壓器U1=U2=nU3I1 I 2=-i3/n，例如n=n1/N2=u1=U2=u3/2I1=I2=-i3、n1n1、N2、u3-、i1、I 3、I2、I2、I 3、I2、I 3、I 4、I 3、I 4、I 4、I 3、I 4、I 3、I 4、I3、I 4、I3、I 4、I 4、I 4、I 4物理特性(1)壓電效應：隨著外力變形，在表面產生電荷并呈現(xiàn)電壓；晶體因外加電壓而變形。當電壓改變時，晶體振蕩。當這種振蕩接近機器的自然振蕩頻率時，就會形成諧振，電路上就會出現(xiàn)電諧振。(2)振蕩頻率與晶片的材料、尺寸和幾何形狀有關。(3)頻率穩(wěn)定性好，溫度系數(shù)低于10-6個數(shù)量級。(4)泛音振蕩：也可以以更高的諧波振蕩，例如3、5和7個奇數(shù)階，并且實際的振蕩頻率不一定是整數(shù)倍。2.等效電路和阻抗特性、c0、Lqcqrq、典型參數(shù)3336 LQ=4CQ=6.310-3 PFRQ=100C0=3PF串聯(lián)諧振fq=(fs)當0為容性時，并聯(lián)諧振F0= FP(諧振曲線)曲線；q1，理想情況下kr0.1=1為矩形，kr0.1越小，選擇性越好，單級諧振放大器討論中kr0.1=9.96Kug;(1)rl表示因此，Ku 和B 被p1訪問系數(shù)設為0.707。如圖所示，示例：是一個小信號諧振放大器，fo=300MHz，晶體管Y參數(shù)Gie=1.5 ms，CIE=12 pF，YRE=0，YFE=5822 ms，GOE=0.4 ms，COE=9.5 pF，QO=100，RL=10k，L=0.8UH，P2=0.3，以找到3360Ku，B0.707，C、Ui、 解決方案：(Y參數(shù)等效電路圖)(1)GO=1/0LQO=0.066 MSgl =P22/RL=0.009 MSG=GO GL GOE=0.475 MSKU=P2YFE/G=36.6(2)QL=1/0LG=14B 0.707=FO/QL=2.14 mHZ(3)C=1/(42F 02L)=1 高頻諧振放大器的穩(wěn)定性1。原因：Yre0，即來自極間電容cbc的反饋，影響：YRE (1)放大器的幅頻特性惡