物理學院高頻電子線路g1-2.

1、高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎3、耦合振蕩回路、耦合振蕩回路簡單振蕩回路的缺點是：選擇性差，矩形系數大。簡單振蕩回路的缺點是：選擇性差，矩形系數大。耦合振蕩回路是將兩個振蕩回路通過公共阻抗（電耦合振蕩回路是將兩個振蕩回路通過公共阻抗（電抗或電阻）耦合在一起，抗或電阻）耦合在一起，能較好的解決通頻帶和選能較好的解決通頻帶和選擇性之間的矛盾。擇性之間的矛盾。高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1

2、C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.（1）兩種耦合回路）兩種耦合回路L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.互感耦合振蕩回路，（兩個互感耦合振蕩回路，（兩個振蕩回路通過互感耦合）振蕩回路通過互感耦合）電容耦合振蕩回路，（兩個電容耦合振蕩回路，（兩個振蕩回路通過電容耦合）振蕩回路通過電容耦合）高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎第一節(jié)第一

3、節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件（2 2）耦合系數）耦合系數k k與耦合因子與耦合因子A A耦合系數耦合系數K：耦合阻抗和兩回路中同性質電抗的幾耦合阻抗和兩回路中同性質電抗的幾何平均值之比。何平均值之比?；ジ旭詈匣芈罚夯ジ旭詈匣芈罚?2MkL L電容耦合回路：電容耦合回路：12()()CCCCkCCCCL2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.L2C2R2L1C1MR1I.U1.U2.R1L1C1C2L2R2I.U1.CCU2.

4、L2r2L1C1Mr1I2.I1.E.jC1I.r2L1L2C1C2Cmr1(a)(b)(c)(d)C2E jL1I.高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎 耦合諧振回路的特性和諧振曲線的形狀與兩個耦合諧振回路的特性和諧振曲線的形狀與兩個諧振回路之間的耦合程度密切相關。諧振回路之間的耦合程度密切相關。k1%，稱很弱耦合；，稱很弱耦合； k1% 5%，稱弱耦合；，稱弱耦合； 5% k 90%，稱強耦合；，稱強耦合； k 90%,很強耦合；很強耦合；k=100%,全耦合。全耦合。耦合因數耦合因數表示耦合與表示耦合與Q共同對回路特性造成共同對回路特性造成的影響。的影響。 =

5、 111 , = 稱為耦合因數稱為臨界耦合cAk QAAkkQ設：設：121212, , LLLCCCQQQ高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎A =1，稱為臨界耦合，稱為臨界耦合， 曲線為單峰曲線為單峰。0.72ofBQr0.13.15KA A 11，稱為過耦合，曲線為雙峰。，稱為過耦合，曲線為雙峰。0 .73 .1ofBQr0.12.34KA =2.41時時第二節(jié)第二節(jié)高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎 (1) (1) 為了減少損耗為了減少損耗, , 高頻變壓器常用導磁率高頻變壓器常用導磁率

6、高、高、 高頻損耗小高頻損耗小的軟磁材料作磁芯。的軟磁材料作磁芯。( (導磁率高，可以在同樣的導線匝數下獲得較大的電感量）導磁率高，可以在同樣的導線匝數下獲得較大的電感量） (2) (2) 高頻變壓器一般用于小信號場合高頻變壓器一般用于小信號場合, , 尺寸小尺寸小, , 線圈的匝數較線圈的匝數較少。少。（2 36） 二、二、 高頻變壓器和傳輸線變壓器高頻變壓器和傳輸線變壓器 用于幾十兆赫茲以下高頻電路中，進行信號傳輸、用于幾十兆赫茲以下高頻電路中，進行信號傳輸、阻抗匹配、隔直流。阻抗匹配、隔直流。1、高頻變壓器、高頻變壓器第二節(jié)第二節(jié)高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路高頻電子線路高頻電

7、子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎(a)(b)(c)N1N2(a)LSCSLN1N2(b)圖 2 15 高頻變壓器及其等效電路 (a) 電路符號; (b) 等效電路第二節(jié)第二節(jié)高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎12331212()UUn UInIINnN中心抽頭變壓器電路中心抽頭變壓器電路N1N1U1.U2.I1.I2.N2I3.(a)(b)Z1Z2Z4Z3n:1U3.第二節(jié)第二節(jié)高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路3121121112220UUUNNNNININI或 ：注意電流方向都注意電流方向都是流入同名

8、端是流入同名端高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎例：電路如圖所示，列寫電路方程。例：電路如圖所示，列寫電路方程。112121112120LLLssLLLuuiiiiiiuuiRuuiRuiR高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎2 2 、傳輸線變壓器、傳輸線變壓器 用途：極性變換、阻抗變換、平衡不平衡變用途：極性變換、阻抗變換、平衡不平衡變換，功率合成、功率分配等。換，功率合成、功率分配等。結構：由傳輸線（同軸電纜、帶狀線或雙絞結構：由傳輸線（同軸電纜、帶狀線或雙絞線）在磁環(huán)上繞制而成。線）在磁環(huán)上繞制而成。第二節(jié)第二節(jié)高頻電路中的基本電

9、路高頻電路中的基本電路磁環(huán)42132143(a)(b)高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎特點：特點：工作的頻率范圍非常寬，上限頻率非常高，但受到傳工作的頻率范圍非常寬，上限頻率非常高，但受到傳輸線特性的限制。下限頻率受變壓器特性限制。輸線特性的限制。下限頻率受變壓器特性限制。工作原理：工作原理：傳輸線模式負責將信號的能量傳遞給負載，理想情傳輸線模式負責將信號的能量傳遞給負載，理想情況下，變壓器模式不傳輸能量。況下，變壓器模式不傳輸能量。變壓器模式實現阻抗變換、極性變換等作用。變壓器模式實現阻抗變換、極性變換等作用。高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基

10、礎高頻電路基礎傳輸線的長度傳輸線的長度 l 應滿足：應滿足：m i n1181 0l 在上述條件下：在上述條件下：1212,UUII高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎1 4 阻抗變換器; 第二節(jié)第二節(jié)高頻電路中的基本電路高頻電路中的基本電路121212112224/1/ 4LLiLiLUUUUUUUURRIIRR電路分析電路分析高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎4: 1阻抗變換器阻抗變換器/4 / 1iLRR12121214241/2iiLLLUUIIUUUUURRIII高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎

11、4.24試求所示個傳輸線變壓器的阻抗變換關系及相試求所示個傳輸線變壓器的阻抗變換關系及相應的特性阻抗應的特性阻抗ZC。解：解：11111,2,43324483322LLLLLiiLiiLiLLCLLuuu iiuRiuu iiuuuRRiiiuuZRii高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎（2 41）三、三、 石英晶體諧振器石英晶體諧振器 石英晶體諧振器簡稱為晶體。用于高穩(wěn)定性的振蕩器，濾石英晶體諧振器簡稱為晶體。用于高穩(wěn)定性的振蕩器，濾波器、鑒頻器中。波器、鑒頻器中。 化學成分：化學成分：二氧化硅二氧化硅 物理性質和化學性質都非常穩(wěn)定。受物理性質和化學性質都非常穩(wěn)

12、定。受溫度等外界條件變動的影響極為微小。溫度等外界條件變動的影響極為微小。第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件1、晶體結構、晶體結構Z軸：光軸；軸：光軸；X軸：電軸；軸：電軸；Y軸：機械軸軸：機械軸高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎晶片具有彈性，可產生機械振動，晶片具有彈性，可產生機械振動， 有有固有振動頻率固有振動頻率。高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎壓電效應：（壓電效應：（X X軸和軸和Y Y方向方向）受力受力形變形變在電極上產生等量異性在電極上產生等量異性電荷電荷數量數量正比正比于形變。于形變。電壓電壓形變形變形變

13、大小正比電場強度。形變大小正比電場強度。3、石英諧振器的等效電路、石英諧振器的等效電路交變電壓交變電壓晶體振動晶體振動交變電荷交變電荷交交變電流變電流 壓電效應使晶體具有了導電性。壓電效應使晶體具有了導電性。反壓電效應：反壓電效應：第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件2、壓電效應、壓電效應高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎晶體具有多種振蕩模式，除晶體具有多種振蕩模式，除基音基音模式外，還存在各種模式外，還存在各種奇次奇次泛音泛音振動模式。振動模式。電壓頻率等于晶體固有振動頻率時電壓頻率等于晶體固有振動頻率時：產：產生共振，電流最大，生共振，電流最大，電

14、流電壓同相。電流電壓同相。電壓頻率小于晶體固有振動頻率時電壓頻率小于晶體固有振動頻率時：電電流超前于電壓流超前于電壓，電壓頻率大于晶體固有振動頻率時電壓頻率大于晶體固有振動頻率時：電電流滯后于電壓。流滯后于電壓。根據電流電壓關系，晶體可以等效為串聯諧振電路根據電流電壓關系，晶體可以等效為串聯諧振電路第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎完整等效電路完整等效電路等效三次泛等效三次泛音諧振特性音諧振特性等效基波等效基波諧振特性諧振特性電極的電容電極的電容效應等效效應等效電路符號電路符號工作于基音的晶體稱為工作于基音的晶體稱為

15、基音晶體?；艟w。工作于泛音的晶體稱為工作于泛音的晶體稱為泛音晶體。泛音晶體。第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎基頻時晶體壓基頻時晶體壓電效應等效電效應等效電極的電容電極的電容效應等效效應等效4、基頻等效電路、基頻等效電路頻率穩(wěn)定度高是由于：頻率穩(wěn)定度高是由于：（1 1）Q Q值很高值很高（2 2）接入系數）接入系數 很小。很小。 0qCnC參數的特點：參數的特點：Lq 很大很大（幾十幾十mh，與，與 質量有關質量有關), Cq 很小很小（102pF以下以下,與剛性與剛性有關）。有關）。rq 很小很?。ㄅc摩擦損耗有

16、關）（與摩擦損耗有關）Qq 很高很高(105以上），以上），C0Cq第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎5、基頻時的等效阻抗、基頻時的等效阻抗q0qcrcrq0q11()11jLjCjCZjjXjLjCjC2qq0220qqq111111LCjCCLCL spspqqq0qq011,L CCCLCC2s20p1(/)11(/)jC 忽略忽略rq第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎其余范圍：其余范圍：X Xcr cr 0, 0, Z Zcr cr

17、 為容性為容性。s 0, Zcr 為感性為感性第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件spspqqq0qq011,L CC CLCC高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎由于由于Cq/C01,所以所以s 與與 p間隔很小間隔很小 。q0qqps000qqq0qsqs0111111212qCCCCCCC CL CLCCCC p或當晶體兩端并有電容當晶體兩端并有電容C CL L時。時。并聯諧振頻率為并聯諧振頻率為f fN N。f fN N f fp p. .00111122LLqqNssqCCfffCCCCC第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件高頻電子

18、線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎四、四、 集中濾波器集中濾波器陶瓷諧振片 圖 2 25 陶瓷濾波器電路 1、 陶瓷濾波器第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件由壓電陶瓷構成，等效電路與晶體相同，品質因數比由壓電陶瓷構成，等效電路與晶體相同，品質因數比晶體低，但比晶體低，但比LC回路高，通帶比晶體要寬。回路高，通帶比晶體要寬。高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎2、 聲表面波濾波器 第一節(jié)第一節(jié)高頻電路中的元器件高頻電路中的元器件結構及工作原理結構及工作原理高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎高頻電子線路高頻電子線路第第2 2章章 高頻電路基礎高頻電路基礎用途用途 SAW SAW濾波器在抑制電子信息設備高次諧波、鏡像信濾波器在抑制電子信息設備高次諧波、鏡像信息、發(fā)射漏泄信號以及各類寄生雜波干擾等方面起到良好息、