射頻通信電路_黃卡瑪_射頻電路基礎(chǔ)

1、射頻通信電路第二章 射頻電路基礎(chǔ)n2.1 頻帶寬度表示法n2.2 分貝表示法n2.3 LC諧振電路的特性n2.4 品質(zhì)因數(shù)n2.5 射頻二極管n2.6 射頻晶體管2.1 頻帶寬度表示法2.1.1 絕對(duì)帶寬2.1.2 相對(duì)帶寬2.1.3 窄帶和寬帶2.1.1 絕對(duì)帶寬HLBW Hzff以頻率作為單位表示的帶寬是指絕對(duì)帶寬。 例如：射頻放大電路的工作頻率范圍為1GHz2GHz，則帶寬為1GHzPAL制式的電視廣播的圖像信號(hào)帶寬為6MHz 2.1.2 相對(duì)帶寬n百分比法n定義為絕對(duì)帶寬占中心頻率的百分?jǐn)?shù) n倍數(shù)法（又稱覆蓋比法）n定義為高端截止頻率fH與低端截止頻率fL的比值 2.1.2 相對(duì)帶寬百

2、分比法 (無(wú)量綱)00100%100%HLffBWRBWff02HLfff2.1.2 相對(duì)帶寬倍數(shù)法 (無(wú)量綱)HLfKf1020logHLfK dBf2.1.2 相對(duì)帶寬百分比法：描述較小的相對(duì)帶寬倍數(shù)法：描述較大的相對(duì)帶寬2.2 分貝表示法n分貝通常是一個(gè)無(wú)量綱的比值，用來(lái)表示物理量相對(duì)值 10dB10logOUTPINPGP20101020dBdB10log20logOUTOUTVPININVZVGGVVZ2.2 分貝表示法n絕對(duì)功率的分貝表示10dBm10log1mWPP2.2 分貝表示法n絕對(duì)電壓的分貝表示10dBV20log1VVV2.2 分貝表示法101150dBm10log10

3、7dBm1mWVVP 在阻抗為50的射頻系統(tǒng)中，0dBV的信號(hào)和-107dBm的信號(hào)具有相同的功率 2.2 分貝表示法2.3 LC諧振電路的特性n2.3.1 串聯(lián)諧振電路n諧振頻率n品質(zhì)因數(shù)n2.3.2 并聯(lián)諧振電路n諧振頻率n品質(zhì)因數(shù)2.3.1 串聯(lián)諧振電路諧振條件X=001LC2.3.1 串聯(lián)諧振電路2.3.1 串聯(lián)諧振電路2.3.1 串聯(lián)諧振電路2.3.2 并聯(lián)諧振電路1111Yj CjCGjBj LrrL諧振條件B=001LC2.3.2 并聯(lián)諧振電路2.4 品質(zhì)因數(shù)n2.4.1 品質(zhì)因數(shù)與帶寬的關(guān)系n2.4.2 有載品質(zhì)因數(shù)n2.4.3 電抗器件的品質(zhì)因數(shù)2.4 品質(zhì)因數(shù)n品質(zhì)因數(shù)定義

4、為：一個(gè)具有周期性儲(chǔ)能的器件（或電路），在諧振頻率下，一個(gè)周期內(nèi)儲(chǔ)存的能量與一個(gè)周期內(nèi)損耗能量比值的倍。 002storedstoredlosslossWWQWP 2.4 品質(zhì)因數(shù) 22000001111cos24TTLLEEt dtItLdtI LTT 222200022000111111cos2444TTCCCCIEEt dtVtCdtV CCI LTTC2200122lossIPRI R0001LClossEELLQPRRC 2.4.1 品質(zhì)因數(shù)與帶寬的關(guān)系3dBHLBWff00003dBHLfQBW2.4.2 有載品質(zhì)因數(shù)n如果包含了負(fù)載或信號(hào)源內(nèi)阻的影響，諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為有載品質(zhì)

5、因數(shù)。n如果只考慮諧振電路自身，則品質(zhì)因數(shù)稱為空載品質(zhì)因數(shù)。 2.4.2 有載品質(zhì)因數(shù)001EEELQRRC0001LQRRC001LDEELQRRRRC0111LDEQQQ2.4.3 電抗器件的品質(zhì)因數(shù)n器件的品質(zhì)因數(shù)用來(lái)表示器件的損耗，品質(zhì)因數(shù)越高損耗越小，器件越接近于理想器件。 1CCXQRRCLLXLQRR0storedlossWQP 2.5 射頻二極管n2.5.1 二極管模型n2.5.2 射頻二極管分類(lèi)2.5.1 二極管模型 1ATVnVSI VIe小信號(hào)分析 V.S.大信號(hào)分析2.5.1 二極管模型n小信號(hào)模型 0dI tIGv t0001SdV VjTTIIIdIGRdVnVnV

6、2.5.1 二極管模型n大信號(hào)模型2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n1 肖特基二極管n2 PIN二極管n3 變?nèi)荻O管n4 雪崩二極管n5 隧道二極管n6 體效應(yīng)管2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n1 肖特基二極管 Schottky Diode滿足特定條件的金屬與半導(dǎo)體接觸形成肖特基結(jié) 2.5.2 射頻二極管分類(lèi)1 肖特基二極管使用肖特基二極管取代普通的PN結(jié)型二極管，用于射頻檢波電路射頻檢波電路、調(diào)制和解調(diào)電路調(diào)制和解調(diào)電路、混頻電路混頻電路等。 2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n2 PIN二極管 PIN Diode直流偏置電壓 正偏置 反偏置PIN對(duì)RF呈現(xiàn) 低阻 高阻2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n2 PIN

7、二極管應(yīng)用n開(kāi)關(guān)電路n電調(diào)衰減器 n射頻限幅電路 n移相電路2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n2 PIN二極管開(kāi)關(guān)電路2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n3 變?nèi)荻O管 Varactor反向偏置電壓 高 低等效電容 小 大01JJSAdiffCCVV2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n3 變?nèi)荻O管應(yīng)用n電調(diào)諧n壓控振蕩電路n混頻n脈沖產(chǎn)生電路2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n4 雪崩二極管負(fù)阻器件：射頻信號(hào)發(fā)生電路優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：效率低2.5.2 射頻二極管分類(lèi)4 雪崩二極管IMPATTIMPactAvalancheandTransitTimeDiode2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n5 隧道二極管 (Tunnel Diode)負(fù)阻器件：射頻信號(hào)發(fā)生電路優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：效率低2.5.2 射頻二極管分類(lèi)n5 體效應(yīng)管 (Gunn Diode)一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成 （無(wú)結(jié)）利用電子遷移率的變化構(gòu)造負(fù)阻器件2.6 射頻晶體管n2.6.1 射頻晶體管的結(jié)構(gòu)n2.6.2 射頻晶體管的模型2.6.1 射頻晶體管的結(jié)構(gòu)n1. 雙極型晶體管 (BJT)2.6.1 射頻晶體管的結(jié)構(gòu)n2. 場(chǎng)效應(yīng)管 (FET)金屬絕緣柵半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（MISFET）結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET ）金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（MESFET）異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管(HEMT)2.