(完整word版)高频电子线路(知识点整理)

127.02ωωω-=?

高频电子线路重点

第二章 选频网络

一. 基本概念

所谓选频（滤波），就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。 电抗(X)=容抗（ )+感抗(wL) 阻抗=电阻(R)+j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二．串联谐振电路 1.谐振时，（电抗） ，电容、电感消失了，相角等于0，谐振频率： ，此时|Z|最小

=R ，电流最大

2.当ww 0时，电压超前电流，相角大于0，X>0阻抗是感性；

3.回路的品质因素数 （除R ），增大回路电阻，品质因数下降，谐振时，电感和电容两端的电位

差大小等于外加电压的Q 倍，相位相反

4.回路电流与谐振时回路电流之比 (幅频)，品质因数越高，谐振时的电流越大，比值越大，曲线越尖，选频作用越明显，选择性越好

5.失谐△w=w （再加电压的频率）-w 0（回路谐振频率），当w 和w 0很相近时， ，

ξ=X/R=Q ×2△w/w 0是广义失谐，回路电流与谐振时回路电流之比

6.当外加电压不变，w=w 1=w 2时，其值为1/√2，w 2-w 1为通频带，w 2，w 1为边界频率/半功率点，广义失谐为±1

7. ，品质因数越高，选择性越好，通频带越窄 8.通频带绝对值 通频带相对值 9.相位特性

Q 越大，相位曲线在w 0处越陡峭

10.能量关系

电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量，消耗能量的只有损耗电阻。

回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 ， 表示回路或线圈中的损耗。 就能量关系而言，所谓“谐振”，是指：回路中储存的能量是不变的，只是在电感与电容之间相互转换；外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，而且谐振回路中电流最大。 11. 电源内阻与负载电阻的影响

Q L 三. 并联谐振回路 1.一般无特殊说明都考虑wL>>R ，Z 反之w p =√［1/LC-(R/L)2］=1/√RC ·√1-Q

2 2.Y(导纳)＝ 电导(G)= 电纳(B)= . 与串联不同 )1(C

L ωω-

01

0=-=C L X ωωLC 10=ωCR R L Q 0

01

ωω=

=)

(j 0

)()

(

j 11

ω

ψωω

ω

ωωe N Q =-

+=Q

702ωω=??2

1)(2

=+=ξξN Q f f 0702=??Q

f f 1207.0=

?ξ

ωωωωψ arctan arctan 00-=???

?

??-?-=Q ??? ??-+≈C L R C L ωω1j ??? ??-+=C CR ω1j ??

? ??-+L C L

CR

ωω1j L

CR ??

? ??-L C ωω

1C ω1

-

+ –

C

V s

L

R

I s C L R

2222222

1cos 21sin 21sm sm sm V CQ t V CQ t V CQ w w w C L 22=+=+=ωω2

sm 02sm 21π2121π2CQV R V w R

?=??=ωQ

CQV V CQ w w w R C L ?=?=+π212

1π2212sm sm

每周期耗能回路储能π2 =Q 所以R

R R R Q L

S 0

=

3.谐振时，

回路谐振电阻R p= =Q p w p L=Q p/w p C

4.品质因数（乘R p）

5.当w0导纳是感性；当w>w p时，B<0导纳是容性（看电纳）

电感和电容支路的电流等于外加电流的Q倍，相位相反

并联电阻减小品质因数下降通频带加宽，选择性变坏

6.信号源内阻和负载电阻的影响

由此看出，考虑信号源内阻及负载电阻后，品质因数下降，并联谐振回路的选择性变坏，通频带加宽。

四. 串并联阻抗等效互换

1.并联→串联

Q=X s/R s

2.串联→并联

R p≈R s Q2X p=X s Q=R p/X s

3.抽头式并联电路

为了减小信号源或负载电阻对谐振回路的影响，信号源或负载电阻不是直接接入回路，而是经过一些简单的变换电路，将它们部分接入回路。

R L

I

(a) (b)

-

—

L

R '

L

L

+

-

—

+

-

—L

'

L

V

V L

-

+

-

—

考虑接入后等效回路两端电阻和输出电压的变化

第三章高频小信号放大器

一. 基本概念

1.高频放大器与低频放大器主要区别：

工作频率范围、频带宽度，负载不同；

低频：工作频率低，频带宽，采用无调谐负载；高频：工作频率高，频带窄，采用选频网络

2.谐振放大器又称（调谐）/高频放大器：靠近谐振，增益大，远离谐振，衰减

3.高频小信号放大器的主要质量指标

1）增益：（放大系数）

2）通频带

增益下降到时所对应的频率范围为

3）选择性

从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力

1

=

-

=

L

C

B

ω

ω

LC

1

p

=

ω

CR

R

L

Q

P

P

p

1

ω

ω

=

=C

R

L

R

p

p

p

pω

ω

=

=

2

p

2

p

2

p

p

X

R

X

R

R

s+

=

2

p

2

p

p

2

p

s X

R

X

R

X

+

=

i

o

V

V

A log

20

=

v

i

o

P

P

A

p

log

10

=

CR

L

()

L

s

p

p

L

1

G

G

G

L

Q

+

+

=

ω

??

?

?

?

?

+

+

=

L

p

s

p

p

1

R

R

R

R

Q

=

L

R

p

p

ω

=

p

Q

L

P

1

ω

L

2

1

R

p

R

L

=

'

V

V

p L

=

Q

f

f0

7

2=

?

?

2

1

a ）矩形系数 或 （放大倍数下降到0.1或0.01） K →1，滤除干扰能力越强，选择性越好

b ）抑制比 表示对某个干扰信号f n 的抑制能力

4) 工作稳定性 不稳定引起自激 5）噪声系数

二．晶体管高频小信号等效电路与参数 1.形式等效电路（网络参数等效电路） h 参数系

输出电压、输入电流为自变量，输入电压、输出电流为参变量 z 参数系

输入、输出电流为自变量，输入、输出电压为参变量 y 参数系（本章重点讨论）

输入、输出电压为自变量，输入、输出电流为参变量

输入导纳 （输出短路） 输出导纳 （输入短路） 正向传输导纳 （输出短路） 反向传输导纳 （输入短路） ｙfe 越大, 表示晶体管的放大能力越强；ｙre 越大, 表示晶体管的内部反馈越强。

缺点：虽分析方便，但没有考虑晶体管内部的物理过程，物理含义不明显，随频率变化

参考书本62页例题 2.混合π等效电路

优点： 各个元件在很宽的频率范围内都保持常数。 缺点： 分析电路不够方便。

3.混合π等效电路参数与形式等效电路y 参数的转换 y ie =g ie +j ωC ie y oe =g oe +j ωC oe y fe =|y fe |∠φfe y re =|y re |∠φre

4.晶体管的高频参数 1）截止频率f β

放大系数β下降到β0的 的频率

2）特征频率飞f T

当β下降至1时的频率 ，当β0>>1时, 3）最高振荡频率f max

晶体管的功率增益为1时的工作频率

注意:f ≥f max 后，G p <1，晶体管已经不能得到功率放大。 三．单调谐回路谐振放大器

f

A v 0 f 0

A

A v n

f n

7.01.01022f f

K r ??=?7

.001.0r0.0122f f K ??=n

n v v A A d =011

i 2==V V I y &

&&02

1r 1==V V I y &&&012

f 2

==V V I y &&&2o =V V I y &&L oe fe re ie

i Y y y y y Y +-=L oe fe 1

2

Y y y V V A +-==?

?

?

v s ie fe re oe o Y y y y y Y +-=2

1

。β0T f f β≈β

T max f f f >>:频率参数的关系

抑制比

β

ββf f j +=

1.012

0βT -=βf f 等效变换

1.电压增益

谐振时 匹配时

2.功率增益

1）如果设LC 调谐回路自身元件无损耗，且输出回路传输匹配 那么最大功率增益为 2）如果LC 调谐回路存在自身损耗，且输出回路传输匹配 1=回路无损耗时的输出功率（P 1）/ 回路有损耗时的输出功率（P ’1）= (其中 )

那么最大功率增益为 此时的电压增益为

3.通频带与选择性

（通频带）

选择性无论Q 值为多大，其谐振曲线和理想的矩形相差甚远，选择性差（ >>1） 4.级间耦合看书76页例题

四．多级单调谐回路谐振放大器

1.放大器的总增益

2.m 级放大器的通频带

五． 谐振放大器的稳定性

1.稳定系数 g 2=g 1g 2）如果S ＝1，放大器可能产生自激振荡；如果S >>1，放大器不会产生

自激。 S 越大，放大器离开自激状态就越远，工作就越稳定。一般要求S=5~10， 2.单向化

什么是单向化：讨论如何消除y re （反向传输导纳）的反馈，变“双向元件”为“单向元件”的过程。 为什么单向化：由于晶体管内存在y re 的反馈，所以它是一个“双向元件”。作为放大器工作时，y re 的反馈作用可能引起放大器工作的不稳定。 如何单向化： 1） 失配法

信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配。 注意：失配法以牺牲增益为代价换取稳定性的提高。 2） 中和法（不做讨论） 六．放大器中的噪声 1.内部噪声的来源于特点

由元器件内部带电粒子的无规则运动产生，大多为白噪声（在整个频域内，功率谱密度均匀分布的噪声；亦即：所有不同频率点上能量相等的随机噪声） 2.电阻热噪声

功率谱密度 噪声电压的均方值 噪声电流的均方值 {其中 波尔兹曼常数 T 为绝对温度（=摄氏温度+273），单位为K R(或Ｇ)为

n

f ?内的电阻（或电导）值，单位为Ω}

2

ie 22oe121p fe

21fe 210g p g p G y p p G y p p A P ++-='-=v 2

1max 2)(i o fe vo g g y A -

=i o Po P P A =ie12ie 2)(g g A vo

=?????==ie2

2

21oe 21p 0

g p g p G ()1oe ie12fe

max P04g g y A =

?????=≠ie22

21

oe 21p 0

g p g p G 2

L )1(1

Q Q -

()()max 20L 20L oe1ie12

fe max )1()1(A Q Q y A -=-='2

1max 2||)(i o fe vo g g y A =)1(0Q Q L -L

07

.02Q f f =?10r ?K ()

n

A A A A A 1

n 21v v v v v &&Λ&&&=???=L

m Q

f f 017.0122-=?()单级7.01

212f m ?-=re

0fe 2

2S C y g ω=re

0fe

02A C S y ω=

v ()4S f kTR =24n n v kTR f =??2

4n n

i kTG f =??231.3810/,k J K -=?

输入端的噪声经放大后在输出端呈现的功率

3.晶体管噪声

1）热噪声：主要存在于 (基区体电阻）内

2）散粒噪声（主要来源） 3）分配噪声

4）闪烁噪声（1/f 噪声）

4.场效应管的噪声（比晶体管低得多）

1）热噪声：由漏、源之间的等效电阻产生；由沟道内电子不规则运动产生。 2）散粒噪声：由栅、源之间ＰＮ结的泄漏电流引起。 3）闪烁噪声

七．噪声系数的表示和计算 1.信噪比

有用信号功率P s 与噪声功率P n 的比值→ 2.噪声系数：F n 反映了信号经过放大后，信噪比变坏的程度

输入信噪比与输出信噪比的比值 分贝 输出噪声

3.噪声温度T i =(F n -1)T

4.灵敏度

当系统的输出信噪比给定时，有效输入信号功率P ’si 称为系统灵敏度，与之相对应得输入电压称为最小可检测信号 P ’si =F n (kT △f n )（P ’so /P ’no ）===lg P ’si =lgF n +lg(kT △f n )+lg （P ’so /P ’no ） 书上116页例题 5.等效噪声宽度

6.减小噪声系数的措施

选用低噪声元、器件；正确选择晶体管放大级的直流工作点；选择合适的信号源内阻R s ；选择合适的工作宽度；选用合适的放大电路；降低主要器件的工作温度

第五章 高频功率放大器

一．基本概念

1. 谐振（高频）功放与非谐振（低频）功放的比较 相同: 要求输出功率大，效率高 不同1：工作频率与相对频宽不同 不同2：负载不同

低频功放，采用无调谐负载；

高频功放，一般采用选频网络作为负载；新型宽带功放采用传输线作为负载。 不同3：工作状态不同

低频功放，工作于甲类（360度）、甲乙类或乙类（180度）（限于推挽电路）状态； 高频功放，一般工作于丙类（<180度）（某些特殊情况下可工作于乙类）。 二．工作原理

白噪声

/S N P P =S/N=SNR=信号功率/噪声功率//si ni

n so no

P P F P P =

()

10()10lg 10 n F dB n F d F B F == n o P P A =+=?+n0n0P P 放大器自身的噪声经放大后在输出端呈现的功率

1II

n F =+n0n0I

P

P 放大器自身的噪声经放大

后在输出端呈现的功率

输入端的噪声经过放大

后在输出端呈现的功率 C

o o

=

P P P +=

=

P P C o

=率直流电源提供的直流功输出功率

η)()

()(C

o 集电极耗散功耗交流输出信号功率率直流电源供给的直流功P P P =C

o =P P P +=

三．晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法

1.为了对高频功率放大器进行定量分析与计算，关键在于求出电流的直流分量I c0与基频分量I cm1

2.动态特性——一直线

3.负载特性

)(c 0max C 0C θαi I =)(c n max C cmn θαi I =0

c cm1c

1

)(I I g =θ)

()(c 0c

1θαθα=cm cm1p V I R =

结论：

欠压：恒流，V cm变化，P o较小，ηc低，P c较大过压：恒压，I cm1变化，P o较小，ηc可达最高临界：P o最大，ηc较高（最佳工作状态）

4.Vcc对工作状态的影响

5.V bm或V BB对工作状态的影响

第六章 正弦波振荡器

一．基本概念

振荡器：不需要激励信号，而是由本身的正反馈信号来代替外加激励信号的作用 振荡器通常工作于丙类，是非线性的 二．LCR 回路中的瞬变现象

220()L R C δω<<

回路的衰减系数 回路的固有角频率

三．基本工作原理

一套振荡回路；一个能量来源；一个控制设备

四．由正反馈的观点决定振荡的条件

1.起振——平衡

2.平衡状态的稳定条件 1）振幅

2）相位

六．反馈型LC 振荡器线路

1.互感耦合振荡器（调集、调基、调射）

:

omQ

om om

?z

2. 电感反馈式三端振荡器(哈特莱振荡器)

3.电容反馈式三端振荡器(考毕兹振荡器)

4. LC 三端式振荡器相位平衡条件的判断准则：射同集反 书264页例题 七．振荡器的频率稳定问题

1.绝对准确度：0f f f -=?

相对准确度：0

f f f f f -=?

2.频率稳定度可分为长期频率稳定度、短期频率稳定度和瞬间频率稳定度三种

3.方均根值法：指定时间间隔内，测得各频率准确度与其平均值的偏差的方均根值来表征

八．石英晶体振荡器（作为电感用）

九．负阻振荡器

负阻振荡器是把一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振回路相接，以产生等幅振荡

第七章 振幅调制与解调

一．基本概念

1.调制：在传送信号的乙方（发送端）将所要传送的信号（f 低）“附加”在高频振荡上，再由天线发射出去

2.解调：（反调制）也叫做检波

3.调制的原因

从切实可行的天线出发；便于不同电台相同频段基带信号的同时接收；可实现的回路带宽 二．检波

∑

=???????????? ???-???? ???=n i i n f f f f n 12

1

σ

三．调幅波的性质

1. 调幅波的数学表示式

载波信号调制信号

调幅信号，其中

，其中m a为调幅指数，

2.调幅波中的功率关系

载波功率上（下）边频功率调幅波的平均输出总功率

结论：

载波本身并不包含信号，但它的功率却占整个调幅波功率的绝大部分

唯有它的上、下边带分量才实际地反映调制信号的频谱结构，而载波分量仅是起到频谱搬移的作用，不反映调制信

号的变化规律

四．平方律调幅

1.工作原理

2.平衡调幅器

五．斩波调幅

实现的两种电路

1)斩波调幅器

2)环形调幅器

t

V

cosω

=

v t

VΩ

=

Ω

Ω

cos

v

t

t

V

m

AM

cos

)(ω

=

v t

V

k

V

t

VΩ

+

=

Ω

cos

)(

a

m

)

cos

1(

)

cos

1(

)(

a

a

m

t

m

V

t

V

V

k

V

t

VΩ

+

=

Ω

+

=Ω

a

a V

V

k

mΩ

=

R

V

P

2

oT2

1

=

2

a0

2

SB1SB2a oT

1

11

2

24

m V

P P m P

R

??

?

??

===

oT

a

DSB

oT

AM

P

m

P

P

P)

2

1

1(2

+

=

+

=

1

)

(

1

{≥

+

≤

=t

t

t

S0

cos

cos

ω

ω

,

1

=

>v

v

Ω

=

v

v,0

1

六．单边带信号的产生滤波器法

相移法

修正的移相滤波法七．高电平调幅

1.集电极调幅

2.基极调幅

八．包络检波

1.工作原理

2.质量指标

1) 电压传输系数(检波效率)

2) 等效输入电阻

3) 失真

①惰性失真(对角线切割失真)——时间常数RC太大

②负峰切割失真(底边切割失真)

θ

cos

=

d

K d

3

3

R

R

π

θ≈

im

im

id I

V

R=