高频电子线路教案----doc.doc

2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作第1章 绪 论高频电子线路是信息工程和通信工程的专业必修课程，也是相关专业硕士研究生入学考试科目之一。高频电子线路的研究对象：研究无线电通讯中关于信号的产生、发射、传输和接收的一门科学，即研究信号传输与处理的一门科学。更具体地说是研究模拟无限通讯系统中的发送设备和接收设备，重点是研究它们的组成原理、基本电路和分析方法。电子线路的分类： 低频电子线路 f<300k按工作频率分 高频电子线路 300k<f<300mhz 微波电子线路 f>300mhz 模拟电子线路 传输、交换模拟信号按信号的流通形式分 数字电子线路 传输、交换数字信号 集成电路 线性电子线路按集成度分 按元件工作特性分 非线性电子线路 分立元件电路 时变电子线路一、无线电发展简史从无线到有线：麦克斯韦方程提供了坚实的理论基础（赫兹证明了迈克斯韦的理论）。1895年，意大利的马克尼首次用电磁波通信获得成功；1901年，又完成了横渡大西洋两岸的通信；这意味着无线电通信进入实用化的阶段。1904年，电子二极管被发明，进入无线电电子学时代；1907年，电子三极管诞生，是电子技术发展史上第一个里程碑；1948年，晶体三极管发明，电子技术发展史上第二里程碑；上世纪60年代，集成电路的诞生是电子技术史上的第三个里程碑。无线电技术的核心任务是传输信息，高频电路所涉及到的单元电路都是以传输信息、处理信息为核心。二、无线电信号传输原理1. 传输信号的基本方法如果导体内有高频电流通过（变化的电场），则有电磁能以电磁波的形式向空间辐射。高频电流为载波电流或载波，这种频率称为载波频率或射频（射频电子）。载有载波电流使电磁能以电磁波形式向空间辐射的导体称为发射天线。我们设法控制载波电流，使其含有基带信号的信息，即为无线电信号的发送过程。无线电信号的接收：接收天线把接收到的电磁波还原为与发送端相似的高频电流，然后想法取出原来信号。所以完整的通信系统由发送设备、传输媒质、接收设备组成。2. 无线通信系统的组成 首先需要产生高频载波电流振荡器：将直流电转换为交流电的换能器；通常采用石英晶体振荡器，为了提高频率稳定度和增加输出功率，在主振器之后还要有缓冲级和放大级，将发射功率提高到所需要的数值，再发射出去。一般晶体频率不能太高，有的时候需要若干级倍频器把载波频率提高到所需的数值。倍频之后经过若干级放大逐步提高输出功率，最后经过功放推动级将功率提高到能推动末级功放的电平。末级功放则将输出功率提高到所需要的发射功率电平，经发射天线发射出去。 其次，必须把声音信号加在高频电流上，这个过程称为调制。高频电流好比交通工具，载着声音信号向空间辐射。所以高频电流叫载波；声音信号就称为基带信号。调制的方法大致分两大类：连续波调制和脉冲波调制。本课程只涉及连续波调制。一个载波电流可以有三个参数可以改变：振幅、频率和相位，利用基带信号来改变这三个参数中的某一个，就是连续波调制，分别是：调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。 在接收端，首先把天线将收到的电磁波转变为已调波电流，由于天线接收的信号很微弱，所以要经过高频小信号放大器放大，然后再解调（即取出原来信号），最后经过低频放大推动扬声器转换为声音。直接接收式接收机的缺点是：对于不同的频率，接收机的灵敏度（接收弱信号的能力）和选择性（区分不同电台的能力）变化剧烈，灵敏度由于受高放的影响不能过高。所以，实际的接收机都采用超外差式接收机，如图：         混频器的作用是把接收到的不同载波频率转变为固定中频，即所谓的外差作用，超外差式接收机的名称由此而来。高频电子线路是通信系统，特别是无线电通信系统的基础，所以它研究的对象是无线通信的基本单元电路，都属于非线性电子线路。其主要研究对象是这些单元电路的组成原理，基本电路及分析方法。除此还应考虑非线性电子线路所用的元件、器件和组件，以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。二、无线电信号的特点：无线电信号有三种    无线电信号的特性a）时域特性：    指信号随时间变化快慢的特性，通常用时域波形和数学表达式（电压或电流）表示，要求传输信号电路的时间特性（如时间常数）必须与该信号的时间特性相适应。b）频谱特性：    任何形式的信号都可以分解为许多不同频率、不同幅度的正弦信号之和。谐波次数越高，幅度越小，影响越小。频谱特性有幅频特性和相频特性两部分，它们分别反映信号中各个频率分量的振幅和相位的分布情况。    任何信号都占据一定的带宽，带宽就是信号能量主要部分所占据的频带。不同信号，带宽不同，高频频率越高，可利用的频带宽度就越宽，从而可以容纳更多信号。这就是无线电通信采用高频的原因之一。c）频率特性：    指无线电信号的频率或波长。波长与频率f的关系为 c=f，其中c为光速，f和分别为无线电波的频率和波长。对频率或波长进行分段，称为频段或波段。不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同，传播的方式也不同，因而应用范围也不同。无线电波的频段划分列表如下：波段名称波长范围频率范围频段名称主要传播方式和用途长波波段10010,000m30300kHz低频(LF)地波。远距离通信中波波段1001000m3003000kHz中频(MF)地波、天波。广播、通信、导航短波波段10100m330MHz高频(HF)天波、地波。广播、通信超短波波段110m30300MHz甚高频(VHF)直线传播、对流层散射。通信、电视广播、调频广播、雷达分米波波段10100cm303000MHz超高频(UHF)直线传播、散射传播。通信、中继通信、卫星通信、广播电视、雷达厘米波波段110cm330GHz极高频(SHF)直线传播。中继通信、卫星通信、雷达非线性电子线路涉及的频段是从中频(MF)到超高频(UHF)的频率范围。d)传播特性:    它是指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。不同波段的无线电信号，传播特性不同。决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。    无线电传播一般都要采用高频（射频）才适合于天线辐射和无线传播。只有当天线的尺寸大到可以与信号波长相比拟时，天线才具有较多的辐射效率，这也是为什么要把信息调制到载波上的原因之一。e）调制特性：    要通过载波传递信息，就必须使载波信号的某一个（或几个）参数（振幅、频率或相位）随信息改变，这一过程称为调制。    调制的方式有   还可用它们的组合调制方式。    当数字信息进行调制时，通常称为键控。    键控方式有     一般情况高频载波为单一频率的正弦波，对应的调制为正弦调制，若载波为脉冲信号，则称为脉冲调制。    本课程主要讨论模拟信息（调制）信号和正弦波的模拟调制，但这些原理和电路完全可以推广到数字调制中去，这就是举一反三。    不同调制信号和不同的调制方式，其调制特性是不同的，对应解调也不同。三、高频电子电路的任务与功能及其分析方法任务：研究无线通信系统中非线性电子线路的基本电路、基本特点、基本分析方法和基本估算。 功能：有两方面完成能量转换有输入信号控制下，把直流电源能量转换成按输入变化的交流信号能量。（功率放大器）无输入信号控制下，把直流电源能量转换成按特征频率变化的交流信号能量。（正弦振荡器）频率变换（或频谱搬移）完成线性频谱搬移。（调幅、混频、检波）完成频谱非线性搬移。（调频、鉴频、调相鉴相等） 分析方法解非线性微分方程（复杂、繁、不被采用）数值分析法（现代分析手段）工程分析（课程采用方法，能明晰地分析各电路工作过程产生物理现象）图解法解析法：如指数函数分析法、折线近似分析法、线性时变系统分析法、差动特性分析法、开关函数分析法、频偏法以及矢量分析法等 总之：本课程单元电路多，基本概念多，分析方法繁锁又不统一，系统性差，会给学习带来一定难度，但实践性强，电路应用灵活。第2章 选频网络选择需要的频率分量，滤除不需要的频率分量。 串联谐振回路选频网络分两大类： 单振荡回路1. 由LC组成的振荡回路（谐振回路）： 并联谐振回路 耦合振荡回路 LC集中滤波器 石英晶体滤波器2. 滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器§2.1 串联谐振回路2.11 概述信号源、电容和电感串联组成的振荡回路。由于这种电路具有谐振特性又可称为串联谐振电路。电感的感抗随信号源频率增加而增大，而电容容抗随频率而减小。当信号源频率为某个特定值时，回路电抗为0，而在偏离这个频率时，回路阻抗增大，这个特性成为谐振特性，这个频率称为谐振频率。2.12 谐振条件R为电感损耗，C的损耗不计。电路如图： 谐振的方式：保持LC不变改变信号源的频率或保持信号源频率改变LC的值，都可以使电路发生谐振。其中，幅角：当L、C、R不变而的频率变化为某一值时，电抗X=0 ，回路电流为最大值，回路发生了谐振。由电抗可得：谐振频率或定义：谐振时的感抗值或容抗值为特性阻抗2.13谐振特性串联谐振回路谐振时具有如下特性：l 谐振时，电抗X=0，阻抗最小且为纯阻；当时，X0 ，回路呈感性； ，回路呈现容性。l 谐振时，回路电流最大，且电流与外加电压同相。l 谐振时，电容及电感两端电压的模值相等，且等于外加电压的Q倍，不计电容及电感的损耗，有： 定义品质因数则：可见，谐振时，电容和电感两端电压模相等，为外加电压的Q倍，品质因数Q可达几十到几百，要考虑元件耐压问题。串联谐振又称为电压谐振。电压和电流的关系：谐振时，电压和电流同相，电流为最大值。 超前90度；滞后 90度， 和相位相反，且 和 都比大Q倍。 实际损耗包含在线圈中， 2.14 能量关系串联振荡回路的能量关系：设谐振时瞬时电流L的瞬时能量（磁能）为：C的瞬时能量（电能）为：代入上式有：， 电容存储能量的最大值为：结论：谐振时，电容和电感上所存储的瞬时能量最大值相等，且为。如图2.13所示。谐振时，L和C上存储的瞬时能量和为：结论：能量和不随时间变化，为一常数，说明，回路中储存的总能量不变，只是在L和C之间转换。计算谐振时电阻的耗能：R消耗的平均功率：一个周期内的耗能：回路储能与每周耗能比：或：回路储能与每周耗能比。结论：品质因数是回路谐振时回路总的储能与每周内耗能比的2倍。总的结论：串联谐振时，L中的磁能与C中的电能周期性转换着，其能量总和不变。电抗元件不耗外加电动势的能量，外加电压只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的等幅振荡，所以，谐振时回路中的电流最大。2.15 谐振曲线和通频带一、谐振曲线回路中电流的幅值与外加电压频率之间的关系曲线，也称为幅频特性。串联谐振回路任意频率下电流：含振频特性和相频特性。:S称为回路的选择性，或谐振曲线方程。它表示回路谐振不变时（C.L等），谐振回路的相对幅值随信号源频率变化的规律。谐振曲线如图所示。 Q值越大，曲线越尖锐，对外加电压的选频与显著，选择性越好。式子：定义：外加电压频率与回路谐振频率之差为，绝对失谐量（或失调量）表示由该式可绘制通用谐振曲线：二通频带 结论：通频带与回路的品质因数Q成反比，Q越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择性越 好，频带越窄。因此对串联谐振回路。Q与存在着矛盾。2.16 相频特性曲线相频特性曲线是值：回路电流的相角随频率。有这两式分别绘制串联振荡回路的相频特性曲线和通用相频特性曲线.2.17信号远内阻及负载对串联谐振回路的影响 由于 有载Q值 无载（空载）Q值。显然， 因此接入信号源及负载电阻后,串联振荡回路选择性变坏，频带展宽。串联振荡回路适用于：信号源内阻及负载电阻不太大的情况。例P18。121已知串联谐振回路L=400H,要求回路调节在1MHz上，试决定回路电容。2.2并联谐振回路2.21 概述 串联谐振回路适用于信号源内阻为0或不太大的情况。如果信号源内阻很大宜采用并联谐振回路。 L.C信号源并联。电容C损耗不计，损耗电阻R集中在电感支路。2.22 谐振条件当设外加电流源的电流为,则并联谐振回路的端电压为:若回路总损耗电阻r=30,求该回路的通频带及对f=980kHz信号的抑制能力。解： 采用导纳分析：设振荡回路的导纳其中，为电导 为电纳当回路电纳为0时 B0回路电压与电流同相，并联回路对外加信号源频率发生并联谐振 并联谐振条件则，谐振频率当的条件不满足: 谐振时，Z为实数。则：由此解得并联谐振角频率为：2.23 谐振特性 并联谐振回路有如下特性：1） 谐振时，电纳B0。导纳为最小值电压达到最大值且与电流同相。其中为谐振电导 , 其倒数为谐振电阻，其值最大 特性阻抗并且谐振电阻： 或：结论:并联谐振电阻等于感抗值或容抗值的倍。当>>1时，很大。并联谐振时：阻抗最大，并为纯阻。无谐时，阻抗减小，Z含电阻2） 谐振时，电感及电容中的电流幅值为外加电流源的倍。谐振时： 结论：谐振时，电容支路电流超前信号源电流；电感支路电流滞后于。实际小于。2.24 谐振曲线，相频特性曲线和通频带。并联谐振回路，当时，任意频率下谐振回路电压： 当 结论：并联振荡或路的通用谐振曲线与相频特性与串联回路相同。通频带： 结论：愈高，谐振曲线愈尖锐。选择性愈好，通频带愈窄。2.25 信号源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响 并联谐振电路后的例题 已知： 试求未接信号与负载和时，回路等效品质因数，谐振电阻，通频带及失谐的选择性解：（1）未接负载及信号源时（2）接 合并电阻： 减小 展宽结论：品质因数减小，选择性变差，频带展宽。下降越多.并联谐振回路适用于信号源内阻很大和负载电阻也大的情况,以便较高获得较好的选择性。2.26 串并联谐振回路比较 串联谐振并联谐振L. C. 串联L. C. 并联谐振条件电抗电纳谐振频率Z与Y谐振时Z最小为纯阻ZR失谐时Z增大谐振时Y最小Z最大为纯阻失谐时，Z减小品质因数回路电流最大回路电压最大谐振曲线相对电流与频率的关系曲线相对电压与频率的关系曲线Q值越高曲线越尖锐选择性越好频带越窄通频带对谐振回路的影响有载Q值减小选择性变差，频带展宽 减小，同串联2.3 阻抗变换2.31 串并联阻抗的等效互换 等效：工作频率为w时，从（a）的AB两端看进去的阻抗（或导纳）与（b）从AB端看进去的阻抗（或导纳）相等。 所以由（a）串联电路的品质因数： 结论：串联电路的品质因数等于并联电路的电阻R2与电抗x2的比值。结论：等效并联电路的电阻比串联电路电在（）大倍。从能量角度看：小的串联电阻损耗小，转换成大的并联电阻，分流小，损耗也小，两种电路完全等效。结论：电抗x1与x2性质相同。在高QL1情况下 从能量角度看：小的串联电阻损耗小，转换成大的并联电在，分流小，损耗也小两种电路完全等效。串并联阻抗互换在电路分析中经常使用，分析如下：（1） 小的串联电阻（R1+Rx）化为大的并联电阻R2 且 （2） 串联电抗x1化为同性质的并联电抗x2，且 当QL1较高时, （3） 串联电路的有效品质因数为： 2.32 回路抽头时阻抗的变化（折合）关系。减小信号源及负载对回路的影响。 常见的阻抗变换电路有：变压器、自耦变压器和电容分压式等电路。1） 变压器阻抗变换作用变压器耦合系数： 表明初次级耦合的紧密程度 设负载RL为纯阻,且 由初级看进去的等效阻抗 上式中的第二项为负载RL反映到初级的串联损耗电阻，即 r=由RL折到初级的等效电路如图(b)RL折算到初级与L1并联结论：等效阻抗Z1由和L1并联而成如图（c）所示 P称为变压器次级对初级的接入系数。 结论：（1）当耦合系数 若P<1，则次级RL折算到初级的就会升高，P越小就越大（2）式子可推广到负载为阻抗为ZL的电路，即有：2）自耦变压器阻抗变换 根据RL折合到初级后为，RL与消耗功率相同，可得初次级阻抗变换关系 当 时，（开路） P次级23绕组对初级13绕组接入系数，结论：（1）当K=1时L0为每砸的电感量则 (2)当k=0，线圈耦合很弱，或由两隔离绕组构成时，M=0 为双电感分压器电路。（3）公式是L1与L2的绕向一致的情况；当L1与L2绕向相反时， （4） 公式 可推广到负载阻抗ZL的电路。 即：3) 电容分压式阻抗变换电路 根据RL与功率相等的条件，其阻抗变换关系 同样，负载不是纯阻而包括电抗成分时， 也成立。4） 信号源阻抗便更换电路电压源和电流源有时也需折合。如教案14页（a）功率相等 注意：电压源的变比是P而不是P2Ri从bc端折合至ac端为 ： I从bc端折合至ac端为 ： 注意：电压源的变比是P而不是P2 例题：如图所示，并联谐振回路。信号源与负载都是部分接入的，已知Rs、RL,并知回路参数L、C1、C2和空载品质因数Q0，求 （1）和（有时用B表示） （2） RL不变，要求总负载与信号源匹配，如何调整回路参数 分析：考查并联谐振回路基本参数与特性方面的内容，以及接回路，接入系数，阻抗变换和匹配的概念。 解：（1） 串与串联. 有载时只有考虑RL，RL对回路接入系数P2, 则 对谐振回路来说 则 有载品质因数 考虑RS后也可算出 （2）设信号源对回路的接入系数为P1。则总负载折合到信号源处为 若要求与匹配，即,需要调整不变，中可调整的参数有P1P2Q0与L。 但实际上L和Q0一般不变，而且f0也不变。因此只有通过调P1和P2来实现。调P1就是调L的抽头位置，调P2就是调整C1和C2，需注意的是，调C1和C2时要保持C不变 回路的插入损耗（补充） 由于谐振回路有谐振电阻Rp存在它会消耗功率。因此信号源送来的功率不能全部送给负载Rl有一部分功率被回路电导消耗了。回路本身引起的损耗称为插入损耗用 Kl来表示。 右图是考虑信号源内阻，负载内阻和回路损耗的并联电路。 若Rp ，gp=0。则无损耗 并联电阻Rp为，分流为0无损耗 回路本身的 通常在电路中我们希望Q0大，即损耗小。2.5 耦合回路 2.51 概述单振荡回路选频作用不理想。阻抗变换不灵活，理想的选频特性是矩形曲线。为了获得接近于矩形的频率响应特性，常采用耦合振荡回路有两个或两个以上单振荡回路通过各种不同的耦合方式组成。初级回路：耦合回路中接激励信号源的回路。次级回路：与负载相接的回路称为次级回路（一般都是谐振回路）常见的耦合有：电感耦合、电容耦合。按两个回路耦合的程度分为：强耦合、弱耦合、临界耦合。耦合系数k来说明耦合的程度。其中，x12为耦合元件的电感，在电阻耦合回路中为耦合电阻值。 x11和x22分别为初、次级回路中与x12同性质的总电抗。 对电容耦合：2.52互感耦合回路的等效阻抗。 如图标定电流方向，列初次级回路电压方程： 对电感耦合回路： 互感M单位与自感L相同，高频电路中M的量级一般是H.耦合系数k的量级约是百分之几。由耦合系数的定以可知，任何电路的耦合系数不但都是无量纲的常数，而且永远是个小于1的正数。 其中， 次级回路的自阻抗 解以上方程可得: 定以: 次级回路对初级回路的反解阻抗。 初级对次级的反解阻抗 表示:次级开路时,初级电流 在次级线圈中所感应电动势. 用电压表示为 所以,串联互感耦合回路可等效为如下电路: 反解阻抗的物理意义:1) 初次级回路中并不存在实体的反解阻抗2) 说明一个回路对另一个相互耦合回路的影响.如:zf1表示次级电流在通过L2时,在L1中所引起的互感电压jwM对初级电流的影响,此电压用一个在其上通过电感的阻抗来代替. 结论：1） 反解电阻永远是正值。代表一定能量的损耗。2） 反解电抗的性质与原回路总电抗的性质总是相反的。以xf1为例：如2.513式可知，当x22呈容性（x22<0）时，则f1呈感性（xf1>0）;当x22呈感性（x22>0）时，则xf1呈容性（xf1<0）3） 反解电阻和反解电抗的值与耦合阻抗的平方值成正比。当M0时，反解阻抗也为0。即为单回路。4） 当初,次级回路同时调谐到与激励频率谐振时,(x11=x22=0).则反解阻抗为纯阻。如：，其作用相当于在初级回路中增加一电阻分量：。而：，相当于在次级回路中增加一分量：。且看出，反解电阻与原回路电阻成反比。初次级回路的总阻抗： 分析适用于纯电抗耦合系统。考虑反解阻抗后的耦合回路如图：对于耦合谐振回路，凡是达到了初级等效电路的电抗为0，或次级等效电路的电抗为0或初次级回路的电抗同时为0，都称为回路达到了谐振。调谐的方法可以是调节初级回路的电抗，调节次级回路的电抗及两回路间的耦合量。由于互感耦合使初次级回路的参数相互影响（表现为反解阻抗）。所以耦合回路的谐振现象比单谐振回路的谐振现象要复杂一些。根据调谐参数不同，可分为谐振，幅谐振，全谐振三中情况。2.53 耦合回路的谐振特性 改变初级回路信号源频率，或该耦合回路中元件参量都可以使初级或次级回路发生谐振， 也可使初次级回路同时发生谐振。 初次级回路电流的幅度：以上两式可看出,通过改变初次级回路参数或耦合参量,可使耦合回路达到部分谐振,复谐振和全谐振。重点讨论：次级回路的谐振特性与获得最大电流的条件。1） 部分谐振初级部分谐振：次级回路参数及互感M不变，仅改变初级回路电抗x11使初级回路发生串联谐振。初级部分谐振条件： 即： 次级电流由： 次级部分谐振条件： 或：次级电流为最大：2） 复谐振在部分谐振的基础上，调节互感M。使反解电阻Rf1（对初级部分谐振）谐振回路的自电阻R11，使部分谐振回路即满足串联谐振条件，又满足最大功率传输条件，也就是达到共轭匹配。这时次级回路电流I2m达到可能的最大值I2max,max复谐振有两种情况：First.反复调x11 和M。使初级回路发生串联谐振，同时又有R11=Rf1此时复谐振条件为： 次级回路电流： 其模：由上（2）式得： 代入上式：得： 满足上述复谐振条件的耦合电抗X12c表示， Second:反复调节x22和M，使次级回路发生串联谐振。又满足初级的反解电阻与次级自电阻相等，次时复谐振条件为： 结论：无论哪种方法达到复谐振，其结果完全相同。初级达到复谐振时，次级必然达到复谐振，反之亦然。3） 全谐振和最佳全谐振。调节初级回路和次级回路使其单独谐振在信号源频率上，即满足x11=0 x22=0的条件这时初级回路均呈现电阻性。这种状态称为全谐振。即z11=R11 z22=R22因为不满足匹配条件，即Rf1不定等于R11。所以。x11=x22=0,调节M使 为最佳谐振。则次级回路电流可能的最大值： 最佳全谐振是复谐振的一个特例，是x11=x22=0最佳全谐振时的互感为： (自电阻反解电阻) 复谐振时互感： 结论Mc<M。Mc获得I2max,max的最小互感量。 最佳全谐振时初次级间的耦合称为临界耦合，与此相应的耦合系数称为临界耦合系数。用kc表示： Q1、Q2分别为初次级回路的品质因数。 2.54 耦合回路的频率特性 回路参数不变，改变信号源频率时，次级回路的电压（或电流）随频率变化的情况，称为次级回路电压（或电流）的频率特性。仍以互感耦合回路为例： 初次级回路的自阻抗也相等,且 用导数求极值的方法:耦合回路谐振曲线的通用方程式S结论：S不仅是广义矢量的函数，也是耦合因数的函数为不同的值，可得不同形状的曲线。以为变量，为参变量画出谐振曲线（或频率响应曲线）讨论：1） =1临界耦合 2）<1即kQ0<1,称为弱耦合 3）>1即kQ0>1,称为强耦合 2.6滤波器的其它形式2.61LC集中选择性滤波器LC可分为：低通、高通、带通和带阻等形式。带通滤波器在某一指定的范围信号可以通过，而在此范围之外，信号不能通过。图67。由节单节滤波器组成，有个调谐回路的带通滤波器，图中每个LC都谐振在带通滤波器的fi上，耦合电容c0的大小决定了耦合强弱，因而又决定了滤波器的传输特性，和分别连接信号源和负载调节它们的大小，可以改变信号源内阻Rs和RL与滤波器的匹配，匹配好了，可以减小滤波器的通频带衰减。节数多，则带通曲线陡峭。单节滤波器阻抗分析：设c0的阻抗为Z1，LC阻抗为4Z2，滤波器的传播条件为：即在通频带内要求阻抗Z1和Z2异号，阻抗曲线如图所示：本章小结本章内容为通信电子线路的重要基础。1.各种形式的选频网络在通信电子线路中得到广泛的应用。它们能选出我们需要的频率分量和滤除不需要的频率分量，因此，掌握各种选频网络的特性及分析方法是很重要的。2.选频网络可分为两大类。一类是由电感和电容组成的谐振回路，一类是各种滤波器。3.串联谐振回路是指L、C、信号源三者串联；并联谐振回路是指L、C、信号源三者并联。串，并联谐振回路的共同特点是： 串并联谐振回路的不同点是： 4.串并联阻抗等效互换: 5 .回路采用抽头接入的目的是为了减少负载和信号源内阻对回路的影响。常见的三种接入方式：自耦变压器、变压器、电容分压器接入。6. 耦合谐振回路：由两个单振荡回路组成。第3章 高频小信号放大器概述放大高频小信号的放大器称为高频小信号放大器高频小信号：中心频率在几百KHZ，频谱宽度在几KHZ到几十MHZ的范围。放大器分类：窄带宽带按频带分按所用器件晶体管放大器场效应放大器 集成电路放大器 谐振放大器非谐振放大器按负载性质单级级联按电路形式 谐振放大器：采用谐振回路（串并联及耦合回路）作负载的放大器，不仅具有放大作用，而且也起着滤波或选频的作用，放大谐振频率附近的信号。 非谐振放大器：各种滤波器和阻容放大器组成非调谐的各种窄带和宽带放大器。LC集中选择性滤波器，石英晶体滤波器，陶瓷滤波器，声表面滤波器。小信号条件下工作的高频放大器，由于信号电压，电流幅度都很小，放大器件运用在甲类工作状态，放大电路可看作有源线形电路，因而可采用小信号等效电路来进行分析。本章重点讨论了晶体管单级窄带谐振放大器，因为高频时，晶体管的电抗效应不容忽视，因此，分析高频小信号放大器，应采用晶体管高频等效电路，对于窄带放大器，采用Y参数等效电路分析较为方便。特征频率和电流放大系数之间有下列简单关系： 时，=粗略计算管子在工作频率的电流放大系数3）最高震荡频率BJT的功率增益 =1时的工作频率称为是BJT适用的最高极限频率，此时，BJT已得不到功率放大。一般，BJT的实际工作频率为，3.3 单调谐电路谐振放大器晶体管集电极负载只有一个单调谐电路的谐振放大器，称为单调谐电路谐振放大器，简称单调谐放大器。3-1单级单调谐放大器电路组成：晶体管的输出端经线圈抽头接入调谐回路，使晶体管的输出导纳只和调谐回路1.2端并联，减小了晶体管的输入导纳对谐振回路的影响，耦合到下一级采用降压变压器，减小负载对谐振回路的影响。画交流等效电路；，在高频时看作短路，在多级放大器中，外接负载 就是下一级的输入导纳 （略去下一级基极偏置）经分析：四个y参数可表示如下：=+ =+= =四个y参数都是频率的函数，分别为输入输出的电导，为输入输出电容。 正反向传输导纳的模数和相移。而，,，均可通过混合无参数求得。 忽略后，0，结果大为简化窄带小信号谐振放大器中，近似认为在所讨论的频率范围内，这些值与频率无关并等于各自在谐振频率上的数值。 3.2-4 BJT的高频参数表征BJT高频特性的参数：1）截止频率 2）特征频率当=1的频率 =当时，=3.2-2 混合等效电路晶体管内部的复杂关系，用RLC集中元件表示，用这种物理模拟的方法多得到的等效电路为混合等效电路绘出混合等效电路及参数意义和数值 基极电阻或 = 共射低频电流放大系数，发射级电流，=150 发射结电容 =500PF 基极电阻 =5PF 引入交流电压反馈，可能引起放大器自激，希望小基极体电阻 =25 共基电路引入高频负反馈，降低电流放大系数，希望小 BJT电流放大作用的等效电流发生器，在有效基区b和e间加交流电压，对集电极电路的作用相当于有一电流源存在。 BJT跨导 = 基电结电阻 级射极电阻 ， ， 分布电容 忽略3.2-3 混合等效电路参数与形式等效电路y参数的转换BJT工作点选定以后，混合等效电路各元件参数便确定，有些直接查得，另一些计算可得。分析小信号放大器以 y参数等效电路为基础，有必要讨论：混合参数与y参数的转换以便根据确定的元件参数进行小信号放大器设计和计算。5）噪声系数放大器的噪声性能BJT 高频小信号等效电路与参数3.2-1网络参数等效电路晶体管有源四端网络与为直变量，和为参变量，列方程： =+=+其中：= 输出短路时的输入导纳;= 输入短路时的反向传输导纳= 输出短路时的正向传输导纳= 输入短路时的输出导纳;晶体管的导纳参数成为内参数,而与外电路无关。晶体管y参数等效电路如图所示,晶体管的y参数可直接测量得到。3.2晶体管高频小信号等效电路与参数小信号放大器由于信号小,可以认为它在工作晶体管的线形范围之内,常采用有源线形网络进行分析.晶体管在高频运用时,等效电路主要有两种表示方法,形成等效电路和物理模拟等效电路(混合等效电路);y参数