
川信息职业技孝李院 《高频电子核本》将品贵源共享藤 任务1.2高频电子技术中的元器件 1.2.1资讯准备 5任毒指述 L,了解高顿电子技术的基本元件及其特性: 2,事握电阻器、电容器和电感器的物理特性、等效电路和基本计算方法 3,拿握LC谐振回路的类型、特点和主要参数: 4,章握谐振回路的接入方法及找入系数的计算。 。资讯指南 语讯内容 获双方式 1.有源器件和无源器件的区别? 2,线性和非线性的定义和区别格层什么7 两资料 3,电阻器.电容器和电感的物理特性、等效电略各是怎样 上网 4.【C渐银回芭主业有些用途,其主要参数有多些? 直阅图书 问相关工作人员 5,皆数回路的接入方式有感些,应用于建场合7 6.箱入系的定文量什丝,如阿计裤? 5县单村料 一、高频电子技术中的元器件 各种通信电路基本上是由有源器件、无源器件和无源网路组成的。由于通信电路一般工作在高 频频段,所以虽然电路中使用的元器件与在低频电路中使用的元器件基本相同,但需要注意它们在 高频使用时的高频特性(如分布参数)。 通信电路中的无源器件主要是电阻器,电容图和电感器:有潭器件主要有二极管,三极管和集 成电路,常用于完成信号的放大或津线性变镜。 1.无源器件 (1)电阳器 电凰馨在电路中主要用米调节和稳定电流与电压,可作为分流器和分压器,也可作电路匹配负 载。根据电路要求,还可用于构成放大电路的反馈元件、电压一电蓬转换、输入过载时的电压或电 www.scitc.com.cn 1/12 《高频电子技术》精品赏源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 1 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 任务 1.2 高频电子技术中的元器件 1.2.1 资讯准备 任务描述 1.了解高频电子技术的基本元件及其特性; 2.掌握电阻器、电容器和电感器的物理特性、等效电路和基本计算方法; 3.掌握 LC 谐振回路的类型、特点和主要参数; 4.掌握谐振回路的接入方法及接入系数的计算。 资讯指南 资讯内容 获取方式 1.有源器件和无源器件的区别? 阅读资料 上网 查阅图书 询问相关工作人员 2.线性和非线性的定义和区别各是什么? 3.电阻器、电容器和电感器的物理特性、等效电路各是怎样? 4.LC 谐振回路主要有哪些用途,其主要参数有哪些? 5.谐振回路的接入方式有哪些,应用于哪些场合? 6.接入系数的定义是什么,如何计算? 导学材料 一、高频电子技术中的元器件 各种通信电路基本上是由有源器件、无源器件和无源网络组成的。由于通信电路一般工作在高 频频段,所以虽然电路中使用的元器件与在低频电路中使用的元器件基本相同,但需要注意它们在 高频使用时的高频特性(如分布参数)。 通信电路中的无源器件主要是电阻器、电容器和电感器;有源器件主要有二极管、三极管和集 成电路,常用于完成信号的放大或非线性变换。 1.无源器件 (1) 电阻器 电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压,可作为分流器和分压器,也可作电路匹配负 载。根据电路要求,还可用于构成放大电路的反馈元件、电压-电流转换、输入过载时的电压或电

A四川信息职业技术学乾 《高颜电手技本》籍品贵源共享漂 流保护元件,又可组成C电路作为版萄、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。 对于实际的电阻器,在低领应用时主要表现为电阻特性,而在高领应用时不仅表现有电阻特性, 还有电抗特性,它反晚的就是电阻器的高频特性。频率感高,电阻器的高顿特性表现越明显。在实 际应用时,要尽量减小电阻器的高颜特性的影响,使之表现为纯电阻。实际电阻器R的高顿等效电 路如图12-1所示。其中,G为分布电容,,为引线电感,R为等效电阻。 图1-21电阳的高疑等效电路 分布电容和分布电感越小,表明电阻的高频转性越好。电阻墨的高频特性与制造电阻的材料, 电阻的封装形式和尺寸大小有密切的关系。一般米说,金属顾电阻比碳膜电阻的高规特性要好,而 碳膜电I比饶线电阳的高频特性要好:表面封装(D)电阳比绕线电阻的高顿特性要好:小尺寸 的电阳比大尺寸的电凰的高顿特性要好。 (2)电容得 由介质隔开的两导体可构成电容器,在电子线路中通常起滤波、旁路、糯合、去鼎、转相等电 气作用,是电子线路必不可少的组成部分。 理想电容墨C工作在角频率w上的容抗为1/心C]。实际电容C的高频等效电路如图1-2-2)所 示,其中凡为损耗电阻,4为引线电感。容抗与频率的关系如图122(6)实线所示,其中了为工 作角频率,山=2寸. a 创 a等效电路 6}阻抗特性 图1-2-2电容器的高频等嫩电麻及阳航特性 (3)电感器 在高颜电子技术中,电感器一般与电容卷构成C谐叛回路,起调诺、选颜、滤波作用,也可用 于开关电源或升压电路中起储能作用。 理想电感墨L工作在角频率上的感抗为L。实际的高频电感器除表现出电够L的特性外, 还具有一定的视耗电阻?和分布电容。在分析一般的长、中,短波频段时,通常可忽略分布电容的 影响。因而,电感器的等效电路可以表示为电感上和电阻r串联。如图12习所示。 www.scite.com.cn 2/12 《高频电子技术》精品蜜源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 2 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 流保护元件,又可组成 RC 电路作为振荡、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。 对于实际的电阻器,在低频应用时主要表现为电阻特性,而在高频应用时不仅表现有电阻特性, 还有电抗特性,它反映的就是电阻器的高频特性。频率越高,电阻器的高频特性表现越明显。在实 际应用时,要尽量减小电阻器的高频特性的影响,使之表现为纯电阻。实际电阻器 R 的高频等效电 路如图 1-2-1 所示。其中,CR为分布电容,LR为引线电感,R 为等效电阻。 R C LR R 图 1-2-1 电阻的高频等效电路 分布电容和分布电感越小,表明电阻的高频特性越好。电阻器的高频特性与制造电阻的材料、 电阻的封装形式和尺寸大小有密切的关系。一般来说,金属膜电阻比碳膜电阻的高频特性要好,而 碳膜电阻比绕线电阻的高频特性要好;表面封装(SMD)电阻比绕线电阻的高频特性要好;小尺寸 的电阻比大尺寸的电阻的高频特性要好。 (2) 电容器 由介质隔开的两导体可构成电容器,在电子线路中通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电 气作用,是电子线路必不可少的组成部分。 理想电容器 C 工作在角频率 ω 上的容抗为 1/(jωC)。实际电容 C 的高频等效电路如图 1-2-2(a)所 示,其中 Rc为损耗电阻,Lc为引线电感。容抗与频率的关系如图 1-2-2(b)实线所示,其中 f 为工 作角频率,ω=2πf。 R C LC R f X O (a) (b) C (a)等效电路 (b)阻抗特性 图 1-2-2 电容器的高频等效电路及阻抗特性 (3) 电感器 在高频电子技术中,电感器一般与电容器构成 LC 谐振回路,起调谐、选频、滤波作用,也可用 于开关电源或升压电路中起储能作用。 理想电感器 L 工作在角频率 ω 上的感抗为 jωL。实际的高频电感器除表现出电感 L 的特性外, 还具有一定的损耗电阻 r 和分布电容。在分析一般的长、中、短波频段时,通常可忽略分布电容的 影响。因而,电感器的等效电路可以表示为电感 L 和电阻 r 串联,如图 1-2-3 所示。 L r

四川信息职业技术学院 《高颜电子技求》升品费源共享课 图1-2-3电感路的高频等效电路 电图,随频率增高而增加,这主要是由于高频趋肤效应的影响。所谓趋肤效应,是指随着工作 频率的增加,流过导线的交流电趋于流向导线表面的现象,如图1-2-4所示,当频率根高时,导找 中心都位几平完全没有电旄流过,这相当于导线的有效面积较直流时大为减少,电阻「增大。工作 顿率越高。趋肤效应越强,导线的电阻也就越大。 司不载 《导线锅数面电查分布 06》等效圆环 图1-4趋以效应示意图 在无线电技术中通常用线图的品质因素Q米表示线圈的损耗性能。所谓品质因素,是指无功功 半与有功功率之比,即 G无功功半/有功功率 (1-2-1) 设流过电感线圈的电流为,则电感L上的无功功率为脱/2,而找圈的根耗功率,即电阻?的 消耗功率为f/2.故由式(2-1)得到电感的品质因素 2al/2_l Q=1 (1-2-2) 2r/2r 上式中,Q值实际上是电感感抗腿与损柜电阻r之比。Q值越高损耗越小。通常Q值在几十 到一二百之间. 【例1-2-1】将图1-2-5(a》所示的电感与电阻串联形式的线圈等效电落转换为化)图所示的电 感与电阻并联形式。 e/ a》串联速横 心)并联连接 图1一2与电感器的串井取等效电蜂及其转换 【解】如图125b所示,L,、R,表示并联形式的参数。根据等效电路的原理,在图125中 1-2两端的导纳应等于图1-2-5b)中两端的静纳。即 1 (1-2-3) r+jooL.R JooL 恨据式(1-2-2)和式(1-2-3动可得 R,=n(1+) (124) www.scitc.com.cn 3/12 《高频电子技术》精品魔源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 3 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 图 1-2-3 电感器的高频等效电路 电阻 r 随频率增高而增加,这主要是由于高频趋肤效应的影响。所谓趋肤效应,是指随着工作 频率的增加,流过导线的交流电趋于流向导线表面的现象,如图 1-2-4 所示。当频率很高时,导线 中心部位几乎完全没有电流流过,这相当于导线的有效面积较直流时大为减少,电阻 r 增大。工作 频率越高,趋肤效应越强,导线的电阻也就越大。 圆环有效厚度 (a)导线横截面电流分布 (b)等效圆环 图 1-2-4 趋肤效应示意图 在无线电技术中通常用线圈的品质因素 Q 来表示线圈的损耗性能。所谓品质因素,是指无功功 率与有功功率之比,即 Q=无功功率/有功功率 (1-2-1) 设流过电感线圈的电流为 I,则电感 L 上的无功功率为 I 2wL/2,而线圈的损耗功率,即电阻 r 的 消耗功率为 I 2 r/2,故由式(2-1)得到电感的品质因素 r L I r I L QL = = / 2 / 2 2 2 (1-2-2) 上式中,QL值实际上是电感感抗 wL 与损耗电阻 r 之比,QL值越高损耗越小。通常 QL值在几十 到一二百之间。 【例 1-2-1】将图 1-2-5(a)所示的电感与电阻串联形式的线圈等效电路转换为(b)图所示的电 感与电阻并联形式。 L r 1 2 Lp R p 1 ' 2 ' (a)串联连接 (b)并联连接 图 1-2-5 电感器的串并联等效电路及其转换 【解】如图 1-2-5(b)所示,LP、RP 表示并联形式的参数。根据等效电路的原理,在图 1-2-5(a)中 1-2 两端的导纳应等于图 1-2-5(b)中两端的导纳,即 P LP r jL R j 1 1 1 = + + (1-2-3) 根据式(1-2-2)和式(1-2-3)可得 (1 ) 2 P QL R = r + (1-2-4)

四川信息职业技孝学院 《高频电子技术》将品贵源共享课 L.=L1+1/Q2) (1-2-5) 一般情况下,Q>1,此时有 k,*Qir (1-2-6) Lp年L (1-2-7) 上述结果表明:高电感线圈的等效电路低可表示为串联形式。也可表示为并联形式。两种形 式中,电感值近似不变而并联电阳值为Q。这实际上可以作为串并联等效电路的转换公式,它具 有广泛意义,即电抗与电阻审联电路等效变换为并联电路时,并联电阻约于申联电阻的1+Q2倍, 面电抗值不变。 Q也可以用并联形式的参数表示,由式(1-2-6》可得 日 r (12-8) R 将上式代入(122》可得 g (1-2-9) l 上式表明,若以并联形式表示Q,则为并联电阻与感抗之比。 2.有源器件 从原理上看,用于通信电路的各种有源器件,与用于低顾或其它电子线路的器件没有本质区别, 仍是各种半导体二极管、品体管,场效应管以及半导体集成电路。这些器件的物理机制和工作原理, 在有关课程中己详细讨论过。只是由于工作在高频范围,对器件的某些性能要求更高。随着半导体 和集成电路技术的高速发展,能满是高规应用要求的器件越来越多,也出现了一些专门用途的高频 半导体器件, (1)二极管 高频电子技术中的二极管主要有非线性变换二极管、变容二极管、PW管等三类。 非找性变换二极管。主要用于调制、检波(解调)及混频等电路中,一般工作于低电平。它们 的极间(结)电容小,工作频率高,常用点接触式二极管(如24P系列,工作频率可到100一200W) 和表面势垒二极管(又称肖特基二极管,工作规率可高至微波范围)。 变容二极管常用于直接调顿电路域构成压控振落器,如电视接收机的高规头,它除了具有基木 的二极管特性外,其主要特点是电容随所加反向偏置电压变化,表现为结电容大、结电容变化范围 较宽、工作于反偏状态。 PN二极管是在W结中间增加了一层本征()半导体,因此凡有较强的正向电荷储存能力。其 主要特性是高顿等效电阻受正向直流电流的控制,一般用于开关、限幅、衰减和移相电路中。 www.scitc.com.cn 4/12 《高频电子技术》精品赏源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 4 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 (1 1/ ) 2 LP = L + QL (1-2-5) 一般情况下,QL>>1,此时有 r L R Q r P L 2 2 2 = (1-2-6) LP L (1-2-7) 上述结果表明:高 QL电感线圈的等效电路既可表示为串联形式,也可表示为并联形式。两种形 式中,电感值近似不变而并联电阻值为 QL 2 r。这实际上可以作为串并联等效电路的转换公式,它具 有广泛意义,即电抗与电阻串联电路等效变换为并联电路时,并联电阻约于串联电阻的 1+QL 2 倍, 而电抗值不变。 QL也可以用并联形式的参数表示,由式(1-2-6)可得 RP L r 2 2 (1-2-8) 将上式代入(1-2-2)可得 L R Q P L = (1-2-9) 上式表明,若以并联形式表示 QL,则为并联电阻与感抗之比。 2.有源器件 从原理上看,用于通信电路的各种有源器件,与用于低频或其它电子线路的器件没有本质区别, 仍是各种半导体二极管、晶体管、场效应管以及半导体集成电路。这些器件的物理机制和工作原理, 在有关课程中已详细讨论过。只是由于工作在高频范围,对器件的某些性能要求更高。随着半导体 和集成电路技术的高速发展,能满足高频应用要求的器件越来越多,也出现了一些专门用途的高频 半导体器件。 (1) 二极管 高频电子技术中的二极管主要有非线性变换二极管、变容二极管、PIN 管等三类。 非线性变换二极管,主要用于调制、检波(解调)及混频等电路中,一般工作于低电平。它们 的极间(结)电容小,工作频率高,常用点接触式二极管(如 2AP 系列,工作频率可到 100~200MHz) 和表面势垒二极管(又称肖特基二极管,工作频率可高至微波范围)。 变容二极管常用于直接调频电路或构成压控振荡器,如电视接收机的高频头。它除了具有基本 的二极管特性外,其主要特点是电容随所加反向偏置电压变化,表现为结电容大、结电容变化范围 较宽、工作于反偏状态。 PIN 二极管是在 PN 结中间增加了一层本征(I)半导体,因此具有较强的正向电荷储存能力。其 主要特性是高频等效电阻受正向直流电流的控制,一般用于开关、限幅、衰减和移相电路中

四川信息职业技求学乾 《高颜电手技本》籍品贵源共享漂 (2)三极管 在高频中应用的三极管仍然是双极品体管和多种场效应管,这些管子比用于低频的管子性能更 好,在外形结构方面也有所不同。高顿品体管有两大类型:一类是酸小信号成大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增盒和低噪声:另一类为高顿功率政大管,除了增益外,要求其有较大的高 频功率输出。目前双极型小信号放大管,工作频率可达几G,噪声系数为几分具。小信号的场效 应管也能工作在同样高的领率,且噪声更低。一种称为砷化镓的场效应管,其工作频率可达十几G收 以上。在高频大功率品体管方面,在几百兆替盐以下频率,双板型品体管的输出功率可达十几瓦至 上百瓦,而金属氧化物场效应管(MOSFET),甚至在几G收的顿率上还能输出儿瓦功率。有关品体 管的高频等效电路,性能参数及分析方法将在以后章节中透行详细描述。 (3)集成电路 用于高规的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多,主要分为通用型和专用型 两种,目前通用型的宽箭集成放大器,工作频率可达一二百光解兹,增益可达五六十分贝甚至更高。 用于高频的品体管榄拟乘法器。工作频率也可达一百兆赫整以上。面着集成技术的发展。也生产出 了一些高颜的专用集成电路〔AC),主要包括集成锁相环、集成调顾信号解调器、单片集成接收机 以及电视机中的专用集成电路等。 二,LC诺振回路及其特性 LC著振目路由电感L和电容〔组成,是高频电子技术中应用最广的无源网铬。是构成高规收大 器、振荡馨以及各种滤波器的主要部件。起调活减透频、滤波作用。也可直接作为负载使用。 1,G串并联谐振回路的基本特性 贝有一个止回路的诺振日路称为简单谐叛回路或单谐影回路,根据使用环境中的信号源、电感、 电容三者相联关系,简单谐振回路可分为串联谐振回路和并联谐振国路两种,其基本特性如表121 所示。 表1-21LG希并联蓝报区脑的基本特性 串联回路 井联回路 电路形式 阻抗或导纳 z+a-之 Y-+Rec- 谐振频率 a=VVLC a-VVLC 谐振电阻 1 L -olc k-0E 品质因数 4L.1.1E r Cr rVC R-0CR-GI 以 www.scite.com.cn 5/12 《高频电子技术》精品蜜源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 5 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 (2) 三极管 在高频中应用的三极管仍然是双极晶体管和多种场效应管,这些管子比用于低频的管子性能更 好,在外形结构方面也有所不同。高频晶体管有两大类型:一类是做小信号放大的高频小功率管, 对它们的主要要求是高增益和低噪声;另一类为高频功率放大管,除了增益外,要求其有较大的高 频功率输出。目前双极型小信号放大管,工作频率可达几 GHz,噪声系数为几分贝。小信号的场效 应管也能工作在同样高的频率,且噪声更低。一种称为砷化镓的场效应管,其工作频率可达十几 GHz 以上。在高频大功率晶体管方面,在几百兆赫兹以下频率,双极型晶体管的输出功率可达十几瓦至 上百瓦。而金属氧化物场效应管(MOSFET),甚至在几 GHz 的频率上还能输出几瓦功率。有关晶体 管的高频等效电路,性能参数及分析方法将在以后章节中进行详细描述。 (3) 集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多,主要分为通用型和专用型 两种。目前通用型的宽带集成放大器,工作频率可达一二百兆赫兹,增益可达五六十分贝甚至更高。 用于高频的晶体管模拟乘法器,工作频率也可达一百兆赫兹以上。随着集成技术的发展,也生产出 了一些高频的专用集成电路(ASIC),主要包括集成锁相环、集成调频信号解调器、单片集成接收机 以及电视机中的专用集成电路等。 二、LC 谐振回路及其特性 LC 谐振回路由电感 L 和电容 C 组成,是高频电子技术中应用最广的无源网络,是构成高频放大 器、振荡器以及各种滤波器的主要部件,起调谐或选频、滤波作用,也可直接作为负载使用。 1.LC 串并联谐振回路的基本特性 只有一个 LC 回路的谐振回路称为简单谐振回路或单谐振回路。根据使用环境中的信号源、电感、 电容三者相联关系,简单谐振回路可分为串联谐振回路和并联谐振回路两种,其基本特性如表 1-2-1 所示。 表 1-2-1 LC 串并联谐振回路的基本特性 串联回路 并联回路 电路形式 L r C C Go L 阻抗或导纳 ) 1 ( C Z r j L = + − ) 1 ( 0 L Y G j C = + − 谐振频率 0 =1 LC 0 =1 LC 谐振电阻 C L Q r 1 = C L R0 = Q 品质因数 C L r Cr r L 1 1 0 0 = = L C G CR L R 0 0 0 0 0 1 = =

四川信息职业技术学乾 《高颜电子技本》非品贵源共享课 阻 ff 感抗 客抗 表12-1列带出了汇串并联谐振日路的主要参数,另外还有一个重要参数一通频带,也应重 点掌握。通领希定义为并联日路电压增拉下降到谐影电压增益0707倍时所对应的顿率范围。也称 3B带宽。一个以C简单并联振药日路为负载的放大器其通频带为 f.=5/0 (1-2-10) 由表1-21可知。并联灌振目路蒂振电阻大,适用于电题内阻为高内阳(如恒流源)的情况成 高阻抗电路中:面串联蒂振日路诺振电阻小,一般很少使用。 【倒1-2-2】已知某高顿放大器以简单并取振荡回路为负载。信号中心频率=10M收,回落电 容C=50p,试求: ()试计算所需的线圈电感植。 )若线圈品质因数为Q10©,试计算回路谐振电阻及创路带宽。 )若放大器所需的带宽05MH,则应在目路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要 求? 【解】1)计算L.由式(129可阁 h衣 1 将名以兆棒盐)为单位,C以皮法(「)为单位,L以微亨(μH》为单位,上式可变为一实 用计算公式 L2价 ×10.25330 将-10H代入,得L=507州. ☑回路谐藏电阳和带宽。由式1-2-6)得 R-Q8L-100x2xx10×5.07×10*-3.18x10-31.8Q 由式12-力得回路带宽为 人.==100k 3)求裤足05M也带宽的并联电阻。设日路上并联电阻为%,并眼后的总电阻为R:∥Ra,总的 回路有载品质因数为Q。由带宽公式可得 0- f 因要求的带宽w0.5MH,放得Q=20。于是回路的总电阻为 www.scitc.com.cn 6/12 《高频电子技术》精品魔源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 6 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 阻 抗 0 f f 容抗 感抗 0 f f 感抗 容抗 表 1-2-1 列举出了 LC 串并联谐振回路的主要参数,另外还有一个重要参数---通频带,也应重 点掌握。通频带定义为并联回路电压增益下降到谐振电压增益 0.707 倍时所对应的频率范围,也称 3dB 带宽。一个以 LC 简单并联振荡回路为负载的放大器其通频带为 f bw = f 0 /Q (1-2-10) 由表 1-2-1 可知,并联谐振回路谐振电阻大,适用于电源内阻为高内阻(如恒流源)的情况或 高阻抗电路中;而串联谐振回路谐振电阻小,一般很少使用。 【例 1-2-2】已知某高频放大器以简单并联振荡回路为负载,信号中心频率 fs=10MHz,回路电 容 C=50pF,试求: (1) 试计算所需的线圈电感值。 (2) 若线圈品质因数为 Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。 (3) 若放大器所需的带宽 fbW=0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要 求? 【解】(1) 计算 L。由式(1-2-9)可得 C ( ) f C L 2 0 2 2 0 2 1 1 = = 将 f0 以兆赫兹(MHz)为单位,C以皮法(pF)为单位,L 以微亨(μH)为单位,上式可变为一实 用计算公式 f C f C L 2 0 6 2 0 2 25330 10 1 2 1 = = 将 f0=fs=10MHz 代入,得 L = 5.07 。 (2) 回路谐振电阻和带宽。由式(1-2-6)得 = = = = − R Q L 100 2 10 5.07 10 3.18 10 31.8k 7 6 4 0 0 由式(1-2-7)得回路带宽为 kHz Q f f bw 100 0 = = (3)求满足 0.5MHz 带宽的并联电阻。设回路上并联电阻为 R1,并联后的总电阻为 R1∥R0,总的 回路有载品质因数为 QL。由带宽公式可得 bw L f f Q 0 = 因要求的带宽 fbW=0.5MHz,故得 QL=20。于是回路的总电阻为

四川信息职业技孝李院 《高频电子技本》科品费豫共享裸 RR=0,L=20x2r×0'x507x10'=637如 +R R=637x是=7970 R-637 即需要在目路上并联7.970的电阻。 2,LG串并联谐振回路阻抗的等效变换 图1-2-6是一个串联电路与并联电路的等效互换图。设串联电路是由X与:组成,等效后的并 联电路是由名与风,组成。 图1-26串并联等效互确示愈压 所谓“等效”,是指在工作频率W相同的条件下,B两端的阻航相等,也就是 片+X,= R水=RX,RX +元+方居+府 (12-11) 因此得 r■ RX 店+疗·术 RX: (1-2-12) +X图 根据品质因数Q的定义,串联回路的品质因数Q=%价1:代入式1-2-12)得 ---0, (1-2-13) nX: 式中,Q2为并联回路的品质因数。可见,等效互换结果Q值不变,即Q1=Q=Q。 由式(1-2-12)可得 RX-&=1 斯= R+X R 3*107 X+X1+ 1+ 因此得 尼=(Q+1斯,X2=1+(1/Qy]X, (1-2-14) 若目路品质因数较高,呵得 R=Q斯,X,eX www.scitc.com.cn 7/12 《高频电子技术》精品赏源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 7 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 = = = + − Q L k R R R R L 20 2 10 5.07 10 6.37 7 6 0 0 1 0 1 = − = k R R R 7.97 6.37 6.37 0 0 1 即需要在回路上并联 7.97kΩ 的电阻。 2.LC 串并联谐振回路阻抗的等效变换 图 1-2-6 是一个串联电路与并联电路的等效互换图。设串联电路是由 X1 与 r1 组成,等效后的并 联电路是由 X2 与 R2 组成。 X X r1 1 R2 2 图 1-2-6 串并联等效互换示意图 所谓“等效”,是指在工作频率 w 相同的条件下,AB 两端的阻抗相等,也就是 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 R X R X j R X R X R jX R jX r jX + + + = + + = (1-2-11) 因此得 2 2 2 2 2 2 2 1 R X R X r + = , 2 2 2 2 2 2 2 1 R X R X X + = (1-2-12) 根据品质因数 Q 的定义,串联回路的品质因数 Q1=X1/r1,代入式(1-2-12)得 2 2 2 1 1 1 Q X R r X Q = = = (1-2-13) 式中,Q2 为并联回路的品质因数。可见,等效互换结果 Q 值不变,即 Q1=Q2=Q。 由式(1-2-12)可得 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 R Q X R R R X R X r + = + = + = 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 X R Q X X R X R X X + = + = + = 因此得 1 2 2 R = (Q +1)r , 1 2 2 X =[1+ (1/Q) ]X (1-2-14) 若回路品质因数较高,可得 1 2 2 R Q r , X2 X1

A四川信息职业技术学院 《高颜电手技本》籍品资源共享漂 该结果表明。串联电路转换为等效并联电路后。所1为串联电路?的Q倍,而为与串联电路X 相同。 3,谐振回路的接入方式与接入系数 负找或信号源不直接接入游振国路两端,而是通过变压器或电容分压与回路一部分相接,称为 “部分接入”方式。采用部分接入方式,可以通过改变线圈匝数、抽头位置域电容分压比米实现回 路与信号源的阻抗匹配或进行阻抗变换。通常用接入系数P米描述国路与外电路之间的调节因子。 接入系数。的定复为接入部分的相应阻抗与振落回路中相应总阻抗之比,即 接人前的线国使数(流喜抗》 pa (12-15) 接入后的线围用数(厦容抗) ()常见抽头据荡回路 儿种常见抽头振篱回路如图127所示。 d 图1-2-7抽头振落回痛 (2)阻抗的电感抽头接入 ①电感抽头接入日路L:与L,间无互感:基本电路及其等效电路如图128所示,接入系数P为 p=L2M试L+L月=LAL+L2) (1-2-16) (a》电路 》等败电路 图1-2-8电经挂头接入回路与山间无互经典路 ②电感拍头接入日路:与:同有互感M接入系数P可以用阻抗比值求出,即 P=L±M)ML+L±2M】=(L±M)NL+L±2M) (1-2-17) www.scite.com.cn 8/12 《高频电子技术》精品经题共享果建设项目组
www.scitc.com.cn 8 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 该结果表明,串联电路转换为等效并联电路后,R2 为串联电路 r 的 Q2 倍,而 X2 与串联电路 X1 相同。 3.谐振回路的接入方式与接入系数 负载或信号源不直接接入谐振回路两端,而是通过变压器或电容分压与回路一部分相接,称为 “部分接入”方式。采用部分接入方式,可以通过改变线圈匝数、抽头位置或电容分压比来实现回 路与信号源的阻抗匹配或进行阻抗变换,通常用接入系数 p 来描述回路与外电路之间的调节因子。 接入系数 p 的定义为接入部分的相应阻抗与振荡回路中相应总阻抗之比,即 接入后的线圈匝数(或容抗) 接入前的线圈匝数(或容抗) p = (1-2-15) (1) 常见抽头振荡回路 几种常见抽头振荡回路如图 1-2-7 所示。 U U U U U U U C C C L L L R T C C 1 2 2 1 C L L R R L UL L C2 L L UT UT (a) (b) (d) (c) (e) C1 RL RL 图 1-2-7 抽头振荡回路 (2) 阻抗的电感抽头接入 ①电感抽头接入回路 L1 与 L2 间无互感:基本电路及其等效电路如图 1-2-8 所示,接入系数 P 为 /[ ( )] /( ) p =L2 L1 + L2 = L2 L1 + L2 (1-2-16) (a)电路 (b)等效电路 图 1-2-8 电感抽头接入回路 L1 与 L2 间无互感电路 ②电感抽头接入回路 L1 与 L2 间有互感 M:接入系数 p 可以用阻抗比值求出,即 ( )/[ ( 2 )] ( )/( 2 ) p = L2 M L1 + L2 M = L2 M L1 + L2 M (1-2-17) R C L R R C L R ' L 1 2 1 2 3 L L 1 3 s S (a) (b) i S i S

A四川信息职业技术学院 《高颜电子技求》升品费源共享课 ®电感拍头接入国路1与:间完全规合:电感抽头接入国路:与,间完全属合时组成自得变 压器,其电路及等效电溶如图1-29所示,接入系数P为 p=(L+M)L+L+20=N2/N (1-2-18) 式中,M,M为负载接入前后两线圈的顺数。 (a》电路 (6)等效电路 图1-29电感推兴接入网路儿与L网完全棋合的电路 (3)阳抗的电容抽头接入 电容抽头接入回路的电路如图1210所示,其接入系数p可直接用电容比值表示,为 p=- (1-2-19) C+C 图1-2-10电容抽头接入回路 (4)拍头并联振荡回路参数的析合 以图1-29所示的电感抽头接入回路【4与2间完全属合的自糯变压器电路为例,其接入系数 P=州%,各类参数的转换公式计算如下。 ①电阻的转换 R=R/p (12-20) 若负载阳抗为乙,转换后么',则有 Zr-Zlp (1-2-21) ②电容的转换 C=p'C (1-2-22) 团电源的转换 电压源的转换 U=U,Ip (1-2-23) 电流源的转换 I=p以 (1-2-24) www.scite.com.cn 9/12 《高频电子技术》精品宽源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 9 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 ③电感抽头接入回路 L1 与 L2 间完全耦合:电感抽头接入回路 L1与 L2 间完全耦合时组成自耦变 压器,其电路及等效电路如图 1-2-9 所示,接入系数 P 为 2 1 2 2 1 p = (L + M)/(L + L + 2M) = N / N (1-2-18) 式中,N2、N1 为负载接入前后两线圈的匝数。 (a)电路 (b)等效电路 图 1-2-9 电感抽头接入回路 L1与 L2间完全耦合的电路 (3) 阻抗的电容抽头接入 电容抽头接入回路的电路如图 1-2-10 所示,其接入系数 p 可直接用电容比值表示,为 1 1 2 C p C C = + (1-2-19) R C C L U U I L L 1 2 图 1-2-10 电容抽头接入回路 (4) 抽头并联振荡回路参数的折合 以图 1-2-9 所示的电感抽头接入回路 L1 与 L2 间完全耦合的自耦变压器电路为例,其接入系数 p=N2/N1,各类参数的转换公式计算如下。 ①电阻的转换 ' 2 RL = RL / p (1-2-20) 若负载阻抗为 ZL,转换后 ZL',则有 ' 2 ZL = ZL / p (1-2-21) ②电容的转换 C p C ' 2 = (1-2-22) ③电源的转换 电压源的转换 Us Us / p ' = (1-2-23) 电流源的转换 s pIs I = ' (1-2-24) R C N N R L L S 1 2 1 2 3 RS C R 'L L 1 3 (a) (b) i S i S

回川信息职业技孝李院 《高频电子技术》将品贵源共享藤 需要注意的是,对信号源进行折合时的接入系数为p,面不是P2。 12.21计划决策 通过任务分析和对相关贤讯的了解,讨论学习的计划并选定最优方案。 计划和决薰〔参考】 第一步 了解高频电子技术中的元器件的浅型、特性及有关根念 第二步 理解电阻装,电容忍和电感器的物理特性、 等效电路和基本计算方法 第三步 里解LC振目路的类型、特点和主要参数的计算过程 第四步 解渐据回芭的接入方法及接入烈数的计前 第五步 利用实验。仿真成调研等手段,进一步加时高顿电子技术中的元渴件及其特性的理解 1.2.3任务实施 学习型工作任务单 学习领城 高频电子技术 学时 72(参考) 学项目 喷目1湾入高懒电子技术之门妹究对像及方法 学时 10 工作任务 12高电子技术中的元器件 时 2 小组缩 班级 成员名单 号 1,了解高须电子技术的基本元件及其特性: 任务描迷 2.堂程电阳器、电容和电感网的物旺特性。等效电路和爆本计算方法 3,掌握L汇盖振国路的类显.特点和主要参数: 4,掌量隘振目路的线入方法及接入系的叶算, 1.了解离顿电子技术中的元器件的类型。特性及有关摄念: 工作内容 2.理解电阳恩、电容落和电感落的构理特性,等效电路和暴本计算方法: 3,理解LC盖振国路的类受。.特点和主要参数的计算过程: 4,解请振回路的接入方法及接入系数的断叶算. 1,电阳器、电容器和电感深的物理特性及其等效电路: 理交成果 2,C蕾振日路的类型。主要参数对博表; 和文件裤 3,【C渐银回路的镜入方法及接入系数的所计慎方法对侧表: 4.学习过程记录表及航学评价表(学生用表1 亮电时间 www.scitc.com.cn 10/12 《高颜电子技术》精品资源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 10 / 12 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 需要注意的是,对信号源进行折合时的接入系数为 p,而不是 p 2。 1.2.2 计划决策 通过任务分析和对相关资讯的了解,讨论学习的计划并选定最优方案。 计划和决策(参考) 第一步 了解高频电子技术中的元器件的类型、特性及有关概念 第二步 理解电阻器、电容器和电感器的物理特性、等效电路和基本计算方法 第三步 理解 LC 谐振回路的类型、特点和主要参数的计算过程 第四步 理解谐振回路的接入方法及接入系数的计算 第五步 利用实验、仿真或调研等手段,进一步加深对高频电子技术中的元器件及其特性的理解 1.2.3 任务实施 学习型工作任务单 学习领域 高频电子技术 学时 72(参考) 学习项目 项目 1 跨入高频电子技术之门---研究对象及方法 学时 10 工作任务 1.2 高频电子技术中的元器件 学时 2 班 级 小组编 号 成员名单 任务描述 1.了解高频电子技术的基本元件及其特性; 2.掌握电阻器、电容器和电感器的物理特性、等效电路和基本计算方法; 3.掌握 LC 谐振回路的类型、特点和主要参数; 4.掌握谐振回路的接入方法及接入系数的计算。 工作内容 1.了解高频电子技术中的元器件的类型、特性及有关概念; 2.理解电阻器、电容器和电感器的物理特性、等效电路和基本计算方法; 3.理解 LC 谐振回路的类型、特点和主要参数的计算过程; 4.理解谐振回路的接入方法及接入系数的计算。 提交成果 和文件等 1.电阻器、电容器和电感器的物理特性及其等效电路; 2.LC 谐振回路的类型、主要参数对照表; 3.LC 谐振回路的接入方法及接入系数的计算方法对照表; 4.学习过程记录表及教学评价表(学生用表)。 完成时间