1. 第2章 高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的组件 2.3 阻抗变换与阻抗匹配 2.4 电子噪声 2.5 非线性失真

2. 2.1 高频电路中的元器件 2.1.1高频电路中的元件 1. 电阻： 一个实际的电阻器, 在低频时主要表现为电阻特性,但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特性的一面。 电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。  一个电阻R的高频等效电路如图所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。

3. 2. 电容 由介质隔开的两导体即构成电容。

4. 3. 电感 高频电感器与普通电感器一样, 电感量是其主要参数。 品质因数Q：高频电感器的感抗与其串联损耗电阻之比 Q值越高表明该电感储能作用越大，损耗越小

5. 2.1.2 高频电路中的有源器件 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1. 二极管 半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。 点接触式二极管 表面势垒二极管 变容二极管 PIN二极管

6. 2. 晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应管，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: 一类是作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, 要求其在高频有较大的输出功率。

7. 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。

8. 2. 2高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡（谐振）回路、 高频变压器、 谐振器与滤波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功能。 选频网络 选频：选出需要的频率分量，并滤除不需要的频率分量

9. 振荡回路（由L、C构成）： 单振荡回路——串联振荡回路、并联振荡回路 耦合振荡回路（双谐振、多谐振） 滤波器： LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面滤波器

10. 2.1.1. 高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也是构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要部件, 在电路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作为负载使用。 1. 简单振荡回路 振荡回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路。 只有一个回路的振荡电路称为简单振荡回路或单振荡回路。

11. 1） 串联谐振回路：电路形式与阻抗特性、谐振特性

14. 谐振电压 谐振电流 谐振时电容与电感两端的电压等值、反向，其值为电压源的Q倍 串联谐振回路——电压谐振回路

15. 在任意频率下的回路电流与谐振电流之比为 谐振电流

16. 谐振曲线 Q值越大，电路的选频性能越好

17. 失谐 绝对失谐、相对失谐、广义失谐 在实际应用中, 外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度, 称为失谐。 当ω与ω0很接近时, 为广义失谐, 则式（2 — 5）可写成

18. 通频带 当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时, 将回路电流值下降为谐振值的 时对应的频率范围称为回路的通频带, 也称回路带宽, 通常用B来表示。 令式（2 — 9）等于 , 则可推得ξ=±1, 从而可得带宽为. 矩形系数 对通频带以外信号的衰减指标 简单串联回路的选择性较差

19. 2) 并联谐振回路 并联谐振回路的并联阻抗为 谐振时

21. 幅频特性与相频特性 （2 — 13） 并联回路通常用于窄带系统, 此时ω与ω0相差不大, 式（2 — 13）可进一步简化为 式中, Δω=ω-ω0。  对应的阻抗模值为

23. 谐振时电容与电感两端的电流等值、反向，其值为电压源的Q倍谐振时电容与电感两端的电流等值、反向，其值为电压源的Q倍 并联谐振回路——电流谐振回路

24. 失谐 绝对失谐、相对失谐、广义失谐 通频带 矩形系数 负载特性

25. 空载品质因数 有载品质因数 负载将使串并联谐振回路的品质因数降低

26. 2 抽头并联振荡回路 激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路 通过改变抽头位置或电容分压比来实现回路与信号源的阻抗匹配，或者进行阻抗变换

27. 图2 — 9 几种常见抽头振荡回路

28. 谐振 接入系数：与外电路相连接的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比（电压比） 失谐

29. 电压源的折合 电流源的折合

30. 谐振电流 谐振时的回路电流IL和IC与I的比值要小些, 而不再是Q倍

32. 3 耦合振荡回路 在高频电路中, 有时用到两个互相耦合的振荡回路, 也称为双调谐回路。 把接有激励信号源的回路称为初级回路, 把与负载相接的回路称为次级回路或负载回路。

33. 耦合系数：表示耦合回路中两个回路耦合程度强弱的量 电感耦合系数 电容耦合系数

34. 反射阻抗与等效阻抗 反射阻抗表示一个回路对另一个相互耦合回路的影响

35. 反射电阻与反射电抗 反射电阻永远是正值 反射电抗的性质与原回路电抗的性质相反 反射电阻与反射电抗的值与耦合阻抗的平方值(ωM)2成正比 初次级回路同时调谐到与激励频率谐振时X1=X2=0、反射阻抗为纯电阻

36. 耦合回路的调谐 部分谐振、复谐振、全谐振 最佳全谐振

37. 最佳全谐振 互感量 临界耦合 临界耦合系数

38. 耦合因子：耦合系数与临界耦合系数之比 ，表示耦合谐振回路耦合相对强弱的参量

39. 通频带 矩形系数 耦合谐振回路在通带内放大均匀，在通带外衰减较大，具有较好的幅频特性

40. 压电效应 2.2.3. 石英晶体谐振器 基频谐振器 泛音谐振器

41. 等效电路

42. 等效电路的阻抗的一般表示式为 在忽略rq后, 上式可化简为

43. 晶体谐振器的电抗曲线

44. 晶体谐振器的主要特点 1）晶体的谐振频率非常稳定 2）有极高的品质因数 3）接入系数小 4）晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联谐振阻抗

45. 一般常将无需调整的石英晶体滤波器、陶瓷滤波器以及声表面波滤波器（它们都是封装好的，作为一个单独的器件），统称为集中选频滤波器或者固体滤波器，他们的性能都做得很好，一般应用在窄带滤波中。一般常将无需调整的石英晶体滤波器、陶瓷滤波器以及声表面波滤波器（它们都是封装好的，作为一个单独的器件），统称为集中选频滤波器或者固体滤波器，他们的性能都做得很好，一般应用在窄带滤波中。 2.2.4. 集中滤波器  1 陶瓷滤波器 • 振荡原理基于压电效应以及逆压电效应； • 当外加信号工作频率与陶瓷的机械频率一致时，产生谐振现象。 • 空载品质因数可达几百以上， 选择性非常好。

46. 声表面波滤波器ＳＡＷＦ（Ｓurface Ａcoustic Ｗave Ｆilter）是利用某些晶体（如石英晶体、铌酸锂LiNbo3等）的压电效应和表面波传播的物理特性而制成的一种新型电—声换能器件。 声表面波滤波器自20世纪60年代中期问世以来, 发展非常迅速， 它不仅不需要调整, 而且具有良好的幅频特性和相频特性, 其矩形系数接近１。 2) 声表面波滤波器

48. 声表面波滤波器的滤波特性, 如中心频率、频带宽度、频响特性等一般由叉指换能器的几何形状和尺寸决定。 这些几何尺寸包括叉指对数、指条宽度a、指条间隔b、指条有效长度Ｂ和周期长度Ｍ等。  目前，声表面波滤波器的中心频率可在几兆赫兹到几吉赫兹之间, 相对带宽为０.５%～５０%, 插入损耗最低仅几分贝, 矩形系数可达1.1。

50. 2.2.5. 高频衰减器 T型和Π型网络 T型电阻网络匹配器