第2章-高频电路基础

来源：网络收集时间：2026-09-13

导读：第二章高频电路基础概述电子元器件的高频特性。电阻、电感或电容都不是理想的元件，高频时要考虑引线电感、分布电容和损耗；晶体二、三极管高频使用时要考虑其结电容和引线电感。选频电路。信号经调制后具有一定带宽，通常需要用具有带通特性的选频电

第二章高频电路基础概述

电子元器件的高频特性。电阻、电感或电容都不是理想的元件，高频时要考虑引线电感、分布电容和损耗；晶体二、三极管高频使用时要考虑其结电容和引线电感。选频电路。信号经调制后具有一定带宽，通常需要用具有带通特性的选频电路选通。在高频电路中大量用到振荡回路来实现选频或频带成型。噪声、噪声系数及分析计算。干扰和噪声是设备和信道中客观存在的，但是不是我们所希望的，如何减少它们的影响提高通信质量是研究噪声及其分析计算的目的。

第一节选频电路振荡回路的构成及功能: 1.构成：由LC组成(主要是无源器件：L—电感，C—电容) 2.功能：具有选频以及阻抗变换功能； 3.电路形式：简单振荡回路(串、并联回路); 抽头振荡回路；

耦合振荡回路。

一、串联单振荡回路

1.电路：

总串联阻抗:Z S r j L 1 1 r j ( L ) j C C

理想振荡电路电抗与频率的关系

一、串联单振荡回路2.电路谐振特性：Z S r j L 1 1 r j ( L ) j C C

回路谐振时:

1 0 c

1 LC

此时 :总电抗为零，谐振阻抗

Zs r谐振时：总阻抗为纯阻且数值最小，相移为零, 回路电流最大。

振荡回路损耗大小由品质因数表征:Q0

0 Lr

1 0Cr

Q0是谐振时感抗或容抗与谐振电阻之比。也代表电容或电感端电压值为电阻r的电压值的倍数.

外接负载电阻时，称有载 QL ,为感抗或容抗与总电阻之比.

二:并联单振荡回路电路形式:

并联谐振回路及其等效电路、幅频特性和相频特性 (a) 并联谐振回路; (c)幅频特性; (b)等效电路; (d)相频特性

1).谐振阻抗 R0的表达式:1 j C Zp 1 r j L j C ( r j L )

总阻抗

,又因为

0 Lr

1 0Cr

所以对于高Q电路， 0 L r ,可以得到Zp 1 r j L j C L C 1 ( L ) C 1 j r L Cr

,谐振时

1 0 c

1 LC

此时Zp

L Q0 L 0 Q0 0 L R0 (纯阻且最大) Cr 0Cr 0C

2)带宽和矩形系数Zp

在高Q电路情况下:

0 其中 2Q ,称为广义失谐。 0模值:| Z p | R0 1 4Q 2 (

0 1 j 2Q 0

R0 1 j

0 2 ) 0

幅角: Z arctan( 2Q

) arctan

谐振回路通带宽度：可由Zp分母虚部等于1求得，即可得2Q

0 1 1(与一致) 0 2

B 0.707 2( 0 )

或B0.707

可见如果Q增大B0.707将减小

f0 Q

矩形系数:

K r 0.1

B 0.1 B 0.1 B 0.707 B0.707

K r 1 时为理想矩

形

对于单并联谐振回路:

K r 0.1 102 1 9.96

Q越大，谐振曲线越尖锐，B减小，但是矩形系数并不改变，所以品质因数对于回路宽带宽和高选择性这一矛盾不能兼顾。

例1

设一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=50 pF。 (1) 试计算所需的线圈电感L值。 (2) 若回路品质因数为Q0=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B=0.5 MHz, 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值。由式(2-2) 可得

1 1 02C (2 )2 f 02C

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：1 2 1 25330 6 L ( ) 2 10 2 2 f 0 C f0 C

将f0=fs=10 MHz代入, 得L 5.07u

(2) 回路谐振电阻和带宽。由式(2 — 12)R0 Q0 0 L 100 2 107 5.07 10 6 3.18 104 31.8k

回路带宽为

f0 B 100kHz Q0

(3) 求满足0.5 MHz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 f0 质因数为QL。由带宽公式, 有 Q L

此时要求的带宽B=0.5 MHz, 故 QL 20 回路总电阻为

R0 R1 QL 0 L 20 2 107 5.07 10 6 6.37k R0 R1 R1 6.37 R0 7.97k R0 6.37

需要在回路上并联7.97 kΩ的电阻。

三:抽头并联振荡回路(主要用作阻抗变换、匹配)

1)电感抽头:L UR0

U L1 p 1 称为接入系数(或抽头系数) UT L

或

L U

将谐振电阻等效到信号源端以 R0 表示:

1 U 2 1 UT 2 2 R0 2 R0 R0 (

功率相等

由功率相等

U 2 ) R0 p 2 R0 数值减小 UT

反之，若信号源端阻抗等效到回路端则除以 p 2 即

R0 R0 2 p

数值增大

由此可以推理出:在 0 附近Z p p 2 Z p L p 2 L C C p2 均为向抽头端等效

信号源

U pUT

1 IT p

2)电容抽头:1 I C2 C1 U p= 1 UT C1 C2 I CC 1 2 C1 C2UT C1 UT

L UC2

或

LC2

采用抽头耦合,可降低负载或信源内阻的旁路作用,有利于回路 QL 值的提高，即可以减小负载或内阻对回路影响。

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