高頻西電教學課件：高頻電路基礎(chǔ)

高頻電路基礎(chǔ)歡迎學習高頻電路基礎(chǔ)課程。本課程將深入探討高頻電路的原理、特性和應(yīng)用，為您打開射頻工程的大門。課程大綱1基礎(chǔ)概念高頻電路特點、電磁波理論2電路元件高頻元件特性、等效電路3電路設(shè)計匹配網(wǎng)絡(luò)、濾波器、放大器4系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)射接收電路、射頻收發(fā)機高頻電路的特點分布參數(shù)效應(yīng)顯著電路尺寸與波長相當，不能忽視空間分布寄生效應(yīng)明顯元件的寄生電容、電感不可忽視輻射效應(yīng)增強電路易產(chǎn)生電磁輻射，影響系統(tǒng)性能皮膚效應(yīng)和趨膚效應(yīng)導(dǎo)體中電流分布不均勻，增加損耗電磁波概述定義電磁波是電場和磁場在空間的交變傳播。它是能量傳輸?shù)囊环N形式。特性電磁波以光速傳播，具有頻率、波長、振幅等特征。它可以在真空中傳播。電磁波的產(chǎn)生和傳播振蕩電荷加速運動的電荷產(chǎn)生電磁波輻射電磁波從源頭向外輻射傳播電磁波在空間中傳播接收接收天線捕獲電磁波電磁波頻譜1無線電波3Hz-3GHz2微波3GHz-300GHz3紅外線300GHz-430THz4可見光430THz-750THz5紫外線750THz-30PHz電磁波的性質(zhì)反射電磁波遇到界面時改變傳播方向折射電磁波進入不同介質(zhì)時改變傳播方向衍射電磁波繞過障礙物繼續(xù)傳播干涉多個電磁波相遇產(chǎn)生疊加效應(yīng)高頻電路的等效電路分布參數(shù)模型考慮電路的空間分布，用傳輸線理論分析集中參數(shù)模型在某些條件下，可簡化為集中元件等效電路混合模型結(jié)合分布和集中參數(shù)，平衡精度和復(fù)雜度高頻電阻與電感高頻電阻表皮效應(yīng)增加損耗寄生電容影響阻抗高頻電感自諧振頻率限制使用互感效應(yīng)不可忽視高頻電容寄生電感影響高頻下電容呈現(xiàn)感性特性介質(zhì)損耗高頻下介質(zhì)損耗增加，降低Q值自諧振頻率限制電容的最高使用頻率溫度系數(shù)高頻下溫度對電容值影響更顯著高頻特性的影響因素1頻率2元件特性3布局布線4環(huán)境因素5制造工藝這些因素共同決定了高頻電路的性能和可靠性。匹配網(wǎng)絡(luò)阻抗失配源和負載阻抗不等匹配網(wǎng)絡(luò)插入匹配電路最大功率傳輸實現(xiàn)阻抗匹配性能提升減少反射，提高效率耦合網(wǎng)絡(luò)電容耦合使用電容器傳輸交流信號，阻隔直流變壓器耦合利用磁場耦合，實現(xiàn)電氣隔離直接耦合適用于寬帶應(yīng)用，但需考慮直流影響濾波網(wǎng)絡(luò)低通濾波器允許低頻信號通過，抑制高頻高通濾波器允許高頻信號通過，抑制低頻帶通濾波器允許特定頻帶信號通過帶阻濾波器抑制特定頻帶信號隔離和穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)電源隔離防止電源噪聲干擾信號電路信號隔離減少電路間的串擾和耦合負反饋提高電路穩(wěn)定性和線性度中和消除內(nèi)部反饋，提高穩(wěn)定性頻率選擇網(wǎng)絡(luò)1LC諧振電路利用電感和電容的諧振特性2石英晶體高Q值，頻率穩(wěn)定性好3聲表面波器件適用于高頻應(yīng)用的濾波器4介質(zhì)諧振器高Q值，適用于微波頻段高頻放大電路共射放大器高增益，中等輸入阻抗共基放大器高頻性能好，低輸入阻抗共集放大器高輸入阻抗，低輸出阻抗高頻振蕩電路選擇頻率元件決定振蕩頻率放大器提供能量增益正反饋網(wǎng)絡(luò)維持持續(xù)振蕩穩(wěn)幅電路控制輸出幅度調(diào)制電路幅度調(diào)制改變載波幅度傳輸信息頻率調(diào)制改變載波頻率傳輸信息相位調(diào)制改變載波相位傳輸信息正交調(diào)幅同時調(diào)制幅度和相位檢波電路1包絡(luò)檢波適用于AM信號，結(jié)構(gòu)簡單2同步檢波適用于AM、DSB信號，性能優(yōu)越3鑒頻器用于FM信號解調(diào)，如比率檢波器4相位檢波器用于PM信號解調(diào)，常與鎖相環(huán)配合射頻功率放大電路類別A類：線性度高B類：效率高C類：效率最高關(guān)鍵指標輸出功率效率線性度高頻功率放大電路設(shè)計1選擇工作點權(quán)衡效率和線性度2匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實現(xiàn)功率匹配3穩(wěn)定性分析防止自激振蕩4諧波控制抑制諧波輻射高頻功率調(diào)節(jié)電路自動增益控制維持輸出信號恒定功率控制環(huán)路精確控制發(fā)射功率預(yù)失真技術(shù)提高功放線性度包絡(luò)跟蹤提高功放效率高頻功率放大電路的熱管理散熱器設(shè)計增加散熱面積，降低熱阻強制風冷使用風扇加速熱量散失液體冷卻高效散熱，適用于大功率系統(tǒng)熱設(shè)計仿真優(yōu)化熱分布，提前發(fā)現(xiàn)熱點高頻發(fā)射電路信源產(chǎn)生基帶信號調(diào)制器將信息加載到載波上功率放大器提升信號功率天線將電信號轉(zhuǎn)換為電磁波高頻接收電路1天線捕獲電磁波信號2低噪聲放大器放大微弱信號3混頻器將射頻信號轉(zhuǎn)換為中頻4中頻放大器進一步放大和濾波5解調(diào)器恢復(fù)原始信息射頻收發(fā)機的組成發(fā)射部分調(diào)制器上變頻器功率放大器接收部分低噪聲放大器下變頻器解調(diào)器公共部分頻率合成器天線切換控制電路射頻收發(fā)機的性能指標靈敏度接收機檢測微弱信號的能力選擇性區(qū)分所需信號和干擾信號的能力動態(tài)范圍處理不同強度信號的能力線性度保持信號失真最小的能力超外差接收機射頻放大放大天線接收的信號混頻將射頻信號轉(zhuǎn)換為中頻中頻放大濾波主要的選擇性和增益檢波