高频电路可以通俗的说是无线电电路,但是涉及微波电路,是数字电路的一种,区别与低频电路,高频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, 但在高频使用时具有高频特性。高频电路常用于无线电波发射、接收、调制、解调、放大等等。
高频电路中的元件主要是电阻(器)、 电容(器)和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。
一、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。
通常,表面贴装电阻的高频特性好于金膜电阻,金膜电阻好于炭膜电阻,线绕电阻的高频特性最差。
2、电容
由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的等效电路却如图所示。 理想电容器的阻抗1/(jωC), 如图2-2(b)虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。
高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容,因为其高频特性较好。
3、电感
电感的作用:谐振元件、滤波元件、阻隔元件。
电感的耗损:电感一般都是由导线绕制的,一般都有一定直流电阻,同时由于存在涡流、磁滞和电磁辐射等损失,所以电感就存在耗损。
品质因素:定义为电路中无功功率与有功功率之比,是专门用来描述电路的能量耗损的。
高频电感器与普通电感器一样, 电感量是其主要参数。 电感量L产生的感抗为jωL, 其中, ω为工作角频率。
为了了解高频电路的特征,在此,对低频率电路与高频电路作一此较。如下图1所示的为低频率电路与高频电路的此较。图(a)为低频率电路,图(b)为高频电路。首先,说明信号的流通。由於在低频率电路的信号其波长较长,一般可以忽略时间因素。因此,振荡器的输出端舆放大器的输入端可视为同一信号。也即是,在低频率电路中的信号流通如箭头的方向所示,成为闭回路,此也称的为集中常数的考虑方法。而在高频电路中,由於波长较短,不可以忽略时间的要素。在同一时间的振荡器输出端,中途的电缆线上,放大器的输入端的信号就非同一信号,也就是说信号像电波一样传输着,这种考虑电路问题的方法称为分布常数。
一般地,在集中常数电路中的低频电路中,对於电缆线的限制较少,可以使用一般的隔离线,重视杂讯兴频率特性。而在分布常数电路中的高频电路中,为了不使信号发生传送路径上的失真,使用同轴电缆线,重视特性阻抗。
在放大器的输出端所连接的负载如下:
图1-(a)低频电路
图(a)低频率电路为定电压驱动……即使负载阻抗有变化,输出电压也一定,放大器的输出阻抗Zo舆负载的阻抗ZL的关系为Zo<ZL。
图1-(b)高频电路
图b高频电路为功率驱动……信号的单位为功率,从负载能够取出的最有效功率为在Zo=ZL状态下,也即是在阻抗匹配( Impendance matting)状态下。因此,低频率电路与高频的电路分析的考虑方法方法下一样。
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