射频辅助电路设计.ppt

射频辅助电路设计,1、周期信号的傅里叶级数分解-三角形式,REVIEW:,*函数分解时可先分析其奇偶性.,REVIEW:周期信号的频谱特点,离散性频谱是离散的而不是连续的，每根谱线代表一个谐波分量。这种频谱称为离散频谱；谐波性谱线只能出现在基波角频率1的整数倍上；收敛性幅度谱的谱线幅度随着频率的增加而逐渐衰减 到零。,*信号主要能量集中于第一个零点之中由频谱的收敛性可知，信号的功率集中在低频段。,2、周期信号的傅里叶级数分解-复指数形式,REVIEW:,周期信号的频谱 均为离散谱,2、非周期信号的频谱特性,REVIEW:,非周期信号的频谱均为连续谱,门函数的频谱,冲击函数的频谱,单位直流信号的频谱,指数信号的频谱,REVIEW:,2.1.1 电源稳压部分设计,2.1.2 电源耦合部分设计,2.1 电源电路设计,2.2 滤波器的设计,2.2.1 LC谐振电路,2.2.2 LC滤波电路,2.2.3 其它无源滤波器,射频辅助电路设计,2.1 电源电路设计,2.1.1 电源稳压部分设计,图2.1.1 稳压电路,稳压电路,变压电路：,U1/U2=I2/I1=N1/N2=n,复习,2.1 电源电路设计,整流部分电路：,半波整流电路,桥式整流电路,整流电路波形,复习,2.1 电源电路设计,滤波电路,电容滤波电路,滤波波形,复习,2.1 电源电路设计,稳压电路分类:线性稳压电源，优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路、输出连续可调的模块。缺点是体积大，较笨重，效率相对较低。开关型直流稳压电源优点是体积小，重量轻，稳定可靠；可以升压、降压或转换电压极性。缺点是纹波较大，纹波峰峰值一般为输出电压的1。,2.1 电源电路设计,线性稳压电源的设计:最常见的是X78XX系列三端正电源线性稳压器，它有一系列固定的电压输出（5V,6V,8V,9V,10V,12V,15V,18V,24V）,应用非常的广泛。每种类型都有内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使得它基本上不会损坏。如果能够提供足够的散热片，它可以提供大于1.5A的输出电流。,2.1 电源电路设计,三端稳压器的型号规格和管脚分布,正、负稳压7805电路,例如：78M05三端稳压器可输出+5 V、05 A的稳定电压；7912三端稳压器可输出 12V、1A的稳定电压。,三端稳压器输出电流字母表示法,外形及管脚分布，如附图所示。,三端稳压器,输出电压稳压器的输出电压，能稳定在多少V，7805输出电压稳定在5V线性调整率稳压器的输入电压一般都比较宽，在该范围内，输入如果变化输出电压的变化有多大呢？该参数就是描述这种变化的一个参数。很显然输出电压的变化是越小越好了，一般都是几毫伏。7805在常温，输出500mA电流的情况下，输入电压在725V之间变化的时候，输出电压的变化典型值为3mV，最大值为50mV负载调整率负载发生变化时，输出电压也会相应的发生变化，一般是负载越重，输出电压会有所下降，负载越轻输出电压会有所上升。负载调整率就是反应这种变化的一个量。7805在负载变化5mA1.5A时，输出电压的变化范围在1050mV静态电流对于线性稳压器来说是一个非常重要的参数。该电流为驱动大功率调整管所必须的，它不流向负载，而是直接流向地，因此该电流是越小越好。7805在负载小于1A的情况下，静态电流为8mA。,输出噪声电压三端稳压块输出噪声电压都是一些高频噪声（低频噪声被衰减了）7805在10Hz100kHz频率范围内输出噪声电压为40uV纹波抑制比纹波抑制指输入电压的一个小信号变化引起输出电压的变化，常用mV/V 或dB来表示，三端稳压块的另一个非常重要的参数，低频电路可以不关心这个参数，高频电路这个参数就显得非常重要了。7805在负载电流小于1A的情况下，120kHz点的纹波抑制比最小为62dB，典型值为80dB。一般的DataSheet给出的纹波抑制比都是在120Hz。频率越高，纹波抑制比一般会变小。,输入输出电压差,是指输入电压与输出电压的电压差值。在X7805中电压差为2V，也就表示输入电压必须比输出电压大2V或者更多，芯片才能正常工作。,电源电路设计,图2.1.2稳压电路,固定输出连接,在设计时必须注意：(VI)和(Vo)之间的关系，以7805为例，该三端稳压器的固定输出电压是5V，而输入电压至少大于8V，这样输入/输出之间有3V的压差。使调整管保证工作在放大区。但压差取得大时，又会增加集成块的功耗，所以，两者应兼顾，即既保证在最大负载电流时调整管不进入饱和，又不致于功耗偏大。,输入电压UI变化对输出电压UO的影响（RL=100）,负载电阻RL变化对输出电压UO的影响（UI=20V）,问题：,所示电路W7800系列集成稳压器扩展输出电流的应用电路。当稳压电路所需输出电流大于2A时，利用电阻R1的作用，使外接的功率晶体管导通来扩大输出电流IO。,2.扩大输出电流连接,例:计算若功率管=10，U BE=-0.3V，电阻R=0.5，I3=1A。试计算扩展输出电流IO。（设公共端的电流I2 0）,可见IO比I3扩大5倍了。,2.1.2 电源耦合部分设计,2.1 电源电路设计,现代射频电路中一般都含有模拟电路和数字电路两部分，并且模拟电路中还分为很多模块进行设计，因此所需提供的电源种类就会很多，如9V、5V、3.3V等等。电源种类越多对于电路的稳定性影响越大，所以要尽可能的减少电源种类，最好选用同种电压的芯片。这样就会出现多个模块电路公用一种电源的情况。这样每个模块的直流和交流分量都要串入公用电源，这样后级电路就会和前级电路产生串扰，例如，多级放大电路中，末级放大电路信号由电源串入第一级放大电路中，即使只是很少一点的信号，经过多级放大都会产生很大的干扰，从而影响整个电路的稳定。,解决这种串扰最好的方法就是在各模块直流供电电路间加入耦合电路，由于串扰一般都是交流信号，因此我们在各模块间加入可以抑制相应频率交流信号的耦合电路就可以有效的减小串扰。,图2.1.4低通型型耦合电路,这个电路放置在两个模块电路的直流电源供电电路之间，使得各模块相互隔离，去除了各模块间的交流信号串扰。,振荡回路是由电感和电容组成。只有一个回路的振荡回路称为简单振荡回路或单振荡回路。简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最小或最大值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。简单振荡回路具有谐振特性和频率选择作用。这是它在高频电子线路中得到广泛应用的重要原因。应用：高频小信号谐振放大器、高频谐振功率放大器、LC正弦波振荡器及各种滤波器件等。,LC振荡回路,并联谐振回路由于阻抗较大，且有阻抗变换功能，在电路中除用作选频和滤波网络外，常直接作为放大器的负载使用。,（1）串联谐振电路,图2.2.2串联谐振电路,Ui为信号源电压，频率为；电路电流为I,X表示电抗。由此式可以得到串联谐振的一些特点。当满足X=0，也即,串联谐振电路电抗为0，电路呈纯阻态，这时电路会出现谐振状态，其谐振频率为,LC谐振电路,图2.2.2串联谐振电路,谐振时电路的阻抗最低为R。由于电流Io=Ui/R，所以谐振时电流最大。,Q一般在50200之间,LC谐振电路,谐振时，回路的感抗和容抗相等，称为特性阻抗，用表示，即:,当工作频率低于,时，电路呈容抗特性；,时，电路呈感抗特性；,当工作频率高于,时，电路呈纯电阻特性。,当工作频率等于,LC谐振电路,电抗X随变化的规律,谐振特性,谐振时回路电流最大，且电流与外加电压同相；谐振时回路中电感和电容两端电压为：,一般Q值都比较大，故设计谐振电路时应考虑元件的耐压问题,串联谐振回路的矢量图,Vs,I,VL,VR,VC,以电流I为参考方向（即认为I 的相位是0）,电感电压超前电流90度，电容电压落后电流90度,电阻电压与电流同相,当0,由于L 1/(C)所以|VL|VC|，Vs落后于电流,当0,由于L 1/(C)所以|VL|VC|，Vs超前于电流,RLC呈纯阻性,RLC呈容性,RLC呈感性,例题,已知一串联谐振回路L=100 H，R=5，C=100pF，求串联谐振频率，若外加电压源频率为2MHz时，RLC整体呈电容性还是电感性？电压相位超前还是落后于电流相位？,串联谐振回路的谐振曲线和通频带,谐振曲线和“归一化”谐振曲线谐振曲线定义：串联谐振回路中电流的幅值（即）与外加电压源频率（）之间的关系曲线。“归一化”谐振曲线定义：与外加电压源频率（）之间的关系曲线。其中 为电路谐振时回路电流（即电流的最大值）。,（1）归一化谐振曲线计算及广义失谐概念,Q,串联谐振回路的谐振曲线和通频带,画出归一化谐振曲线,当 0即失谐不大时：,其中,Q1 Q2,串联谐振回路的通频带,回路外加电压的幅值不变时，改变频率，回路电流下降到I0的 时所对应的频率范围称为串联回路的通频带,这个频率宽度称为“通频带”通常记为B或2或2f,通频带的计算,即 通频带 有时记为,例题,已知一串连谐振回路谐振频率为600kHz，L=150H，R=5，求通频带B注意：我们只求“频带的绝对值”，对“频带的相对值”不做要求,分析：由于f0已知，所以根据公式只需要知道Q值即可；但Q值并未直接给出，所以需要求Q值；串联电路Q值有3个公式,根据已知采用第一个比较方便，求出Q值后问题得解。,并联谐振电路,并联谐振电路,LC并联谐振电路,回路谐振频率：,或,的信号源频率为,回路的谐振电阻：,或谐振电导：,当 时，回路谐振。,回路的空载品质因数：,LC并联谐振电路,并联谐振时各支路的电流,回路两端的电压：,回路两端的谐振电压：,并联谐振回路的谐振曲线和通频带,注意：与串联公式完全相同！,记为,画出谐振曲线和通频带的图形,通频带2f0.7,并联谐振的通频带公式与串联时完全一样：,并联谐振回路的电抗特性,当 p时，B0，则电抗X必大于0，整体电路呈感性；,当 p时，B0，则电抗X必小于0，整体电路呈容性；,恰好与串联时相反！,负载和信号源内阻对并 联谐振回路的影响,并联回路若考虑信号源内阻,和负载,时，如图1.1.9所示。,图1.1.9 具有负载和信号源内阻的并联谐振回路（a）实际回路（b）、（c）等效回路,则 回路总谐振阻抗：,回路的空载品质因数,回路的有载品质因数：,回路的3dB带宽为,所以将导致回路的选择性变差，通频带展宽。,可以看出，由于负载电阻和信号源内阻的影响，使 回路两端的谐振电压 减小，回路的品质因数下降，通频带展宽，选择性变差。同时信号源内阻及负载不一定是纯阻，又将对谐振曲线产生影响。和 越小，下降越多，影响也就越严重。实际应用中，为了保证回路有较高的选择性，为此可采用阻抗变换网络，减小这种影响。,串联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式分别为：,并联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式分别为：,串、并联谐振回路阻抗特性比较,图（）、（）分别是串联谐振回路与并联谐振回路空载时的阻抗特性曲线。由图可见，前者在谐振频率点的阻抗最小，相频特性曲线斜率为正；后者在谐振频率点的阻抗最大，相频特性曲线斜率为负。所以，串联回路在谐振时，通过电流最大；并联回路在谐振时，两端电压最大。在实际选频应用时，串联回路适合与信号源和负载串联连接，使有用信号通过回路有效地传送给负载；并联回路适合与信号源和负载并联连接，使有用信号在负载上的电压振幅增大。,串、并联谐振回路阻抗特性比较,所谓滤波，就是根据有用信号与无用信号的不同特性，消除或减弱干扰与噪声，提取有用信号的过程。而实现滤波功能的系统就称为滤波器。,根据滤波器幅频特性的通带与阻带的范围，可将其划分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。根据构成滤波器元件的性质，可将其划分为有源滤波器和无源滤波器。前者仅有无源元件，如电阻、电容和电感等组成，后者则含有有源器件，如运算放大电路等。根据滤波器所处理的信号的，可将其划分为模拟滤波器和数字滤波器。模拟滤波器用于处理模拟信号（连续时间信号），数字滤波器用于处理离散时间信号。,（1）滤波器的分类,滤波器的设计,理想低通滤波器理想低通滤波器的功能是使=0（直流）到某一指定频率1（截止频率）的分量无衰减地通过，而大于1的频率分量全部衰减为零。理想低通滤波器的幅频特性（幅频响应）如图所示，其通频带（简称通带）为（0，1），阻频带（简称阻带）为（1，）。,滤波器的设计,理想高通滤波器理想高通滤波器是使高于某一频率1的分量全部无衰减的通过，而小于1的各分量全部衰减为零。理想的高通滤波器的幅频特性如图所示，其通带为（1，），阻带为（0，1）。,滤波器的设计,理想带通滤波器理想带通滤波器的功能是使某一指定频带（1，2）内的所有频率分量全部无衰减的通过，而使此频带以外的频率分量全部衰减为零。理想带通滤波器的幅频特性如图所示，其通带为（1，2），低端阻带（0，1），高端阻带为（2，）。,滤波器的设计,理想带阻滤波器理想带阻滤波器的功能是使在某一指定频带内的所有频率分量全部衰减为零，不能通过此滤波器，而使此频带以外的频率分量全部无衰减的通过。理想带阻滤波器的幅频特性如图所示，其阻带为（1，2），低端通带为（0，1），高端通带为（2，）。实际上，理想滤波器是无法实现的，但可以最大限度地逼近理想特性。,滤波器的设计,1、低通滤波器,图2.2.4低通滤波单元电路,LC低通滤波器单元可以由图2.2.4所示。两种单元电路的功能都是一样的，以图（a）为例，当输入的信号频率较低时，电感相当于导线，电容相当于与地断开，信号很容易通过。但当信号频率达到一定数值后，电感相当于一个大电阻阻碍信号，而电容相当于导线，这样信号经过电感的阻碍直接进入地线，因此信号很难通过。,1、低通滤波器,1、低通滤波器,利用这两种低通滤波器单元电路，可以很容易的得到高阶低通滤波器。方法很简单只要将所需的单元电路进行级联，就可以构成任意N阶低通滤波器。阶数越高滤波器的边沿陡峭程度就越高，但滤波器对信号的衰减会增加，因此一般要通过计算得到适合的阶数再进行设计。,型网络,T型网络,2、高通滤波器,图2.2.6高通滤波器单元电路,高通滤波器,2、高通滤波器,型网络,T型网络,2、高通滤波器,3、带通滤波器,图2.2.8宽带带通滤波器,宽带带通滤波器可以通过低通滤波器和高通滤波器组合电路构成，其中低通滤波器的截止频率设计成带通滤波器的高端截止频率，高通滤波器的截止频率设计成带通滤波器的低端截止频率。如图2.2.8所示就是一个典型的有低通和高通滤波器串联组成的宽带带通滤波器。,3、带通滤波器,3、带通滤波器,LC滤波电路,图2.2.8带通滤波器单元电路,窄带带通滤波器一般使用带通滤波器单元电路的级联形式构成。带通滤波器的单元电路与低通和高通一样也有两种形式，如图2.2.9所示。,以图（a）为例L1和C1组成串联谐振电路，当输入信号频率为其谐振频率附近时，串联谐振电路的阻抗最小，对信号的损耗也最小，信号很容易通过。而L2和C2组成了并联谐振电路，当输入信号的频率为其谐振频率附近时，并联谐振的阻抗最大，因此信号不容易通过并联谐振电路流入地线，而是继续进入下级电路。由此单元电路可以选择其谐振频率附近的信号通过，而对其他频率信号进行阻碍，从而实现带通滤波的功能。,带通滤波器级联电路,图2.2.8带通滤波器级联电路,（a）,LC滤波电路,1、石英晶体滤波器,其它无源滤波电路,在无线接收机的中频放大器（频带放大器）中，因中频是固定不变的，为提高中频滤波器的选择性并简化调试工艺，常用集中参数滤波器，常用的有石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等。,声表面波滤波器,石英晶体的电特性,结构 石英晶体俗称水晶，是一种化学成分为SiO2两端呈角锥的六棱柱结晶体，具有稳定的物理化学性能。按一定的方位角将晶体切成薄片称石英晶片（正方形、长方形、圆形），不同方位的切片有不同程度的频率特性，即石英晶片尺寸、厚度决定频率。,石英晶体滤波器,石英晶体滤波器,什么是压电效应呢？当晶体受到机械力时，它的表面上就产生了电荷。如果机械力由压力变为张力，则晶体表面的电荷极性就反过来。这种效应称为正压电效应。反之，如果在晶体表面加入一定的电压，则晶体就会产生弹性变形。如果外加电压作交流变化，晶体就产生机械振动。振动的大小基本上正比于外加电压幅度，这种效应称为反压电效应。,压电效应,石英晶体滤波器,石英晶体,石英晶体和其他弹性体一样，也具有惯性和弹性，因而存在固有振动频率。当外加电源频率与晶体的固有振动频率相等时，晶体片就产生谐振。这时，机械振动的幅度最大，相应地晶体表面产生的电荷量亦最大，因而外电路中的电流也最大石英晶体具有谐振电路的特性，它的反压电效应可用串联谐振回路等效,Lq、Cq、rq 代表晶体本身的特性：Lq相当于晶体的质量（惯性），Cq相当于晶体的等效弹性模数，rq相当于摩擦损耗。晶体的LCR参量是很特异的，Lq很大，一般以几亨（H）至十分之几亨计；Cq很小，一般以百分之几皮法计；rq一般以几至几百欧（）计。因而图2.22的等效电路的Qq值极高，等效阻抗极大（以几百k计）。,石英晶体滤波器,式中，C为C0和Cq串联后的等效电容。显然，fP fq。但由于C0 Cq，所以CCq，fP fq相差很小。,电路必然有两个谐振频率。,一为左支路的串联谐振频率fq，即石英片本身的自然谐振频率,另一个为石英谐振器的并联谐振频率,石英晶体滤波器,感抗 与 不成线性关系陡峭的电抗特性对频率的变化具有强烈的补偿能力,感性区,容性区,容性区,等效电抗曲线：（忽略rq）,石英晶体滤波器,fq=4.1511(MHZ);fp=4.157(MHZ);fp-fq=6KHZ频率差非常窄小,石英晶体滤波器,利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，称为陶瓷滤波器（ceramic filter）。常用的陶瓷滤波器是用锆钛酸铅Pb(ZrTi)O3压电陶瓷材料（简称PZT）两面涂以银浆，加高温烧制成银电极，再经直流高压极化之后即成。它具有与石英晶体相类似的压电效应，因此也可以用作滤波器。这种滤波器的优点是：陶瓷容易焙烧，可以制成各种形状，适合滤波器的小型化；而且耐热性、耐湿性较好，很少受外界条件的影响。它的等效品质因数QL为几百以上，比LC滤波器高，但远比石英晶体滤波器低。因此作滤波器时，通带没有石英晶体那样窄，选择性也比石英晶体滤波器差。,陶瓷滤波器,XT型系列陶瓷陷波器,单片陶瓷滤波器的等效电路和电路符号如图2.24所示。图中C0等效于压电陶瓷谐振子的固定电容值；而电感、电容和电阻（、和）分别相当于机械振动时的等效质量、等效弹性模数和等效阻尼。,因此陶瓷谐振器的等效电路结构与石英晶体的相同。,图2.24 单片陶瓷滤波器的等效电路和电路符号,陶瓷滤波器,利用两个、五个、九个单片陶瓷片采用串、并联的方法，可连接成四端陶瓷滤波器，如图2.2.14（a），图2.2.14（b）为四端陶瓷滤波器的电路符号，陶瓷片的数量愈多，滤波器的性能愈好。在使用四端陶瓷滤波器时，输入、输出阻抗必须与信号源、负载阻抗匹配。陶瓷滤波器的工作频率为几十KHZ几百MHZ，带宽可以做得很窄。,陶瓷滤波器,适当选择串臂和并臂陶瓷滤波器的串、并联谐振频率，就得到理想的衰减特性。例如，要求滤波器通过（4555）kHz的频带，那么，串臂陶瓷片的串联谐振频率fq1 应和并臂陶瓷片的并联谐振频率fP2相重合，并等于455kHz。而串臂陶瓷片的并联谐振频率fP1应等于（455+5）kHz，并臂陶瓷片的串联谐振频率fq2 则应等于（455 5）kHz。对455 kHz的载频信号来说，串臂陶瓷片产生串联谐振，阻抗最小；并臂陶瓷片产生并联谐振，阻抗最大，因而能让信号通过。对（455+5）kHz的信号，串臂陶瓷片产生并联谐振，阻抗最大，信号不能通过；对（455 5）kHz的信号，并臂陶瓷片产生串联谐振，阻抗最小，使信号旁路（无输出）。因此，滤波器仅能通过频带为（4555）kHz的信号。,陶瓷滤波器,调频用 LT10.7 系列是应用压电陶瓷良好的厚度振动，单块集成的电路，有着高选择性、高稳定性、低假响应等特点。,输入/输出阻抗：330。,调频接收机用LT10.7M系列（与Murata SFE10M7 FM-IF系列相容）,陶瓷滤波器,10.7M系列 规格,阻抗匹配网络设计,阻抗匹配网络设计,阻抗匹配网络设计,对于功率放大器，当信号源的输出阻抗与放大电路的输入阻抗相等时即称阻抗匹配，这时放大电路就能在输出端获得最大功率输出阻抗是指电路对着负载讲的阻抗将电路输入端的电源短路，输出端去掉负载后，从输出端看进去的等效阻抗称为输出阻抗如果负载阻抗与输出阻抗不相等，称阻抗不匹配，负载就不能获得最大的功率输出,阻抗匹配网络设计,输入匹配网络:要求它把放大器的输入阻抗变换为前级信号源所需的负载阻抗，使电路能从前级获得尽可能大的激励功率；输出匹配网络:要求它具有滤波和阻抗变换功能；所谓阻抗匹配是通过匹配网络的作用，使负载阻抗的虚数部分与信号源内阻的虚数部分相抵消（谐振），同时实数部分等于放大器所需的最佳负载值；,在实际的电子电路中，常会遇到信号源与放大电路或放大电路与负载的阻抗不相等的情况，因而不能把它们直接相连解决的办法是在它们之间加入一个匹配电路或匹配网络如：变压器、LC滤波器等,阻抗匹配网络设计,串、并联阻抗等效变换,什么是“等效”？所谓等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的电路形式如何，从外部看去其阻抗是相等的。为什么要进行等效变换？主要是为了使电路的分析更加方便。例如：,等效,导纳直接相加，计算得以简化！,并联等效成串联,注：图中电抗带颜色，纯电阻不带颜色,等效,并联等效成串联（续）,请同学们回忆一下并联谐振回路中的Q值:,倒数代入,代入,并联等效成串联（结论）,这个结论用语言表达就是：谐振电路中的并联支路等效成串联支路时，电抗部分基本不变，电阻部分变为原来的1/Q2,串联等效成并联,采用上面相同的方法进行分析（推导从略）得出的结论是相同的用公式表达为,这个结论用语言表达就是：谐振电路中的串联支路等效成并联支路时，电抗部分基本不变，电阻部分变为原来的Q2倍,利用上述结论回顾并联谐振回路知识,LC选频匹配网络有倒L型、T型、型等几种不同组成形式，其中倒L型是基本形式。现以倒L型为例，说明其选频匹配原理。倒L型网络是由两个异性电抗元件X1、X2组成，常用的两种电路如图6(a)、(b)所示，其中R2是负载电阻，R1是二端网络在工作频率处的等效输入电阻。,图6 倒L 型网络,阻抗匹配网络设计,对于图6(a)所示电路，将其中X2与R2的串联形式等效变换为Xp与Rp的并联形式，如图6(c)所示。在X1与Xp并联谐振时，有,X1+Xp=0,R1=Rp,阻抗匹配网络设计,阻抗匹配时 R1=RP=(1+Qe2)R2 得:Qe=可求得选频匹配网络电抗值,可知，采用这种电路可以在谐振频率处增大负载电阻的等效值。,阻抗匹配网络设计,对于图6(b)所示电路，将其中X2与R2的并联形式等效变换为Xs与Rs的串联形式，如图6(d)所示。在X1与Xs串联谐振时，可求得以下关系式：,R1=Rs=,|X1|=|Xs|=QeR1=,可知，采用这种电路可以在谐振频率处减小负载电阻的等效值。,阻抗匹配网络设计,T型网络和型网络各由三个电抗元件(其中两个同性质，另一个异性质)组成，如图7所示，它们都可以分别看作是两个倒L型网络的组合，用类似的方法可以推导出其有关公式。,阻抗匹配网络设计,例1-3:已知某电阻性负载为10，请设计一个匹配网络，使该负载在20MHz时转换为50。如负载由10电阻和0.2H电感串联组成，又该怎样设计匹配网络?,解 由题意可知，匹配网络应使负载值增大，故采用倒L型网络。可求得所需电抗值:|X2|=20|X1|=50=25所以 L2=,由0.16H电感和318pF电容组成的倒L型匹配网络即为所求，如图例1.3(a)虚线框内所示。如负载为10电阻和0.2 H电感相串联，在相同要求下的设计步骤如下：因为0.2H电感在20MHz时的电抗值为：XL=L=2201060.210-6=25.1 而 X2-XL=20-25.1=-5.1,所以 C2=,由1560pF和318pF两个电容组成的倒L型匹配网络即为所求，如图例1.3(b)虚线框内所示。这是因为负载电感量太大，需要用一个电容来适当抵消部分电感量。在20MHz处，1560 pF电容和0.2H电感串联后的等效电抗值与(a)图中的0.16H电感的电抗值相等。,1.L型匹配网络,计算L和C的参数的方法：通过阻抗计算，列方程求解，得到L和C的参数,假设输入信号的频率为1GHz,首先先列写平衡公式：,阻抗匹配网络设计,1.L型匹配网络,由于,代入上式得：,变换等式得：,阻抗匹配网络设计,1.L型匹配网络,通过实部和虚部的相等得到两个方程：,由此可以求得电容和电感的参数L=1.59nH,C=6.37pF。,阻抗匹配网络设计,