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第二章 无源网络元件的高频特性

第二章 无源网络元件的高频特性. 主要内容. 2.1 导线 [3] 2.2 电感 [3] 2.3 电容 [3] 2.4 电阻 [3] 2.5 传输线 [2]. 重点和难点. 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线. 了解导线、电感、电容和电阻元件在高频电路中应用的特点 了解电路元件在高频与模拟（低频）电路中应用的不同之处和相同点 理解传输线的概念. 2.1 导线. 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线. 导线

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第二章 无源网络元件的高频特性

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Presentation Transcript

  1. 第二章 无源网络元件的高频特性

  2. 主要内容 2.1 导线[3] 2.2 电感[3] 2.3 电容[3] 2.4 电阻[3] 2.5 传输线[2]

  3. 重点和难点 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 了解导线、电感、电容和电阻元件在高频电路中应用的特点 了解电路元件在高频与模拟（低频）电路中应用的不同之处和相同点 理解传输线的概念

  4. 2.1 导线 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 导线 • 裸铜线、镀银(金)线、漆包线、塑包线(单多股)、纱包线(单多)等 馈线(已属传输线范畴) • 50Ω、75Ω同轴电缆 • 300Ω扁平电缆

  5. 一、导线的高频趋肤效应 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 导线电阻大小与导线横截面积成反比。 • 导线趋肤效应示意图(图2-1 p34)

  6. 导线的高频趋肤效应 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 例，直径=0.644mm的铜导线 • 由导线表： 直流电阻 Rdc= 60.97 Ω/km = 0.06 Ω/m 横截面积 Sdc= πr2 = 0.3257 mm2 由趋肤深度与工作频率的关系(图2-2 p34)

  7. 导线的高频趋肤效应 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线

  8. 导线的高频趋肤效应 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 设 • f =10 MHz时，铜导线的趋肤深度为0.0216 mm。等效环截面积 SAC= 0.0422 mm2 • 则 RAC=RDC(SDC/SAC)=470.6 Ω/km • 即 RAC=0.45 Ω/m 设 • f =200 MHz时，趋肤深度为0.0051 mm • RAC= 2206 Ω/km , 即 RAC= 2.2Ω/m 改进 • 镀银线，空心导线，波导管(内外壁镀银)

  9. 二、直导线的电感 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 例: 一同轴电阻的几何尺寸如(图2-3 P35)所示 • 引线直径：d1 =d3 =0.46mm (L1和L3) • 电阻体直径：d2 = 1.8mm (L2) • 总电感量: L =L1+ L2+ L3 = 17.65 nH

  10. 2.2 电感 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 电感线圈的分布电容和阻抗特性曲线(图2-30 p59)

  11. 电感线圈的品质因数 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 电感线圈的重要参数 QL=(ωL)/r • QL近似常数，易于测量及电路分析计算（在一定范围内ω↑，r也↑） • 可见：L↑或r↓, 可提高QL值 提高QL值的方法例 • 中波接收天线：采用多股纱包线 • 短波接收天线：采用镀银线

  12. 2.3 电容 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 实际电容的阻抗特性曲线(图2-39 p70)

  13. 2.4 电阻 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 电阻的高频等效电路 (图2-34  P54)

  14. 2.5 传输线 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 定义 (高频范畴) • 传输线(长线)：线长 l > λ/10（工作频率很高时） • 短线：线长 l <=λ/10 双传输线分布参数电路：

  15. 2.5 传输线 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 阻抗匹配 • 输入阻抗Zi与信号源内阻Zs匹配，以提高信号源效率 • 特性阻抗ZC与负载阻抗ZL匹配，则负载阻抗可以很好的转移到传输线的输入端，即Zi= ZL 输入阻抗（p38，式(2-5)） 如果l=λ/4  若使Zi=ZS，则 即可以用特性阻抗 的λ/4传输线做阻抗变换器，使得Zi=ZS

  16. 传输线的应用 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 用λ/4 传输线作阻抗匹配 (图2-6  p40)

  17. 2.5 传输线 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 传输线的输入阻抗 如果终端开路 如果终端短路

  18. 传输线的应用 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 作为高频电路的分布元件使用 (表2-3  p40)

  19. 宽带传输线变压器 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 结构示意图 应用1：平衡/不平衡转换

  20. 宽带传输线变压器 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 平衡/不平衡转换 实物图

  21. 宽带传输线变压器 2.1 导线 2.2 电感 2.3 电容 2.4 电阻 2.5 传输线 应用2：4:1传输线变压器 (图2-12,13  p46)

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