2.1 概述,无线电元件,线性元件,时变参量元件,非线性元件,：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压无关。,：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压有关。,：元件参数按照一定规律随时间变化。,不同的元件对应于不同的电子线路：1、线性电子线路；2、非线性电子线路；3、时变参量电路。,2.1 概述,图2.1.1 串联电路,线性电路时,描述线性电路、时变参量电路和非线性电路的方程式分别是常系数线性微分方程、变系数线性微分方程和非线性微分方程。,时变参量电路时,非线性电路时,2.1 概述,在无线电工程技术中，较多的场合并不用解非线性微分方程的方法来分析非线性电路，而是采用工程上适用的一些近似分析方法。这些方法大致分为图解法和解析法两类。所谓图解法，就是根据非线性元件的特性曲线和输入信号波形，通过作图直接求出电路中的电流和电压波形。所谓解析法，就是借助于非线性元件特性曲线的数学表示式列出电路方程，从而解得电路中的电流和电压。,2.1 高频电路中的元件、器件和组件,2.1.1高频电路中的元器件 各种高频电路基本上是由有源器件、无源元件和无源网络组成的。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,但要注意它们在高频使用时的高频特性。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。 1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。,2.1 高频电路中的元件、器件和组件,一个电阻R的高频等效电路如图2-1所示, 其中, CR为分布电容, LR为引线电感, R为电阻。,图2-1 电阻的高频等效电路,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如图2-2（a）所示。理想电容器的阻抗1/(jC), 如图2-2（b）虚线所示,其中,f为工作频率,=2f。,图2 2 电容器的高频等效电路 (a) 电容器的等效电路; （b） 电容器的阻抗特性,2.1 高频电路中的元件、器件和组件,3） 电感 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jL,其中,为工作角频率。 高频电感器也具有自身谐振频率SRF。在SRF上,高频电感的阻抗的幅值最大,而相角为零,如图2-3所示。,图 2-3 高频电感器的自身谐振频率SRF,2.1 高频电路中的元件、器件和组件,2.1 高频电路中的元件、器件和组件,2高频电路中的有源器件 用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1） 二极管 半导体二极管在高频中主要用于检波、调制、解调及混频等非线性变换电路中,工作在低电平。 2） 晶体管与场效应管（FET） 在高频中应用的晶体管仍然是双极晶体管和各种场效应管，这些管子比用于低频的管子性能更好,在外形结构方面也有所不同。高频晶体管有两大类型:一类是作小信号放大的高频小功率管,对它们的主要要求是高增益和低噪声; 另一类为高频功率放大管, 除了增益外, 要求其在高频有较大的输出功率。,2.1 高频电路中的元件、器件和组件,3） 集成电路 用于高频的集成电路的类型和品种要比用于低频的集成电路少得多, 主要分为通用型和专用型两种。 2.1.2高频电路中的组件 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤波器等, 它们完成信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。,2.2 非线性元件的工作特性,图 2.2.1 线性电阻的伏安 特性曲线,图 2.2.2 半导体二极管的伏安 特性曲线,与线性电阻不同，非线性电阻的伏安特性曲线不是直线。,2.2 非线性元件的频率变换作用,图2.2.4 线性电阻上的电压 与电流波形,图 2.2.5 正弦电压作用于二极管 产生非正弦周期电流,输出电流与输入电压相比，波形不同，周期相同。可知，电流中包含电压中没有的频率成分。,2.2 非线性元件的频率变换作用,2.2.2 非线性元件的频率变换作用,假设传输特性,设：,直流分量；,基波分量和谐波分量：,组合频率分量：,“非线性”具有频率变换作用。,2.2.2非线性元件的频率变换作用,设非线性电阻的伏安特性曲线具有抛物线形状，即：,（K为常数）,半导体二极管,2.2.2非线性元件的频率变换作用,谐波分量：,组合频率分量：,“非线性”具有频率变换作用。,例 已知某器件的伏安特性为,求电流i中的频谱成分。,化简转化求得，i中的频谱有：直流， 100Hz,200Hz,300Hz,400Hz,500Hz,600Hz.,P50 2-1 2-2,2.2.3 非线性电路不满足叠加原理,叠加原理是分析线性电路的重要基础。 根据叠加原理，任何复杂的输入信号均可以首先分解为若干个基本信号（例如正弦信号），然后求出电路对每个基本信号单独作用时的响应，最后，将这些响应叠加起来，即可得到总的响应。,2.3.1 线性时变参量电路分析法,线性时变电路：指电路元件的参数不是恒定不变的，而是按一定规律随时间变化，且这种变化与元件的电流或电压无关。,v = v1+v2,if(v ) 在(VQ+ v1)关于v2的泰勒级数展开式，即,v1相对于v2很小,若v2足够小，可以忽略上式中v2的二次方及其以上各次方项，则该式可简化为,i = f (VQ+ v2) + f (VQ+ v2) v1,线性时变,2.3.1 线性时变参量电路分析法,n最高次数为3的多项式的频谱结构图,