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【圖】高頻電路基礎知識介紹
(2023/6/10 11:00:00)
高頻電路基礎知識介紹

高頻電路基礎知識介紹



一般的電子技術人員,首先嘗試設計或制作的,大多以數位電路或低頻率電路為主,此較少從高頻電路開始的。其主要原因是,高頻電路較難去理解,往往所制作出的電路無法如預期的設計目標動作。

但是,如果忽略了高頻電路的基本常識,也可能使所設計出的數位電路或低頻率電路不能成為最適當,甚至於可能會造成動作的不穩定。

相反地,如果能夠熟悉高頻電路,也可以提高數位電路或低頻率電路的設計水準。近些年,無論是數位電路或以直流為主的測試儀器電路,對於處理系要求高速化,結果也使得高頻電路的基本常識相當重要。

低頻率電路與高頻電路的區別

為了了解高頻電路的特征,在此,對低頻率電路與高頻電路作一此較。如下圖1所示的為低頻率電路與高頻電路的此較。圖(a)為低頻率電路,圖(b)為高頻電路。首先,說明信號的流通。由於在低頻率電路的信號其波長較長,一般可以忽略時間因素。因此,振蕩器的輸出端輿放大器的輸入端可視為同一信號。也即是,在低頻率電路中的信號流通如箭頭的方向所示,成為閉回路,此也稱的為集中常數的考慮方法。而在高頻電路中,由於波長較短,不可以忽略時間的要素。在同一時間的振蕩器輸出端,中途的電纜線上,放大器的輸入端的信號就非同一信號,也就是說信號像電波一樣傳輸著,這種考慮電路問題的方法稱為分布常數。

一般地,在集中常數電路中的低頻電路中,對於電纜線的限制較少,可以使用一般的隔離線,重視雜訊興頻率特性。而在分布常數電路中的高頻電路中,為了不使信號發生傳送路徑上的失真,使用同軸電纜線,重視特性阻抗。

在放大器的輸出端所連接的負載如下:



圖1-(a)低頻電路



圖(a)低頻率電路為定電壓驅動……即使負載阻抗有變化,輸出電壓也一定,放大器的輸出阻抗Zo輿負載的阻抗ZL的關系為Zo<ZL。





圖1-(b)高頻電路



圖b高頻電路為功率驅動……信號的單位為功率,從負載能夠取出的最有效功率為在Zo=ZL狀態下,也即是在阻抗匹配( Impendance matting)狀態下。因此,低頻率電路與高頻的電路分析的考慮方法方法下一樣。








集中常數電路與分布常數電路



下圖所示的為以傳送路線為例子,說明集中常數電路的分析方法與分布常數電路的分析方法。

實際上,無論任何低頻/高頻電路,也都存在有電阻R,電容器C,線圈L。可是,如圖(a)所示,在傳送路徑很短的情況下,或者在低頻率信號的場臺,可以忽略R,L,C的存在,當做集中常數處理。如此,可以使電路分析簡單化。

而在圖(b)的場合,在傳送路徑較長,或者在高頻信號的場合,不可以忽略R,L,C的存在。隨著時間的經過,信號在傳送路徑(路線)上,會以①→②→③的情況前進。







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