高頻電路基本常識

 為何要學習高頻電路的知識
   電子電路可以分為模擬電路與數字電路，而模擬電路又可以分類為低頻率電路與高頻電路。
   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。