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无线电频谱是一个从 3Hz 到 3000GHz 的电磁频率范围,用于电视、广播、手机等无线通信。为防止干扰,由国际电信联盟和国家法律进行监管,不同频谱被分配用于各种用途。它是一种需求量大的有限资源,有效利用可推动创新。无线电频谱有多个波段,如极低频用于潜艇通信,甚低频用于导航和时间信号等。随着更多用户和技术出现,无线电频谱越来越拥挤,高频波受大气吸收限制范围,HF、VHF 和 UHF 等术语几十年前确立且仍在使用。
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史密斯圆图是射频电路设计中的重要工具,它就像一张神奇的地图,能帮助工程师解决与阻抗相关的问题。其中包括阻抗曲线,可视为信号在电路中传播时面临的阻力,还有导纳圆图,专注于电路允许信号流动的容易程度。在史密斯圆图上可以操作串联和并联元件以及传输线。S 参数则用于描述高频下电路中信号的行为,与其他参数相比对高频电路更实用,可通过网络分析仪测量。级联 S 参数有助于理解多个电路协同工作,差分电路可减少噪声,一次处理两个信号。
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电子设备的通信和运作涉及复阻抗、谐振和传输线等核心概念。复阻抗包括电阻和电抗,谐振是电源频率与电路固有频率匹配时阻抗下降、电流飙升。品质因数衡量谐振程度,串联和并联 RC/RL 网络及二者转换各有特点。传输线有不同类型、特性阻抗、5% 规则等,还包括集总与分布式网络以及短路和开路终端传输线。阻抗失配会引起信号反射,如反射系数、回波损耗、失配损耗和驻波比等,以电视天线为例,位置不对即阻抗失配会使信号质量下降。
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石英晶体在现代电子领域起着关键作用,是频率控制产品的核心。其能产生一致稳定的振动,在振荡器电路中作为谐振器产生稳定参考频率,对电子设备授时机制至关重要。石英晶体广泛应用于计时设备如手表、计算机系统、电信设备和全球定位系统(GPS)中。在手表中确保秒针精确跳动和可靠计时;在计算机中提供时钟信号同步各组件;在电信中保持信号稳定同步;在 GPS 中确保精确授时实现准确定位。石英晶体的可靠性使其成为现代技术无缝运行不可或缺的部分。
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