高频电子线路重点内容.ppt
课程主要内容,处理高频信号的功能电路高频信号的产生电路（振荡器）放大电路（小信号放大器和功率放大）调制和解调电路,通信系统由输入、输出变换器，发送、接收设备和信道等组成。,1 绪 论,为什么要调制,调制方式,声音,图 1.2.8 调幅发射机方框图,1.2.2 无线电信号的产生与发射,1.2.3 无线电信号的接收,图 1.2.11 超外差式接收机方框图,根据传输媒质的不同，分为有线通信与无线通信。,1.3 通信的传输媒质,无线通信的传输媒质是自由空间。,3 选频网络,功能：选频、阻抗变换,2.阻抗性质随频率变化的规律：,3.串联谐振时，电感和电容两端的电压模值大小相等，且等于外加电压的Q倍。,串联振荡回路谐振特性,串联振荡回路的谐振曲线和通频带,回路Q值越高，选择性好，但通频带越窄，二者矛盾。,从能量关系解释“谐振”。,能量关系及电源内阻与负载电阻的影响,表示回路或线圈中的损耗。,从能量关系介绍谐振,回路谐振时，电感线圈中的磁能与电容器中的电能周期性的转换着。电抗元件不消耗外加电动势的能量。外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路中的等幅震荡。振荡时回路中的电流达到最大值。,2.阻抗性质随频率变化的规律：,3.并联谐振时，流经电感和电容的电流模值大小相近，方向相反，且约等于外加电流的Q倍。,End,并联振荡回路谐振特性,抽头式并联电路的阻抗变换,N1,N2,L1,L2,抽头式并联电路的阻抗变换,接入系数,容性,图 3.6.2 石英晶体谐振器的电抗曲线,石英晶体滤波器,f s f p,石英晶体滤波器的特点及应用,频率稳定度很高,作电感用,工作于串联谐振状态,奇次谐波的泛音振动,要结合第七章晶体振荡器来复习,4.1 高频小信号谐振放大器,本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。,高频小信号放大器的主要质量指标,选择性与通频带为一对矛盾。,图 4.2.1 晶体管共发射极电路,图 4.2.2 参数等效电路,形式等效电路,yie=gie+jCie yoe=goe+jCoeyfe=|yfe|fe yre=|yre|re,4.3 单调谐回路谐振放大器,1.增益,2.通频带,4.4 多级单调谐回路谐振放大器,3.选择性（矩形系数）,111页多级放大器说明级数越高，通频带越差，选择性改善有限，增益变大。,谐振放大器的稳定性,1.自激振荡产生的原因,g=gs+gie+gF 0,3.稳定系数,如果S1，放大器可能产生自激振荡；如果S 1，放大器不会产生自激。S越大，放大器离开自激状态就越远，工作就越稳定。,2.自激产生的条件,避免自激的做法有中和法和失配法。,6.1 高频功率放大器,功能：将直流功率转换为交流信号功率。,主要指标：输出功率与效率,工作状态：丙类大信号的非线性状态（非线性失真）,分析方法：折线近似分析法。(大信号)206页书上画重点,要解决的问题,减小失真（线性度）,管子的保护,提高输出功率,提高效率,图 6.2.1 高频功率放大器的基本电路,1.iC 与vBE同相，与vCE反相；,2.iC 脉冲最大时，vCE最小；,3.导通角和vCEmin越小，Pc越小；,获得高效率所需要的条件,直流功率：,输出交流功率：,集电极效率：,其中:集电极电压利用系数,波形系数,谐振功率放大器工作于丙类（非线性、大信号）状态，采取折线近似分析法。,6.3.2 集电极余弦电流脉冲的分解,图6.3.3 尖顶余弦脉冲,尖顶余弦脉冲的分解系数,波形系数,分析基波分量Icm1、集电极效率c和输出功率Po随通角c变化的情况，为了兼顾功率与效率，最佳通角取70左右。,6.3.3 高频功率放大器的动态特性与负载特性,高频功率放大器的工作状态取决于Rp和电压 VBB、Vbm、VCC四个参数。,高频功率放大器的动态特性曲线,高频功率放大器的负载特性曲线,高频功放的负载特性,6.3.3 高频功率放大器的动态特性与负载特性,6.3.4 各极电压对工作状态的影响,改变CC对工作状态的影响,集电极调幅作用是通过改变VCC来改变cm1与o才能实现的，因此，必须工作于过压区。,改变bm对工作状态的影响,基极调幅作用是通过改变BB来改变cm1与o才能实现的，因此，必须工作于欠压区。,振荡器的分类,正弦波振荡器,非正弦波振荡器,振荡器,波形,产生机理,反馈式振荡器,负阻式振荡器,反馈型LC振荡器,反馈型RC振荡器,石英晶体振荡器,7 正弦波振荡器,放大器晶体三极管场效应管差分放大器运算放大器,选频网络LC并联谐振回路RC选频网络晶体滤波器等,反馈网络电容分压电感分压变压器耦合电阻分压,振荡器组成,7.5 振荡器的平衡与稳定条件,振荡的平衡条件包括振幅平衡条件和相位平衡条件,7.6 反馈型LC振荡器线路,电容三点式振荡器输出波形好，工作频率比较高 缺点是调整困难，起振困难(改进电路)电感三点式振荡器起振容易，调整方便 缺点是输出波形不好,克拉泼(Clapp)振荡器,西勒(Seiler)振荡器,射同基（集）反,7.6.4 LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准则,在三点式电路中,回路中与发射极相连接的两个电抗元件必须为同性质,另外一个电抗元件必须为异性质。这就是三点式电路组成的相位判据,或称为三点式电路的组成法则。,频率稳定度很高,作电感用,工作于串联谐振状态,奇次谐波的泛音振动,7.8 石英晶体振荡器,(LC谐振回路应调谐在nn-2次泛音频率之间),7.9 负阻振荡器,负阻振荡器是把一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振回路相接，以产生等幅振荡。,负电阻的概念,具有负阻的器件有两大类：电压控制型负阻和电流控制型负阻。,负阻振荡电路也有两种基本类型，即串联型负阻振荡器线路和并联型负阻振荡器线路。,工作频段（可在100 MHz至10GHz波段内）,7.12 RC振荡器,根据所采用的RC选频网络的不同，RC振荡器可分为RC移相网络振荡器、RC串并联网络振荡器（文氏电桥振荡器）。,RC移相网络振荡器工作原理,RC串并联网络振荡器工作原理,1.调制的原因,9.1 概述,2.调制的方式,3.调幅的方法,4.检波的分类,9.1.2 检波简述,9.2 调幅波的性质,1.普通调幅波的数学表示式,ma为调制度,2.普通调幅波的频谱,9.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,9.2.2 调幅波中的功率关系,如果将普通调幅波输送功率至电阻R上，则载波与两个边频将分别得出如下的功率：,载波功率:,上边频或下边频:,在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是,三种振幅调制信号,9.2.1 调幅波的数学表示式与频谱,产生单边带信号的方法,9.6 单边带信号的产生,1.滤波器法(逐级滤波),2.相移法,3.修正的移相滤波法,9.9 包络检波,包络检波器的工作原理,包络检波器的质量指标,1)电压传输系数(检波效率),2)等效输入电阻,3)失真,惰性失真；负峰切割失真；非线性失真；频率失真。,如果检波电路的时间常数RC太大，当调幅波包络朝较低值变化时，电容上的电荷来不及释放以跟踪其变化，所造成的失真称作惰性失真。,=minmax,负峰切割失真(底边切割失真),惰性失真(对角线切割失真),交、直流负载电阻越过大，ma过大，容易发生该失真。,频率失真,检波电容C用于跟踪调幅波包络变化，隔直电容Cc用于去除载波分量对应的直流输出。,9.10 同步检波,同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压。,1.乘积检波器,2.叠加型同步检波器,
