高频的知识点总结ppt课件.ppt

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1、高频电子线路,复习,1、高频 是指放大器的工作频率在几百kHz几百MHz，必须考虑放大器件的极间电容. 2、小信号 指的是放大器输入信号小，放大器件是 在线性范围内工作（二端口网络） 3、高频小信号放大器的功能 是实现对微弱高频信号进行不失真放大,第二章 高频小信号放大器,一、高频小信号放大器的功能,二、高频小信号放大器的主要技术指标,1、电压增益与功率增益,功率增益(AP)等于放大器输出给负载的功率与输入功率之比。,电压增益(Au)等于放大器输出电压与输入电压之比；,2通频带,矩形系数定义为,调谐放大器电压增益的频率特性曲线,3 矩形系数,4噪声系数,2、电感线圈的高频特性,电感在高频电路中

2、不是理想无损电感，它的损耗电 阻是不能忽略的。一个实际的电感元件，可以用一个理想无损电感L和 一个串联的损耗电阻r0 来等效。损耗电阻随频率增 高而增大。一个电感线圈的损耗可以用空载品质因数 表示，而 的大小反映损耗的大小。一般情况下，线圈的 值通常在几十到三百左右。,三、LC串并联谐振回路的特性,1、LC串并联谐振回路的作用：选频和阻抗变换,一个实际电感可用串联电路等效。如图（b）,一个实际电感可用并联等效。如图 (c),当 时：, 阻抗特性： 时，呈容性。 时，纯电阻。 时，呈感性。,4、LC串联谐振回路,电压特性：谐振时电感线圈和电容两端的电压模值相等(方向相反) 且等于外加电压的 倍。

3、即,电流特性:谐振时流过回路的电流的最大,品质因数: 其中 为特性阻抗,谐振频率：,幅频特性和相频特性,幅频特性,相频特性, 阻抗特性： 时，呈感性。 时，纯电阻。 时，呈容性。,5、LC并联谐振回路,谐振频率：,电压特性：谐振时流过电感线圈和电容的电流模值相等(方向相反)且等于外加电流源的 倍。即,电压特性:谐振时回路的输出电压最大,品质因数: 其中 为特性阻抗,阻抗特性和相频特性,相频特性,阻抗特性,并联谐振回路阻抗频率特性曲线,四、串并联阻抗的等效互换,在工作频率 相同的条件下，AB两端的阻抗相等。,、互换关系,串并联电路等效互换,串联电路转换为等效并联电路后， 为 的 倍，而 与 相同

4、。,、结论,串联转换为等效并联后Q值不变。,1、“等效”的概念,、变压器耦合联接的阻抗变换,2、自耦变压器耦合联接的阻抗变换,阻抗变比关系：,自耦变压器耦合联接方式适用于与晶体管的连接，它除了能实现阻抗变换外，还能为晶体管的集电极提供直流通路。,上面变比关系推导的近似条件是Qc21，Qc1。双电容分压的连接方式可以避免绕制变压器线圈时抽头的麻烦。在实际电路中，这种方法用的较多。,3、双电容分压式耦合联接与阻抗变换,4、接入系数与阻抗变换关系,接入系数p的定义：,变比关系的通式:,利用以上的变比关系可以很方便地进行各种变换。这对分析电路 将是非常简便的。,1、y参数等效电路,，,五、晶体管高频小

5、信号等效电路,六、单调谐回路谐振放大器,1、单调谐回路谐振放大器的电路形式,2、放大器的等效电路及其简化,放大器的等效电路如下图所示,前级等效为电流源和内导纳,多级放大器之间相互影响,为简化分析,令 则放大器的简化等效电路 为:,3、放大器的主要技术指标,电压增益,结论：,*谐振时电压增益 与晶体管正向传输导纳 成正比，与回路两端总电导成反比；,* 放大器输出电压与输入电压的相位差是180 。,任意频率的电压增益,谐振时的电压增益,对于窄带谐振放大器，通常讨论的 与 相差不会太大，即可认为 在 附近变化，则,式中， ，称为一般失谐。,令 ，称为广义失谐。则可得 :,取其模,取其模,谐振曲线,下

6、图是分别用 、 和 表示的放大器的谐振特性曲线。,用频率表示,用一般失谐表示,用广义失谐表示,3放大器的通频带,定义: 时对应的 为放大器的通频带.用 或 B表示,4放大器的矩形系数,单级单调谐回路放大器的矩形系数远大于1，说明它的选择性差。这是它的一大缺点.,矩形系数:,七、 小信号谐振放大器的稳定性,1、引起放大器不稳定的原因,由于 有可能构成正反馈，引起放大器产生自激振荡.,2. 自激产生的条件(以输入导纳的影响为例),分解为幅值和相位两个条件,稳定系数S的定义 :,S越大，放大器越稳定.对于一般放大器来说， 就可以认为是稳定的。,稳定系数与电路参数的关系,将输入电压 与正反馈电压 的比

7、值定义为稳定系数.,稳定电压增益,结论:,根据稳定系数的要求( )确定 这是没有稳定措施 的情况下，允许的最高电压增益。实际的电压增益 ，则放大器稳定,八、提高谐振放大器稳定性的措施,由于 的反馈作用，晶体管是一个双向器件。使 的反馈作用清除的过程称为单向化。,1、中和法,在晶体管放大器的输出与输入之间引入一个附加的外部反馈电路，以抵消晶体管内部 的反馈作用。,单向化的方法,中和法,失配法,2、失配法,失配：是指信号源内阻不与晶体管输入阻抗相匹配；输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗相匹配,失配法的实质：是降低放大器的电压增益，以确保满足稳定的要求。,第三章 高频功率放大器,一、高频功率放大

8、器的功能 用小功率的高频输入信号去控制高频功率放大器将直流电源供给的能量转换为大 功率的高频能量输出。 输出电压与输入电压的频谱相同。二、高频功率放大器的分类,2.按放大器的工作类型分：甲、乙、丙、丁、戊类放大。,宽带功率放大器-非谐振,1.按工作频率分：窄带功率放大器-谐振功率放大器,三、丙类高频功率放电器的原理电路,无论中间级还是输出级电路都可以等效为并联谐振回路： 输入回路、非线性器件和带通滤波器。,中间级 最简单的输出级,四、丙类高频功率放大器的基本特点,特点：为了提高效率，放大器常工作于丙类状态，流过晶体管的电流为失真的脉冲波形；,谐振于输入信号的频率,负载为谐振回路,阻抗匹配,高频

9、功率放大器原理图,取出基波分量获得正弦电压波形,五、谐振高频功率放大器的折线分析法1、工作大信号和非线性工作状态。2、将晶体管特性曲线理想化成为折线进行分析，称为折线分析法3、近似分析存在一定误差，但对高频功率放大器进行定性分析，比较简便。六、晶体管特性曲线的理想化,1.正向传输特性曲线理想化 2.输出特性曲线理想化,晶体管输入传输特性曲线的理想化,七、集电极余弦电流脉冲的分解1、余弦电流脉冲的表示式,当输入信号 时,集电极电流 的波形为余弦电流脉冲。,余弦电流脉冲表示式(由脉冲高度IcM和通角c决定),导通角,已知Vbb、Ubz和Ubm可确定高频功率放大器的半通角c，有时也称c为通角。通常用

10、c=180表示甲类放大；c=90表示乙类放大；c90表示丙类放大。,高频功率放大器原理图,八、集电极余弦电流脉冲的分解,丙类状态下集电极电流波形,集电极余弦电流脉冲表示式,2、余弦电流脉冲的分解系数周期性的电流脉冲可以用傅里叶级数表示：,其中,.,直流分量电流,基波分量电流幅值,N 次谐波分量幅值,称为余弦电流脉冲分解系数。 为直流分量分解系数； 为基波分量分解系数； 为n次谐波分量分解系数。,尖顶余弦脉冲的分解系数,波形系数,下图给出了 、 、 、 和 与 的关系。,g1与 的关系,九、功率与效率,1、直流电源供给的直流功率 P=VccIco,2、高频输出功率,4、集电极效率,3、晶体管集电

11、极损耗功率,其中， 称为集电极电压利用系数；,称为波形系数。,十、丙类高频放大器的动态特性,1、动态特性,2、动态特性的作法,在晶体管、电源电压Vcc和Vbb、输入信号振幅Ubm和输出信号振幅Ucm(或Rp)一定的条件下，ic=f(ube,uce)的关系称为放大器的动态特性。,调谐于输入信号的频率,则AB-BC折线为动态特性,在输出特性的 轴上取截距 得动态特性的B点。,通过B点作斜率为 的直线交 线于A点。,在 轴上选取 为C点，则AB-BC折线为动态特性。,截距法作动态特性的步骤：,虚拟电流法,决定A点,决定Q点,连接AQ交横坐标于B点,在横坐标上 决定C点则ABBC折线为动态特性。,谐振

12、功率放大器的工作状态是根据uBE=uBEmax、uCE=uCEmin时瞬时工作点在特性曲线上所处位置确定的。,欠压状态：管子导通时瞬时工作点均处于放 大区；,临界状态：管子导通时瞬时工作点已达到临界 饱和线；,过压状态：管子导通时瞬时工作点将进入饱和区；,十一、谐振高频功率放大器的三种工作状态,放大器处于丙类或乙类放大时，在输入信号激励的一周内，是否进入晶体管特性曲线的饱和区来划分的。,3、谐振高频功率放大器的三种工作状态,输出电压波形,2、负载特性的分析工作状态随 的变化关系,十二、负载特性1、负载特性定义 在 、 、 、 、 一定的条件下，改变谐振回路的谐振电阻 ，高频功率放大器的工作状态

13、、电流、电压、功率和效率随 的变化关系，称为负载特性,随着Rp的增大，功率放大器的工作状态由欠压临界过压。,结论欠压工作状态：输出功率 和集电极效率c都较低，而且输出信号电压振幅 随 变化，因此，除了特殊场合以外，很少采用这种工作状态。过压工作状态：在弱过压区， 达最大， 下降不多，当 变化时，输出信号电压振幅 变化较小，多用于需要维持输出电压比较平稳的场合，如发射机的中间放大级。,十三、各级电压变化对工作状态的影响,1、集电极电源电压 变化对工作状态的影响（在 、 、 、 、 不变的条件下）,随着Vcc的增加工作状态由过压临界欠压。,改变Vcc对电流、电压、功率、效率的影响,动态特性随 的变

14、化关系,2、改变 对工作状态的影响（在 、 、 、 、 不变的条件下）,随着 的增加工作状态由欠压临界过压。,改变 对电流、电压、功率、效率的影响,改变Vbb对工作状态的影响,3、改变 对工作状态的影响（在 、 、 、 、 不变的条件下）,增大的含义是从负电压向小于 的正电压变化,随着 的增加工作状态由欠压临界过压。,十四 丙类高频功率放大电路,1、基本组成 谐振功率放大器是由输入谐振回路、非线性器件（晶体管、场效应管）和输出谐振回路组成。,输入、输出回路在谐振功率放大器中的作用是： 提供放大器所需的正常偏置； 实现滤波选取基波分量； 实现阻抗匹配。,管外电路,直流馈电电路,滤波匹配网络,2、

15、直流馈电电路,直流电源加到各电极上去的线路叫馈电电路.,集电极馈电电路,基极馈电电路,一、振荡电路的功能在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率,一定波形,一定振幅的交变振荡信号输出。,二、振荡电路的分类,正弦波振荡器,非正弦波振荡器,反馈型,负阻型(100MHz以上),振荡器,LC振荡器,晶体振荡器,按波形分,按原理分,按元件分,第四章 正弦波振荡器,三 反馈型LC振荡原理,1、组成,反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成.,调谐放大器,正反馈网络,条件,放大器必须是调谐 放大器,具有选频滤波的功能,反馈网络必须是正反馈,1、起振条件 A0F1 (n

16、=0，1，2，n),物理意义是振荡为增幅振荡,物理意义是振荡器闭环相位差为零，即为正反馈。,微小的扰动电压经放大 选频 反馈 再放大 再选频 再反馈,如此循环,振荡电压就会增长起来,建立了振荡.,振幅起振条件,起振过程:晶体管电流从零跃变到某一数值,相位起振条件,其中，A0为当电源接通时的电压增益。,四、振荡的平衡与平衡条件,1、振荡的平衡条件,平衡过程：刚起振时A0F1，增幅振荡，随着反馈回来的输入振幅的不断增大，谐振放大器进入非线性状态。 非线性状态电压增益A随着振幅增大而降低,直到AF=1时,达到平衡.,AF=1,(n=0，1，2，),物理意义:等幅振荡,物理意义:正反馈,稳幅的作用就是

17、，当输出信号幅值增加到一定程度时，使振幅平衡条件从 AF1 到AF=1 。,（由增到稳）,振幅平衡条件 ：相位平衡条件： （n=0,1,2）,2、平衡条件的另一种表示形式,由于电路中有源器件、寄生参量及阻隔元件的影响， ，为了使电路工作在相位平衡状态， ，因此振荡器的频率并不等于回路的谐振频率。回路处于微小失谐状态。为简化问题，通常都近似地认为振荡频率就等于回路的谐振频率。,当振荡器的频率较低时，输入电压、集电极电流基波分量、集电极输出电压、反馈电压都可认为是同相的，满足相位平衡条件。,稳定平衡:是指因某一外因的变化，振荡的原平衡条件遭到破坏，振荡器能在新的条件下建立新的平衡，当外因去掉后，电

18、路能自动返回原平衡状态。平衡的稳定条件也包含振幅稳定条件和相位稳定条件。,四、振荡平衡状态的稳定条件,1、振幅平衡的稳定条件,振幅平衡的稳定条件:,物理意义:A随放大器输出电压的变化为负斜率,反馈型振荡器的电压增益与振幅的关系（软激励）,2、相位平衡的稳定条件,相位平衡的稳定条件:,并联回路的相频特性,LC并联谐振回路不但是决定振荡频率的主要角色，而且能够稳定振荡频率。,由第二章的分析知：LC并联回路的相频特性具有负斜率变化的规律。,五 反馈型LC振荡器,反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成.,按反馈耦合元件可以分为：,互感耦合振荡器 通过电感线圈L1 与 L2 的互感M实现反馈。,

19、电容反馈式振荡器 依靠电容产生反馈电压构成的振荡器 称为电容三点式振荡器又称考比兹振荡器。,电感反馈式振荡器 依靠电感产生反馈电压构成的振荡器，称为电感三点式振荡器，又称哈特莱振荡器。,一、互感耦合振荡电路,通过 与 的互感M实现反馈。,放大器为共基调谐放大。,正反馈由耦合线圈的同名端决定 。,1、电路形式,判断相位平衡条件是否满足，通常可以采用瞬时极性法判断是否是正反馈。,2、判断振荡的方法,+,+,+,+,互感耦合振荡电路共基调集型,要满足正反馈则要求e端和c端极性相同 。,3、互感耦合振荡器的振荡频率,4、互感耦合振荡电路的特点,优点：互感耦合振荡电路在调整反馈（改变M）时，基本不影响振

20、荡频率,缺点：振荡电路的振荡频率的大小并不完全取决于LC回路，而是与晶体管参数、电路的工作状态以及负载有关。所以，互感耦合振荡器的频率稳定度较差，且由于互感耦合元件分布电容的存在，工作频率不易过高，应用于中短波段,二、电容反馈振荡电路,1、电路形式,晶体管的三个极（c.e.b）分别连接于回路电容的三端，称为电容三点式振荡器，也称为考比 兹振荡器。,c,e,b,三、电感反馈振荡电路,它是利用并联谐振回路中的电感分压实现正反馈的。由于晶体管的三个极分别连接于回路电感的三端，称为电感三点式振荡器，也称为哈特莱（Hartley）振荡器。,1、电路形式,五、LC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则1、Xc

21、e与Xbe的电抗性质相同；2、Xcb与Xce、Xbe的电抗性质相反；3、对于振荡频率，满足Xce+Xbe+Xcb=0。,这是用来判断三点式振荡器有没有可能振荡的基本原则,振荡器的频率稳定原理,一、频率稳定度的定义,3、频率稳定度的定义: 在一定时间间隔内，振荡器相对频率偏差的最大值，用 表示。 其数值越小，频率稳定度越高。,频率稳定度在数量上通常用频率偏差来表示。频率偏差是指振荡器的实际工作频率和标称频率之间的偏差。它可分为绝对偏差和相对偏差。设f为实际振荡频率，fc为指定标称频率，则,1、绝对频率偏差：,2、相对频率偏差,绝对频率准确度,相对频率准确度,克拉泼（Clapp）振荡电路,在电感支

22、路串接小电容C3满足C3C1，C3C2 回路总电容为：,1、电路特点,第五节高稳定度的LC振荡器,2、相位平衡条件（正反馈） 为容抗， 为容抗同性质。 可等效为感抗，与 、 反性质。 满足电容三点式振荡器相位平衡条件判断准则，为电容三点式振荡电路。,3、振荡频率,因为,所以克拉泼（Clapp）振荡器的振荡频率为：,三、西勒（Siler）振荡电路,2、相位平衡条件（正反馈） 为容抗， 为容抗同性质。 可等效为感抗，与 、 反性质。满足电容三点式振荡器的相位平衡条件判断准则，为电容三点式振荡电路。,3、振荡频率,4、总结 这种电路保持了克拉泼电路中晶体管与回路耦合弱的特点，频率稳定度高。调频时，输

23、出振荡电压幅度基本平稳，可作为变频振荡器 。能在较宽的频率范围内调节。,1、电路特点：西勒电路是在克拉泼电路基础上，在电感 L 两端并联一个电容 。 电路条件仍是C3C1，C3C2， 与 同数量级回路总电容为：,由于与并联，所以,的大小不影响,回路的接入系数,三、晶体振荡电路,根据晶体在振荡器中的作用原理可分为两类：,并联型晶体振荡器：晶体作为高品质的电感 工作频率：,串联型晶体振荡器：晶体作为高选择性的短路元件 工作频率：,并联泛音振荡器,Miller振荡器,Pierce振荡器,1、并联型晶体振荡器晶体在电路中等效为高Q电感,两种基本类型电路,图（a）电容三点式振荡电路 图（b）电感三点式振

24、荡电路,皮尔斯振荡器,密勒振荡器,2、串联型晶体振荡器,串联型晶体振荡电路,电路特点: 晶体在电路中等效为短路元件,回路谐振在 上,即振荡频率为:,一、调制调制的定义:将需要传送的基带信号加载到高频信号上去的过程。基带信号：占有一定宽度的低频信号。调制的作用：用高频信号做运载工具，实现多路有选择性的远距离通信。,第五章 振幅调制电路,数字调制,调制分为,幅度调制(AM)频率调制(FM)相位调制(PM),幅度键控(ASK)频率键控(FSK)相位键控(PSK),模拟调制,调制的分类：,若载波信号： 调制信号：,2、普通调幅波的数学表示式,则普通调幅波的数学表示式为: 其中 称为调幅指数（调幅度）,

25、1、定义：用需传送的信息（调制信号） 去控制高频载波振荡电压的振幅， 使其随调制信号 线性关系变化。,二、普通调幅波（AM波）的数学表示式、波形及其频谱,单音频调制,3、普通调幅波的波形右图是单音频调制普通调幅波的波形图。,从波形上可以看出：,调制信号,载波信号,已调波信号,已调波振幅的包络形状与调制信号一样,则调幅指数,三、普通调幅波的功率关系,载波功率每一边频功率 调制一周内的平均总功率,将普通调幅波电压加在电阻R两端，电阻R上消耗的各频率分量对应的功率可表示为,1、普通调幅波中各频率分量之间的功率关系,调幅波的输出功率随着ma的增大而增大。,双边带调幅的振幅，其包络随调制信号变化， 但包

26、络不能完全准确地反映调制信号变化规律双边带信号的载波相位在调制电压零交点突变,四、抑制载波的双边带调幅信号和单边带调幅信号,1、抑制载波的双边带调幅波（DSB）,数学表示式,双边带调幅波的频谱,波形特点,即,双边带调幅波的频带宽度,2、单边带调幅波（SSB）,单频调制的单边带调幅波的频谱为,频谱,数学表示式,特点 频带只有双边带调幅波的一半，其频带利用率高。 全部功率都含有信息，功率有效利用率高。,频带宽度,第二节 低电平调幅电路,一、单二极管开关状态调幅电路 1、开关状态 当二极管在两个不同频率电压下进行频率变换时，其中一个电压振幅足够大，另一个电压振幅较小，二极管的导通或截止将完全受大振幅

27、电压的控制，可以近似认为二极管处于理想开关状态。,2、电路原理,二极管的导通电阻,二、二极管平衡调幅电路,1、电路特点图中变压器为理想变压器:B1为1:1； B2为1:2 B3为2:1载波信号 是大信号,调制信号 是小信号，二极管D1、D2均工作于受uc(t)控制的开关状态。,三、二极管环形调幅电路,环形调制器,多接了两只二极管D3和D4,当D1和D2导通时，D3和D4是截止的；反之，D1和D2截止时，D3和D4是导通的，即接入D3和D4不影响D1和D2的工作。环形调制器可以看成是两个平衡调制器组成。,四、模拟乘法器调幅电路1、模拟乘法器,模拟乘法器是有两个输入端对(即X和Y输入端对)和一个输

28、出端的非线性有源器件。,模拟乘法器符号,模拟乘法器是完成两个模拟信号（电压或电流）相乘作用的电子器件。,模拟乘法的传输特性方程为 式中，K乘法器的增益系数，单位为1/V。,一、集电极调幅电路,1、集电极调幅原理电路。具有下列特点：,集电极回路调谐在 ，带宽略大于 丙类放大器工作于过压状态。有效电源随 变化。,第三节高电平调幅电路,直流电源,旁路电容,式中， 称为调幅指数。,根据理想化调幅特性可得,输出电压,丙类功率放大器在 不变的条件下，改变 时，集电极电流 在欠压区可认为不变，而在过压区 将随 变化而变化，具有调幅特性。,有效电源,在调制一周内的平均功率都是载波状态对应功率的 倍。,集电极平

29、均损耗功率是载波状态损耗功率的 倍，选管子时，应采用管子的允许损耗功率 。,载波输出功率是由直流电源 提供，而边频输出功率是由调制信号源 提供。,总输入功率分别由直流电源 和调制信号源 提供。因而调制信号源应是功率源。,4、集电极调幅电路的特点,必须工作于过压区。,调制过程中效率不变，可保持在高效率下工作。,调幅电路总结,高电平调幅,低电平调幅,基极调幅,集电极调幅,单二极管开关状态调幅,双二极管开关状态调幅,环形调幅,模拟乘法器调幅,普通调幅波,双边带调幅波,第六章 调幅信号的解调,一、检波电路的功能 从调幅波中不失真地解调出原调制信号。通常将这种解调称为检波。完成这种解调作用的电路称为振幅

30、检波器，简称检波器。,1、输入输出波形表示形式,输入为高频等幅波时，检波器输出为直流电压。,输入为普通调幅波时，检波器输出角频率为 的正弦波。,第二节二极管大信号包络检波器,一、大信号包络检波输入信号振幅大于0.5V，利用二极管两端加正向电压时导通，输入信号电压通过二极管对低通滤波器的电容C充电。二极管两端加反向电压时截止，电容C通过R放电这一特性实现的检波，其输出电压反映输入信号振幅变化的规律。,二、大信号检波的工作原理,1、原理电路下图是二极管大信号检波的原理电路，是输入回路、非线性器件和RC低通滤波器组成。,四、大信号检波器的技术指标1、电压传输系数Kd,输入等幅波 时， 定义：输出直流

31、电压与输入高频电压的振幅的比值。,Kd=,输入为普通调幅波 ui=Uim(1+macost)cosit时， 定义：输出的 分量振幅 与输入高频调幅波包络变化的 振幅 的比值。,Kd,二极管大信号检波器的电压传输系数为常数，又称线性检波。,2、等效输入电阻,定义：输入高频电压振幅与流过二极管的高频电流的基波振幅之比。, 的表达式,将 、 、 展开成级数取前两项代入,在二极管导通角 很小的情况下,等效输入电阻,直流电阻,3、失真检波器的失真可分频率失真、非线性失真、惰性失真和负峰切割失真。,不产生惰性失真的条件,单音频调幅波检波时,不产生惰性失真的条件:,多音频调幅波检波时,不产生惰性失真的条件:

32、,负峰切割失真,产生原因：检波器的直流负载和交流负载不同，且ma过大而引起的。,由于Cc的存在检波器的直流电阻为R而交流电阻为R/RL=R,不产生负峰切割失真的条件是输入调幅波的振幅最小值 大于或等于 。设Kd=cos=1，则,不产生负峰切割失真的条件:,不产生负峰切割失真的条件:,第三节二极管小信号检波器,一、小信号检波输入高频信号的振幅小于0.2V，利用二极管伏安特性的弯曲部分进行频率变换，然后通过低通滤波器实现检波（平方律检波）。,二、小信号检波器的工作原理,小信号检波的原理电路如右图所示： 因为是小信号输入，检波器需外加偏压VQ 使其静态工作点位于二极管伏安特性的弯曲部分。,三、小信号

33、检波器的主要技术指标,输入为等幅波时，小信号检波器的电压传输系数为,1、电压传输系数,输入为调幅波时，小信号检波器的电压传输系数为,2、检波器的等效输入电阻负载上的压降很小，可近似地认为等于二极管的导通电阻rd,小信号检波器的电压传输系数不是常数，而与输入高频电压的振幅成正比。检波效率低，是小信号检波的缺点。,3、非线性失真系数,调幅指数越大,非线性失真越严重,四、小信号检波器的特点,电压传输系数 小,且不为常数.检波效率低.等效输入电阻存在非线性失真.,第四节同步检波器,一、同步检波器 主要用于双边带调幅波和单边带调幅波的检波。与二极管检波不同的是它必须加一个本地载频信号。要求与原载频同频同

34、相。因此称为同步检波。二、同步检波器的组成 有乘法器和低通滤波器组成，如下图所示。,乘法器,低通滤波器,本地载频,第七章角度调制,高频振荡的振幅不变，而角度随调制信号 按一定关系变化。,高频振荡的振幅不变，而其瞬时频率随调制信号 线性关系变化，这样的已调波称为调频波，常用FM表示。,高频振荡的振幅不变，而其瞬时相位随调制信号 线性关系变化。这样的已调波称为调相波，常用PM表示。,角度调制分为相位调制和频率调制两类，统称为调角。,一、角度调制电路的功能与分类,1.角度调制,2.角度调制的分类,3.相位调制,4.频率调制,振幅不变 瞬时相位 瞬时角频率 式中， 为比例常数，单位是rad/V。,设载

35、波振荡信号电压为 其中 为载波振幅， 为载波角频率。 调制信号,调角波的基本性质,一、调角波的数学表示式 1.调相波数学表示式,调相波的一般表示式,根据调相波的定义,设载波振荡信号电压为 其中 为载波振幅， 为载波角频率。 调制信号,根据调频波定义 振幅不变 瞬时角频率 瞬时相位 式中， 为比例常数，单位是rad/sV,调频波的一般表示式,2.调频波的数学表示式,二、调角波的基本性质,调频波的调频指数,2.调角波的调制指数调制指数的定义调角波的最大相移定义为调制指数。,调相波的调相指数,3.调角波的最大频移,调相波的最大频移,调频波的最大频移,载波信号为 。,若已知调制信号,4、单音频调角信号

36、的性质,调相波数学表示式：,调频波数学表示式:,结论:调相波 与调制信号频率无关，最大频移 与调制信号频率成正比；调频波的 与调制信号频率成反比，最大频移 与调制信号频率无关。调相波和调频波的最大频移 均等于调制指数m与调制频率的乘积。,即,在实际应用中也常区分为：,从上面的讨论知道，调频波和调相波的频谱结构以及频带宽度与调制指数有密切的关系。总的规律是：调制指数越大，应当考虑的边频分量的数目就越多，无论对于调频还是调相均是如此。这是它们共同的性质。,但是，由于调频与调相制与调制频率F的关系不同，仅当F变化时，它们的频谱结构和频带宽度的关系就互不相同。,第二节 调频方法概述,二、调频方法分类

37、调频方法可分为直接调频和间接调频两大类。三、直接调频原理 1、利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号变化规律。 2、实际应用中，是用调制信号去控制决定振荡器振荡频率的振荡回路的可变电抗值。从而使振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性改变。,式中， 为PN结的势垒电压（锗管为0.2V，硅管为0.6V）； 为反向电压； 为 时的结电容； 为电容变化系数。,第三节 变容二极管直接调频电路,一、变容二极管的特性1、变容二极管是根据PN结的结电容随反向电压变化而变化的原理设计的一种特殊二 极管。它的极间结构、伏安特性与一般检波二极管没有多大差别。2、变容二极管应用时，只能加反向电

38、压。反向电压的变化能使变容二极管结电容随其变化。3、变容二极管的反向电压与其结电容的关系为,二、变容二极管直接调频电路的基本原理,2、变容二极管是振荡回路的一个组成部分。加在变容二极管的反向电压为,式中， 是加在变容二极管的直流偏置电压； 为调制信号电压,LC正弦波振荡器,变容二极管和它的偏置电路,第四节 石英晶体振荡器直接调频,一、稳定调频振荡器中心频率的办法 1、对石英晶体振荡器进行直接调频； 2、采用自动频率微调电路； 3、利用锁相环路稳频。 二、晶体振荡器直接调频的主要形式,晶体振荡器采用变容二极管实现调频的形式有两种,1、变容二极管与并联型晶体振荡器的晶体相串联,第四节 石英晶体振荡

39、器直接调频,2、变容二极管与并联型晶体振荡器的晶体相并联,无论变容二极管的接入方式是与晶体串联或并联，晶体在电路中必须等效为电感。因此，振荡频率的变化范围要小于 。其最大频偏,最大相对频偏,由于 ，故最大相对频偏很小。,为例表示的输入输出波形以及输入输出的频谱。,第九章 变频电路,一、变频电路的功能1、变频电路的功能是将已调波的载频变换成固定的中频频率，而保持其调制规律不变。2、变频电路功能的时域表示法和频域表示法。,变频电路的主要应用之一是用于超外差接收机中，将高频载频变换成固定中频载频信号，然后通过高性能的中频放大器进行放大，使整个接收机灵敏度和选择性大大提高。,下图是以输入普通调幅波,时

40、域表示法,频域表示法,输入信号 与本振信号 通过非线性器件后会产生很多新的频率分量。其通过带通滤波器可选出其中之一，称其为中频频率。若带通滤波器取 。 称高中频。若带通滤波器取 称低中频,二、变频器的组成1、变频器是由混频器和本机振荡器两部分组成。混频器是由输入回路、非线性器件和带通滤波器组成,非线性器件用于频率变换。常用的非线性器件有晶体三极管、二极管、场效应管、差分对管和模拟乘法器等。,混频器,二、变频器的组成1、变频器是由混频器和本机振荡器两部分组成。混频器是由输入回路、非线性器件和带通滤波器组成,三、二极管平衡混频器,1、原理电路如图所示,四、二极管环形混频器1、原理电路如图 所示,环形混频器,五、 模拟乘法器混频器,MC1596构成混频器,