一、单级单调谐放大器: 谐振频率 0f
∑
=
LC f π
210 ∑C 为总电容 C
)f (L 2
021π=
通频带7.0BW e
Q f BW 07
.0= e Q 为LC 回路的有载品质因素 有载品质因素e Q ∑∑∑
==C R L
R Q e 00ωω ∑R 为总电阻，002f πω=
矩形系数1.0K 1
.07.01
.0BW BW K = 二、多级单调谐放大器: 各级电压增益相同，即un u u A A A =⋅⋅⋅===32u1A
总电压增益为：n
u un u u u A A A A A )(A 1321u =⋅⋅⋅=
总通频带为：e
n
Q f BW 0
1
7
.012•-=（ e Q f 0为单级单调谐放大器的通频带）
三、丙类谐振功率放大器: 效率η ξϑϑαϑαη)(2
1
)()(2121P 12101O g V U V I U I P CC cm CC c cm m c DC =•=•==
CC cm V U =ξ称为集电极电压利用系数；)
()
()(01011ϑαϑαϑ==c m c I I g 称为集电极电流利用系数或波形系数。
集电极耗散功率O DC C
P P P -=
功率增益i
O
P P P A =
i P 为基极输入功率
导电角im BB th U V U -≈ϑ 输出功率P m c cm m c O R I U I P 12
12
121==
集电极直流电源供给功率CC c DC
V I P 0=
集电极基波分量分函数表达式 )(00ϕα•=CM c i I )(11ϕα•=CM m c i I )(ϕαn CM cnm i I •=
其中)(0ϑα为直流分量分解系数；)(1ϑα为基波分量分解系数。
四、丙类倍频器： 输出功率cnm cnm on U I P 21
= 效率CC
c cnm cnm DC n V I U I P 0on 21P •==η
正弦波振荡器平衡的条件 ①相位平衡条件：φA+φF ＝2n π(n ＝0,1,2,3,···) ②振幅平衡条件：AF ＝1 正弦波振荡器起振的条件 ①相位平衡条件：φA+φF ＝2n π(n ＝0,1,2,3,···) ②振幅平衡条件：AF ＞1 振荡频率的准确度和稳定度绝对准确度
f
∆
0f f f -=∆
相对准确度 000f f f f f
-=∆（0
f f ∆称为相对频率准确度或相对频率偏差） C
Q R 000ω=
振荡频率的稳定度=
五、电容三点式振荡器： 振荡频率0f LC
f f p π21
0=≈ 其中212
1C C C C C +=
振荡反馈系数
六、电感三点式振荡器： 振荡频率C
M L L f f p )2(21
210++=
≈π
振荡反馈系数 七、克拉泼(Clapp)振荡器： 振荡频率
3
021LC f π≈
八、西勒(Seiler)振荡器： 振荡频率)
C (21430+≈
C L f π
九、石英晶体振荡器 ： 串联谐振频率
并联谐振频率
十、RC 串并联选频网络： 反馈系数
)RC
1-RC j(31
F ωω+=&
幅频特性 2
00)-j(
31F ω
ωωω+=
（RC
10=
ω） 相频特性
3
-arctan
0F ω
ωωωϕ-=
十一、调幅波的基本性质： 低频调制信号
Ft U t U t u m m π2cos cos )(ΩΩΩ=Ω=
高频载波信号 t f U t U t u c cm c cm c πω2cos cos )(==
调幅信号
调幅系数
min
max min
max U U U U m a +-=
时间间隔/0
max
f f ∆o f /U U F &&&=2
1/C C -=o
f
/U U F &&&=)
/()(12M L M L ++-=
q q s
21
C L f π=q
0q
0q p 21C C C C L f +=
π0
q s 1C C f +
=)(AM t u t t U k U c m a Cm cos )cos (ωΩ+=Ωt
t m U c a cm cos )cos 1(ωΩ+=
双边带
t t U m t t u k u c cm a c a DSB ωωcos cos cos )(Ω==Ω
单边带
不失真条件 a
a
L L m F m C max 2
21R π-≤
十二、调频波与调相波的比较： 调制信号
t U t u m Ω=ΩΩcos )( 载波信号 t U t u c cm c ωcos )(=
调频信号 调相信号
瞬时角频率 )()(t u k t f c Ω+=ωω dt
t du k t p c )
()(Ω+=ωω
t m c Ω∆+=cos ωω t m c Ω∆-=sin ωω
瞬时相位
⎰Ω+=t c dt t u t t 0
)()(ωϕ )()(t u k t t p c Ω+=ωϕ
t m t f c Ω-=sin ω
t m t p c Ω+=cos ω
最大角频偏
m f m U k Ω=∆ω Ω=∆Ωm p m U k ω
Ω=f m m f ∆=π2 Ω=p m
调制指数（或最大相移m ϕ∆）
Ω
∆=
m
f m ω
Ω
=
Ωm
f U k
F
f m ∆=
m p p U k m Ω=
数学表达式 ])(cos[)(0
FM ⎰Ω
+=t
f
c cm dt t u
k t U t u ω )](cos[)(PM t u k t U t u P c cm Ω+=ω
]sin cos[t m t U f c cm Ω+=ω ]cos cos[t m t U P c cm Ω+=ω
最大频偏=π
ω2m
∆ ；m ω∆为最大角频偏；调角波频偏的宽度 )(2F f BW m +∆=
f m 的单位是rad ；f k 的单位是V
Hz
F m BW )1(2+=
t
U m t U m u )cos(21)cos(21c
cm a c cm a DSB Ω++Ω-=ωωt U m u )cos(2
1
)(c cm a SSB Ω+=ω上边带
此习题答案由AP09057班廖汉杰（22号），梁裕成（21号），梁明浩（20号）梁恩铨（19号）李树明（18号）陈燕媚（5号）刘嘉荣（24号）同学及AP0905810坤鹏同学携手完成，由于编写时间有限，编者才学疏浅，难免有许多错漏之处，恳请各位同学原谅，如发现有错误及疑问的地方请致电客服中心。最后，祝各位学习愉快，逢考必过！O(∩_∩)o... 第一章 1-2 1-5 首先，我们要知道一个定理：串联谐振时，电感线圈和电容器两端电压幅值得大小等于外加电压幅值的Q 倍，Q 是品质因数（参见课本P11 电压谐振） 首先A-B 短路时，100== sm c O U U Q
H C f C L μππω25310100)102(1 )2(11 12 262020=⨯⨯⨯== = - A-B 接阻抗X Z 时，有 Ω=-===⨯= =+==<-=-⨯⨯⨯=-=⇒= +-9.15112501.05.22p 2001,05.12625310200)102(1 11)(0 20200' '0012 262000CQ CQ R Q Q F C C C C C C C L C R Z X H L C X C X L L X L X X X X X C C C ωωωωμμπωωω，故故解得其中则应有串联）与电容器为（电阻器表明 1-6 未接负载时，R P Lg Q ω1= 接负载后消耗功率的并联总电导 L S R R R G 111++= 则此时 ) 1() 1(1 ) 1() 111(1 1L S L S R P L S P L S P P L R R R R Q R R R R Lg R R R R L R R R R L LG Q ++= ++= ++= ++= = ωωωω 1-7
2.4 解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比 π22 1 =C X R 较大,可采用部分接入法公式 )(1002 12 1pF C C C C C =+= ∑ 电感 )(253.0)2(1 2 mH C f L o ≈= ∑ π 接入系数 n= 21 2 1=+C C C 1R 在两端等效为)(20**Ω==k R n n R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈= ∑ k C f Q R o o o π 端等效电阻为 )(16Ω≈+k R R R R o T o T 有载品质因数10101623 =⨯⨯=∑C f Q o L π 习 题 第三章 3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？ 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？ 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c 为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？ 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。
高频电子线路_高瑜翔_gyx_答案 2.3 解: 设放大电路的选频电路由简单LC 并联回路构成. 则LC 回路谐振频率465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为 5810 8104653 3 7.0≈⨯⨯==BW f Q o L 此回路谐振电阻为5.922== C f Q R o L π (k Ω) 改为1992L o Q R f C π== (k Ω) 回路未接电阻时固有谐振电阻为1592≈= C f Q R o o o π (k Ω) 改为3422o o o Q R f C π= ≈ (k Ω) 因此需并联电阻为221=-= R R RR R o o L (k Ω) 改为476o L o RR R R R ==- (k Ω) 2.4 解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比 π22 1 =C X R 较大,可采用部分接入法公式 )(1002 12 1pF C C C C C =+= ∑ 电感 )(253.0)2(1 2mH C f L o ≈= ∑ π 接入系数 P= 5.02 12 =+C C C 1R 在两端等效为)(2021 Ω== k P R R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈= ∑ k C f Q R o o o π 端等效电阻为 )(16Ω≈+k R R R R o T o T
有载品质因数10101623 =⨯⨯=∑C f Q o L π 习 题 3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？ 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？ 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c 为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？ 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？ (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？ 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o 分别为1W 和0.6W ，为了增大输出功率，将V CC 提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施？ 答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC 变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC 明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。 3.6 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o 明显下降，ηC 反而增加，但V CC 、U cm 和u BEmax 均未改变（改为：V CC 和u BEmax 均未改变，而U cm 基本不变（因为即使Ucm 变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm 不变，则Uce 不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态？导通角增大还是减小？并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm 基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变
解: 设放大电路的选频电路由简单LC 并联回路构成. 则LC 回路谐振频率465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为 5810 8104653 3 7.0≈⨯⨯==BW f Q o L 此回路谐振电阻为5.922== C f Q R o L π (k Ω) 改为1992L o Q R f C π== (k Ω) 回路未接电阻时固有谐振电阻为1592≈= C f Q R o o o π (k Ω) 改为3422o o o Q R f C π= ≈ (k Ω) 因此需并联电阻为221=-= R R RR R o o L (k Ω) 改为476o L o RR R R R ==- (k Ω) 2.4 解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比 π22 1 =C X R 较大,可采用部分接入法公式 )(1002 12 1pF C C C C C =+= ∑ 电感 )(253.0)2(1 2mH C f L o ≈= ∑ π 接入系数 P= 5.02 12 =+C C C 1R 在两端等效为)(202 1 Ω== k P R R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈= ∑ k C f Q R o o o π 端等效电阻为 )(16Ω≈+k R R R R o T o T 有载品质因数10101623 =⨯⨯=∑C f Q o L π
习题 3.1 高频功率放大器的主要作用是什么?应对它提出哪些主要要求？ 答：高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 3.2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载？若回路失谐将产生什么结果？若采用纯电阻负载又将产生什么结果？ 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能，否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 3.3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？ 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态，在临界线左方时高频功放工作于过压状态。 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大，输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高。 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 3.4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时，当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？ (2) 利用功放放大振幅调制信号时，应如何选择功放的工作状态？ (3) 利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？ 答：(1) 当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时，选择过压状态。 (2) 放大振幅调制信号时，选择欠压状态。、 (3) 放大等幅度信号时，选择临界状态。 3.5 两个参数完全相同的谐振功放，输出功率P o分别为1W和0.6W，为了增大输出功率，将V CC提高。结果发现前者输出功率无明显加大，后者输出功率明显增大，试分析原因。若要增大前者的输出功率，应采取什么措施？ 答：前者工作于欠压状态，故输出功率基本不随V CC变化；而后者工作于过压状态，输出功率随V CC明显变化。在欠压状态，要增大功放的输出功率，可以适当增大负载或增大输入信号。 3.6 一谐振功放，原工作于临界状态，后来发现P o明显下降，ηC反而增加，但V CC、U cm 和u BEmax均未改变（改为：V CC和u BEmax均未改变，而U cm基本不变（因为即使Ucm变化很小，工作状态也可能改变，如果Ucm不变，则Uce不变，故工作状态不应改变）），问此时功放工作于什么状态？导通角增大还是减小？并分析性能变化的原因。 答：工作于过压状态（由于Ucm基本不变，故功率减小时，只可能负载增大，此时导通角不变）；导通角不变 3.7 某谐振功率放大器，工作频率f =520MHz，输出功率P o=60W，V CC=12.5V。(1) 当ηC=60%时，试计算管耗P C和平均分量 I的值；(2) 若保持P o不变，将ηC提高到80%，试问管耗 c0
第六章 频谱搬移电路 6－1.已知调制信号为 载波信号为 调幅的比例系数为 试 1）写出调幅定义的数学表达式 2）写出 普通调幅波的数学表达式。并画出其频谱图。 DSB/SC 调幅波的数学表达式。并画出其频谱图。 SSB/SC 调幅波的数学表达式。并画出其频谱图。 【解】：1）g(t)=+ 2） 同理 各波形频谱略。 6－2.有一调幅波方程式为： （1） 试求它所包含的各分量的频率与振幅。 （2） 给出这调幅波包络的形状，并求出峰值与谷值调幅度。 【解】：（1）载波频率为，振幅为25V ； 第一边频为，振幅为 第二边频为 ，振幅为 t U u Ω=ΩΩcos t U u c c c ωcos =a k c U a k t U ΩΩcos t t U U k U t u c c a c AM ωcos )cos 1()(Ω+=Ωt t U k t u c a DSB ωcos cos )(Ω=Ω) sin cos cos (cos 21)(t t t t U k t u c c a SSBU ωωΩ-Ω=∧ Ω)sin sin cos (cos 21t t t t U k c c a ωωΩ-Ω=Ωt U k c a )cos(2 1Ω+= Ωωt U k t u c a SSBD )cos(2 1)(Ω-=Ωωt t t u 5 102sin )100002cos 3.050002cos 7.01(25πππ-+=5 10 Hz Hz )500010(5 ±V 75.87.0252 1 =⨯⨯Hz )1000010 (5 ±V 75.33.0252 1 =⨯⨯
6－3.已知负载电阻 上调幅波的表达式如下： 伏 求： （1） 载波电压的振幅值U=? （2） 已调波电压的最大振幅值＝？ （3） 已调波电压的最小振幅值＝？ （4） 调幅指数 ＝？ （5） 若负载电阻 ＝ 计算：负载电阻上吸收的载波功率 ＝？负载电阻上吸收的两个边频功率之和 ＝？ 【解】：（1）U ＝100V （2）＝（1+）U ＝(1+0.25)100＝125V （3）＝（1-）U ＝(1-0.25)100=75V （4） ＝25/100＝0.25 （5） ＝ ＝＝5W ＝ ＝0.16W L R t t t u c ωcos )cos 5.2100()(Ω+=max U min U a m L R ΩK 1L R c P L R side P max U a m ⨯min U a m ⨯a m c P L R U 2 2110002100 2 ⨯side P c a P m 2 4 12⨯ 5 )25.0(2 1 2 ⨯⨯≈
目录 摘要 .................................................................... I Abstract ................................................................ II 1 高频功率放大器的基本原理 (1) 1.1 宽带功放 (2) 1.1.1 静态工作点 (3) 1.1.2 甲类功放的负载特性 (3) 1.1.3 宽带功放的功率增益 (4) 1.2 丙类功率放大器 (5) 1.2.1丙类功放基本关系 (5) 1.2.2 负载特性 (9) 2 参数设计 (11) 2.1 宽带功放参数计算 (11) 2.1.1 电路参数计算 (11) 2.1.2 静态工作点计算 (12) 2.2 丙类功放参数计算 (12) 2.2.1 放大器的工作状态计算 (12) 2.2.2计算谐振回路及耦合回路的参数 (13) 2.2.3 基极偏置电路参数计算 (14) 3 总体电路设计 (15) 4 电路仿真 (16) 4.1 宽带功率放大器电路仿真 (16) 4.2 丙类功放电路仿真 (18) 5 心得体会 (19) 6元件清单 (20) 7参考文献 (21) 摘要 高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大。以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。放大器可以按照电流导通角的不同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360°，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于 180°；丙类放大器电流的流通角则小于180°。乙类和丙类都适用于大功率工作。丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电
《高频电子线路》实验一 谐振电路与选频电路 一、LC 谐振电路 LC 谐振电路是是高频电子线路中常用的无源电路。其相关的知识内容是高频电子线路课程的重要概念。LC 谐振电路包括LC 串联谐振电路与LC 并联谐振电路两种。 （1）LC 串联谐振电路 ?谐振条件： 01 00=- C L ωω， LC 10=ω ?串联谐振回路的选择性 2 2 0020 11)(11 ξω ω ωω+≈ -+== Q I I S ,ξωωωω?arctg Q arctg -≈--=)]( [000，)2(0f f Q ?=ξ ?串联回路的谐振曲线
◆串联谐振回路的参数和公式 1）谐振电流 R V I S =0， 谐振阻抗 R Z = 2）谐振频率 LC 10= ω，LC f π210= 3）特性阻抗 C L C L = = =001ωωρ 4）品质因数 R C R L R Q 000/1ωωρ == = 5）通频带BW 0.7 我们将由S 值从最大值下降到其2/1时，对应的频率范围定义为谐振回路的通频带BW 0.7。 0 07.0Q f BW =
◆对于串联谐振回路，当Vs恒定时， 2 2 2 2 2 2 ) ( 1 ) ( ) /1 ( ) /1( ) /1 ( ) /1( ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω - + = - + = - + = Q Q C L R C C L R I C I V V S C 当 ω ω=时，Vc出现最大峰值。且 Q V V S C=。依据这个原理，我们可以通过实验来测量LC 串联谐振电路的Q值。 ◆实验电路如下图所示： ◆实验操作步骤：1）将函数发生器打开，调出频率f=10MHz、输出电压100mV的正弦波信号，作为Vs加入到LC串联谐振电路上。2）用示波器观察Vs和V1、V2的波形。测量其电压大小。3）改变正弦波信号频率的f，同时观察电容电压V2出现峰值时为串联谐振发生。4）记录测量数据，计算Q值大小。5）依据计算的Q值，计算电感中电阻R的大小。 表1 LC串联谐振电路实测数据 谐振频率f(MHz) 谐振时的Vs(mV) 谐振时的V 2 (mV) 谐振时的V 1 (mV) ◆计算结果：
一、单级单调谐放大器: 谐振频率 0f ∑ = LC f π 210 ∑C 为总电容 C )f (L 2 021π= 通频带7.0BW e Q f BW 07 .0= e Q 为LC 回路的有载品质因素 有载品质因素e Q ∑∑∑ ==C R L R Q e 00ωω ∑R 为总电阻，002f πω= 矩形系数1.0K 1 .07.01 .0BW BW K = 二、多级单调谐放大器: 各级电压增益相同，即un u u A A A =⋅⋅⋅===32u1A 总电压增益为：n u un u u u A A A A A )(A 1321u =⋅⋅⋅= 总通频带为：e n Q f BW 0 1 7 .012•-=（ e Q f 0为单级单调谐放大器的通频带） 三、丙类谐振功率放大器: 效率η ξϑϑαϑαη)(2 1 )()(2121P 12101O g V U V I U I P CC cm CC c cm m c DC =•=•== CC cm V U =ξ称为集电极电压利用系数；) () ()(01011ϑαϑαϑ==c m c I I g 称为集电极电流利用系数或波形系数。 集电极耗散功率O DC C P P P -= 功率增益i O P P P A = i P 为基极输入功率 导电角im BB th U V U -≈ϑ 输出功率P m c cm m c O R I U I P 12 12 121== 集电极直流电源供给功率CC c DC V I P 0= 集电极基波分量分函数表达式 )(00ϕα•=CM c i I )(11ϕα•=CM m c i I )(ϕαn CM cnm i I •= 其中)(0ϑα为直流分量分解系数；)(1ϑα为基波分量分解系数。 四、丙类倍频器： 输出功率cnm cnm on U I P 21 = 效率CC c cnm cnm DC n V I U I P 0on 21P •==η 正弦波振荡器平衡的条件 ①相位平衡条件：φA+φF ＝2n π(n ＝0,1,2,3,···) ②振幅平衡条件：AF ＝1 正弦波振荡器起振的条件 ①相位平衡条件：φA+φF ＝2n π(n ＝0,1,2,3,···) ②振幅平衡条件：AF ＞1 振荡频率的准确度和稳定度绝对准确度 f ∆ 0f f f -=∆ 相对准确度 000f f f f f -=∆（0 f f ∆称为相对频率准确度或相对频率偏差） C Q R 000ω=
一、绪论 1.通信系统的基本组成 ? 信源：信息的来源，如语言、音乐、文字、图像、电码等。 ? 变换器： 源信息与电信号之间的互相转换；输入～将信息变换成电信号，该信号为基带信号；输出～则刚好相反；信源不同，变换器不同，如话筒、摄像机、电话等。 ? 发送设备：把电信号转换成高频振荡信号并由天线发射出去 ? 传输媒质：信息的传送通道（自由空间） ? 接收设备：把无线高频信号转换成电信号 ? 信宿：信息的最终接收者 2、无线通信为什么要调制？ 因为基带调制信号都是频率比较低的信号，为了达到较高的发射效率和接收效率，减少天线的尺寸，可以通过调制，把调制信号的频谱搬到高频载波附近。 3、调制的方式： )cos(00?ω+=t U u c m c 用基带信号去改变高频载波信号的某一参量，就可以实现调制。 ? 用基带信号去改变高频载波信号的振幅，则称为振幅调制，简称调幅，用符号AM 表示。 ? 用基带信号去改变高频载波信号的频率，则称为频率调制，简称调频，用符号FM 表示。 ? 用基带信号去改变高频载波信号的相位，则称为相位调制，简称调相，用符号PM 表示。 4、电磁波的传播 A ．地面波；B. 空间波 ；C. 天波 无线通信的传输媒质是自由空间
5、无线电信号的产生与发射（调幅发射机框图） 6、无线电信号的接收（超外差式接收机） 7、无线电发射机和接收机框图
二、选频网络 1、所谓选频（滤波），就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。 高频电子线路中常用的选频网络有： 选频网络的功能：选频、阻抗变换 2、串联回路的谐振特性 A ．谐振时，回路阻抗值最小，即Z=R ；当信号源为电压源时，回路电流最 大，即 R V I s =0，具有带通选频特性。 B ．阻抗性质随频率变化的规律： 1) ω < ω0时，X <0呈容性； 2) ω = ω0时，X =0呈纯阻性； 3) ω > ω0时，X >0呈感性。 C ．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。 3、串联振荡回路的谐振曲线和通频带 对于同样的频率ω和ω0，回路的Q 值愈高，谐振曲线愈尖锐，对外加电压的选频作用愈显著，回路的选择性就愈好。 4、能量关系及电源内阻与负载电阻的影响
海南大学 高频电子线路课程设计 ——DSB波的调制与解调 学院：信息与科学技术学院 专业：08级电子信息工程 时间：2010年12月28日
目录 摘要————————————2 一、概述————————————3 二、总体设计方案————————3 三、单元设计——————————4 四、仿真结果——————————10 五、元件清单——————————16 六、总结设计方案评价————— 16 七、问题及其解答————————17 八、心得体会——————————18 九、参考文献——————————19
摘要 关键字：传输信息调制调解 DSB波模拟乘法器同步检波器 一、概述 信号从发送到接收中间要通过传输媒质。本次设计我们就以振幅调制与解调为主，对DSB波进行处理，完成信号的发送和接收。在处理DSB波的过程中，我们用到了正弦波的调幅进行调制，并用同步检波进行解调。因为在调制和解调过程中，有复杂的频率变换，所以根据DSB波的性质，我们选用非线性器件——两个模拟乘法器来组成本设计的基本电路。在检波之后产生很多新频率，我们用一个低通滤波器把不符合要求的频率滤除，取出我们需要的频率，这样我们就完成了DSB波的发送和接收原理设计。 接下来我们需要验证这个设计的可行性，即输入合适的调制信号和载波信号进行仿真，看我们的设计是否符合要求。 二、总体设计方案 1、DSB波的调制和解调总的来说分为三大部分： （1）模拟乘法器1 用于调制部分，即在传送信息的一方（发送端）所要传送 的信息(它的频率一般是较低的)附加在载波上； （2）模拟乘法器2 用于解调部分，即将调幅信号中的原信号取出来； （3）低通滤波器滤除从检波器解调出来的无用频率分量，取出所需要的原 调制信号。 将三个模块连在一起，就完成了整个DSB波的发送和接收。
2。3 解: 设放大电路的选频电路由简单LC 并联回路构成。 则LC 回路谐振频率465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为 5810 8104653 3 7.0≈⨯⨯==BW f Q o L 此回路谐振电阻为5.922== C f Q R o L π （k Ω) 改为1992L o Q R f C π== (k Ω) 回路未接电阻时固有谐振电阻为1592≈= C f Q R o o o π （k Ω) 改为3422o o o Q R f C π= ≈ (k Ω) 因此需并联电阻为221=-= R R RR R o o L （k Ω) 改为476o L o RR R R R ==- (k Ω) 2.4 解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比 π22 1 =C X R 较大，可采用部分接入法公式 )(1002 12 1pF C C C C C =+= ∑ 电感 )(253.0)2(1 2mH C f L o ≈= ∑ π 接入系数 P= 5.02 12 =+C C C 1R 在两端等效为)(2021 Ω== k P R R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈= ∑ k C f Q R o o o π 端等效电阻为 )(16Ω≈+k R R R R o T o T 有载品质因数10101623=⨯⨯=∑C f Q o L π
习题 3.1 高频功率放大器的主要作用是什么？应对它提出哪些主要要求? 答:高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。要求具有高效率和高功率输出。 3。2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载?若回路失谐将产生什么结果?若采用纯电阻负载又将产生什么结果？ 答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能,否则不能获得正弦波输出。若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。 3。3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？ 答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态,在临界线左方时高频功放工作于过压状态. 欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大,输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。 临界状态输出功率大，管子损耗小，放大器的效率也较高. 过压状态下，负载阻抗变化时，输出电压比较平稳且幅值较大，在弱过压时，效率可达最高，但输出功率有所下降，发射机的中间级、集电极调幅级常采用过压状态。 3。4 分析下列各种功放的工作状态应如何选择？ (1) 利用功放进行振幅调制时,当调制的音频信号加到基极或集电极时，如何选择功放的工作状态？ (2) 利用功放放大振幅调制信号时,应如何选择功放的工作状态？ （3）利用功放放大等幅度信号时，应如何选择功放的工作状态？ 答：（1）当调制的音频信号加到基极时，选择欠压状态；加到集电极时,选择过压状态。
高频电子线路 〔用于学习之间交流，不得用于出版等商业用处！〕 第2章习题答案 2-1 某一并联谐振回路的谐振频率f 0＝1MHz ，要求对990kHz 的干扰信号有足够的衰减，问该并联回路应如何设计？ 解 为了有效滤除990kHz 的干扰信号，应使它位于通频带之外。假设取BW 0.7＝20kHz ，那么由通频带与回路Q 值之间的关系有 5020 1000 7.00=== BW f Q 因此应设计Q ＞50的并联谐振回路。 2-2 试定性分析题图2-2所示的电路在什么情况下呈现串联谐振或并联谐振状态。 解 题图2-2〔a 〕中L 1C 1或L 2C 2之一呈并联谐振状态，那么整个电路即为并联谐振状态。假设L 1C 1与L 2C 2呈现为容抗，那么整个电路可能成为串联谐振。 题图2-2〔b 〕只可能呈现串联谐振，不可能呈现并联谐振状态。 题图2-2〔c 〕只可能呈现并联谐振，不可能呈现串联谐振状态。 2-3 有一并联回路，其电感、电容支路中的电阻均为R 。当C L R = 时〔L 和C 分别为
电感和电容支路的电感值和电容值〕，试证明回路阻抗Z 与频率无关。 解 ()()()⎪ ⎭ ⎫ ⎝⎛ -++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+= ⎪ ⎭ ⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+ =C L j R R C R LR j C L R R C j R L j R C j R L j R Z ab ωωωωωωωω111211122 12121 要想使Z ab 在任何频率下，都呈现纯阻性，就必须使分子与分母的相角相等，亦即必须有 2 121121 R R C L C L R R C R LR +-== - ωωωω 上式化简得 C R C L LR C L 2122222 -=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-ω 要使上式在任何频率下都成立，必有 02 22=-LR C L 或 C L R =2 0212 =-C R C L 或 C L R =1 因此最后得 C L R R = =21 2-4 有一并联回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率为1605kHz 。现有两个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100pF ；另一个电容量的最小电容量为15pF ，最大电容量为450pF 。试问： 〔1〕应采用哪一个可变电容器，为什么？ 〔2〕回路电感应等于多少？ 〔3〕绘出实际的并联回路图。 解 〔1〕 3535 1605min max min max ==''=C C f f 因此 9min max =''C C
高频电子线路复习 第2章 高频小信号放大器 高频小信号放大器与低频小信号放大器的主要区别：（1）晶体管在高频工作时，其电流放大系数与频率有关，晶体管的两个结电容将不能被忽略。（2）高频小信号放大器的集电极负载为调谐回路，因此高频小信号放大器的主要性能在很大程度上取决于谐振回路。 1．LC 谐振回路的选频作用 并联谐振回路的等效导纳：Y=G 0+j(ωC- ),谐振频率：ω0= ， 并联回路的品质因数： 其中 R=Q L ω0L 2.串并联阻抗的等效变换：R 2≈Q 2r 1 ;X 2≈X 1 3.谐振回路的接入方式:变压器耦合连接，自耦变压器耦合连接，双电容分压耦合连接 4.等效变换的接入系数与变换关系（上述三种耦合连接方式接入系数p 的计算公式） 5.晶体管高频等效电路：晶体管y 参数等效电路 6.高频谐振放大器的分析，等效电路，谐振电压放大倍数，通频带和矩形系数。 第3章 高频功率放大器 高频功率放大器是一种能量转换器件，它将电源供给的直流能量转换为高频交流输出。高频功率放大器与高频小信号放大器的主要区别：高频小信号放大器晶体管工作在线性区域；而高频功率放大器，为了提高效率，晶体管工作延伸到非线性区域，一般工作在丙类状态。高频功率放大器的分析方法通常采用折线分析法。 1.谐振功率放大器的用途和特点（与小信号调谐放大器进行比较） 2.折线近似分析法----晶体管特性的折线化 3.丙类高频功率放大器的工作原理：静态时晶体管工作在截止状态；在正弦输入信号时，输出集电极电流为余弦电流脉冲；输出为并联谐振电路，故其输出电压仍为正弦波。 4. 丙类高频功率放大器的一些重要公式： （1）导通角： (2) 集电极余弦脉冲电流的高度（幅值）： （3）集电极余弦脉冲电流波形的表达式： （4）余弦电流脉冲的傅里叶级数表达式： i c =I c0+I c1m cos ωt+I c2m cos2ωt+···+I cnm cosn ωt 其中：I c0=I cM α0(θc );I c1m =I cM α1(θc ) 5. 丙类高频功率放大器的功率和效率：P ==V CC I C0 ;P 0=(1/2)U cm I c1m ;η=P o /P = 。 6. 丙类高频功率放大器的欠压、临界和过压三种工作状态分析:由晶体管的输出特性曲线，晶体管是否进入饱和区来区分。 7. 丙类高频功率放大器的负载特性，各级电压变化对工作状态的影响。 第4章 正弦波振荡器 1.反馈型正弦波振荡器的基本原理 2.反馈型LC 振荡器：互感耦合振荡器、电容三点式（Copitts ）、电感三点式（Hartley ） LC 三点式振荡器相位平衡条件的判断准则。 3.改进型三点式振荡器：克拉泼（Clapp ）电路、西勒（Siler ）电路 ρR Q L =C L 001 ωωρ==
《高频电子线路》自动增益控制实验（AGC） 一、实验目的 1、掌握AGC工作原理。 2、掌握AGC主放大器的增益控制范围。 二、实验内容 1、比较没有AGC和有AGC两种情况下输出电压的变化范围。 2、测量AGC的增益控制范围。 三、实验仪器 1、1号模块1块 2、6号模块1块 3、2号模块1块 4、双踪示波器1台 四、实验原理 图15-1是以MC1350作为小信号选频放大器并带有AGC的电路图，F1、F2为陶瓷滤波器（中心频率分别为4.5MHz和10.7MHz），选频放大器的输出信号通过耦合电容连接到输出插孔P4。输出信号另一路通过检波二极管D1进入AGC反馈电路。R14、C18为检波负载，这是一个简单的二极管包络检波器。运算放大器U2B为直流放大器，其作用是提高控制灵敏度。检波负载的时间常数C18•R14应远大于调制信号（音频）的一个周期，以便滤除调制信号，避免失真。这样，控制电压是正比于载波幅度的。时间常数过大也不好，因为那样的话，它将跟不上信号在传播过程中发生的随机变化。跨接于运放U2B的输出端与反相输入端的电容C17，其作用是进一步滤除控制信号中的调制频率分量。二极管D3可对U2B输出控制电压进行限幅。W4提供比较电压，反相放大器U2A的2、3两端电位相等（虚短），等于W4提供的比较电压，只有当U2B输出的直流控制信号大于此比较电压时，U2A才能输出AGC控制电压。
图15-1 自动增益控制电路原理图（AGC） 对接收机中AGC的要求是在接收机输入端的信号超过某一值后，输出信号几乎不再随输入信号的增大而增大。根据这一要求，可以拟出实现AGC控制的方框图，如图15-2所示。 图15-2自动增益控制方框图 图中，检波器将选频回路输出的高频信号变换为与高频载波幅度成比例的直流信号，经直流放大器放大后，和基准电压进行比较放大后作为接收机的增益调节电压。不超过所设定的电压值时，直流放大器的输出电压也较小，加到比较器上的电压低于基准电压，此时环路断开，AGC电路不起控。如果接收机输入端的电压超过了所设定的值，相应地直流放大器的输出电压也增大，这时，送到比较器上的电压就会超过基准电压。这样，AGC电路开始起控，即对主放大器的增益起控制作用。当主放大器（可控增益）的输出电压随接收机输入信号增大而增大时，直流放大器的输出电压控制主放大器使其增益下降，其输出电压也下降，保持基本稳定。 AGC电路的主要性能指标：
绪论： 1. 调幅发射机和超外差接收机的结构是怎样的？每部分的输入和输出波形是怎样的？ 调幅广播发射机由三部分构成：1、低频部分，由声电变换器和低频放大器组成，实现声电变换，并对音频信号进行放大，使其满足调制器的要求。 2、高频部分，由主振器、缓冲器、高频电压放大器、振幅调制器和高频功率放大器组成，实现载波的产生、放大、振幅调制和高频功率放大。 3、传输线和天线部分，它完成将已调波通过天线以电磁波形式辐射出去。 超外差式接收机的组成部分1、变频器，由混频器和本机振荡器组成，本机振荡器产生的角频率为L ω的等幅振荡信号送入混频器与输入信号的各个频率分量进行混频，并由混频器的输出回路选出C L I ωωω-=的中频信号及上、下边频分量。2、利用中频放大器加以放大送至检波器进行检波，解调出与调制信号)(t u Ω线性关系的输出电压。3、通过低频电压放大、功率放大，由扬声器还原成原来的声音。
第二章： 1．什么叫通频带？什么叫广义失谐？ 通频带：放大器的电压增益下降到最大值的0.707倍时所对应的频带宽度，常用BW（书本9页，符号打不出来）。 广义失谐：表示回路失谐大小的量。 2．串联谐振回路和并联谐振回路的谐振曲线（幅度和相位）和电抗性质？
3．串联谐振回路和并联谐振回路适用于信号源内阻和负载电阻大还是小的电路? 串联谐振回路适用于电源内阻为低内阻（如恒压源）的情况或低阻抗的电路（如微波电路），而并联谐振回路相反。 4．电感抽头接入和电容抽头接入的接入系数？ 电感抽头接入系数 电容抽头接入的接入系数 5．Q值的物理意义是什么?Q值由哪些因素决定,其与通频带和回路损耗的关系怎样? 品质因数：表征回路谐振过程中电抗元件的储能与电阻元件耗能的比值。 回路Q与回路电阻R成反比，考虑信号源和负载的电阻后，Q值越高，谐振曲线越尖锐，
单级单调谐放大器 谐振频率0f ∑ = LC f π 210 ∑C 为总电容 C )f (L 2 021π= 通频带7.0BW e Q f BW 07 .0= e Q 为LC 回路的有载品质因素 有载品质因素e Q ∑∑∑ == C R L R Q e 00ωω ∑R 为总电阻，002f πω= 矩形系数1.0K 1 .07.01 .0BW BW K = 多级单调谐放大器 各级电压增益相同，即un u u A A A =???===32u1A 总电压增益为：n u un u u u A A A A A )(A 1321u =???= 总通频带为：e n Q f BW 0 1 7 .012?-=（ e Q f 0为单级单调谐放大器的通频带） 丙类谐振功率放大器 效率η ξ??α?αη)(2 1 )()(2121P 12101O g V U V I U I P CC cm CC c cm m c DC =?=?== CC cm V U =ξ称为集电极电压利用系数；) () ()(01011?α?α?==c m c I I g 称为集电极电流利用系数或波形系数。 集电极耗散功率O DC C P P P -= 功率增益i O P P P A = i P 为基极输入功率 导电角im BB th U V U -≈? 输出功率P m c cm m c O R I U I P 12 12 121== 集电极直流电源供给功率CC c DC V I P 0= 集电极基波分量分函数表达式 )(00?α?=CM c i I )(11?α?=CM m c i I )(?αn CM cnm i I ?= 其中)(0?α为直流分量分解系数；)(1?α为基波分量分解系数。 丙类倍频器 输出功率cnm cnm on U I P 21 = 效率CC c cnm cnm DC n V I U I P 0on 21P ?==η 正弦波振荡器平衡的条件 ①相位平衡条件：φA+φF ＝2n π(n ＝0,1,2,3,···) ②振幅平衡条件：AF ＝1 正弦波振荡器起振的条件 ①相位平衡条件：φA+φF ＝2n π(n ＝0,1,2,3,···) ②振幅平衡条件：AF ＞1 振荡频率的准确度和稳定度绝对准确度 f ? 0f f f -=? 相对准确度 000f f f f f -=?（0 f f ?称为相对频率准确度或相对频率偏差） C Q R 00 0ω=
实验一小信号调谐放大器 一、实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2.熟悉谐振回路的幅频特性分析--通频带与选择性。 3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。 4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法。 二、预习要求 1.复习谐振回路的工作原理。 2.了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间关系。 3.实验电路中, 若电感量 L=1μH，回路总电容C=220pf (分布电容包括在内),计算回路中心频率f0 三、实验仪器设备 1.双踪示波器 2.扫频仪 3.高频信号发生器 4.高频毫伏表 5.万用表 6.实验板 四、实验内容及步骤 1.实验电路见图1-1 (1)按图1-1所示连接电路 （注意接线前先测量+12V电源电压，无误后关断电源再接线）。 图1-1 单调谐回路谐振放大器原理图 (2)接线后仔细检查，确认无误后接通电源。 2.静态测量 实验电路中选R e=1K 测量各静态工作点，计算并填表1.1 V B，V E是三极管的基极和发射极对地电压。 3.动态研究 (1). 测放大器的动态范围Vi～V0(在谐振点) 选R=10K，R e=1K。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接高频毫伏表，选择正常放大区的输 入电压Vi，调节频率f使其为10.7MHz，调节C T使回路谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节V i由0.02 伏变到0.8伏，逐点记录V0电压，并填入表1.2(仅供参考)。V i的各点测量值可根据(各自)实测情况来确定。 (2).当R e分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。在同一坐标纸上画出I C不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析。