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高频电子线路 张肃文 第5版课件第7章

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高频电子线路课件第

高频电子线路课件第
主要教材
高频电子线路
高等教育出版社 张肃文主编
华侨大学IC设计中心
高频电子线路学习指导与题解
高等教育出版社 张肃文主编
高频通信电子Βιβλιοθήκη 路天津理工大学 高频电子线路教研组编
教辅参考资料

华侨大学IC设计中心
1. 沈琴 非线性电子线路 高等教育出版社 2004年 2. 谢嘉奎 电子线路-非线性部分高等教育出版 2000年 3. 董在望 通信电路原理 高等教育出版 2002年 4. 张肃文 高频电子线路 高等教育出版社 1993年 5. 张凤言 电子线路基础 高等教育出版 1995年 6.高吉祥 高频电子线路 电子工业出版社 2005年 7.曾兴雯 高频电子线路 西安电子科技大学出版社 2000
无线电通信发展史

华侨大学IC设计中心
早期萌发：
古代的烽火 近代的旗语 19世纪电 磁学理论 1864麦克斯韦 电报（1837莫尔斯） 电磁场方程 电话（1876贝尔） 1887赫兹证明 电磁波的 存在
电磁波 传送信息
无线电 通信 无线电通信 实用阶段
马可尼 1895年首次百米距离通信 （意） 1901年首次横渡大西洋通信 发送设备：火花发射机、电弧发生器等 接收设备：粉末检波器
高频电子线路与无线通信系统
华侨大学IC设计中心
电信系统：传送光或电信号的系统 无线通信系统：以无线介质传送光或电信号的系统。
高频电路是通信系统, 特别是无线通信系统的基础, 是无线通信设备的重要组成部分。 各种不同类型的通信系统, 其系统组成和设备的复 杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路 及其原理都是相同的, 遵从同样的规律。 本课程将 以模拟通信为重点来研究这些基本电路, 认识其规 律。 这些电路和规律完全可以推广应用到其它类 型的通信系统。

高频电子线路(第五版) 张素文

高频电子线路(第五版) 张素文

M
2 22
2 2 22
R X
R22
X 22
M
2 22
2 2 22
R X
X 22
R22 20
1 X 22 10 L2 6 10 C2
6


2-16：①:
Rf 1
M
R2
2
20
R总 R f 1 R1 25
6
L 100 10 Z ab 40 K 12 RC 25 100 10
②：音量位于最上端：
R R1 R2 // ri 2
R R 0.3 R R1 R2
③：不产生惰性失真：
验证是否产生负峰切割失 真，否则改变R1,R2
max RC 1.5
④：CC耦合300HZ ~ 3000HZ
C
取 : C1 C2 0.01或0.005
1 f 0 10 5 10 : V0 m 25 0.7 2 1 6 4 f 0 10 10 : V2 m 25 0.3 2
6 3
f 0 10 : V0 m 25
6
Vmax V0 m峰 V0
V0 Vmin m谷 V0
Vm 251 0.7 cos t 0.3 cos 2t
20 40 5 C Ci C1 // C2 18.3PF 20 40
C1 Ci Ri L
C'2 R'0
RP ②: Q0 100 0 L Q0 ③: QL RP RP 1 Ri R0
④:
RP 20.9K
Q0 28.1 20.9 20.9 1 10 45

高频电子线路第五版课后答案.ppt

高频电子线路第五版课后答案.ppt

其中
N N 1 ~ 3
N N 1 ~ 3
图3.1
Q g 1 1 0 g 0 . 3 7 2 S , C = 5 5 . 3 p F 6 QL 1 0 0 2 f 41 0 0 01 ~ 3 0 0
2 2 2 2 C ' C p C p C 5 6 . 9 p f , G ' p g p g g 0 . 2 2 8 m S 1 o e 2 i e 1 o e 2 i e
f 1 M H zM 、 2 0 H z 和 5 0 M H z 时 的 值 。 求该管在

解：

0
f 1 j f
f f
2 1 0 0
则
f f 0 1 j 1 j f f （）
0
0ຫໍສະໝຸດ 0 01 （ f 0 2 ） f
f 1MHz , 49 f 20 MHz , 12.1 f 50 MHz , 5
g oe 200 S ; C oe 7 pF ; |y fe | 45mS ; fe 54; | yre | 0.31mS ; re 88.5;
~ 3 4 ~ 5 p 2 0 . 2 5 , p 0 . 2 5 , 解：图3.1的等效图为图 3.1a 和图 3.1b 。 1 2
解、失调 f f f 5 . 5 5 0 . 5 M H z 0
f 5 M H z 0 Q 3 3 . 3 0 品质因数 2 f 1 5 0 k H z 0
Q 广义失调 0
2 f 若 Q （ 0 ） 6 . 3 6 ） 6 .6 6 （ 0 f0 0
图3.1d

高频电子线路第7章(本科)

高频电子线路第7章(本科)

7.3 调频电路
7.3.1 直接调频电路 1.变容二极管直接调频电路 1) 变容二极管调频原理 其结电容Cj与在其两端所加反偏电压u之间存在着 如下关系:
C0 Cj u (1 ) u
（7―21）
《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
Cj
＝1/3 ＝1/2 ＝2
0 (a ) u /V
《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
3.扩大调频器线性频偏的方法 对于直接调频电路,调制特性的非线性随最大相对 频偏Δfm/fc的增大而增大。当最大相对频偏Δfm/fc限定 时 , 对于特定的fc,Δfm 也就被限定了 , 其值与调制频率的 大小无关。
《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
（7―3）
《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
m m f 为调频指数。FM波的表示式为 式中，
uFM (t ) U C cos( ct m f sin t ) Re[U C e
j et
e
jm f sin t
]
(7―4)
《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
60 40 20 0
C j/pF
2
4 (b )
6
8
u /V
图7―12 变容管的Cj～u曲线 《高频电路原理与分析》
第7章 频率调制与解调
静态工作点为EQ时,变容二极管结电容为
C0 C j CQ EQ (1 ) u 设在变容二极管上加的调制信号电压为
uΩ(t)=UΩcosΩt,则
（7―22）
图7―6 |Ｊn(mf)|≥0.01时的n/mf曲线 《高频电路原理与分析》

高频电子线路7PPT

高频电子线路7PPT
第三十页，共三十二页。
图7-27 MC1596同步(tóngbù)检波电 路
第三十一页，共三十二页。
内容(nèiróng)总结
振幅调制与解调。调幅获得的已调波称为调幅波。调相获得的已调波称为调相波。解调 〔demodulation〕是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段，恢复原调制信号。调幅播送 在实际传送信息时，平均调幅系数为30%。调幅信号的解调就是从调幅信号中取出低频调制信号， 它是调幅的逆过程。振幅解调方法可分为(fēn wéi)包络检波和同步检波两大类
第三十二页，共三十二页。
第五页，共三十二页。
振幅 调制原理 (ห้องสมุดไป่ตู้hènfú)
振幅调制可分为普通调幅、双边带调幅、单 边带调幅与残留边带调幅等几种方式。
普通调幅简称调幅〔AM : amplitude modulation〕
普通调幅〔AM〕信号数学表达式与波形
普通调幅〔AM〕是用低频调制信号去控制(kòngzhì)高
频载波的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线
调幅播送(bō sònɡ)在实际传送信息时，平均 调幅系数为30%。因此，在普通调幅 〔AM〕信号总功率中，不含信息的载波 功率占９５％，而携带信息的边频功率 仅占５％。从能量利用率来看，普通振 幅调制是很不经济的，但因接收机较简 单而且价廉，所以应用还是很广泛。
第十一页，共三十二页。
图7-5 低电平AM调制实现的电 路 模型 (diànlù)
第二页，共三十二页。
调幅 〔AM (diàofú) : amplitude modulation〕
高频载波(zàibō)通常是一个正弦波振荡信号，有振 幅、频率和相位三个参数可以改变。用基带信号 对载波(zàibō)进行调制就有调幅、调频和调相三种 方式。

高频电子线路课件_(7).ppt

高频电子线路课件_(7).ppt

以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。
25
本书的内容：
（1）信号的放大（第3章） （2）信号的产生（第4章）
（3）信号的频率变换（第5、6、7章）
这些基本单元电路的组成、原理及有关技 术问题，就是本书的研究对象。
26
1.1 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型 可根据不同的方法来划分： (1) 按工作频段或传输手段 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信 和卫星通信等。 工作频率主要指发射与接收的射频(RF)频率。
21
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 在接收设备中有相应的两种反变换。 （1）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称 为解调(Demodulating) 。 （2）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。
22
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 分析三种信号： 调制信号、载波、已调波。 （1）调制后的信号称为已调信号(Modulated Signal)；
1.2 无线电信号与调制 不同频段信号的产生、放大和接收的方法 不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的 分析方法和应用范围也不同。 表中关于传播方式和用途的划分是相对而 言的，相邻频段间无绝对的分界线。
32
1.2 无线电信号与调制
高频的解释： 频段划分中的“高频”段，其范围为3～30 MHz， 这是“高频”的狭义解释，它指的就是短波频段。
9
振荡器：产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。高 频放大器： 多级小信号谐振放大器，放大振荡信号， 使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。调制信 号放大器：多级放大器，前几级为小信号放大器，放 大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的 调制信号。振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载 波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到 天线上。

高频电子线路张肃文版全ch优秀课件


通信的传输媒质
图 1.3.1 电磁波传播的几种方式
《
1.3 高
频 电
通信的传输媒质
子 线
高频电子线路的工作频段
路
》
（
第
四
版பைடு நூலகம்
）
张 肃 文
音频
射频
微波
主
编
高
等
教
育 出
300KHz
300MHz
版
社
End
高频电子线路张肃文版全ch优 秀课件
1.3 《
高 频
通信的传输媒质
电
子
线 发送设备
传输媒质
接收设备
路
》
（
图 1.2.3 通信系统框图
第
四
版 有线通信传输媒质有：
）
张 肃
双线对电缆
文
主 编
同轴电缆
高
等 教
光纤（光缆）
育 出
无线通信的传输媒质是自由空间。
版
社
《
1.3 高
频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社

高频电子线路(张肃文)总复习资料概要


混频器与变频器的区别：变频器包括了本 振电路，混频器则没有。
通常，将携带有信息的电信号称 为调制/基带信号，未调制的高频振荡 信号称为载波，通过调制后的高频振 荡信号称为已调波。 通信系统由输入变换器、发送设 备 、 传输信道 、 接受设备以及输 出变换器组成。
第二章 选频网络
串联谐振回路
并联谐振回路
无线通信系统接收设备中的高放部分 和中放部分采用都是谐振放大电路。
单调谐放大器经过级联后电压增益增大、 通频带变窄 。 在调谐放大器的LC回路两端并上一个电 阻R，可以降低Q值，加宽放大器的通频带。 为了克服自激常采用“中和法”和“失配 法”使晶体管单向化。
单级单调谐放大器是小信号放大器的基本 电路，其电压增益主要决定于管子的参数、信 号源和负载，为了提高电压增益，谐振回路与 信号源和负载的连接常采用部分接入方式。
P= Icm1 Ic0 Po Pc
0
过压状态
欠压状态 VCC 0 (a)
过压状态
欠压状态 VCC (b)
四、原理电路
ic iB + vb – VBE – – + VBB + vcE – iE – VCC + C – vc + L 输出
外部电路关系式：
vBE VBB Vbm cost vCE VCC Vcm cost
石英晶片之所以能做成谐振器是 因为它具有正压电和反压电特性。
第三章 高频小信号放大器
高频小信号调谐放大器主要工作在甲类。 小信号谐振放大器的主要特点是以调谐回 路作为放大器的交流负载，具有放大和选频/ 滤波功能。 放大器的噪声系数NF是指输入端的信噪 比/输出端的信噪比。
Psi / Pni ( 输入信噪比) NF Pso / Pno ( 输出信噪比)

高频电子线路(第五版)


V1
= yie −
yre y fe y oe + YL
输入导纳与输出负载有关， 输入导纳与输出负载有关， 是内部反馈的作用。 是内部反馈的作用。
将输入信号取零（电流源开路），消去 将输入信号取零（电流源开路），消去 ）， 可得 输出导纳
Yo =
• •
I1 、 1 V
•
•
I2 V2
= yoe −
yre y fe y ie + Ys
§2.5 滤波器的其它形式 2.5.1 LC集中选择性滤波器 集中选择性滤波器 2.5.2 石英晶体滤波器 2.5.3 陶瓷滤波器 2.5.4 声表面波滤波器
第三章 高频小信号放大器 §3.1概述 概述 高频小信放大器: 几百KHZ~几百 几百MHZ 高频小信放大器 几百 几百 小信号、 小信号、晶体管工作在线 性范围. 性范围 谐振放大器 非谐振放大器 主要指标： 主要指标： 1， 增益 ，
| β |=
β0
fT 1+ f β
2
=1
时
则有 通常
fT = β 0 − 1 • f β
2
β 0 >> 1
fT ≈ β 0 f β
3) 最高振荡频率 fmax 当晶体管的功率增益 AP = 1 时的工作 频率--频率--- fmax
f max 1 ≈ 2π
gm
4rbb ' cb 'e cb 'c
矩形特性
f
耦合
互感耦合 电容耦合
—— ——
X 12 X 11 X 22
图 2.4-2 (a) 图 2.4-2 (a)
耦合元件电抗
2、定义耦合系数 、 k=

高频电子线路PPT课件

第5页/共27页
6.2 二极管大信号包络检波器
ZL
1. 大信号包络检波的工作原理
(1) 电路组成
+ + VD
ui ui
R C
由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。 - -
RC低通滤波电路有两个作用：
① 对低频调制信号uΩ来说，电容C的容抗
+ ui
1 R ，电容C相当于开路，电阻R就作为 -
3
uo
(t
)
uo uD
θ
Uim
代入有上：u式o (可t) 得 U：im
(1 3
m3a cos
t ) 3
c3oπsrd
U im
cos
maU im
cos
cos
t
UDC gUdRm cos t R
可见 uo (t ) 有两部分：直流分量 ：U DC Uim cos 低频调制分量：u (t ) Um cos t
显(5然) ，底RL部越切小，割U失R分真压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，ma
值 越越 小1连大 ，) 接原， 底如因调 部图：幅 切所一波割示般包失，为络真为了的也能取振越有出幅易效低产m地a频生U传i调。m越输制大检信，波号调后，幅的检波低波包频器络调与的制后负信级峰号低值，频U要放im求大(1：-器m的a)
☺调幅解调的分类
振幅调制
AM调制 DSB调制 SSB调制
包络检波 解调
同步检波
第2页/共27页
峰值包络检波 平均包络检波 叠加型同步检波 乘积型同步检波
☺调幅解调的方法
1. 包络检波
调幅波
t 调幅波频谱
非线形电路
ωc-Ω ωc ωc+Ω ω
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ma V0 2
ma V0 2
0
1 V0 载波功率: P oT 2 R
2
0
0
0 ω
0 - P 上边频或下边频: P 0 +
2 1 2 maV0 12 1 2 ma PoT 2 R 4
在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出总功率是
PO PAM PoT P 0 - P 0 +
二极管平衡调幅 • 利用两个平方 律调幅器的电路 对称连接可以构 成二极管平衡电 路
调制
4. 调幅的方法 调幅方法
低电平调幅
在低电平级进行， 需要功率小
平方律调幅 斩波调幅
集电极调幅
高电平调幅
在高电平级进行， 需要功率大
基极调幅
• 根据频谱结构的不同可分为
• 普通调幅 (AM) 波， • 抑制载波的双边带调幅 (DSB-SC AM)波 • 抑制载波的单边带调幅 (SSB-SC AM)波。
u S SB(t) U 0
fc＋F
t
单音调制的SSB信号波形
0 F
f (a )
0 (b )
fc
f
0 (c)
fc＋F
f
单边带调制时的频谱搬移
三种振幅调制信号
电压 表达式
普通调幅波
载波被抑制双边带调幅波
V0 (1 ma cosΩt) cos0t
maV0 cosΩt cos0t
单边带信号 ma V0 cos( 0 Ω )t 2 m (或 a V0 cos( 0 Ωt ) 2
可见, 双边带调制同样能实现频谱搬移, DSB波的幅 度随调制信号变化, 但包络不再反映调制信号的形状, 并 且已调信号的平均值为零.
u 0
t (a )
uC
0
t
u D SB(t ) 0
(b )
U(t )＝U cos t t
0°
1 80 ° (c)
0°
DSB信号波形
v AM (t ) V0 (1 ma cos Ωt) cos0t V0 1 1 cos0t ma cos(0 Ω )t ma cos(0 Ω )t 2 2
2. 普通调幅波的频谱
（1）由单一频率信号调 幅
v AM (t ) V0 (1 ma cos Ωt ) cos0t V0 1 1 cos0t ma cos(0 Ω )t ma cos(0 Ω )t 2 2

调制信号 Ω
载波
调幅波
ω0
下边频 上边频
∵ma最大 值为 1 ∴变频振幅 最大值只有 载波振幅的 一半
fo – fs = fi
fs
高频放大
fs fo
混频
中频放大
fi
检波
F
低频放大
F
本地振荡
调幅检波过程
图 9.1.1
检波器的输入输出波形
图 9.1.2
检波器检波前后的频谱
2. 组成
图 9.1.3 检波器的组成部分
3. 检波的分类 器件
二极管检波器 三极管检波器
小信号检波器 大信号检波器 包络检波器 同步检波器 End

2. 双边带信号 在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边带 信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到, 其表示式为
uDSB (t ) k f (t ) uc
在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uDSB (t ) kUc U cost cosct g (t ) cosct
检波
信号大小
工作特点
7.2.1
调幅波的数学表示式与频谱
7.2.2
调幅波中的功率关系
• 调幅波是载波振幅按照调制信号大小成线性变化的 高频振荡。 • 由于载波频率不变，所以波形疏密程度均匀一致。 • 通常传送信号(语音，音乐等)的波形复杂，包含很 多频率成分，但这些复杂波形都可以分解成许多正 弦波分量的叠加。 • 因此，为了简化分析，我们总是认为调制信号为正 弦波。 • 对（非）正弦波调制，调幅波包络线是与（非）正 弦调制信号完全相似。
平衡调幅器
产生双边带
调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量，也 就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。 这里将调制信号vΩ与载波信号v0相加后，同时加入非线性 器件，然后通过中心频率为ω0的带通滤波器取出输出电压vo中 的普通调幅波成分。
图 9.3.1
非线性调幅方框图
输入信号：vi vO (载波) v (调制信号) V0 cos 0t V cos Ωt 非线性器件为二极管,特性为： vO =a0 a1vi a 2vi 2 则:
1 2 (1 ma பைடு நூலகம் PoT 2
PO PAM PoT PDSB
1 2 (1 ma ) PoT 2
V0
ma V0 2
0
0
当ma＝1时，PoT＝(2/3)Po ； 当ma＝0.5时，PoT＝(8/9)Po ；
ma V0 2
0
0 ω
• 可见：载波本身并不包含信号，但它的功率却占整个调幅波 功率的绝大部分。 • 从调幅波的频谱图可知，唯有它的上、下边带分量才实际地反 映调制信号的频谱结构，而载波分量仅是起到频谱搬移的作用， 不反映调制信号的变化规律。 • 通常 ma =20%－30%,发射机有用信号功率很小，整机效率 低，这就是普通调幅的固有缺点。
1. 普通调幅波的数学表示式
首先讨论单音调制的调幅波。 载波信号： v 0 V0 cos0t 调制信号： v V cost
设:调幅信号（已调波）： v AM Vm (t ) cos0t
由于调幅波振幅与调制信号成线性关系，可设调幅波振幅为：
Vm (t ) V0 kaV cost
即：
Vm (t ) V0 (1
，式中 ka 为比例常数
k aV 式中 ma 为调制度或调幅指数，ma 常用百分比数表示。 V0
kaV cost ) V0 (1 ma cost ) V0
调幅波v AM V0 (1 ma cost ) cos0t
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编

3. 单边带信号 单边带（SSB）信号是由DSB信号经边带滤波器滤除一 个边带或在调制过程中 ,直接将一个边带抵消而成。单频调制 时,uDSB（t）=kuΩuC。当取上边带时
uSSB (t ) U cos(c )t
取下边带时
uSSB (t ) U cos(c )t
可见, SSB波的包络不能反映调制信号的变化幅度.单边带调 幅信号的带宽与调制信号相同,是普通调幅和DSB带宽的一半. 因此, SSB不仅节省能量，而且节省带宽, 提高了频带的利用率, 有助于解决信道的拥挤问题.
天线长度: 3.75 ～3750km
2. 调制的原因 ② 如果直接发射音频信号，则发射机工作在同一频 段，这样接收机将同时受到许多不同电台的节目， 但无法加以选择。 不调制

调制
c1
c 2

为克服上述困难：进行如下处理
利用高频振荡产生载波，将低频信号“附加”到 这个高频振荡载波上 高频可使天线辐射效率提高，尺寸缩小
End
调幅过程——频谱线性搬移
f (t )
调制信号
t
调幅器
已调波
u AM (t )
0
载波
0
t
F ( )
0
uc (t )
U AM ()
t
下边带 上边带
m 0 m
Uc
c
0
U c ()
c
2m
0
c
2m

Uc
c

检波是调制的逆过程，检波是从振幅受调制的高频 信号中还原出原来的调制的信号。 由于还原所得的信号与高频调幅信号的包络变化规 律一致，故又称包络检波。
调幅波 v AM V0 (1 ma cost ) cos0t
Vmax Vo (1 ma )
当cosΩt=1
调幅波峰值Vmax
Vo
Vmin Vo (1 ma )
当cosΩt= -1
调幅波谷值Vmin
高 等 教 育 出 版 社
波形特点：
ma
k aV V0
1 (Vmax Vmin ) V V0 V0 Vmin ma 2 max V0 V0 V0
7.1.1 7.1.2
振幅调制简述
检波简述
1.定义
高频振荡
缓冲 声音
倍频 话筒
高频放大
调制
发 射 天 线
音频放大
将要传送的信息装载到某一高频 载频信号上去的过程。
2. 调制的原因 ① 从切实可行的天线出发 为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何 尺寸必须和信号波长相比拟，一般不宜短于1/4波长。 音频信号: 20Hz～20kHz 波长：15 ～15000 km
vO a0 a1 (V0 cos 0t V cos Ωt ) a 2 (V0 cos 0t V cos Ωt ) 2
a 2 2 a0 2 (V0 V ) 2
a1V
a2 2 V 2
a2V0V a2V0V
a1V0
a2 2 V0 2
0
Ω 2Ω
0 Ω 0 Ω
信号带宽 B 2Ωmax
调制信号 载波
Ωmax max
调幅波 下边带
ω0
上边带
o
ω0-Ωmax
ω0+Ωmax
End
v AM (t ) V0
1 1 cos 0t ma cos( 0 Ω )t ma cos( 0 Ω )t 2 2 V