当前位置：文档之家 › 高频电子线路(第二章))分解

高频电子线路(第二章))分解

  • 格式：ppt
  • 大小：3.69 MB
  • 文档页数：83

下载文档原格式

  / 83

合集下载

高频电子线路_张肃文_第6版课件_第2章_选频网络

高频电子线路_张肃文_第6版课件_第2章_选频网络
• 2.1.1 基本原理 • 2.1.2 串联振荡回路的谐振曲线和通频带 • 2.1.3 串联振荡回路的相位特性曲线
2.1.3 串联振荡回路的相位特性曲线
由于人耳听觉对于相位特性引起的信号失真不 敏感，所以早期的无线电通信在传递声音信号时， 对于相频特性并不重视。 但是，近代无线电技术中，普遍遇到数字信号 与图像信号的传输问题，在这种情况下，相位特性 失真要严重影响通信质量。
1 代入上式，则得 LC L Q C R
+ – Vs
C
在LC谐振回路中，用Q评价谐振回路损耗的大小。 Q值常在几十到几百左右。Q值越大，回路的损耗 越小，其选择性越好。
2.1.1 基本原理
总结
1. 谐振时，回路阻抗值最小，即Z=R；当信号源为电压源 V s ，具有带通选频特性。 时，回路电流最大，即 I 0 R 2. 阻抗性质随频率变化的规律：
又因为
1 w0 L w 0C
C
所以
V V L0 C0
谐振时，电感、电容消失了！
2.1.1 基本原理
1 w0 L w0C 回路的品质因数 w0 L 1 Q R w0CR
考虑到，谐振时
L + – Vs
R
I jw L V L0 0 0
1 V 1 1 s VC 0 I 0 j Vs jQV s jw0C R jw0C w0CR
. (w ) I 1 N (w ) N (w )e j (w ) (w ) w w0 I 0 1 j Q( )
w0
w
w w0 arctan Q w w arctan 0
2.1 arctan Q w w arctan 0

高频电子线路二版第二章.高频电路基础

高频电子线路二版第二章.高频电路基础

次级回路自阻抗
M2
Zf1 Z22
初级回路自阻抗
M2
Zf2
Z11
Z22 次级回路自阻抗
Z11 初级回路自阻抗
广义失谐量： 0L ( 0 ) 2Q
r 0
0
耦合因子： A Q
临界耦合 A 1
欠耦合 A<1
过耦合 A>1
理相
1
0.7
实际
0.1
0
ω0
ω
② 选择性: 表征了对无用信号的抑制能力，
Q值越高，曲线越陡峭，选择性越好，但通频
带越窄。
③ 理想回路：幅频特性在通频带内应完全
平坦。是一个矩型.
矩型系数: 表征实际幅频特性与理想幅
频特性接近的程度.谐振曲线下降为谐振值( f0 处 )的0.1时对应的频带宽度B0.1与通频带B0.707 之比:
+
IS
RS
C
N1 N2 RL
+
R'L
IS
RS
C
L
分析：
由 N1:N2=1:n ，得 n = N2 / N1（接入系数）。利用ⅰ 的方法，也可求得负载RL等效到初级回路的等效电阻是：
பைடு நூலகம்RL
1 n2
RL
或 gL n2gL
ⅲ. 电容分压式阻抗变换电路
Ú
+
IS RS
L
C1 ÚT
C2
IS RS C L
C1 R'L
⑷ 分析几种常用的抽头并联谐振回路
ⅰ.自耦变压器阻抗变换电路
Ú1
+
IS
RS
C
N1 Ú2 L
N2
RL

高频电子线路第二章

高频电子线路第二章
低通滤波器
本地载波的产生
平方器
带通滤波器
分频器
2. 单边带调幅
双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波
分量，因而可以有效地利用发射机的功率传递 信息
➢但它是双边带信号，所占带宽仍为调制信号最高
➢ 通信接收机中的混频电路 ➢ 二极管混频电路 ➢ 混频失真
2.4 振幅调制与解调电路
➢ 振幅调制电路 ➢ 二极管包络检波电路 ➢ 同步检波电路
什么是调制？
调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程
➢调制的作用是把消息置于消息载体，以便传输和处理 ➢解调是调制的逆过程，从消息载体中还原出原来的消息
两种方案
幅度调制其实是一个变频过程，即两个信号相乘
二、双边带和单边带调制电路组成模型
1.（抑制载波的）双边带调幅
从信息传输的角度看，载波是多余的，并且普通AM载波的功率占了
总功率的一半以上，对充分利用发射机功率是不利的 ➢采用抑制载波调幅
波形图
DSB AM的性 质
已调信号的幅度随调制信号的变化而变化，但其包络不能反映调制信号的形状 ➢调制信号正值时的载波相位与调制信号负值时的相位是反相的（差180） ➢不能使用包络检波，只能采用同步检波（相干解调） ➢抑制载波调幅不含固定的载波分量，如果调制信号的平均值不为0，将会出现
调制分类
按调制信号vΩ(t)
➢模拟调制、数字调制
按载波vc(t)
➢脉冲调制、正弦波调制、光强度调制
正弦波调制
➢幅度调制、角度调制（频率调制、相位调制）
2.1 频谱搬移电路的组成模型
2.1.1 振幅调制电路的组成模型
幅度调制（AM）是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化，而其角
频率和初相位均为常数

高频电子线路 第2章-高频电路基础

高频电子线路 第2章-高频电路基础

1 1 L= 2 = ω0 C (2π ) 2 f 02C
以兆赫兹(MHz)为单位 Ｃ以皮法 为单位, 以皮法(pF)为单位 L以 为单位, 将f0以兆赫兹 为单位 为单位 以 微亨（ ）为单位， 上式可变为一实用计算公式： 微亨（µH）为单位， 上式可变为一实用计算公式：
1 2 1 25330 6 L = ( ) 2 × 10 = 2 2π f 0 C f0 C
(3) 求满足 求满足0.5 MHz带宽的并联电阻。 设回路上并联 带宽的并联电阻。 带宽的并联电阻 电阻为R 并联后的总电阻为R 电阻为 1, 并联后的总电阻为 1∥R0, 总的回路有载品 f0 质因数为Q 由带宽公式, 质因数为 L。 由带宽公式 有 Q =
L
B
此时要求的带宽B=0.5 MHz, 故 QL = 20 此时要求的带宽 回路总电阻为
主要包括电台、工业、空间电磁、天电等 主要包括电台、工业、空间电磁、
内部产生的一般称为噪声
人为:接地 回路耦合等 人为 接地,回路耦合等 接地 系统内:电阻 电子器件等的热噪声等 系统内 电阻,电子器件等的热噪声等 电阻
电子噪声：电子线路中普遍存在。 电子噪声：电子线路中普遍存在。指电子线路中的随 机起伏的电信号，与电子扰动有关。 机起伏的电信号，与电子扰动有关。 当噪声,干扰与信号可比拟时 称信号被噪声淹没 当噪声 干扰与信号可比拟时,称信号被噪声淹没 干扰与信号可比拟时 称信号被噪声淹没.
ωM M = 对于互感耦合: 对于互感耦合 k = 2 L1L2 ω L1L2
通常情况: 通常情况
M L1 = L2 = L 则 k = L
CC k= 对于电容耦合: 对于电容耦合 (C1 + CC )(C2 + CC )

高频电子线路第二章 高频小信号放大器

高频电子线路第二章 高频小信号放大器

(2) 为了增大Ａu0, 要求负载电导小, 如果负载是下一级放 大器, 则要求其ｇie小。 (3) 回路谐振电导ｇe0越小, Ａu0越大。 (4) Ａu0与接入系数ｎ1、ｎ2有关, 但不是单调递增或单调 递减关系。由于ｎ1和ｎ2还会影响回路有载 Ｑ值Ｑe, 而Ｑe又 将影响通频带,所以ｎ1与ｎ2的选择应全面考虑, 选取最佳值。
结论：

以上这些质量指标，相互之间即有联系又有矛盾。 增益和稳定性是一对矛盾，通频带和选择性是一 对矛盾。

应根据需要决定主次，进行分析和讨论。
4、 晶体管的高频小信号等效电路

形式等效电路（网络参数等效电路） 包括：Y参数、h参数、z参数、s参数等效电路 混合π型等效电路(物理模拟等效电路)

2.2.1 单管单调谐放大器※
1.电路组成及特点
●右图是一个典型的单管单调谐放大器。
Ｃ b 与 Ｃ c 分别是和信号源（或前级放大器）、 负载（或后级放大器）的耦合电容, Ｃe是旁路
UCC R2 L Cc
电容。 ●电容Ｃ与电感Ｌ组成的并联谐振回路作为晶 体管的集电极负载 , 其谐振频率应调谐在输入 有用信号的中心频率上。 ● 回路与晶体管的耦合采用自耦变压器耦合方 式 , 这样可减弱晶体管输出导纳对回路的影响。 ● 负载（或下级放大器）与回路的耦合采用自 耦变压器耦合和电容耦合方式, 这样, 既可减弱 负载（或下级放大器）导纳对回路的影响 , 又 可使前、 后级的直流供电电路分开。 ● 另外 , 采用上述耦合方式也比较容易实现前、 后级之间的阻抗匹配。
指在电源电压变化或器件参数变化时以上三参数的稳定程 度。 为使放大器稳定工作，必须采取稳定措施，即限制每级 增益，选择内反馈小的晶体管，应用中和或失配方法等。

魏俊平 高频电子线路 第2章 高频小信号选频放大器

魏俊平 高频电子线路 第2章 高频小信号选频放大器

R. S
Us
L rC
解：1. 计算不考虑 RS、 RL时的回路固
RL
有特性：f0、Q、RP、BW0.7
f0

2
1 LC
(
2
1
)Hz 465kHz
586 106 200 1012
586 106
Q
LC r

200 1012 12
143
RP

L Cr

(
586 106 200 1012
Is'U
' o

IsU12
I's

I sU 12 U 'o

U 12 U 13
Is

1 n1
Is

1mA 5
0.2 mA




Uo

U13 n2

U
' o
n2

I
' s
Re

0.2 30.6 V
n2
10
0.612 V
思考讨论题
1. LC并联谐振回路有何基本特性?说明Q对 回路特性的影响。
2.1 LC谐振回路
2.1.3抽头谐振回路 2.电容分压式
【例2-3、2-4】
第2章 高频电路基础
例 2-3 如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本 身的固有损耗，试求回路两端电压 u1(t) 的表示式及 回路带宽。
29
例2.4 下图中，线圈匝数 N12 = 10 匝， N13 = 50 匝，N45 = 5 匝，L13= 8.4 mH, C = 51 pF, Q =100, Is = 1 mA , Rs =10 kW, RL= 2.5 kW, 求有载品质因数Qe、通频带BW0.7、谐振输出电压Uo。

高频电子线路_第2章_噪声与非线性失真(浙)

高频电子线路_第2章_噪声与非线性失真(浙)

)(RS
// R0 )2
4kT (RS
// R0 )B
根据噪声系数定义有:
F
V2 n,out
4kT (RS // R0 )B ( RS R0 )2 1 RS
AV2
V2 RS
4kTRS B
R0
R0
结论： R0 小，噪声系数小， 与功率最大传输——共轭匹配不同
14
2.3.3 无源有耗网络的噪声系数 分析条件:输入、输出端均匹配 已知：无源有耗网络的损耗为 L
)2
饱和区 ----平方律
20
差分放大器
i
i1
i2
I0th
q 2KT
vid
双曲正切函数
21
2. 幂级数描述
偏置 VBEQ
决定工作点
在工作点处将伏安特性
ic
I eq KT
(VBEQ
vi
)
S
展开为幂级数
ic a0 a1(vBE VBEQ ) a2 (vBE VBEQ )2 a3 (vBE VBEQ )3
AV2
V2 n,out
V2 RS
V2 RS
AV2
AV2
V2 RS
其中
V2 n,out
AV
网络总输出噪声电压均方值 该网络的电压增益
13
该网络的电压增益为:
AV
R0 R0 RS
求网络总输出噪声电压均方值
VO
等效噪声电路如图
在带宽B 内输出噪声电压均方值为:
V2 n,out
(
I
2 n,
RS
I2 n, R0
有噪电阻
1. 功率谱密度
电流
SI
4kT
1 R

(高频电子线路)第二章高频电路基础

(高频电子线路)第二章高频电路基础
和适用场景。
低通滤波器的应用包括信号处理、 电源滤波等，可以有效地抑制高
频噪声，提高信号的信的电路。其特点是通带范围较 窄，阻带范围较宽。
高通滤波器的电路结构也有多种形式，如RC、LC等。不同结构的高通滤波器具有不 同的性能指标和适用场景。
对信号进行放大，提高信号的 幅度和功率。
振荡器
产生高频振荡，为电路提供所 需频率的信号。
信号源
产生高频信号，提供电路所需 输入信号。
滤波器
对信号进行滤波，提取所需频 率成分，抑制无用频率成分。
调制解调器
对信号进行调制和解调，实现 信号的传输和处理。
02
高频电子器件
电感器
01
02
03
04
电感器定义
差。
调相振荡器的应用
调相振荡器广泛应用于信号处理、 电子对抗和通信等领域。
锁相环路
锁相环路的定义
锁相环路是一种自动控制系统，它通过比较输入信号和输出信号的 相位差，自动调节输出信号的频率和相位。
锁相环路的工作原理
当输入信号和输出信号的相位差在一定范围内时，锁相环路会自动 调节其内部参数，使输出信号的频率和相位与输入信号保持一致。
标和适用场景。
带通滤波器的应用包括信号选频、 消除干扰等，可以有效地提取特 定频段的信号，提高信号的准确
度。
带阻滤波器
带阻滤波器是一种阻止某一频段内的信 号通过而允许其他频段信号的电路。其 特点是阻带范围较窄，通带范围较宽。
带阻滤波器的应用包括消除特定频段干 扰、抑制噪声等，可以有效地抑制特定 频段的噪声，提高信号的清晰度。
高频电路的应用领域
通信领域
高频电路广泛应用于通信 领域，如无线通信、卫星

高频电子线路第二讲PPT课件

高频电子线路第二讲PPT课件
高频晶体管有两种类型：
①用于对小信号进行放大功能的高频小功率管，对这一 类晶体管的要求是大增益、小噪声。目前，双极型小信号 放大晶体管的工作频率可以达到几千兆赫兹，噪声系数仅 为几个分贝。
②用于高频功率放大功能的高频功率放大管，对这一类 晶体管的要求是大增益、大功率输出。
小信号放大用的场效应管，工作频率也能达到同样高的 频率，噪声系数可以更小。
第二章 高频电子线路基础
第一节 引言
各种无线电设备主要由一些处理高频信号的功能电路， 如高频小信号放大器、高频功率放大器、振荡器、调制器 及相应的解调器组成。这些内容将在各个章节里分别讨论。 但是各个功能电路之间也有一些共性，这就是所使用的无 源元件、有源器件及其组件等绝大多数是相同的。这些元 器件是构成高频电路的基础。因此，本章首先予以讨论。 考虑到电子噪声存在于各种电子线路之中，它对通信中系 统中所传输的有用信号会形成干扰。所以，了解电子噪声 的产生根源，对从源头上抑制它或消弱它的影响，提高系 统性能非常有帮助。
1.串联谐振回路 凡是由电感L、电容C及电阻r与信号源串联组成的 电路，称为串联谐振回路。串联谐振回路的示意图如 图2-4所示。
L
ui
C
i r
图2-4 串联谐振回路
图中，电阻r通常包括电感线圈和电容器的损耗电 阻以及可能接入回路的外加电阻。如果在该电路电感 线圈或电容器中已经储有能量，则在回路电阻r很小的 前提下，电路中即使没有外加电动势，也可以产生振 荡。所以又称串联谐振回路为串联振荡电路。
数Q，即
Q 0 L 1 r 0rC
(2-10)
并联谐振时阻抗最大，回路呈现纯电阻性质，谐
振电阻R0为
R0
L rC
Q0 L
1 Q
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
接收下来
天线的尺寸和波长相关，如采用/4天线，对于3kHz的声音信号，天线尺寸为
25km，这是无法实现的，如果调制在900MHz上，天线仅需8cm，容易实现
无线传输系统，调制是一个基本环节
调制可以将不同信号分在同一信道中传输而互不影响，例如分频复用 调制可以降低干扰对信号传输的影响，如扩频调制
调幅方式在频率资源利用上是有缺点的 用单边带调幅
VAM j
下边带 上边带
c m
c
c m

VSSB j
VSSB j
上边带

下边带

c
c m
c m c
高频电子线路
有新频率产生，一定是非线性过程 频谱只是在频率轴上进行了简单的平移，没有结构上的变化，故称线性调制
2.3 混频电路
通信接收机中的混频电路 二极管混频电路 混频失真
2.4 振幅调制与解调电路
振幅调制电路 二极管包络检波电路 同步检波电路
高频电子线路
什么是调制？
调制是使消息载体的某些特性随消息变化的过程
调制的作用是把消息置于消息载体，以便传输和处理 解调是调制的逆过程，从消息载体中还原出原来的消息
用来传送消息的载体vc(t)称为载波，消息vΩ(t)称为调制信号，调制后
可实现调制
的信号v(t)称为已调信号 用调制信号vΩ (t)控制载波vc(t)的某些参数，使之随vΩ (t)的变化而变化，就
高频电子线路

调制可以实现有效地发射和有选择地接收
为什么要调制
天线尺寸
无线信道中传输信号时，利用电磁场在空间的传播，需要天线把电磁波发射和
1 cos 2 c t v DSB ( t ) cos c t v ( t ) cos c t cos c t v ( t )(cos c t ) v ( t ) 2
2
高频电子线路
2 2 t cos2 c t v1 t v DSB v
高频电子线路

调制是一种非线性过程。载波被调制后将产生新的频率分量， 通常它们分布在载波频率的两边，并占有一定的频带
调制分类
按调制信号vΩ(t)
模拟调制、数字调制
按载波vc(t)
脉冲调制、正弦波调制、光强度调制
正弦波调制
幅度调制、角度调制（频率调制、相位调制）
高频电子线路
2.1 频谱搬移电路的组成模型
c m m cc
c ω Ω c m c m
上边带

1 1 VDSB j V j c V j c 2 2
高频电子线路
波形图
1 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0 -0. 2 -0. 4 -0. 6 -0. 8 -1 -2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0 -0. 2 -0. 4 -0. 6 -0. 8 -1 -2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0 -0. 2 -0. 4 -0. 6 -0.
5
6
7
8
高频电子线路
v DSB t v t cosc t

普通AM特性再讨论（3）
V f j
幅度调制是一种非线性过程，因为
它将调制信号的各频率分量变换为载 波频率与这些频率的和频和差频分量
但这都是将信号的频谱在频率轴上平
移，因此又称幅度调制为线性调制
c

m m
Vc j

c
VAM j 下边带 上边带
c m c
本地载波的产生
1 2 v 2 t v t cos 2 c t 2
带通滤波器
v DSB
平方器
v1
v2
分频器
vc
高频电子线路
2. 单边带调幅
双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波
VDSB j 下边带 上边带
c m
c

c m
分量，因而可以有效地利用发射机的功率传递 信息 但它是双边带信号，所占带宽仍为调制信号最高

调制信号：v t Vm cost

定义
调幅系数（调幅度）
Vcm Vm cost cos c t
Vcm 1 M a cost cos c t

波形

Vcm cos c t M aVcm cost cos c t
频谱
在 普 通 幅 度 调 制 中 ， 为 了 不 出 现 过 调 制 ， 要 求
2 a

Ma 0.5 Pc
Ptsb Pusb Plsb 0.625W
1V 1 10 5W Pusb 2 RL 2 10
2 cm
2
Pt Pc Ptsb 5.625W
2 Ma W Plsb Pc 0.3125 4
v AM t Vcm v t cosc t
载漏现象
1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 0 -0.3 -0.6 -0.9 -1.2 -1.5 -2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
高频电子线路
DSB AM的实现
乘法器实现
模拟乘法器 环行乘法器
v ( t )
带通滤波器
v DSB ( t )
vc ( t ) Vm cos c t
高频电子线路

2 Ma Plsb Pc 1 2
标准调幅波的有用信息包含在边带内，但一半以上功率却浪费在载波上：缺点 由于有大的载波，使得接收机可以使用简单而便宜的解调器电路：主要优点
高频电子线路
在保证不过调的情况下，要使用尽可能高的调制百分比 对于振幅最大的有用信号，标准 AM系统应保证其调制指数在0.9~0.95之间
DSB AM的性质
1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 0 -0.3 -0.6 -0.9 -1.2 -1.5 -2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
已调信号的幅度随调制信号的变化而变化，但其包络不能反映调制信号的形
状
调制信号正值时的载波相位与调制信号负值时的相位是反相的（差180） 不能使用包络检波，只能采用同步检波（相干解调） 抑制载波调幅不含固定的载波分量，如果调制信号的平均值不为0，将会出现
c


高频电子线路
v AM t Vcm 1 M a cost cos c t Vcm cos c t 1 1 M aVcm cos c t M aVcm cos c t 2 2
普通幅度调制的基本特性-4
矢量图
高频电子线路
v AM t Vcm 1 M a cost cos c t 1 1 M aVcm cos c t M aVcm cos c t 2 2 普通幅度调制的基本特性-5 Vcm cos c t

例：调制指数和功率
有一标准AM波，未调制载波峰值电压为10V，负载电阻为10，调制指数为1，求载波
和上下边带的功率；如果调制指数变化为0.5，载波和上下边带功率？
2 cm 2
M 1V 1 10 5W Pusb Plsb Pc 1.25W Ma 1 Pc 2 RL 2 10 4 Ptsb Pusb Plsb 2.5W Pt Pc Ptsb 7.5 W
2.1.1 振幅调制电路的组成模型
幅度调制（AM）是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化，而其角
频率和初相位均为常数 幅度调制方式 普通（标准）幅度调制（Standard AM） 双边带幅度调制（Double SideBand AM） - 抑制载波调幅（Suppressed Carrier AM） 单边带幅度调制（Single SideBand AM） 残留边带幅度调制（Vestigial SideBand AM） 正交幅度调制（Quadrature AM） 数字幅度调制（幅度键控，ASK）
功率分配
载波占有功率 上边带功率 下边带功率 总功率
2 1 Vcm Pc 2 RL
Pusb
1 M aVcm 2 Ma 12 Plsb Pc 2 RL 4
1 M V a cm 2 M 12 a P c 2 RL 4
2
2
Pt Pc Pusb
V f j V j
普通幅度调制的基本特性-3
频谱图
m


m V j c V c j


c
c
c c
V j VAM j
AM
下边频 下边带
上边频 上边带
c c m c m
c c
高频电子线路
一、普通调幅信号及其电路组成模型
普通幅度调制是各种幅度调制中最基本的一种
由于在合理使用功率和占有频带宽度等方面，不如其他调幅方式优越，
其应用范围受到限制
在关于幅度调制的性质以及调制与解调技术原理等方面，它还是
最基本的。
将幅度调制的共同问题，集中在普通幅度调制里说明，从不同角度说明
c m
高频电子线路
v AM t Vcm v t cos c t Vcm cos c t v t cos c t
2.实现普通幅度调制电路组成模型