精品课件-7高频电子线路简明教程-

sias高频电子线路第1章基础知识一千兆赫几百兆赫几十兆赫最高工作频率可达50可达10小于1相对带宽可小于12可小于4矩形系数可满足多种频率特性性能稳定工作频率高可靠性高性能稳定成本低工作频率较高频率稳定对带宽窄特点符号两端声表面滤波器陶瓷滤波器晶体滤波器滤波器名称12集中选频滤波器sias高频电子线路第1章基础知识13电噪声定义
负 载
LC带载并联回路
❖ 信号源会有相应的输出电阻、输出电容； ❖ 负载除了纯电阻外，还有负载电容
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信号 源
LC 回路
负载
IS
RS CS
L Re0 C RL CL
并联谐振回路与信号源和负载的连接
第25页/共72页
信号源、负载都等效到LC回路：
其中： C Cs C CL g gs ge0 gL
iS ' RS '
C
b
b
其中：C C1C2
C1 C2
，
L
L1
L1 L2
L2 2
M
第28页/共72页
无互感 有互感
L
RL'
1. 纯电感或纯电容阻抗变换电路 (1)自耦变压器电路
1
L
Is
C Rs
N1
2 N2
RL
3
Is Rs
1 C
RL’ L
3
由于两种情况都只有电阻消耗能量则有：
RL得到的功率 RL得到的功率
❖阻抗电路的串－并联等效转换
由电阻元件和电抗元件组成的阻抗电路的串联形式与并联 形式可以互相转换
Zp
Rp
Xp
Zs Xs
Rs
等效互换的原则：保持其等效阻抗和Q值不变。
等效条件：

还原
所传送信息
3. 传输信道（无线信道、有线信道）
下面主要介绍无线信道
电磁波谱
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电 磁波，按波长或频率的不同顺序排列起来，称做电磁波谱． 可见光 无线电波 微波 红外线 X射线 紫外线 射线 f/HZ /m
104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 -4 10-6 10-8 10-10 104 102 100 10-2 10
本书涉及的频率范围：几百kHz ~ 几百MHz 例：300KHz～300MHz 对应波长 1000m ～1m
无线电频谱
课程性质：
电子、通信类专业的重要专业基础课。 与相关课程之间的关系：
先修课程：电路分析、模拟电子线路、信号与系统。 电路（是基础） 模拟电子线路（低频电路） 信号与系统（分析工具）
100～1000m
300～3000KHz
中频 (MF)
高频 (HF)
地波，天波
广播，通信， 导航
广播， 中距离通信 移动通信，电视广播， 调频广播，雷达导，航 等 通信，中继通信，卫星 通信，电视广播，雷达 中继通信，雷达，卫星 通信 微波通信，雷达
10～100m
3～30MHz
天波，地波
1～10m
30～300MHz
信 道 解 码
同 步
保 密 解 码
压 缩 解 码
信 宿
信源编码
噪 声
信源解码
发送端
接收端
数字通信系统模型
（3）按传输媒介（信道）的物理特征可分为： 有线通信系统和无线通信系统
有线(包括光纤)通信系统——利用导线(光导 纤维) 传送信息； 无线通信系统——利用电磁波传送信息； 在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。

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。

反馈控制电路：自动增益控制、自动频率控制、锁 相环。
无线通信系统的类型
按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型:
（1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频 率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适 合无线电发射和传播的频率。 无线通信的一个发展 方向就是开辟更高的频段。
（2） 按照通信方式来分类, 主要有（全）双工、 半双工和单工方式。
（3） 按照调制方式的不同来划分, 有调幅、 调频、 调相以及混合调制等。
（4） 按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信和数
字通信, 也可以分为话音通信、 图像通信、 数据通 信和多媒体通信等。
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。
无线电波 105
紫外线
红外线
1015
1010 可见光
X射线 宇宙射线
1020
1025
/m
f/Hz
3×10 3
3×10 －2
3×10 －7
(3.8～7.8)×10－7
3×10 －12 3×10 －17
图 1 — 4 电磁波波谱
无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的
频率范围很广。 在自由空间中, 波长与频率存在以下
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成,
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:

作用是将输入的高频载波信号和低频调制信号 变换成高频已调信号，并以足够大的功率输送 到天线，然后辐射到空间；
高频功率放大器与调幅器：
1
把话筒变换的音频信号放大到一定的幅度，以实现一定的调制度。
低频放大器：
3
话筒（拾音器）：
输入变换器，它的作用是把声音信源转变成电信号，称为音频信号，即基带信号或调制信号；
01
04
02
03
无线电波的基本特点
非线性电路的基本概念
通信与通信系统
本课程的主要内容及特点
通信与通信系统
通信系统： 用电信号（或光信号）传输信号的系统 称为通信系统，也称电信系统。
通信系统的组成： 一般通信系统由输入、输出变换器，发 送、接收设备和信道等组成。
1.1、通信与通信系统
无线通信系统组成框图
1.1、通信与通信系统
各部分作用 信息源：提供需要传送的信息； 输入变换器：将信息源（图像、声音等）的信息变换成电信号，把该信号称为基带信号； 发射机：将基带信号进行某种处理，并以足够的功率送入信道，以实现有效的传送，其中最主要的处理为调制，调制后的信号称为已调信号，或已调波；
小 结
5
高频电子线路的典型应用是通信系统；
通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介三部分组成；
电信号的发射与接收的关键是调制与解调；
高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本课程要解决的问题；
了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本知识。
5
课堂练习一
1.如果广播电台发射的信号频率为
高频电子线路
高等教育出版社，胡宴如、耿苏燕主编
课程性质：理论联系实践，突出重点，重应用，强调物理概念，强调工程实践。

f2 -
f1
f0 Q0
矩形系数：
K0.1
BW0.1 BW0.7
99
通常理想情况下 K0.1 = 1
《高频电子线路》
1.1.1
串联谐振回路
阻抗
ZS
r
j(L - 1 ) C
谐振频率
0 2 f0
1 LC
谐振电阻：
ZS r Zmin
回路的空载品质因数：
Q0
1
0Cr
0 L
r
《高频电子线路》
1.1.2
4.1.1
（2）相移法
《高频电子线路》
相移法是基于单边带调幅信号的时域表达式实现的。如
SSB (t) Vm cos(c )t
Vm cosct cos t Vm sin ct sin t
图4.1.11 相移法产生单边带调幅信号
4.1.1
振幅解调的原理及电路组成模型
《高频电子线路》
从高频已调信号中恢复出原调制信号 (t) 的过程 的过程称为解调，又称为检波。实现检波的电路称为 检波电路，简称为检波器。
Vcm (1 M a cos t) cosct
Ma
ka
Vm Vcm
，0 M a 调 1幅指数
4.1.1
《高频电子线路》
（2）波形图
VAM (t) Vcm (1 M a cos t) cosct
4.1.1
（3）频谱图：
《高频电子线路》
VAM (t) Vcm (1 M a cos t) cosct
LC正弦波振荡器分类
互感耦合振荡器 三点式振荡器 集成电路LC振荡器
LC振荡器可用来产生几十千赫到几 百兆赫的正弦波信号。
3.1.4

uo(t)
uΩ(t)
Δuc
uo(t)=uΩ(t)+UDC
包含了直流及低频调制分量。
峰值包络检波器的应用型输出电路
+ （a） ui
-
VD
Cd
+
+UDC -
+
C uo R
RL uΩ
-
-
（b）
+ ui
-
VD
Rφ
+
C uo R Cφ
-
t
UDC t
+ UDC -
图(a)：电容Cd的隔直作用，直流分量UDC被隔离，输出信号为解调恢复后 的原调制信号uΩ，一般常作为接收机的检波电路。 图(b)：电容Cφ的旁路作用，交流分量uΩ(t)被电容Cφ旁路，输出信号为直 流分量UDC，一般可作为自动增益控制信号（AGC信号）的检测电路。
rd C R
②对高频载波信号uc来说，电容C的容抗
1 R ，电容C相当于短
cC
路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。
理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为分析
+ uD -
当输入信号ui(t)为调幅波时，那么载波正半 +
周时二极管正向导通，输入高频电压通过二 ui
☺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
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
低通滤波器
包络检波输出
t 输出信号频谱

RL
1 p2
RL
L1
•
C UT
L 2
U
RL
R
负载部分接入
传输线变压器的应用
RS
.＋ ES
－
＋1 . U1
－3
. I1
2＋
＋
. U2 RL
. UL
.
I2 4 －
－
(a)高频反相器
.
I
RS
1
＋
＋ . ES
－
. U1
－ 3
. I
.
2I
＋
＋.
.
U2 RL UL
－
4
－
(c)1:4阻抗变换器
RS
.＋ ES
高频元件包括：电阻，电容，电感。
• 二、高频振荡回路
高频振荡回路包括并联谐振回路和串联谐振回路。
振荡回路的谐振特性
简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最 小值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。
• 1并联谐振回路
L C
r
图2-4（a）并联谐振回路
Q1 Q2
1 12
Q1
Q2
0 B
R0 CLrQ0LQ 0C
• 高频小信号放大器的主要性能指标 Rb1
1)电压放大倍数K
KU Ubc
yfe yoeYL
2)输入导纳Yi
Yi U Ibb yieyyoreeyYf eL
Rb2
3)输出导纳Yo
Y0 U Icc IS0 yoeYysreyyfiee
4)通频带B0.707与矩形系数K0.1 B0.70 7 fo/QL
无线通信系统的基本组成
话 筒
音频放大

笫2章 滤波器
2.1 滤波器的特性和分类 2.2 LC 滤波器 2.2.1 LC 串、并联谐振回路 2.2.2 一般 LC 滤波器 2.3 声表面波滤波器（*） 2.4 有源 RC 滤波器 2.5 抽样数据滤波器
2.1.1 滤波器的特性
V i (s) vi (t)
输入 阻抗
滤波器
h(t) ,H(s)
2019/1/15 通信电子线路 15
2.2.1 LC 串、并联谐振回路
串联谐振回路 5 串联谐振时电流与电压关系矢量图：
串联谐振时回路中的电流电压关系可绘成右图所示的 VL 0 I 0 为最大值。 矢量图。图中Vs与 I 0 同相，
， VC 0 滞后 I 0 90 ， VL 0 超前 I 0 90 VL 0 与 VC 0 VC 0m 都比 VSm 大 相位相反，且 VL 0m 、 Q倍。实际上，损耗R是包含在线圈中的， 所以 :
在某一特定角频率 0时，若回路阻抗满足下列条件： 1 X 0 L 0 0C Vs I I 则电流 为最大值，回路发生谐振。 0 R 由此可以导出回路发生串联谐振的角频率0 和频率 f 0 1 1 分别为 0 ； f0 LC 2 LC
由此可以导出谐振电路的特性阻抗 1 1 L 0 L L 0C C LC
O
VS
I0
VL 0 m I 0 m
VSm 2 2 2 R L R 0 L VSm 1 Q 2 R
2 2 2 0
VC 0
2019/1/15
通信电子线路
16
2.2.1 LC 串、并联谐振回路
串联谐振回路 6 能量关系:
下面我们从能量的观点，进一步分析谐振时串联振荡 回路的性质。 设谐振时瞬时电流i为 则电容器C上的电压为

《高频电子线路 》PPT课件
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路基础知识 • 高频电子线路中的信号传输 • 高频电子线路中的放大器 • 高频电子线路中的滤波器 • 高频电子线路中的混频器与变频
器
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
总结词
高频电子线路是研究高频信号传输、处理和应用的电子线路。其特点包括信号频率高、频带宽、信号传输速度快 、信号失真小等。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻器
用于限制电流，调节电 压，起到分压、限流的
作用。
电容器
用于存储电荷，实现信 号的滤波、耦合和旁路
。
电感器
用于存储磁场能量，实 现信号的滤波、选频和
延迟。
晶体管
高频电子线路中的核心 元件，用于放大和开关
信号。
高频电子线路的基本电路
01
02
03
04
混频器与变频器的应用实例
混频器的应用实例
在无线通信中，混频器常用于将信号从低频转换为高频，或者将信号从高频转 换为低频。例如，在接收机中，混频器可以将射频信号转换为中频信号，便于 后续的信号处理。
变频器的应用实例
在雷达系统中，变频器可以将发射信号的频率改变，从而实现多普勒测速或者 目标识别。在电子对抗中，变频器可以用于干扰敌方雷达或者通信系统。
传输。
音频系统中的扬声器驱动电路
02
利用音频放大器将音频信号放大后驱动扬声器，实现声音的重
放。
测量仪器中的前置放大器
03
利用电压或电流放大器将微弱信号放大后传输至后续电路，实
现信号的处理和分析。
05
高频电子线路中的滤波器