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高频电路频率变换电路的特点及分析

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高频电路

高频电路


由图可见：
(1)前者在谐振频率点的阻抗最小，相频特性曲线斜率 为正;后者在谐振频率点的阻抗最大，相频特性曲线斜率为
负。
(2)串联回路在谐振时，通过电流 IOO 最大；并联回路在谐振时，两 端电压UOO最大。 (3)使用，在实际选频应用时，串联回路适合与信号源和负载串联 连接，使有用信号通过回路有效地传送给负载；并联回路适合 与信号源和负载并联连接，使有用信号在负载上的电压振幅增 大。 (4) 串、并联回路的导纳特性曲线正好相反。 前者在谐振频率处 的导纳最大，且相频特性曲线斜率为负；后者在谐振频率 处的导纳最小，且相频特性曲线斜率为正。
(4.2.11)
根据式（4.2.11）可作出归一化谐振曲线 N ( f )。 该曲线如 图3所示。 1
N( f )
1 + Q02 (
2f 2 ) f0
图3
归一化谐振曲线
(7) 通频带
Q0 越大，谐振曲线越尖锐，选择性越好。 由图3可知， 为了衡量回路对于不同频率信号的通过能力，定义归一化谐振 1 N ( f ) 曲线上 2 所包含的频率范围为回路的通频带， 用 BW0.7 表示。在图上 BW0.7 f 2 f1 ，取
曲线越陡峭， 选择性越好，但通频带却越窄。 一个理想的谐振回路， 其幅频特性曲线应该是通频带内完全
平坦，信号可以无衰减通过，而在通频带以外则为零，信号完
全通不过，如图3所示宽度为 BW0.7 、高度为１的矩形。
4.2.2
LC串联谐振回路
图3 是串联ＬＣ谐振回路的基本形式， 其中ｒ是电感
Ｌ的损耗电阻。
按流通信号形式：
模拟电子线路和数字电子线路
按集成度高低：
分立电路和集成电路
按包含元器件的性质：
高频电路原理与分析

高频电路原理与分析


射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
5. 调制特性
无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原因就是高频适于天线 辐射和无线传播。 只有当天线的尺寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐 射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能有 效地接收信号。
信号的时间特性要求传输该信号的电路的时间特性（如时间常数）与之相 适应。
2. 频谱特性 对于较复杂的信号（如话音信号、 图像信号等）, 用频谱分析法表示较 为方便。
0 t
图 1 — 2 信号分解离散的频率分量（各分量间成谐频关 系）, 例如图 1 — 3即为图 1 — 2所示信号的频谱图; 对于非周期性信号, 可以用 傅里叶变换的方法分解为连续谱, 信号为连续谱的积分。
（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。 本书将 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。
1.2 信号、 频谱与调制
在高频电路中, 我们要处理的无线电信号主要有三种: 基带（消息）信号、 高频载波信号和已调信号。 所谓基带信号, 就是没有进行调制之前的原始信 号, 也称调制信号。
高频电路原理和分析课件第7章_频率调制和解调

高频电路原理和分析课件第7章_频率调制和解调

第7章 角度调制与解调
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调频电路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及附属电路 7.7 调频多重广播
第7章 角度调制与解调
概述
在无线通信中，频率调制和相位调制是又一类重要的 调制方式。
1、频率调制又称调频(FM)——模拟信号调制，它是使 高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化 的大小与调制信号成线性关系)，而振幅保持恒定的一种调 制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf ；
(2) 由于mf=Δ ωm/Ω=Δ fm/F，且Δ ωm=kfUΩ，因此调制指 数mf既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。 (3) 由于相邻两根谱线的间隔为调制信号频率，因此调制信 号频率越大，谱线间隔越大，在相同的调制指数mf时，最 大频偏也越大。
（7-3）
第7章 角度调制与解调
式中， m


m f 为调频指数。FM波的表示式为
u F M ( t ) U C c o s (c t m fs i n t ) R e [ U C e j e t e j m fs i n t ]
(7-4)
图7-1画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及 相应的瞬时频率和瞬时相位波形。
J
2 n
(mf
)

1
n
PFM

1 2RL
Uc2
Pc
（7-14） （7-15）
第7章 角度调制与解调
(7-15)式说明，调频波的平均功率与未调载波的平均 功率相等。当调制指数mf由零增加时，已调制的载波功 率下降，而分散给其他边频分量。这就是说，调频的过 程就是进行功率的重新分配，而总功率不变，即调频器 可以看作是一个功率分配器。
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
《频率变换电路》课件

《频率变换电路》课件

数字信号处理技术在频率变换电路中能够实现更为复杂和精确的控制算法，提高电路的性 能和稳定性。
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THANKS
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
杂散抑制性能
总结词
杂散抑制性能是衡量频率变换电路性能的重要指标，它反映了电路抑制杂散信号的能力。
详细描述
杂散信号是指与所需输出信号无关的干扰信号，杂散抑制性能越好的频率变换电路，能够更好地抑制 杂散信号，提高输出信号的质量。杂散抑制性能的优劣直接影响到频率变换电路的性能和输出信号的 质量。
动态范围与线性度
实现方式
频率变换电路可以通过不同的方式实现，如通过RC电路、LC 电路、晶体管等元件实现。不同的实现方式具有不同的特点 和适用范围。
频率变换电路的应用场景
应用场景
频率变换电路广泛应用于通信、雷达、导航、电子对抗等领域。例如，在通信领域中，通过频率变换电路可以将 信号从低频搬移到高频，实现信号的传输和接收。在雷达和导航领域中，频率变换电路用于实现信号的调制和解 调，以实现对目标的探测和定位。
数字信号处理器的DDS技术
利用直接数字合成技术，产生任意波形和频 率的信号。
数字信号处理器的滤波器设计
利用数字滤波器对信号进行滤波处理，实现 特定频率范围的信号提取或抑制。
基于FPGA/ASIC的频率变换
FPGA/ASIC的定制设计
01
根据具体应用需求，定制具有特定功能的频率变换电路。
FPGA/ASIC的高速采样技术
《频率变换电路》PPT课件
目 录
• 频率变换电路概述 • 频率变换电路的类型 • 频率变换电路的实现方法 • 频率变换电路的性能指标 • 频率变换电路的设计与优化 • 频率变换电路的发展趋势与展望
高频电路的基本知识

高频电路的基本知识


高频电路的基本知识
rL C s I
（a）
（b）
并联型互感耦合谐振电路 并联型电容耦合谐振电路
高频电路的基本知识
串联型互感耦合谐振电路
串联型电容耦合谐振电路
电子整机维修
电子整机维修
高频电路的基本知识
1.高频信号的概念：所谓高频信号，一般是指适合天线发射、传播和 接收的射频信号。对于高频信号的频率一般认为应该在10MHz或 20MHz以上的频率可以称为高频信号；能处理此类信号的电路称为 高频电路。采用高频信号的原因主要是：（1）频率越高，可利用 的频带宽度就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避免频道间 的干扰；（2）高频信号更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺 寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率， 这样，可以采用较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高 的接收灵敏度。
高频电路的基本知识
2.高频电路的常用元件：高频电路中的常用元器件一般分为两大类： 无源器件和有源器件。无源器件一般是指电阻、电容、电感等器件 在高频电路中不能忽略的非本征特性。电阻器件在接收高频信号时 其本身的分布电容和管脚引线电感是不能忽略的；其次是由介质隔 开的两个导体构成的电容，一个理想电容器的等效电路如图（a） 所示，理想电容器的阻抗为1/(jωC), 如图（b）虚线所示，其中, f为
晶体管在高频状态下有较高的输出功率。
高频电路的基本知识
3.高频振荡电路的常见电路：高频电路中的无源组件或无源网络 主要有高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤波器 等。他们完成信号的传输、频率选择和阻抗变换等功能。常用 的高频振荡电路一般有串联谐振电路（如图a）和并联谐振电 路（如图b）和耦合谐振电路（如图c）。
工作频率, ω=2πf。当频率大于SRF时，电容呈现出电感特性。这
《高频电子线路》(刘彩霞)参考答案

《高频电子线路》(刘彩霞)参考答案

《自测题、思考题与习题》参考答案第1章自测题一、1．信息的传递；2．输入变换器、发送设备、传输信道、噪声源、接收设备、输出变换器；3．振幅、频率、相位；4．弱、较大、地面、天波；5．高频放大器、振荡器、混频器、解调器；6．提高通信传输的有效性、提高通信传输的可靠性。

二、1．D ；2．A ；3．D ；4．B ；5．C ；6．A 。

三、1．×；2．×；3．×；4．√；5．√；6．√。

思考题与习题1.1答：是由信源、输入变换器、输出变换器、发送设备、接收设备和信道组成。

信源就是信息的来源。

输入变换器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。

发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道，以实现信号的有效传输。

信道是信号传输的通道，又称传输媒介。

接收设备将由信道送来的已调信号取出并进行处理，还原成与发送端相对应的基带信号。

输出变换器将接收设备送来的基带信号复原成原来形式的信息。

1.2答：调制就是用待传输的基带信号去改变高频载波信号某一参数的过程。

采用调制技术可使低频基带信号装载到高频载波信号上，从而缩短天线尺寸，易于天线辐射，实现远距离传输；其次，采用调制技术可以进行频分多路通信，实现信道的复用，提高信道利用率。

1.3答：混频器是超外差接收机中的关键部件，它的作用是将接收机接收到的不同载频已调信号均变为频率较低且固定的中频已调信号。

由于中频是固定的，且频率降低了，因此，中频选频放大器可以做到增益高、选择性好且工作稳定，从而使接收机的灵敏度、选择性和稳定性得到极大的改善。

1.4解：根据c fλ=得：851331010m =100km 310c f λ⨯===⨯，为超长波，甚低频，有线传输适用于架空明线、视频电缆传输媒介，无线传输适用于地球表面、海水。

823310300m 100010c f λ⨯===⨯，为中波，中频，有线传输适用于架空明线、视频电缆传输媒介，无线传输适用于自由空间。

高频电子线路概要

高频电子线路概要


噪声分析
噪声来源
分析电路中各种噪声的来源，如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等 。
噪声系数
评估电路的噪声性能，包括功率噪声系数和电压噪声系数。
噪声与失真
研究噪声对电路输出信号失真的影响。
失真分析
非线性失真
01
分析电路由于非线性效应产生的失真，如谐波失真、互调失真
等。
线性失真
02
分析电路由于线性效应产生的失真，如频率响应失真、相位失
高频电子线路在卫星通信领域的应用也十分 重要，用于实现远距离、高速的数据传输。
02
高频电子线路的基本元件
电阻器
01
02
03
固定电阻器
使用最广泛的电阻器，其 阻值在制造时确定，不能 调整。
可变电阻器
阻值可调的电阻器，一般 用于信号调整和匹配网络 。
敏感电阻器
对温度、光照、压力等物 理量敏感的电阻器，用于 传感器和放大器的输入端 。
高频电子线路概要
2023-11-04
contents
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路的基本元件 • 高频电子线路的基本分析方法 • 高频电子线路的常用电路形式 • 高频电子线路的设计与优化 • 高频电子线路的未来发展趋势与挑战
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
定义
高频电子线路是指工作频率在射频（RF）范围内的电子线路，用于传输、接 收路 形式
振荡电路
1 2
振荡电路的作用
振荡电路在高频电子线路中起着至关重要的作 用，主要用于产生高频正弦波信号，为其他电 路提供所需的本振信号。
振荡电路的分类
根据振荡信号的频率，振荡电路可分为低频振 荡电路、高频振荡电路和微波振荡电路。
高频电子线路(调相解调电路)

高频电子线路(调相解调电路)

通信电路课题名称PM调相/解调电路设计院系电气信息工程学院专业通信工程班级通信1班学号学生姓名联系方式2012 年12 月摘要在无线电通信中，角度调制是一种重要的调制方式，它包括频率调制（FM）和相位调制（PM）。

角度调制的定义是高频振荡的振幅不变，而其总瞬时相角岁调制信号()按一u t定的关系变化。

与振幅调制相比，角度调制具有抗干扰能力强和较高的载波功率利用系数等优点，但占有更宽的传送频带。

调频主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥测遥控等，而调相主要用于数字通信系统中的移相键控。

关键词：相位调制；鉴相器；Multisim目录1.设计目的 (4)2.设计要求 (4)3.设计原理 (4)3.1 调相原理 (4)3.2 解调原理 (5)4.设计方案 (5)5.设计电路图 (7)5.1低频信号产生模块 (7)5.2高频信号产生模块 (8)5.3低频信号放大模块 (9)5.4高频功率放大模块 (9)5.5调相模块 (10)5.6解调模块 (10)6.电路仿真 (11)7.结果分析 (12)8.设计小结 (13)参考文献 (15)1.设计目的通过对电路的设计实现相位随调制信号()u t Ω的变化而变化，然后再通过鉴相器从调相波中取出原调制信号。

2.设计要求（1）选取合适的调相解调电路； （2）画出电路图；（3）用Multisim 仿真电路图；（4）画出相关仿真的波形，频率波形图。

3.设计原理3.1 调相原理调相信号是瞬时相位以未调载波相位c ϕ为中心按调制信号规律变化的等幅高频振荡信号。

设调制信号为()cos u t U t ΩΩ=Ω（初始相位为零），载波信号为()cos c c c u t U w t =，那么调相波的瞬时相位可以表示为()()()cos cos c c p c m c p t t t t k U t t t t m t ϕωϕωωϕωΩ=+∆=+=+∆Ω=+Ω则调相信号可以表示为()cos(cos )C c p u t U m t ω=+Ω其中，m p p k U m ϕΩ∆== ，为最大相偏，p m 称为调相指数。

高频电路 第四章 频谱搬移电路

高频电路 第四章 频谱搬移电路


4.1.1
3、双边带调幅信号的产生 图中带通滤波器应该具有中心频率为 fc 带宽为
BWDSB 的频率特性。
图4.1.7
双边带调幅信号的实现模型
4.1.1
三、单边带调幅信号的基本特性及实现模型 1、单边带信号的基本特性 在单音频调制时，双边带调幅波
DSB (t ) ka (t )c (t )
实现模型如下图示，其中带通滤波器的中心频率为 fc，带宽为 BWAM
图4.1.4
AM信号的实现方框图
4.1.1
二．双边带调幅信号基本特性及其组成模型 1、单频率调制的双边带调幅信号 设载波
c (t ) Vcm cos ct
且 ( c )
单频率调制信号 (t ) Vm cos t
4.1.1
图4.1.12 残留边带调幅发送和接收滤波器的幅频特性 （a）发送滤波器幅频特性 （b）接收滤波器幅频特性
4.1.1
4.1.2振幅解调的原理及电路组成模型
从高频已调信号中恢复出原调制信号 (t ) 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。 功能如图4.1.13所示。
这些电路的共同特点是：
将输入信号进行频谱变换，以获得所需要的频谱输
出信号。故称之为频率（频谱）变换电路。 根据频谱变换的不同特点，频谱变换电路有：
频谱搬移电路（沿频率轴不失真搬移） 非线性频率变换电路
4.1
4.1
频谱搬移的基本原理及组成模型
振幅调制电路 频谱搬移电路包括 调幅信号解调电路 混频电路
f fc
很小，要求滤波器的矩形系数几乎接近1，导致
滤波器的实现十分困难。 在实际设备中可以采用多次搬移法来降低对滤 波器的要求，如图4.1.10所示。
高频电子线路知识点总结PPT课件

高频电子线路知识点总结PPT课件


-
4
第二章 高频功率放大器
1、工作原理（电路结构、iC的傅立叶分析、电 压与电流波形图、功率和效率） 2、动态分析（动态特性曲线、负载特性、调制 特性、放大特性） 3、实用电路（直流馈电电路、滤波匹配网络）
-
5
第三章 正弦波振荡器
1、工作原理（方框图、振荡条件、判断） 2、LC正弦波振荡电路 互感耦合LC振荡电路 三点式LC振荡电路 3Leabharlann 频率稳定度 4、晶体振荡器-
8
第六章 角度调制与解调
1、调角信号的表达式、波形、频谱、带宽 2、调频电路 3、解调频（鉴频特性曲线）
-
9
绪论
1、高频电子线路的定义、高频的范围 2、现代通信系统由哪些部分组成?各组成部分 的作用是什么? 3、发送设备的任务？ 4、无线通信为什么要进行调制? 5、接收设备的任务？ 6、超外差接收机结构有什么特点?
-
1
第一章 高频小信号谐振放大器
1、选频网络的基本特性（幅频、相频） 2、LC单调谐回路的选频特性 电路结构、回路阻抗、谐振特性（条件、频率、 Q、阻抗、电压与电流的关系）、频率特性（阻 抗频率特性、幅频特性曲线、相频特性曲线）、 通频带和矩形系数
-
6
第四章 频率变换电路基础
1、非线性器件的基本特性 2、非线性器件的工程分析 幂级数分析法 线性时变电路分析法 开关函数分析法 3、模拟相乘器
-
7
第五章 振幅调制、解调及混频
1、AM信号的表达式、波形、频谱、功率分配 2、DSB的表达式、波形、频谱 3、振幅调制电路 4、解调（性能指标计算） 5、混频（原理、与调制和检波的关系）
绪论第一章高频小信号谐振放大器1选频网络的基本特性幅频相频2lc单调谐回路的选频特性电路结构回路阻抗谐振特性条件频率q阻抗电压与电流的关系频率特性阻抗频率特性幅频特性曲线相频特性曲线通频带和矩形系数第一章高频小信号谐振放大器3信号源内阻及负载对lc回路的影响4lc阻抗变换网络串并阻抗等效互换变压器阻抗变换电路部分接入回路的阻抗变换第一章高频小信号谐振放大器5高频小信号调谐放大器特点电路结构晶体管等效模型高频参数性能参数分析输入输出导纳电压增益功率增益6谐振放大器的稳定性定义方法7电噪声电阻热噪声的计算第二章高频功率放大器1工作原理电路结构i的傅立叶分析电压与电流波形图功率和效率2动态分析动态特性曲线负载特性调制特性放大特性3实用电路直流馈电电路滤波匹配网络第三章正弦波振荡器1工作原理方框图振荡条件判断2lc正弦波振荡电路互感耦合lc振荡电路三点式lc振荡电路3频率稳定度4晶体振荡器第四章频率变换电路基础1非线性器件的基本特性2非线性器件的工程分析幂级数分析法线性时变电路分析法开关函数分析法3模拟相乘器第五章振幅调制解调及混频1am信号的表达式波形频谱功率分配2dsb的表达式波形频谱3振幅调制电路4解调性能指标计算5混频原理与调制和检波的关系第六章角度调制与解调1调角信号的表达式波形频谱带宽2调频电路3解调频鉴频特性曲线本文观看结束

频率变换电路

调幅分类—— 1）普通调幅制(AM)； 2）双边带调幅制(DSB)； 3）单边带调幅制(SSB)； 4）残留边带调幅制(VSB)。
2．普通（双边带）调幅波——DSB 设：（低频）调制信号为单音频信号为： uΩ(t)＝UΩmcosΩt＝UΩmcos2πFt （高频）载波信号为: uC(t)＝UcmcosωCt＝Ucmcos2πfCt
（ F —为低频调制信号频率；fC—高频载波频率。且F <<fC）
调幅电路如图所示：（UQ——直流电压）
uc
X Am X Y
+
Y
uo
uΩ_
UQ
+ _
调幅波输出为：
uAM(t)＝Am﹛UQ+ uΩ(t)﹜ uC(t) ＝Am Ucm(UQ＋UΩmcosΩt)cosωCt ＝Am UcmUQ（1+macosΩt）cosωCt ＝ Umo（1+macosΩt）cosωCt
44
（2）满足多路复用的要求
——多套广播电台或电视频道的节目信号要发射时，接
收机可以将它们接收下来，并能区分开来。
广播电台音频信号频率（20Hz～20kHz）范围，电视 台视频图像信号频率在（0～6MHz）范围，如果同时发送， 就会出现频谱混叠的现象，接收机无法区分，也无法将信 号彼此分开，不能实现多路复用。
得频谱图：
ui
o
u2
f fC
o F
u0
o
f fC-F fC fC+F f
uAM(t)组成——1）载波成分：UcmcosωCt； 2）差频(ωC－Ω)成分： maUcmcos(ωC－Ω)t， 也称为“下边频”或“下边带”； 3）和频(ωC＋Ω)成分： maUcmcos(ωC＋Ω)t， 也称为“上边频”或“上边带”。

(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

绪论-高频电子线路概论


高频电子线路在其他领域的应用前景
雷达与探测
01
高频电子线路在雷达、探测等领域具有广泛的应用前景，如高
分辨率成像、目标跟踪等。
医疗电子
02
高频电子线路在医疗电子领域的应用将不断拓展，如医学影像、
治疗设备等。
能源领域
03
高频电子线路在能源领域的应用将逐渐增多，如高频功率转换、
无线充电等。
THANKS
波动方程是描述波动现象的基本方程， 在高频电子线路中，波动方程用于描 述信号在传输线中的传播规律。
波动方程的解可以得出信号的幅度和 相位随时间和空间的变化情况，对于 理解信号在传输线中的行为至关重要。
传输线理论
传输线是高频电子线路中的重 要组成部分，用于传输信号。
传输线理论主要研究传输线的 电气特性、信号传播规律以及 传输线的阻抗匹配等问题。
高频电子线路的应用领域
通信系统
高频电子线路广泛应用于通 信系统中，如无线通信、卫
星通信、移动通信等。
雷达系统
电子对抗系统
雷达系统中的发射机和接 收机电路是高频电子线路 的重要应用领域之一。
高频电子线路在电子对抗 系统中用于信号侦察、干
扰和抗干扰等方面。
射频识别技术
高频电子线路在射频识 别技术中用于信号的发
随着5G、6G等新一代通信技术的发展，高频电子 线路将继续发挥重要作用，并有望在人工智能、 物联网和自动驾驶等领域取得更多创新和应用。
02
高频电子线路的基本元件
电感器
定义
应用
电感器是一种能够存储磁场能量的电 子元件，其特性是能够阻碍电流的变 化。
在高频电子线路中，电感器常用于滤 波器、振荡器、调谐电路等。
调谐放大器

频率变换电路


5.4项目四：混频器的干扰现象分析
5.4.1混频器的技术指标

1.混频增益


2.选择性 3.噪声系数 4.失真和干扰——混频器除了有频率失真和非线性失真外，还会 产生各种非线性干扰，如组合频率、交叉调制和互相调制、阻塞等 干扰。所以对混频器不仅要求频率特性好，而且还要求非线性器件 尽可能少产生一些不需要的频率分量，以减小造成干扰的可能。
第五单元 频率变换电路
知识目标： 了解频率变换的目的与原理； 掌握模拟乘法器及其在混频电路中的典型应用； 理解晶体管混频电路的组成； 了解倍频原理。 技能目标： 会测量、计算混频电路的主要参数； 会设计一种频率变换电路； 会分析混频电路的干扰现象。

信号的数学表达式、波形、频谱三种表示方法之间 可以相互转换，其中用频谱可以表示任何一种信号。 在通信与电子技术中，频率（或频谱）变换是很重 要的概念。 频率变换电路的基本概念是指输出信号的频率与输 入信号的频率不同，而且满足一定的变换关系，分 为频谱搬移电路和频谱的非线性变换两大类。频率 变换电路一般由非线性器件和滤波器组成。



5.2.3 动手任务——集成模拟乘法器组成的 混频器的设计
XSC1
Ext Trig + _ A + _ + B _
XFC1
123
1 2 V1 1 Vrms 1.6MHz 0° V2
A1
Y X
3 4 V3
A2
Y X
6 5 R2 1kΩ
1 V/V 0 V
1 Vrms 5kHz 0°
1 V/V 0 V C1 51nF L1 2.3uH 0 R1 5kΩ

5.2.2集成模拟乘法器组成的混频器
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虽然在线性放大电路里也使用了晶体管这一非线性器件, 但是必须采取一些措施来尽量避免或消除它的非线性效应或 频率变换效应, 而主要利用它的电流放大作用。 例如, 使小信 号放大电路工作在晶体管非线性特性中的线性范围内, 在丙 类谐振功放中利用选频网络取出输入信号中才有的有用频率 分量而滤除其它无用的频率分量, 等等。
其中UG是栅极直流
可见, 输出电流中除了直流和ωs这两个输入信号频率分 量之外, 只产生了一个新的2ωs频率分量。
例 5.2 知变容二极管结电容Cj与两端电压u的非线性关 系如图例5.2所示, 分析流经变容二极管的电流i与u之间的频 率变换关系, 并与线性电容器进行比较。
解：流经电容性元器件的电流i与其两端的电压u和存贮 的电荷q具有以下的关系式:
本章以晶体二极管伏安特性为例, 介绍了非线性元器件 频率变换特性的几ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分析方法,然后进一步介绍频率变换电路 的特点及实现方法。
5.2 非线性元器件频率变换特性的分析方法
5.2.1 指数函数分析法
晶体二极管的正向伏安特性可用指数函数描述为:
(5.2.1) 其中, 热电压UT≈26mV(当T=300K时)。 在输入电压u较小时, 式(5.2.1)与二极管实际特性是吻合的 , 但当u增大时, 二者有较大的误差, 如图5.2.1所示。所以指数 函数分析法仅适用于小信号工作状态下的二极管特性分析。
显然, 展开的泰勒级数必须满足收敛条件。
综上所述, 非线性元器件的特性分析是建立在函数逼近的 基础之上。当工作信号大小不同时, 适用的函数可能不同, 但 与实际特性之间的误差都必须在工程所允许的范围之内。
例 5.1 已知结型场效应管的转移特性可用平方律函数
表示，分析它的频率变换特性。 解：设输入电压 偏压，则输出电流为
解： 这道题实际上是分析在直流偏压上迭加两个不同频 率输入交流信号时的频率变换情况。
设晶体管转移特性为iC=f(uB), 用幂级数分析法将其在UQ处 展开为
iC=a0+a1(u1+u2)+a2(u1+u2)2+…+an(u1+u2)n+…
将u1=Um1cosω1t, u2=Um2cos ω2t代入上式, 然后对各项进行 三角函数变换, 则可以求得iC中频率分量的表达式
ωo=|±pω1±qω2| p、q=0, 1, 2, … (5.2.6)
所以, 输出信号频率是两个不同输入信号频率各次谐波的各 种不同组合, 包含有直流分量。
5.3 频率变换电路的要求与实现方法
由图例5.2可见, 当u=-UQ+Uscosωst时, 结电容Cj是一个周期 性的略为失真的余弦函数, 故可展开为傅里叶级数
将此式和u的表达式一起代入式(5.2.5), 可以求得
展开后可知i中的频率分量为ωo=nωs, n=1, 2, 3, …, 所以变容二 极管有频率变换功能。
例5.3 已知晶体管基极输入电压为uB=UQ+u1+u2, 其中 u1=Um1cosω1t, u2=Um2cosω2t, 求晶体管集电极输出电流中的频 率分量。
5.2.3幂级数分析法
假设晶体二极管的非线性伏安特性可用某一个函数i=f(u) 表示。此函数表示的是一条连续曲线。 如果在自变量u的某一 点处(例如静态工作点UQ)存在各阶导数, 则电流i可以在该点附 近展开为泰勒级数:
式中 当输入电压
n=0,1,2,3,…
可见输出电流中出现的频率分量与式(5.2.3)相同。
（5.2.5）
图例 5.2
对于线性电容器, 它的库伏特性在q-u平面上是一条直线, 故电容量C是一常数。 由式 (5.2.5)可知, 除了无直流分量之外, i 中的频率分量与u中的频率分量应该相同。所以线性电容器无 频率变换功能。
对于变容二极管, 它的库伏特性不仅是一条曲线, 而且它的 法伏特性在C-u平面上也是一条曲线, 其表达式如第4章(4.5.1)式 所示。
ωo=nωs n=0, 1, 2, …
(5.2.3)
由于指数函数是一种超越函数, 所以这种方法又称为超 越函数分析法。
5.2.2折线函数分析法
当输入电压较大时, 晶体二极管的伏安特性可用两段折线 来逼近, 由图5.2.1可以证实这一点。由于晶体三极管的转移特 性与晶体二极管的伏安特性有相似的非线性特性, 所以第4章 第4.2节利用折线法对大信号工作状态下集电极电流进行了分 析。 由分析结果可知, 当输入电压为直流偏压上迭加单频余 弦波时, 集电极电流中的频率分量与式(5.2.3)相同。
频率变换电路属于非线性电路, 其频率变换功能应由非线 性元器件产生。 在高频电子线路里, 常用的非线性元器件有 非线性电阻性元器件和非线性电容性元器件。 前者在电压— 电流平面上具有非线性的伏安特性。如不考虑晶体管的电抗 效应, 它的输入特性、转移特性和输出特性均具有非线性的伏 安特性, 所以晶体管可视为非线性电阻性器件。 后者在电荷— 电压平面上具有非线性的库伏特性。如第4章介绍的变容二极 管就是一种常用的非线性电容性器件。
图 5.2.1 晶体二极管的伏安特性
利用指数函数的幂级数展开式 若u=UQ+Uscosωst, 由式(5.2.1)可得到:
利用三角函数公式将上式展开后, 可以看到, 输入电压中 虽然仅有直流和ωs分量, 但在输出电流中除了直流和ωs分量外 , 还出现了新的频率分量, 这就是ωs的二次及以上各次谐波分 量。 输出电流的频率分量可表示为：
高频电路频率变换电路 的特点及分析
2020年4月24日星期五
5.1概述
本书第2章与第3章分别介绍的小信号放大电路与功率放 大电路均为线性放大电路。线性放大电路的特点是其输出信 号与输入信号具有某种特定的线性关系。从时域上讲, 输出信 号波形与输入信号波形相同, 只是在幅度上进行了放大； 从 频域上讲, 输出信号的频率分量与输入信号的频率分量相同。 然而, 在通信系统和其它一些电子设备中, 需要一些能实现频 率变换的电路。这些电路的特点是其输出信号的频谱中产生 了一些输入信号频谱中没有的频率分量, 即发生了频率分量的 变换, 故称为频率变换电路。