高頻電路復(fù)習(xí)資料

1、第1章 基礎(chǔ)知識(shí)1.1 LC諧振回路的選頻特性和阻抗變換特性1.1.1 選頻特性電路并聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路回路空載幅頻特性相頻特性空載時(shí)的阻抗特性曲線回路諧振電導(dǎo)回路總導(dǎo)納阻抗總阻抗諧振頻率回路Q值 Qe=歸一化諧振曲線相對(duì)失諧= 通頻帶BW 0.7=BW 0.7=61 / 61文檔可自由編輯打印1.1.2 阻抗變換通用轉(zhuǎn)換公式: , 電路L折合到初級(jí)回路后的等效電阻 1221 (折合到1，2兩端)1.2集中選頻濾波器1、晶體濾波器和陶瓷濾波器2、聲表面波濾波器1.3 電噪聲1.3.1電阻熱噪聲1.3.2晶體管噪聲熱噪聲，散彈噪聲，分配噪聲，閃爍噪聲1.3.3 場(chǎng)效應(yīng)管噪聲溝道熱噪聲1.3.

2、4 額定功率和額定功率增益信號(hào)額定功率： PA=熱噪聲功率：電阻R的噪聲額定功率 PnA=額定功率增益：輸出輸入額定功率的比值 1.3.5 線性四端網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)信噪比 SNR= 放大器的噪聲系數(shù) 單級(jí)噪聲系數(shù) 級(jí)聯(lián)噪聲系數(shù) 無(wú)源四端網(wǎng)絡(luò)噪聲系數(shù) 1.3.7 接收靈敏度接收靈敏度是指接收機(jī)正常工作時(shí)，輸入端所必須正常得到的最小信號(hào)電壓或功率。輸出端額定信噪比， RA為接收天線等效電阻1.4 反饋控制電路的基本原理與分析方法自動(dòng)增益控制（AGC）自動(dòng)頻率控制（AFC）自動(dòng)相位控制（APC）又稱為鎖相環(huán)路（Phase Locked Loop簡(jiǎn)稱PLL）1.4.1 反饋控制電路的基本原理1.4.2數(shù)

3、學(xué)模型拉氏變換表示的數(shù)學(xué)模型閉環(huán)傳遞函數(shù) T(s)= 誤差傳遞函數(shù) Te(s)= 章末小結(jié)(1) LC并聯(lián)諧振回路幅頻曲線所顯示的選頻特性在高頻電路里有著非常重要的作用，其選頻性能的好壞可由通頻帶和選擇性(回路Q值)這兩個(gè)相互矛盾的指標(biāo)來(lái)衡量。矩形系數(shù)則是綜合說(shuō)明這兩個(gè)指標(biāo)的一個(gè)參數(shù)，可以衡量實(shí)際幅頻特性接近理想幅頻特性的程度。矩形系數(shù)越小，則幅頻特性越理想。 (2) LC并聯(lián)諧振回路阻抗的相頻特性是條具有負(fù)斜率的單調(diào)變化曲線，這在分析LC正弦波振蕩電路的穩(wěn)定性時(shí)有很大作用，而且可以利用曲線中的線性部分進(jìn)行頻率與相位的線性轉(zhuǎn)換，這在相位鑒頻電路里得到了應(yīng)用。同樣，LC并聯(lián)諧振回路阻抗的幅頻特性

4、曲線中的線性部分也為頻率與幅度的線性轉(zhuǎn)換提供了依據(jù)，這在斜率鑒頻電路里得到了應(yīng)用。(3) LC串聯(lián)諧振回路的選頻特性在高頻電路里也有應(yīng)用， 比如在LC正弦波振蕩電路里可作為短路元件工作于振蕩頻率點(diǎn)， 但其用途不如并聯(lián)回路廣泛。 LC并聯(lián)諧振回路與串聯(lián)諧振回路的參數(shù)具有對(duì)偶關(guān)系，在分析和應(yīng)用時(shí)要注意這一點(diǎn)。(4) LC阻抗變換電路和選頻匹配電路都可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)源內(nèi)阻或負(fù)載的阻抗變換，這對(duì)于提高放大電路的增益是必不可少的。區(qū)別在于后者僅可以在較窄的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較理想的阻抗變換，而前者雖然可在較寬的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行阻抗變換， 但各頻率點(diǎn)的變換值有差別。 (5) 電子系統(tǒng)的內(nèi)部噪聲對(duì)信號(hào)的接收和處理會(huì)產(chǎn)

5、生嚴(yán)重的干擾作用。內(nèi)部噪聲主要有電阻熱噪聲、晶體管噪聲和場(chǎng)效應(yīng)管噪聲三種。噪聲系數(shù)是衡量放大器以及所有線性四端網(wǎng)絡(luò)噪聲性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。 在多級(jí)放大器中, 各級(jí)噪聲系數(shù)對(duì)總噪聲系數(shù)的影響是不同的。降低前級(jí)放大器(尤其是第一級(jí))的噪聲系數(shù), 提高前級(jí)放大器(尤其是第一級(jí))的額定功率增益是減小多級(jí)放大器總噪聲系數(shù)的重要措施。1.第2章 高頻小信號(hào)放大電路2.1概述窄頻帶放大電路 中心頻率：幾百kHZ到幾百M(fèi)HZ, 頻譜寬度：幾kHZ到幾十MHZ高頻小信號(hào)放大電路寬頻帶放大電路 帶寬：幾MHZ至幾百M(fèi)HZ2.2諧振放大器1. 參數(shù)等效電路的特性優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)出的表達(dá)式具有普遍意義, 分析和測(cè)量方便。

6、 缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與頻率有關(guān)。應(yīng)用：由于高頻小信號(hào)諧振放大器相對(duì)頻帶較窄。 2. 參數(shù)等效電路 參數(shù)方程為： 2.2.1單管單調(diào)諧放大器 電路組成 電壓增益為： g=n12goe+n22gie+ge0 C=n12Coe+n22Cie+C諧振頻率 或 通頻帶 ， Qe= 諧振頻率電壓增益 諧振電壓增益 電壓增益另一表達(dá)式 例2.1 在圖2.2.2中, 已知工作頻率030MHz, Ucc6, e2mA。晶體管采用3DG47型高頻管。其參數(shù)在上述工作條件和工作頻率處的數(shù)值如下： gie=12mS，Cie=12pF；goe=400S，Coe=9.5pF；|yfe|=58.3mS，fe=-22°

7、；|yre|=310S, re=88.8°,回路電感1.4H, 接入系數(shù)1, 20.3, 0100。負(fù)載是另一級(jí)相同的放大器。 求諧振電壓增益振幅u0和通頻帶0.7，并求回路電容是多少時(shí), 才能使回路諧振？解：因?yàn)?所以 g=ge0+n12goe+n22gie=37.9×10-6+400×10-6+0.32×12×10-3=0.55×10-3S從而 Au0=因?yàn)?又 所以 由 可得 2.2.2多級(jí)單調(diào)諧放大器電壓增益為： nu1u2unAn=(Au1)n 諧振頻率處電壓增益振幅 單位諧振函數(shù) N（f）= 級(jí)放大器通頻帶 BWn=2f

8、0.7= 增益和通頻帶的矛盾是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題2.3 寬頻帶放大器 1、混合型等效電路優(yōu)點(diǎn)：各元件參數(shù)物理意義明確, 在較寬的頻帶內(nèi)元件值基本上與頻率無(wú)關(guān)。缺點(diǎn)：隨器件不同有不少差別, 分析和測(cè)量不方便。適合分析寬頻帶小信號(hào)放大器。 晶體管高頻共發(fā)射極混合型等效電路把折合到輸入端b、 e之間, 與電容并聯(lián), CM稱為密勒電容為：CM=(1+gmRL) 利用密勒效應(yīng)后的簡(jiǎn)化高頻混合型等效電路2.3.1 展寬放大器頻帶的方法 1 組合電路法在共基電路和共集電路中, bc或者處于輸出端, 或者處于輸入端, 無(wú)密勒效應(yīng), 所以上限截止頻率遠(yuǎn)高于共射電路。負(fù)反饋法 負(fù)反饋以犧牲增益為代價(jià), 可以擴(kuò)展放大器

9、的頻帶。3電感串并聯(lián)補(bǔ)償法章末小結(jié)(1) 在分析高頻小信號(hào)諧振放大器時(shí), Y參數(shù)等效電路是描述晶體管工作狀況的重要模型, 使用時(shí)必須注意, Y參數(shù)不僅與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān), 而且是工作頻率的函數(shù)。在分析小信號(hào)寬頻帶放大器時(shí), 混合型等效電路是描述晶體管工作狀況的重要模型, 混合型參數(shù)同樣與靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)。 (2) 單管單調(diào)諧放大電路是諧振放大器的基本電路。為了增大回路的有載Q值, 提高電壓增益, 減少對(duì)回路諧振頻率特性的影響, 諧振回路與信號(hào)源和負(fù)載的連接大都采用部分接入方式, 即采用LC分壓式阻抗變換電路。 (3) 集中選頻放大器由集中濾波器和集成寬帶放大器組成, 其性能指標(biāo)優(yōu)于分立元件組成的多

10、級(jí)諧振放大器, 且調(diào)試簡(jiǎn)單。 展寬放大器工作頻帶的主要方法有組合法與反饋法和電感串并聯(lián)補(bǔ)償法等。采用新的集成工藝可以使半導(dǎo)體器件本身的高頻特性得到極大改善，上限截止頻率大大提高。 （4）具有AGC功能的小信號(hào)放大電路是通信電路中常見的一種電路形式，其中的關(guān)鍵部分是可控增益放大器。發(fā)射極負(fù)反饋增益控制電路和晶體管分流增益控制電路是集成電路中常見的可控增益放大器。第3章 高頻功率放大電路3.1概述輸出功率效率主要技術(shù)指標(biāo) 非線性失真安全工作窄帶功放（諧振功放）：丙類工作狀態(tài)，LC諧振回路作選頻網(wǎng)絡(luò),高頻功放種類 寬帶功放： 甲類狀態(tài)，傳輸線變壓器等作匹配網(wǎng)絡(luò)，功率合成技術(shù)增大輸出功率3.2丙類諧振

11、功率放大電路3.2.1諧振功率放大電路的作用與特點(diǎn)3.2.1 工作原理(一) 諧振功率放大電路原理圖(二) 諧振功率放大電路的電壓電流波形(三) 諧振功率放大電路的功率關(guān)系和效率利用基極信號(hào)控制集電極直流電源所提供的直流功率， 轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘?hào)功率輸出(四) 諧振功率放大電路的折線近似分析法1 折線法 (五) 諧振功率放大電路章末小結(jié)1. 高頻諧振功率放大電路可以工作在甲類、乙類或丙類狀態(tài)。相比之下, 丙類諧振功放的輸出功率雖不及甲類和乙類大, 但效率高, 節(jié)約能源, 所以是高頻功放中經(jīng)常選用的一種電路形式。 2. 丙類諧振功放效率高的原因在于導(dǎo)通角小, 也就是晶體管導(dǎo)通時(shí)間短, 集電極功耗減小

12、。但導(dǎo)通角越小, 將導(dǎo)致輸出功率越小。 所以選擇合適的角, 是丙類諧振功放在兼顧效率和輸出功率兩個(gè)指標(biāo)時(shí)的一個(gè)重要考慮。 3. 折線分析法是工程上常用的一種近似方法。 利用折線分析法可以對(duì)丙類諧振功放進(jìn)行性能分析, 得出它的負(fù)載特性、 放大特性和調(diào)制特性。若丙類諧振功放用來(lái)放大等幅信號(hào)(如調(diào)頻信號(hào))時(shí), 應(yīng)該工作在臨界狀態(tài)； 若用來(lái)放大非等幅信號(hào)(如調(diào)幅信號(hào))時(shí), 應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)； 若用來(lái)進(jìn)行基極調(diào)幅, 應(yīng)該工作在欠壓狀態(tài)； 若用來(lái)進(jìn)行集電極調(diào)幅, 應(yīng)該工作在過(guò)壓狀態(tài)。折線化的動(dòng)態(tài)線在性能分析中起了非常重要的作用。 4 丙類諧振功放的輸入回路常采用自給負(fù)偏壓方式, 輸出回路有串饋和并饋兩種

13、直流饋電方式。為了實(shí)現(xiàn)和前后級(jí)電路的阻抗匹配, 可以采用LC分立元件、微帶線或傳輸線變壓器幾種不同形式的匹配網(wǎng)絡(luò), 分別適用于不同頻段和不同工作狀態(tài)。 5 諧振功放屬于窄帶功放。 寬帶高頻功放采用非調(diào)諧方式, 工作在甲類狀態(tài), 采用具有寬頻帶特性的傳輸線變壓器進(jìn)行阻抗匹配, 并可利用功率合成技術(shù)增大輸出功率。 6 目前出現(xiàn)的一些集成高頻功放器件如M57704系列和MHW系列等, 屬窄帶諧振功放, 輸出功率不很大, 效率也不太高, 但功率增益較大, 需外接元件不多, 使用方便, 可廣泛用于一些移動(dòng)通信系統(tǒng)和便攜式儀器中。第4章 正弦波振蕩器4.1概 述 振蕩器 振蕩器 正弦波振蕩器 晶體振蕩器

14、鎖相頻率合成振蕩器負(fù)阻振蕩器 產(chǎn)生正弦波, 主要用在微波波段 例 4.4 在圖例4.所示電容三點(diǎn)式振蕩電路中, 已知.H, 1F, 2F, 3F, Lk, mm, beF, 0, 試求能夠起振的頻率范圍。 解: 參照?qǐng)D4.3.4所示交流等效電路, 可求得圖例4.4所示電容三點(diǎn)式電路的有關(guān)參數(shù)。 (1)當(dāng)C3=12 pF時(shí), ge0= 又 所以 根據(jù)振幅起振條件式（4.3.1） gm 可見3F時(shí), 電路滿足起振條件, 相應(yīng)的振蕩頻率 （） 當(dāng)3pF時(shí), 可求出相應(yīng)參數(shù)可見這時(shí)電路不滿足振幅起振條件。 （） 低頻段滿足起振條件的臨界值為:gm= geo= = 0.015×(30×

15、;10-30.015×30×10-3)0.2×10-30.24×10-3S 對(duì)應(yīng)的總等效電容C=L(Q0ge0)2=0.5×10-6×(80×0.24×10-3)2 184pF對(duì)應(yīng)可變電容值 對(duì)應(yīng)的振蕩頻率 f0=所以, 振蕩頻率范圍為 。 章末小結(jié)本章介紹了反饋振蕩原理和反饋型正弦波振蕩器的幾種常用電路類型, 要點(diǎn)如下： () 反饋振蕩器是由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的具有選頻能力的正反饋系統(tǒng)。 反饋振蕩器必須滿足起振、平衡和穩(wěn)定三個(gè)條件, 每個(gè)條件中應(yīng)分別討論其振幅和相位兩個(gè)方面的要求。在振蕩頻率點(diǎn), 環(huán)路增益的幅值

16、在起振時(shí)必須大于1, 且具有負(fù)斜率的增益振幅特性, 這是振幅方面的要求。 在振蕩頻率點(diǎn), 環(huán)路增益的相位應(yīng)為2的整數(shù)倍, 且具有負(fù)斜率的相頻特性, 這是相位方面的要求。() 三點(diǎn)式振蕩電路是正弦波振蕩器的主要形式, 可分成電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式兩種基本類型。 頻率穩(wěn)定度是振蕩器的主要性能指標(biāo)之一。 為了提高頻率穩(wěn)定度, 必須采取一系列措施, 包括減小外界因素變化的影響和提高電路抗外界因數(shù)變化影響的能力兩個(gè)方面?？死瓭婋娐泛臀骼针娐肥莾煞N較實(shí)用的電容三點(diǎn)式改進(jìn)型電路, 前者適合于作固定頻率振蕩器, 后者可作波段振蕩器。 () 晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度很高, 但振蕩頻率的可調(diào)范圍很小。泛音晶振可用于

17、產(chǎn)生較高頻率振蕩, 但需采取措施抑制低次諧波振蕩, 保證其只諧振在所需要的工作頻率上。采用變?nèi)荻O管組成的壓控振蕩器可使振蕩頻率隨外加電壓而變化, 這在調(diào)頻和鎖相環(huán)路里有很大的用途。 采用串聯(lián)電感或并聯(lián)電感的方法可以擴(kuò)展晶體壓控振蕩器的振蕩頻率范圍, 但頻率穩(wěn)定度有些下降。 () 集成電路正弦波振蕩器電路簡(jiǎn)單, 調(diào)試方便, 但需外加元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)。() 振蕩器是應(yīng)用在低頻段的正弦波振蕩器, 經(jīng)常使用的是運(yùn)算放大器組成的文氏電橋振蕩器。學(xué)習(xí)本章內(nèi)容之后, 要能夠識(shí)別常用正弦波振蕩器的類型并判斷其能否正常工作。 在明確各種類型振蕩器優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)合的基礎(chǔ)上, 既要掌握實(shí)用振蕩電路的分析和參數(shù)計(jì)算

18、,也要學(xué)會(huì)常用振蕩電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試第6章 模擬調(diào)幅、檢波與混頻電路(線性頻率變換電路)6.1 概述調(diào)制：在發(fā)射端將調(diào)制信號(hào)從低頻段變換到高頻段, 便于天線發(fā)送或?qū)崿F(xiàn)不同信號(hào)源、不同系統(tǒng)的頻分復(fù)用；脈沖調(diào)制：高頻矩形脈沖為載波, 用低頻調(diào)制信號(hào)分別去控制矩形脈沖的幅度、寬度或位置三個(gè)參量, 分別稱為脈幅調(diào)制(PAM), 脈寬調(diào)制(PDM)和脈位調(diào)制(PPM)。模擬調(diào)制：正弦波調(diào)制：高頻正弦波為載波, 用低頻調(diào)制信號(hào)分別去控制正弦波的振幅、頻率或相位三個(gè)參量, 分別稱為調(diào)幅(AM)、 調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。解調(diào)：在接收端將已調(diào)波信號(hào)從高頻段變換到低頻段, 恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。 混頻電路、倍頻電路

19、與調(diào)幅電路、 振幅解調(diào)電路(又稱為檢波電路)同屬于線性頻率變換電路。 6.2 振幅調(diào)制與解調(diào)原理6.2.1普通調(diào)幅方式1 普通調(diào)幅原理uAM(t)=Ucm(1+Macost)cosct =Ucmcosct+cos (c+)t+cos (c-)t 其中調(diào)幅指數(shù), 0Ma1, k為比例系數(shù)。u(t), u c(t)和uAM(t)的波形圖從圖中可得到調(diào)幅指數(shù)Ma的表達(dá)式:過(guò)調(diào)制,Ma1。載頻平均功率為： 邊頻平均功率為： 調(diào)幅信號(hào)總平均功率為：Pav=Pc+2PSB= 頻帶寬度 BW=2max2普通調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生和解調(diào)方法低電平調(diào)幅：乘法器輸出信號(hào)電平不太高 高電平調(diào)幅：利用丙類諧振功放的調(diào)制特性，

20、功放的輸出電壓很高。 解調(diào)方法：包絡(luò)檢波和同步檢波 (1) 包絡(luò)檢波。 io(t)=guAM(t)·K1(ct)=gUcm(1+Macost)cosct·g是非線性器件伏安特性曲線斜率。 可見io中含有直流, , c, c±以及其它許多組合頻率分量, 用低通濾波器取出其中低頻分量是:同時(shí)用隔直流電容濾除直流分量, 就可以恢復(fù)與原調(diào)制信號(hào)u(t)成正比的單頻信號(hào)了。 (2) 同步檢波。 其中k2是乘法器增益。 用低通濾波器取出直流和分量, 再去掉直流分量, 就可恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。 如果同步信號(hào)與發(fā)射端載波同頻不同相, 有一相位差, 即ur=Urmcos(ct+),則乘

21、法器輸出中的分量為 k2UcmUrmMacoscost。 若是一常數(shù), 即同步信號(hào)與發(fā)射端載波的相位差始終保持恒定, 則解調(diào)出來(lái)的分量仍與原調(diào)制信號(hào)成正比, 只不過(guò)振幅有所減小。6.2.2雙邊帶調(diào)幅方式 1 雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的特點(diǎn)uDSB(t)=ku(t)uc(t)=kUm Ucmcostcosct = cos (c+)t+cos (c-)t 其中k為比例系數(shù)。 可見雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中僅包含兩個(gè)邊頻, 無(wú)載頻分量, 其頻帶寬度仍為調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍。單頻調(diào)制雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的有關(guān)波形與頻譜圖。 2雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)方法雙邊帶調(diào)幅信號(hào)產(chǎn)生：將調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)相乘。包絡(luò)檢波法不適用同步檢波是進(jìn)

22、行雙邊帶調(diào)幅信號(hào)解調(diào)的主要方法。雙邊帶信號(hào)取平方, 可以得到頻率為2c的分量, 然后經(jīng)二分頻電路, 就可以得到c分量。 這是從雙邊帶調(diào)幅信號(hào)中提取同步信號(hào)的一種方法。6.2.3單邊帶調(diào)幅方式uSSB(t)= cos(c+)t 產(chǎn)生單邊帶調(diào)幅信號(hào)的方法主要有濾波法、 相移法以及兩者相結(jié)合的相移濾波法。1 濾波法2 相移法 uSSB(t)= 對(duì)于一個(gè)包含許多頻率分量的一般調(diào)制信號(hào)進(jìn)行90°相移, 要保證其中每個(gè)頻率分量都準(zhǔn)確相移90°是很困難的。3 相移濾波法 6.2.4殘留邊帶調(diào)幅方式采用同步檢波方式可對(duì)此單邊帶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。例 6.1已知調(diào)制信號(hào)頻率范圍為300Hz4 kH

23、z, 分別采用普通調(diào)幅(平均調(diào)幅指數(shù)Ma=0.3)、雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅三種方式, 如要求邊帶功率為10W, 分別求出每種調(diào)幅方式的頻帶寬度、發(fā)射總平均功率Pav及功率利用率解： 普通調(diào)幅： 由式(6.2.6)可得邊帶功率 雙邊帶調(diào)幅：?jiǎn)芜厧д{(diào)幅6.2.5正交調(diào)幅方式1、正交調(diào)幅方式的特點(diǎn)表答式：頻譜圖正交調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生原理圖2、正交調(diào)幅信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào)方法解調(diào)原理正交調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)原理圖6.3 調(diào)幅電路6.3.1高電平調(diào)幅電路丙類諧振功放的調(diào)制特性分為基極調(diào)制特性和集電極調(diào)制特性兩種, 據(jù)此可以分別組成基極調(diào)幅電路和集電極調(diào)幅電路。集電極調(diào)幅電路可以產(chǎn)生且只能產(chǎn)生普通調(diào)幅波, 但必須工作在

24、過(guò)壓狀態(tài)?；鶚O調(diào)幅電路必須工作在欠壓區(qū)。6.3.2低電平調(diào)幅電路 單片集成模擬乘法器6.4 檢波電路6.4.1包絡(luò)檢波電路1. 工作原理2 性能指標(biāo)1) 檢波效率d：中低頻分量振幅與中調(diào)制分量振幅之比，即2) 等效輸入電阻 3) 惰性失真4) 底部切割失真。Cc可等效為一個(gè)電壓為Uim的直流電壓源。 此電壓源在R上的分壓為：，電平小于UR的包絡(luò)線不能被提取出來(lái), 出現(xiàn)了失真,6.4.2同步檢波電路6.5 混頻混頻：在通信接收機(jī)中, 將不同載頻的高頻已調(diào)波信號(hào)變換為同一個(gè)固定載頻(一般稱為中頻)的高頻已調(diào)波信號(hào), 而保持其調(diào)制規(guī)律不變。 作用:由于設(shè)計(jì)和制作增益高, 選擇性好, 工作頻率較原載頻

25、低的固定中頻放大器比較容易, 所以采用混頻方式可大大提高接收機(jī)的性能。 6.5.1混頻原理及特點(diǎn)us(t)=Ucm1+ku(t)cos2fct, uL(t)=ULmcos 2fLt, 則輸出中頻調(diào)幅信號(hào)為 uI(t)=UIm1+ku(t)cos 2fIt。6.5.2混頻干擾1. 信號(hào)和本振產(chǎn)生的組合頻率干擾 先不考慮外來(lái)干擾的影響。 若信號(hào)和本振產(chǎn)生的組合頻率分量滿足|±pfL±qfc|=fI±F 式中F為音頻, 則此組合頻率分量能夠產(chǎn)生干擾(差拍干擾,干擾哨聲)。2 一個(gè)外來(lái)干擾和本振產(chǎn)生的組合頻率干擾 若外來(lái)干擾和本振產(chǎn)生的無(wú)用組合頻率分量滿足|±p

26、fL±rfn1|=fI, p、 r=0, 1, 2, 則也會(huì)產(chǎn)生干擾作用。通常將這類組合頻率干擾稱為寄生通道干擾,。1) 中頻干擾。當(dāng)p=0, r=1時(shí), fn1=fI, 即外來(lái)干擾頻率與中頻相同。例如中頻為465kHz, 則同樣頻率的外來(lái)干擾即為中頻干擾的來(lái)源。2) 鏡頻干擾。 當(dāng)p=r=1時(shí), fn1=fL+fI。因?yàn)閒c=fL-fI, 所以fn1與fc在頻率軸上對(duì)稱分列于fL的兩旁, 互為鏡像, 故稱fn1為鏡像頻率(簡(jiǎn)稱鏡頻)。 3 兩個(gè)外來(lái)干擾和本振產(chǎn)生的組合頻率干擾 若兩個(gè)外來(lái)干擾能夠進(jìn)入混頻電路, 并且和本振共同產(chǎn)生的組合頻率分量滿足 |fL±rfn1

27、7;sfn2|=fI 則也會(huì)產(chǎn)生干擾作用, 通常稱為互相調(diào)制干擾(簡(jiǎn)稱互調(diào)干擾)。 其中r=1, s=2和r=2, s=1 兩個(gè)組合頻率分量影響最大, 由于r+s=3, 故稱為三階互調(diào)干擾。4 外來(lái)干擾和信號(hào)、 本振產(chǎn)生的交叉調(diào)制干擾 5 包絡(luò)失真和強(qiáng)信號(hào)阻塞干擾6 減小或避免混頻干擾的措施 (1) 選擇合適的中頻。也可以二次混頻把中頻降低。 (2) 提高混頻電路之前選頻網(wǎng)絡(luò)的選擇性, 減少進(jìn)入混頻電路的外來(lái)干擾, 這樣可減小交調(diào)干擾和互調(diào)干擾。對(duì)于鏡頻可采用陷波電路將它濾掉。 (3) 采用具有平方律特性的場(chǎng)效應(yīng)管、 模擬乘法器或利用平衡抵消原理組成的平衡混頻電路或環(huán)形混頻電路, 可以大大減少

28、無(wú)用組合頻率分量的數(shù)目。6.5.3混頻電路1 晶體管混頻電路由一個(gè)晶體管同時(shí)產(chǎn)生本振信號(hào)、實(shí)現(xiàn)混頻的電路通常稱為變頻器。2 二極管混頻電路3 模擬乘法器組成的混頻電路6.6倍頻6.6.1實(shí)現(xiàn)倍頻的原理： 利用晶體管等非線性器件產(chǎn)生輸入信號(hào)頻率的各次諧波分量, 然后用調(diào)諧于n次諧波的帶通濾波器取出n倍頻信號(hào)。 將輸入信號(hào)同時(shí)輸入模擬乘法器的兩個(gè)輸入端進(jìn)行自身線性相乘, 則乘法器輸出交流分量就是輸入的二倍頻信號(hào)。6.6.2晶體管倍頻器晶體管倍頻器的特點(diǎn)： 1) 倍頻數(shù)n一般不超過(guò)34, 且應(yīng)根據(jù)倍頻數(shù)選擇最佳的導(dǎo)通角。2) 必須采取良好的輸出濾波措施。6.7 接收機(jī)中的自動(dòng)增益控制電路6.7.1

29、工作原理與性能指標(biāo)1、電路組成框圖6.7.2 電路類型 簡(jiǎn)單電路. 延遲電路6.7.3 實(shí)用電路介紹. 晶體管增益控制電路 差分放大器發(fā)射極負(fù)反饋增益控制電路 電視機(jī)中廣泛采用由高頻放大、三級(jí)中頻放大、視頻檢波、檢波和放大等電路組成的系統(tǒng)。 章末小結(jié)(1) 四種調(diào)幅方式(普通調(diào)幅、雙邊帶調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅和殘留邊帶調(diào)幅)對(duì)于相同調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的已調(diào)波信號(hào)的時(shí)域波形不一樣, 頻譜不一樣, 帶寬不完全一樣, 調(diào)制與解調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式與難度不一樣, 適用的通信系統(tǒng)也不一樣。 (2) 混頻雖然與調(diào)幅、檢波同屬于線性頻譜搬移過(guò)程, 在工作原理上基本相同, 但在參數(shù)和電路設(shè)計(jì)上須認(rèn)真考慮混頻干擾的影響, 采取措施

30、盡量避免或減小混頻干擾的產(chǎn)生及引起的失真。 (3) 從時(shí)域上看, 兩信號(hào)相乘是實(shí)現(xiàn)線性頻譜搬移的最直接方法, 所以模擬乘法器是進(jìn)行調(diào)幅、檢波和混頻的最常用器件。 在有關(guān)專用集成電路里, 具有相乘功能的雙差分電路也是最常見的。(4) 二極管峰值包絡(luò)檢波器由于電路簡(jiǎn)單而被廣泛采用。 但要注意, 它只適用于普通調(diào)幅信號(hào)的檢波, 而且要正確選擇元器件的參數(shù), 以免產(chǎn)生惰性失真與底部切割失真。 (5) 同步檢波(乘積檢波)需要一個(gè)與發(fā)射端載頻同頻同相(或固定相位差)的同步信號(hào)。對(duì)于普通調(diào)幅、雙邊帶調(diào)幅和殘留邊帶調(diào)幅, 可以從接收已調(diào)波中直接提取同步信號(hào)；而對(duì)于單邊帶調(diào)幅, 則必須在發(fā)射端另外專門發(fā)送一個(gè)

31、載頻信號(hào)供接收方提取。采用第8章將要介紹的鎖相環(huán)電路是提取同步信號(hào)的好方法。(6) 晶體管倍頻器是一種常用的倍頻電路, 在使用時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn): 一是倍頻次數(shù)一般不超過(guò)34; 二是要采用良好的輸出濾波網(wǎng)絡(luò)。(7) 在調(diào)幅、檢波、倍頻和混頻電路的輸入或輸出端需要采用濾波器, 正確設(shè)計(jì)濾波器的類型和參數(shù)是提高電路性能指標(biāo)、 減小失真的重要措施。 (8) 線性頻率變換電路的基本模型是乘法器加濾波器, 前者產(chǎn)生新的頻譜(主要是和頻與差頻), 后者從中取出有用頻率分量。這里的乘法器不僅指模擬乘法器, 也包括具有乘法功能的非線性器件。第7章 角度調(diào)制與解調(diào)電路(非線性頻率變換電路)7.1概述 頻率調(diào)制和相位調(diào)

32、制合稱為角度調(diào)制(簡(jiǎn)稱調(diào)角)。 角度調(diào)制與解調(diào)屬于非線性頻率變換7.2角度調(diào)制與解調(diào)原理7.2.1調(diào)角信號(hào)的時(shí)域特性 1. 調(diào)頻信號(hào) kf為比例系數(shù)最大角頻偏為： 調(diào)頻指數(shù)(最大相偏)： 若調(diào)制信號(hào)是單頻信號(hào)2 調(diào)相信號(hào)uPM=Ucmcosct+kpu(t) 其中kp為比例系數(shù)。最大角頻偏 調(diào)相指數(shù) 若調(diào)制信號(hào)是單頻信號(hào)uPM =Ucmcos(ct+Mpcost) 3 調(diào)頻信號(hào)與調(diào)相信號(hào)時(shí)域特性的比較相同: 都是等幅信號(hào)。頻率和相位都隨調(diào)制信號(hào)而變化, 均產(chǎn)生頻偏與相偏。區(qū)別: 頻率和相位隨調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律不一樣。 FM的Mf與有關(guān),最大頻偏與無(wú)關(guān), PM的MP與無(wú)關(guān)，最大頻偏與有關(guān)。 FM

33、的最大角頻偏mc, c很高, 故m可以很大, 即調(diào)制范圍很大。PM中相位以2為周期, 最大相偏(調(diào)相指數(shù))Mf, 故調(diào)制范圍很小。7.2.2調(diào)角信號(hào)的頻譜u(t)= UcmJ0(M)cosct+J1(M)cos(c+)tcos(c)t+J2(M)cos(c+2)t+ cos(c2)t+ J3(M)cos(c+3)tcos(c3)t+ J4(M)cos(c+4)t+cos(c4)t+ J5(M)cos(c+5)tcos(c5)t 非線性頻率變換過(guò)程7.2.3調(diào)角信號(hào)的帶寬 窄帶帶寬 BW2F 帶寬帶寬 BW2(M+1)F 例7.1 已知音頻調(diào)制信號(hào)的最低頻率Fmin=20Hz, 最高頻率Fmax

34、=15kHz, 若要求最大頻偏fm=45kHz, 求出相應(yīng)調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)Mf、帶寬BW和帶寬內(nèi)各頻率分量的功率之和(假定調(diào)頻信號(hào)總功率為1W), 畫出F=15kHz對(duì)應(yīng)的頻譜圖, 并求出相應(yīng)調(diào)相信號(hào)的調(diào)相指數(shù)Mp、帶寬和最大頻偏。 解： 調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻指數(shù)Mf與調(diào)制頻率成反比, 即 , 所以 rad radBW=2×(3+1)×15×103=120kHz因?yàn)镕=15kHz對(duì)應(yīng)的Mf=3, 從表7.2.2可查出J0(3)=-0.261, J1(3)=0.339, J2(3)=0.486, J3(3)=0.309, J4(3)=0.132, 由此可畫出對(duì)應(yīng)調(diào)頻信號(hào)

35、帶寬內(nèi)的頻譜圖, 共9條譜線, 如圖例7.1所示。因?yàn)檎{(diào)頻信號(hào)總功率為W, 故Ucm=, 所以帶寬內(nèi)功率之和= 調(diào)相信號(hào)的最大頻偏是與調(diào)制信號(hào)頻率成正比的, 為了保證所有調(diào)制頻率對(duì)應(yīng)的最大頻偏不超過(guò)45kHz, 故除了最高調(diào)制頻率外, 其余調(diào)制頻率對(duì)應(yīng)的最大頻偏必然小于45kHz。另外, 調(diào)相信號(hào)的調(diào)相指數(shù)Mp與調(diào)制頻率無(wú)關(guān)。由fm=MpF可得 所以 fm min=MpFmin=3×20=60Hz BW=2×(3+1)×15×103=120kHz由以上結(jié)果可知, 若調(diào)相信號(hào)最大頻偏限制在45kHz以內(nèi), 則帶寬仍為120kHz, 與調(diào)頻信號(hào)相同, 但各調(diào)

36、制頻率對(duì)應(yīng)的最大頻偏變化很大, 最小者僅60Hz。7.2.4調(diào)角信號(hào)的調(diào)制原理 1 調(diào)頻原理 (1) 直接調(diào)頻。(2) 間接調(diào)頻。 因 u(t)=Ucmcosct+kpu1(t)=Ucmcosct+kp故間接調(diào)頻原理圖。2 調(diào)相原理7.2.5調(diào)角信號(hào)的解調(diào)原理 1 鑒相原理正交乘積鑒相。 2鑒頻原理 7.3 調(diào)頻電路7.3.2直接調(diào)頻電路1 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路2. 晶振變?nèi)荻O管調(diào)頻電路3 擴(kuò)展直接調(diào)頻電路最大線性頻偏的方法7.3.3 間接調(diào)頻電路1. 變?nèi)荻O管相移網(wǎng)絡(luò)2擴(kuò)展間接調(diào)頻電路最大線性頻偏的方法倍頻和混頻的方法7.4鑒頻電路斜率鑒頻電路利用頻幅轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)將調(diào)頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)頻調(diào)幅信號(hào),

37、 然后再經(jīng)過(guò)檢波電路取出原調(diào)制信號(hào), 這種方法稱為斜率鑒頻, 因?yàn)樵诰€性解調(diào)范圍內(nèi), 解調(diào)信號(hào)電壓與調(diào)頻信號(hào)瞬時(shí)頻率之間的比值和頻幅轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)特性曲線的斜率成正比。1差分峰值鑒頻電路2.雙失諧回路鑒頻器 7.4.4 相位鑒頻電路利用頻相轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)將調(diào)頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成調(diào)頻調(diào)相信號(hào), 然后經(jīng)過(guò)鑒相器(相位檢波器)取出原調(diào)制信號(hào), 這就是相位鑒頻電路的工作原理。7.4.5限幅電路在鑒頻中的作用消除調(diào)頻信號(hào)的寄生調(diào)幅是必須的, 也是很容易做到的。所以,限幅電路是鑒頻電路必不可少的輔助電路。7.4.5加重電路與靜噪電路預(yù)加重與去加重靜噪電路7.5 自動(dòng)頻率控制電路7.5.1 工作原理ue=kb(0y)=kb(ry)7.5.3應(yīng)用 在調(diào)幅接收機(jī)中用于穩(wěn)定中頻頻率載波跟蹤型 在調(diào)頻接收機(jī)中用于改善解調(diào)質(zhì)量調(diào)制跟蹤型采用電路來(lái)壓縮調(diào)頻接收機(jī)的中放帶寬, 從而改善解調(diào)質(zhì)量, 這樣的系統(tǒng)稱為調(diào)頻負(fù)反饋解調(diào)器。章末小結(jié)(1) 調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率變化f(t)與調(diào)制電壓成線性關(guān)系, 調(diào)相信號(hào)的瞬時(shí)相位變化(t)與調(diào)制電壓成線性關(guān)系, 兩者都是等幅信號(hào)。對(duì)于單頻調(diào)頻或調(diào)相信號(hào)來(lái)說(shuō), 只要調(diào)制指數(shù)相同, 則頻譜結(jié)構(gòu)與參數(shù)相同, 均由載頻與無(wú)窮多對(duì)上下邊頻組成, 即頻帶無(wú)限寬。但是, 當(dāng)調(diào)制信號(hào)是由多個(gè)頻率分量組成時(shí), 相應(yīng)的調(diào)頻信