高頻電子線路完整章節(jié)課件(胡宴如)

1、高頻電子線路 高等教育出版社，胡宴如、耿蘇燕主編友情提示：如何學(xué)好高頻課 課程性質(zhì)：理論聯(lián)系實(shí)踐，突出重點(diǎn)，重應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)物理概念，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐。 每次課程結(jié)束附有小練習(xí)，望各位同學(xué)認(rèn)真做答，內(nèi)含各位同學(xué)期待的期末考試內(nèi)容。 從各個(gè)角度消化課堂知識(shí)。 第一章 緒 論v通信與通信系統(tǒng)通信與通信系統(tǒng)v無(wú)線電波的基本特點(diǎn)無(wú)線電波的基本特點(diǎn)v非線性電路的基本概念非線性電路的基本概念v本課程的主要內(nèi)容及特點(diǎn)本課程的主要內(nèi)容及特點(diǎn)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1.1、通信與通信系統(tǒng)l通信系統(tǒng)：通信系統(tǒng)： 用電信號(hào)（或光信號(hào)）傳輸信號(hào)的系統(tǒng)用電信號(hào)（或光信號(hào)）傳輸信號(hào)的系統(tǒng) 稱為通信系統(tǒng)，也稱電信系統(tǒng)。稱為通信系統(tǒng)，也

2、稱電信系統(tǒng)。 l通信系統(tǒng)的組成：通信系統(tǒng)的組成： 一般通信系統(tǒng)由輸入、輸出變換器，發(fā)一般通信系統(tǒng)由輸入、輸出變換器，發(fā) 送、接收設(shè)備和信道等組成。送、接收設(shè)備和信道等組成。 通信：通信：發(fā)送者與接收者之間的信息傳遞發(fā)送者與接收者之間的信息傳遞1.1、通信與通信系統(tǒng)l無(wú)線通信系統(tǒng)組成框圖無(wú)線通信系統(tǒng)組成框圖各部分作用各部分作用1) 信息源信息源：提供需要傳送的信息；：提供需要傳送的信息；2) 輸入變換器輸入變換器：將信息源（圖像、聲音等）：將信息源（圖像、聲音等）的信息變換成電信號(hào)，把該信號(hào)稱為的信息變換成電信號(hào)，把該信號(hào)稱為基基帶信號(hào)帶信號(hào)；3) 發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)：將基帶信號(hào)進(jìn)行某種處理，并：將基

3、帶信號(hào)進(jìn)行某種處理，并以足夠的功率送入信道，以實(shí)現(xiàn)有效的以足夠的功率送入信道，以實(shí)現(xiàn)有效的傳送，其中最主要的處理為調(diào)制，調(diào)制傳送，其中最主要的處理為調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)稱為后的信號(hào)稱為已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)，或已調(diào)波；，或已調(diào)波；4）信道：信息的傳送通道，又稱信道：信息的傳送通道，又稱傳輸媒介。傳輸媒介。信道可分為無(wú)線信道和有線信道兩大類；信道可分為無(wú)線信道和有線信道兩大類；5）接收機(jī)）接收機(jī)：把由信道傳送過(guò)來(lái)的已調(diào)信號(hào)：把由信道傳送過(guò)來(lái)的已調(diào)信號(hào)取出并進(jìn)行處理，得到與發(fā)送相對(duì)應(yīng)的取出并進(jìn)行處理，得到與發(fā)送相對(duì)應(yīng)的原基帶信號(hào)，把這一過(guò)程稱為解調(diào)；原基帶信號(hào)，把這一過(guò)程稱為解調(diào)；6）輸出變換器）輸出變換

4、器：把基帶信號(hào)恢復(fù)成原來(lái)形：把基帶信號(hào)恢復(fù)成原來(lái)形式的信息。式的信息。1.1、通信與通信系統(tǒng) 通信系統(tǒng)按傳輸?shù)幕鶐盘?hào)不同，分為模擬通信系統(tǒng)和通信系統(tǒng)按傳輸?shù)幕鶐盘?hào)不同，分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類。數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類。 1）模擬通信系統(tǒng)：直接傳輸模擬信號(hào)（即基帶信號(hào)為模）模擬通信系統(tǒng)：直接傳輸模擬信號(hào)（即基帶信號(hào)為模擬信號(hào)）的通信系統(tǒng)擬信號(hào)）的通信系統(tǒng),稱為模擬通信系統(tǒng)。稱為模擬通信系統(tǒng)。 典型的模擬通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的組成框圖和接收典型的模擬通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的組成框圖和接收設(shè)備的組成框圖分別如圖設(shè)備的組成框圖分別如圖2和圖和圖3所示。所示。 圖圖2為調(diào)幅發(fā)射機(jī)的組成框圖。為調(diào)幅

5、發(fā)射機(jī)的組成框圖。 圖圖3為超外差式調(diào)幅接收機(jī)的組成框圖。為超外差式調(diào)幅接收機(jī)的組成框圖。 2）數(shù)字通信系統(tǒng)：傳輸數(shù)字信號(hào)（即基帶信號(hào)為數(shù)字）數(shù)字通信系統(tǒng)：傳輸數(shù)字信號(hào)（即基帶信號(hào)為數(shù)字信號(hào)）的通信系統(tǒng)信號(hào)）的通信系統(tǒng),稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。1.1、通信與通信系統(tǒng) 典型調(diào)幅發(fā)送設(shè)備的組成框圖典型調(diào)幅發(fā)送設(shè)備的組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng) 調(diào)幅發(fā)射機(jī)各部分的作用 高頻振蕩器：高頻振蕩器： 產(chǎn)生高頻電振蕩信號(hào)，這種高頻電波是用產(chǎn)生高頻電振蕩信號(hào)，這種高頻電波是用來(lái)運(yùn)載基帶信號(hào)，稱為載波，或載頻。來(lái)運(yùn)載基帶信號(hào)，稱為載波，或載頻。 倍頻器：倍頻器： 輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率整數(shù)倍

6、的輸出信號(hào)的頻率是輸入信號(hào)頻率整數(shù)倍的電路，稱為倍頻器。作用提高高頻振蕩頻電路，稱為倍頻器。作用提高高頻振蕩頻率。率。 高頻放大器：高頻放大器： 把振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩放大到一定的幅把振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩放大到一定的幅度。度。 高頻功率放大器與調(diào)幅器：高頻功率放大器與調(diào)幅器： 作用是將輸入的高頻載波信號(hào)和低頻調(diào)制作用是將輸入的高頻載波信號(hào)和低頻調(diào)制信號(hào)信號(hào) 變換成高頻已調(diào)信號(hào)，并以足夠大變換成高頻已調(diào)信號(hào)，并以足夠大的功率輸送的功率輸送 到天線，然后輻射到空間；到天線，然后輻射到空間； 話筒（拾音器）：話筒（拾音器）： 輸入變換器，它的作用是把聲音信源轉(zhuǎn)變輸入變換器，它的作用是把聲音信源轉(zhuǎn)變成

7、電信號(hào)，稱為音頻信號(hào)，即基帶信號(hào)或成電信號(hào)，稱為音頻信號(hào)，即基帶信號(hào)或調(diào)制信號(hào)；調(diào)制信號(hào)； 低頻放大器：低頻放大器： 把話筒變換的音頻信號(hào)放大到一定的幅度，把話筒變換的音頻信號(hào)放大到一定的幅度，以實(shí)現(xiàn)一定的調(diào)制度。以實(shí)現(xiàn)一定的調(diào)制度。調(diào)制調(diào)制1) 什么是調(diào)制？什么是調(diào)制？ 把待傳送基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）把待傳送基帶信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）“裝載裝載”到高頻到高頻 振蕩信號(hào)上去的過(guò)程。振蕩信號(hào)上去的過(guò)程。2) 三種信號(hào)三種信號(hào) 調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)3) 三種調(diào)制方式三種調(diào)制方式 調(diào)幅（調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（）、調(diào)頻（FM）和調(diào)相（）和調(diào)相（PM）1.1、通信與通信系統(tǒng)為什

8、么要調(diào)制為什么要調(diào)制 因?yàn)樾盘?hào)源直接發(fā)送存在的問(wèn)題，主要有以下兩點(diǎn)：因?yàn)樾盘?hào)源直接發(fā)送存在的問(wèn)題，主要有以下兩點(diǎn)：1)天線尺寸天線尺寸 天線尺寸與被輻射信號(hào)的波長(zhǎng)相比擬時(shí)（波長(zhǎng)天線尺寸與被輻射信號(hào)的波長(zhǎng)相比擬時(shí)（波長(zhǎng)的的1/101），信號(hào)才能被天線有效的輻射出去。對(duì)于音頻），信號(hào)才能被天線有效的輻射出去。對(duì)于音頻范圍范圍20Hz20kHz來(lái)說(shuō)，這樣的天線不可能實(shí)現(xiàn)。來(lái)說(shuō)，這樣的天線不可能實(shí)現(xiàn)。2)信號(hào)選擇信號(hào)選擇 如果直接發(fā)射，多家電臺(tái)的發(fā)射信號(hào)頻率范圍大致相如果直接發(fā)射，多家電臺(tái)的發(fā)射信號(hào)頻率范圍大致相同，接收機(jī)無(wú)法區(qū)分。同，接收機(jī)無(wú)法區(qū)分。1.1、通信與通信系統(tǒng) 調(diào)幅發(fā)射機(jī)各部分的作用三種

9、調(diào)制方式三種調(diào)制方式 用待傳送基帶信號(hào)去改變高頻振蕩信號(hào)用待傳送基帶信號(hào)去改變高頻振蕩信號(hào)的某一參量，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制。的某一參量，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制。振幅調(diào)制：用基帶信號(hào)去改變高頻振蕩振幅調(diào)制：用基帶信號(hào)去改變高頻振蕩信號(hào)的振幅，則稱為振幅調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)信號(hào)的振幅，則稱為振幅調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)幅；幅；頻率調(diào)制：用基帶信號(hào)去改變高頻振蕩頻率調(diào)制：用基帶信號(hào)去改變高頻振蕩信號(hào)的頻率，則稱為頻率調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)信號(hào)的頻率，則稱為頻率調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)頻；頻；相位調(diào)制：用基帶信號(hào)去改變高頻振蕩相位調(diào)制：用基帶信號(hào)去改變高頻振蕩信號(hào)的相位，則稱為相位調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)信號(hào)的相位，則稱為相位調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)相。相。1.1、通信與通信系統(tǒng)

10、 典型超外差調(diào)幅接收設(shè)備的組成框圖典型超外差調(diào)幅接收設(shè)備的組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng)超外差接收機(jī)超外差接收機(jī)1) 什么是超外差接收機(jī)？什么是超外差接收機(jī)？ 為了提高接收機(jī)的性能，目前廣泛采用為了提高接收機(jī)的性能，目前廣泛采用超外超外 差接收方式，超外差接收機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)差接收方式，超外差接收機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具是具 有混頻器。接收機(jī)將天線接收的高頻已有混頻器。接收機(jī)將天線接收的高頻已調(diào)信調(diào)信 號(hào)的載波信號(hào)經(jīng)高頻放大器進(jìn)行初步的號(hào)的載波信號(hào)經(jīng)高頻放大器進(jìn)行初步的選擇選擇 和放大，并抑制其它無(wú)用信號(hào)。高頻放和放大，并抑制其它無(wú)用信號(hào)。高頻放大器大器 輸出的載頻為已調(diào)信號(hào)輸出的載頻為已調(diào)信號(hào) 和本地振

11、蕩器和本地振蕩器所提所提 供的頻率為供的頻率為 的高頻等幅信號(hào)同時(shí)輸入的高頻等幅信號(hào)同時(shí)輸入混頻混頻fLfC1.1、通信與通信系統(tǒng) 器，在其輸出端就可獲得載頻頻率固定器，在其輸出端就可獲得載頻頻率固定的信的信 號(hào)號(hào) ，通常取，通常取 ，把此頻率，把此頻率稱為稱為 中頻信號(hào)，此中頻信號(hào)經(jīng)中頻放大器放中頻信號(hào)，此中頻信號(hào)經(jīng)中頻放大器放大到大到 足夠值，然后經(jīng)解調(diào)器解調(diào)，可恢復(fù)出足夠值，然后經(jīng)解調(diào)器解調(diào)，可恢復(fù)出原基原基 帶信號(hào)，經(jīng)低頻放大后輸出。帶信號(hào)，經(jīng)低頻放大后輸出。2) 混頻器的作用混頻器的作用 混頻的作用是將接收的已調(diào)信號(hào)的載頻混頻的作用是將接收的已調(diào)信號(hào)的載頻頻率頻率 變?yōu)橐还潭ㄖ蓄l信號(hào)

12、。超外差接收機(jī)的變?yōu)橐还潭ㄖ蓄l信號(hào)。超外差接收機(jī)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)是具有混頻器。特點(diǎn)是具有混頻器。fififCfL1.1、通信與通信系統(tǒng)解調(diào)解調(diào)信號(hào)的信號(hào)的“卸載卸載”1) 什么是解調(diào)？什么是解調(diào)？ 從高頻已調(diào)波信號(hào)中從高頻已調(diào)波信號(hào)中“取出取出”調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。過(guò)程。2) 解調(diào)的三種方式解調(diào)的三種方式 對(duì)調(diào)幅波的解調(diào)對(duì)調(diào)幅波的解調(diào)檢波檢波 對(duì)調(diào)頻波的解調(diào)對(duì)調(diào)頻波的解調(diào)鑒頻鑒頻 對(duì)調(diào)相波的解調(diào)對(duì)調(diào)相波的解調(diào)鑒相鑒相五、數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)模模擬擬通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)數(shù)字字通通信信系系統(tǒng)統(tǒng) 用數(shù)字基帶信號(hào)去控制高頻信號(hào)的用數(shù)字基帶信號(hào)去控制高頻信號(hào)的振幅

13、振幅，稱為，稱為振幅鍵控振幅鍵控 ASK 頻率頻率，稱為，稱為頻率鍵控頻率鍵控 FSK 相位相位，稱為，稱為相位鍵控相位鍵控 PSK 數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)高頻正弦波進(jìn)行的調(diào)制數(shù)字調(diào)制：用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)高頻正弦波進(jìn)行的調(diào)制無(wú)線電波是一種電磁波，其傳播速度與無(wú)線電波是一種電磁波，其傳播速度與光速相同，且有光速相同，且有=c/f。無(wú)線電波具有直射、繞射、反射與折射無(wú)線電波具有直射、繞射、反射與折射等現(xiàn)象等現(xiàn)象1.2無(wú)線電波段的劃分與無(wú)線電波的傳播波段波段名稱名稱波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍頻率范圍頻率范圍頻段頻段名稱名稱超長(zhǎng)波超長(zhǎng)波100 10 km3 30 kHz甚低頻甚低頻VLF長(zhǎng)波長(zhǎng)波中波中波短波短

14、波超短波超短波(米波米波)10 1 km1000 200 m200 10 m10 1 m30 300 kHz0.3 1.5 MHz1.5 30 MHz30 300 MHz低頻低頻 LF中頻中頻 MF高頻高頻 HF甚高頻甚高頻VHF微微波波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波亞毫米波亞毫米波100 10 cm10 1 cm10 1 mm1 0.1 mm0.3 3 GHz3 30 GHz30 300 GHz300 3000 GHz特高頻特高頻UHF超高頻超高頻SHF極高頻極高頻EHF超極高頻超極高頻光波光波100 1 m3 300 THz1T=1012中波廣播中波廣播 530kHz1602kHz短

15、波短波 5.818MHzFM 88108MHzfc二、無(wú)線電波的傳播方式及其應(yīng)用沿地面?zhèn)鞑パ氐孛鎮(zhèn)鞑ラL(zhǎng)波、超長(zhǎng)波長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波特特 點(diǎn)點(diǎn)傳輸穩(wěn)定，傳輸穩(wěn)定，遠(yuǎn)距離傳輸遠(yuǎn)距離傳輸沿空間沿空間直線傳播直線傳播（視距傳播）（視距傳播）超短波以上超短波以上距離短距離短依靠電離依靠電離層傳播層傳播電離層電離層短波短波( (地波地波) )( (空間波空間波) )( (天波天波) )距離遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)波段名稱波段名稱傳播傳播主要應(yīng)用主要應(yīng)用超長(zhǎng)波超長(zhǎng)波地波地波潛艇通信、遠(yuǎn)洋通信、遠(yuǎn)程導(dǎo)航、潛艇通信、遠(yuǎn)洋通信、遠(yuǎn)程導(dǎo)航、發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)等發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)等長(zhǎng)波長(zhǎng)波地波地波除上述外，還用于低下通信除上述外，還用于低下通

16、信中波中波地波為主地波為主廣播、導(dǎo)航、船舶通信、飛行通信、船港通信等廣播、導(dǎo)航、船舶通信、飛行通信、船港通信等短波短波天波為主天波為主中遠(yuǎn)距離的廣播與通信等中遠(yuǎn)距離的廣播與通信等超短波超短波(米波米波)空間波空間波調(diào)頻廣播、電視、移動(dòng)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等調(diào)頻廣播、電視、移動(dòng)通信、雷達(dá)、導(dǎo)航等微微波波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波亞毫米波亞毫米波空間波空間波電視、雷達(dá)、衛(wèi)星通信、中繼通信等電視、雷達(dá)、衛(wèi)星通信、中繼通信等光波光波1.3、非線性電路的基本概念 非線性元器件非線性元器件 電子元器件按工作特性分為線性元器件和非線性電子元器件按工作特性分為線性元器件和非線性元器件兩種。非線性元器件和

17、線性元器件主要差別在于元器件兩種。非線性元器件和線性元器件主要差別在于其工作特性是非線性的，它的參數(shù)不是一個(gè)常數(shù)，它的其工作特性是非線性的，它的參數(shù)不是一個(gè)常數(shù)，它的參數(shù)和外加電壓或通過(guò)的電流大小有關(guān)。各種二極管、參數(shù)和外加電壓或通過(guò)的電流大小有關(guān)。各種二極管、晶體管等電子器件都是非線性器件，而常見(jiàn)的電阻器、晶體管等電子器件都是非線性器件，而常見(jiàn)的電阻器、平板電容和空心電感線圈等都是線性器件。圖平板電容和空心電感線圈等都是線性器件。圖1.3.1為線為線性與非線性電阻器件的伏安特性曲線。從圖可見(jiàn)線性電性與非線性電阻器件的伏安特性曲線。從圖可見(jiàn)線性電阻器件的伏安特性是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，即流過(guò)電

18、阻器件的伏安特性是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，即流過(guò)電阻器的電流阻器的電流i與加在電阻器兩端的電壓與加在電阻器兩端的電壓u成正比；而非線成正比；而非線性電阻器件的伏安特性是非線性的，即流過(guò)非線性電阻性電阻器件的伏安特性是非線性的，即流過(guò)非線性電阻器的電流器的電流i與加在電阻器兩端的電壓與加在電阻器兩端的電壓u不成正比。不成正比。1.3.1 線性與非線性電路線性與非線性電路1.2.1 線性與非線性電路線性與非線性電路 線性電路線性電路 全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件組成的電路組成的電路 非線性電路非線性電路 有一個(gè)以上非線性元器件組成的電路有一個(gè)以上非線性元器

19、件組成的電路 線性元件：線性元件： R、L、C 非線性元件：非線性元件： 二極管、三極管二極管、三極管.uiOUIuiOIQUQQ u i 非線性元件在正弦波作用下的波形非線性元件在正弦波作用下的波形uiOIQUQQuttiO線性線性非線性非線性1.3、非線性電路的基本概念 線性電路線性電路 全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件組成的電路，稱為線性電路。器件組成的電路，稱為線性電路。 非線性電路非線性電路 電路中只要含有一個(gè)元器件是非線性的或處于非電路中只要含有一個(gè)元器件是非線性的或處于非線性工作狀態(tài)，稱為非線性電路。但是當(dāng)作用在非線性線性工作狀態(tài)，稱為非線性電

20、路。但是當(dāng)作用在非線性器件上的信號(hào)很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)非線性器件近似器件上的信號(hào)很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)非線性器件近似處于線性工作狀態(tài)，可當(dāng)作線性器件。例如在模擬電子處于線性工作狀態(tài)，可當(dāng)作線性器件。例如在模擬電子技術(shù)中的晶體三級(jí)管放大器，在小信號(hào)作用下，在直流技術(shù)中的晶體三級(jí)管放大器，在小信號(hào)作用下，在直流工作點(diǎn)工作點(diǎn)Q處可近似作為線性器件，微變等效分析法，就處可近似作為線性器件，微變等效分析法，就是基于這一點(diǎn)為基礎(chǔ)的。是基于這一點(diǎn)為基礎(chǔ)的。1.3、非線性電路的基本概念 非線性電路的基本特點(diǎn)非線性電路的基本特點(diǎn)1）非線性電路能夠產(chǎn)生新的頻率分量，具）非線性電路能夠產(chǎn)生新的頻率分量，具有頻率有

21、頻率 變換作用；變換作用；2）非線性電路分析上不適用疊加定理；）非線性電路分析上不適用疊加定理；3）當(dāng)作用信號(hào)很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)，）當(dāng)作用信號(hào)很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)，非線性電路可近似按線性電路進(jìn)行分析。非線性電路可近似按線性電路進(jìn)行分析。 1.2.2 非線性電路的基本特點(diǎn)非線性電路的基本特點(diǎn)設(shè)設(shè) i = a u2當(dāng)當(dāng)u = u1 + u2則則 i = a (u12+ u22 + 2u1u2) i = a(U21mcos2 1t + U22mcos2 2t + 2U1mcos 1tU2mcos 2t)設(shè)設(shè) u1 = U1m cos 1tu2 = U2m cos 2t)2cos1(a11m22

22、1tU )2cos1(a22m221tU )cos()cos(a21212m1mttUU )a(2m21m221UU )2cos2cosa(22m211m221tUtU tUU)cos(a212m1m )cos(a212m1mtUU 1. 產(chǎn)生了新的頻率分量產(chǎn)生了新的頻率分量, 可變換頻率可變換頻率(混頻器混頻器);2. 迭加定理不再適用迭加定理不再適用;3. Q合適且信號(hào)小時(shí)合適且信號(hào)小時(shí),可按線性電路處理可按線性電路處理.1.4、本課程的主要內(nèi)容及特點(diǎn) 本課程主要是研究通信系統(tǒng)中共用的本課程主要是研究通信系統(tǒng)中共用的基本單元電路，其內(nèi)容包括高頻小信號(hào)放基本單元電路，其內(nèi)容包括高頻小信號(hào)放大

23、器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路、反饋控制電調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路、反饋控制電路等。除了高頻小信號(hào)放大器為線性電路，路等。除了高頻小信號(hào)放大器為線性電路，其余都屬于非線性電子線路。因此要注意其余都屬于非線性電子線路。因此要注意以下幾點(diǎn)：以下幾點(diǎn)： 1）非線性電子線路分析的復(fù)雜性；）非線性電子線路分析的復(fù)雜性； 2）非線性電子線路種類和電路形式）非線性電子線路種類和電路形式的多樣性；的多樣性； 3）非線性電子線路具有很強(qiáng)的實(shí)踐）非線性電子線路具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。性。 小 結(jié) 高頻電子線路的典型應(yīng)用是通信系統(tǒng)；高頻電子線路的典型應(yīng)用是通

24、信系統(tǒng)； 通信系統(tǒng)由發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備和傳輸媒通信系統(tǒng)由發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備和傳輸媒介三部分組成；介三部分組成； 電信號(hào)的發(fā)射與接收的關(guān)鍵是調(diào)制與解調(diào)；電信號(hào)的發(fā)射與接收的關(guān)鍵是調(diào)制與解調(diào)； 高放、混頻、本振、調(diào)制、解調(diào)等相關(guān)知高放、混頻、本振、調(diào)制、解調(diào)等相關(guān)知識(shí)是本課程要解決的問(wèn)題；識(shí)是本課程要解決的問(wèn)題； 了解無(wú)線電信號(hào)所具有的基本特點(diǎn)是必備了解無(wú)線電信號(hào)所具有的基本特點(diǎn)是必備的基本知識(shí)。的基本知識(shí)。 課堂練習(xí)一 1.如果廣播電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)頻如果廣播電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)頻率為率為 fcfIfLfffCLIfffICL=936KHz, 接收機(jī)中頻接收機(jī)中頻 =455KHz, 問(wèn)接收機(jī)本振頻率問(wèn)接收

25、機(jī)本振頻率問(wèn)多少？問(wèn)多少？解：解：936KHz455KHz1391KHz答：接收機(jī)本振頻率為答：接收機(jī)本振頻率為1391KHz。 課堂練習(xí)二2.如果高頻載波頻率為如果高頻載波頻率為150MHZ,問(wèn)問(wèn)/4天線應(yīng)天線應(yīng)長(zhǎng)？長(zhǎng)？ 解：解：頻率等于光速頻率等于光速C除以波長(zhǎng)除以波長(zhǎng),即即 C,則：則： C , 3 150 2(米米), /4240.5 (米米) 答：答：/4天線應(yīng)天線應(yīng)0.5米長(zhǎng)。米長(zhǎng)。108106 課堂練習(xí)三3. 中波廣播波段的波長(zhǎng)范圍為中波廣播波段的波長(zhǎng)范圍為187560米米,問(wèn)其問(wèn)其波率范圍為波率范圍為? 解：解：頻率頻率 等于光速等于光速C除以波長(zhǎng)除以波長(zhǎng),即即 C, 則：則：

26、 560米時(shí)，米時(shí)， 3 560536 KHz 187米時(shí)，米時(shí)， 3 1871604 KHz 答：波率范圍為答：波率范圍為536 KHz 1604 KHz。 108108左右，這就要求接收機(jī)對(duì)高頻信號(hào)的左右，這就要求接收機(jī)對(duì)高頻信號(hào)的放大能放大能力要達(dá)到幾千倍到力要達(dá)到幾千倍到10萬(wàn)倍左右。萬(wàn)倍左右。大作用，而且有選頻能力。選頻網(wǎng)絡(luò)可以大作用，而且有選頻能力。選頻網(wǎng)絡(luò)可以用用 LC 諧振回路組成，也可以由集中選頻濾波器諧振回路組成，也可以由集中選頻濾波器構(gòu)成。構(gòu)成。由集中選頻濾波器和寬帶放大器構(gòu)成的集由集中選頻濾波器和寬帶放大器構(gòu)成的集中選頻中選頻放大器，它具有選擇性好、性能穩(wěn)定、不放大器，

27、它具有選擇性好、性能穩(wěn)定、不需調(diào)整需調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代通信設(shè)備中得到廣泛等優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代通信設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用。.ISUOCjLjrCjLjrZIUSO)1)() 1 . 1 . 2()1(CLjrCLZ)2 . 1 . 2(CL1CrZRP1) 3 . 1 . 2(RPCL100LC10LCf210)4 . 1 . 2(rrLQC001rCLQ)5 . 1 . 2()6 . 1 . 2(RPCLQrCLRP)7 . 1 . 2(rCLjZRP110001rLjRP001jQRP002002000021jQzRP0122QRPZ02arctan QNoImage000000QQRP

28、ISUOffURIUjQjQPPS0002211ffQUUP011220ffQ02arctanUUP021BW7 . 0QfBW07.0U0UPUUP0U0UPBW1 . 0BW1 . 0BW1 . 0K1 . 0BWBWK7 . 01 . 01 . 0UUP0ffQUUP011220QfBW01 . 010K1 . 0RSRLRLRRSeRPRLReRSRLQQeReRSRLLCRQeeRSRLReRPQeQRSRLReQeN1N2nIIUUNNn122121RnIUIURLLnn22211)23. 1 . 2(N1N2L1L2RLL2nL1L2RLRnIUIURLLnn22211IIUUL

29、LLNNNMMn12212212212)24. 1 . 2()25. 1 . 2(RLRLC1C2RLRLRURULL2122C1C2RLRLRUURLL212)26. 1 . 2(UUn21CRL21CCCUCCCCCUU2111221211211CCCUUn12121RnRLL2LCf210e07 . 0QfBW95. 97 . 01 . 01 . 0BWBWK121100117 . 01 . 01 . 0nnBWBWKenQfBW017 . 012如果有如果有n級(jí)且各級(jí)諧振頻率相同級(jí)且各級(jí)諧振頻率相同,sfpf1121CL0101121CCCCL00101 . 0K廣泛的應(yīng)用。廣泛的應(yīng)用

30、。 振蕩器的種類很多，根據(jù)產(chǎn)生振振蕩器的種類很多，根據(jù)產(chǎn)生振蕩波蕩波形的不同，可分為正弦波振蕩器和非形的不同，可分為正弦波振蕩器和非正弦正弦波振器。波振器。 振蕩器在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中有著廣泛應(yīng)振蕩器在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中有著廣泛應(yīng)用，例如在通信設(shè)備中用來(lái)產(chǎn)生載波和本用，例如在通信設(shè)備中用來(lái)產(chǎn)生載波和本振信號(hào)，因此本章學(xué)習(xí)正弦波振蕩器。振信號(hào)，因此本章學(xué)習(xí)正弦波振蕩器。l反饋式振蕩器的工作原理lLC正弦波振蕩器l石英晶體振蕩器l壓控振蕩器1、組成與分類、組成與分類(1) 組成組成(2) 分類分類2、平衡條件與起振條件、平衡條件與起振條件（1）振蕩的建立過(guò)程當(dāng)接通電源時(shí)，回路內(nèi)的各種電擾動(dòng)信號(hào)經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選

31、頻后，將其中某一頻率的信號(hào)反饋到輸入端，再經(jīng)放大反饋放大反饋的循環(huán)，該信號(hào)的幅度不斷增大，振蕩由小到大建立起來(lái)。隨著信號(hào)振幅的增大，放大器將進(jìn)入非線性狀態(tài)，增益下降，當(dāng)反饋電壓正好等于輸入電壓時(shí)，振蕩幅度不再增大進(jìn)入平衡狀態(tài)。 2、平衡條件與起振條件、平衡條件與起振條件iOUAUifUFAUifUUFA振幅平衡條件振幅平衡條件：(2)平衡條件平衡條件為維持等幅振蕩所需滿足的條件因?yàn)?所以:又因?yàn)槠胶鈺r(shí)有:所以:因而可得:1OfUFU相位平衡條件相位平衡條件：AF1 A+F2n(n0,1,2,3,) 2、平衡條件與起振條件、平衡條件與起振條件（3）起振條件起振條件起振條件為了振蕩起來(lái)必需滿足的條

32、件 由振蕩的建立過(guò)程可知，為了使振蕩器能夠起振，起振之初反饋電壓Uf與輸入電壓Ui在相位上應(yīng)同相（即為正反饋）；在幅值上應(yīng)要求UfUi，即：A+F2n（n0 , 1 , 2，）AF13、穩(wěn)定條件、穩(wěn)定條件 平衡狀態(tài)有平衡狀態(tài)有穩(wěn)定平衡穩(wěn)定平衡和和不穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡，振蕩器工作時(shí)要處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。振蕩器工作時(shí)要處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。振幅穩(wěn)定條件振幅穩(wěn)定條件：AF與與Ui的變化方向相反。的變化方向相反。相位穩(wěn)定條件相位穩(wěn)定條件：相位與頻率的變化方向相反。：相位與頻率的變化方向相反。振蕩頻率的穩(wěn)定度=000fffff時(shí)間間隔/0maxff4、頻率準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度、頻率準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度（1）頻率準(zhǔn)確度絕對(duì)

33、頻率準(zhǔn)確度：相對(duì)頻率準(zhǔn)確度：fff0 （2）頻率穩(wěn)定度相位條件：相位條件：LCf2101、變壓器反饋式正弦波振蕩器、變壓器反饋式正弦波振蕩器起振條件：起振條件： 判斷判斷 Uf 和和 Ui 是否同是否同相，即判斷是否為正反饋相，即判斷是否為正反饋 振幅條件：振幅條件： 判斷環(huán)路增益是否大判斷環(huán)路增益是否大于于1 振蕩頻率：振蕩頻率：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易起振，輸出幅度大，調(diào)節(jié)方便。集電極調(diào)諧型電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)：缺點(diǎn)：頻率穩(wěn)定性差，適用于中、短波段，振蕩頻 率不是很高的場(chǎng)合。電路的三種形式電路的三種形式發(fā)射極調(diào)諧型基極調(diào)諧型2、三點(diǎn)式振蕩器、三點(diǎn)式振蕩器(1) 三點(diǎn)式振蕩器一般組成原則 三點(diǎn)式振蕩

34、器的一般形式如下圖所示。圖中放大器件采用晶體管，X1、X2、 X3三個(gè)電抗元件組成LC諧振回路，回路有三個(gè)引出點(diǎn)分別與晶體管的三個(gè)電極相連接使諧振回路既是晶體管的集電極負(fù)載，又是正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)，把這種電路稱為三點(diǎn)式振蕩器。 則三點(diǎn)式的一般組成原則為：一般形式I001212ofXXjXjXUU與發(fā)射極相連的X1與X2電抗性質(zhì)相同不與發(fā)射極相連的X3與X1（或X2）電抗性質(zhì)相反(1) 三點(diǎn)式振蕩器一般組成原則設(shè)回路諧振時(shí)有電流 在流動(dòng)，則有：（jX1+jX2+jX3)=0即：X1+X2+X3=0根據(jù)：得三點(diǎn)式的一般組成原則：一般形式(2) 電感三點(diǎn)式（電感三點(diǎn)式（Hartley，哈特萊電路）哈特萊

35、電路）LCf210of/UUF優(yōu)點(diǎn)：易起振，調(diào)節(jié)頻率基本不影響反饋系數(shù)。缺點(diǎn)：采用電感反饋，輸出波形差，諧波成份多。交流通路交流通路的基本形式：三極管三個(gè)電極分別與電感三個(gè)引出端相連，反饋電壓取自L2上。振蕩頻率：振蕩頻率：反饋系數(shù)：反饋系數(shù)：電路特點(diǎn)：電路特點(diǎn)：MLLL221其中：)/()(12MLML(3) 電容三點(diǎn)式（電容三點(diǎn)式（ Colpitts，考畢茲電路）考畢茲電路）LCf210of/UUF優(yōu)點(diǎn)：高次諧波成份小，波形好。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)頻率影響反饋系數(shù)，受三極管等效輸入電容和輸出電容影響。三極管三極分別與電容的三個(gè)引出端相連，反饋電壓取自C2上。交流通路交流通路的基本形式振蕩頻率振蕩頻率

36、：反饋系數(shù)反饋系數(shù)：電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)：2121CCCCC21/CC優(yōu)點(diǎn)：振蕩頻率和反饋系數(shù)互不影響。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)C3改變頻率時(shí)影響振幅。一般用于固頻振蕩器。3021LCf3、改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器、改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器交流通路交流通路的基本形式：(1) 克拉潑(Clapp)振蕩器電感L支路中串聯(lián)了小電容C3振蕩頻率振蕩頻率：電路特點(diǎn)電路特點(diǎn)：具有克拉潑振蕩器頻率和反饋系數(shù)獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn)，頻率基本上僅由C3和C4及L決定；調(diào)節(jié)C4時(shí)不影響電路增益，輸出幅度穩(wěn)定。)(21430CCLf(2) 西勒(Seiler)振蕩器交流通路交流通路的基本形式：在L兩端又并聯(lián)了一可調(diào)電容C4振蕩頻率振蕩頻率：電路特點(diǎn)

37、電路特點(diǎn)：(3) 晶體特點(diǎn) 振蕩頻率穩(wěn)定振動(dòng)的多諧性并聯(lián)負(fù)載電容激勵(lì)功率1、石英晶體及其特性(1) 結(jié)構(gòu)及外形(2) 符號(hào)及等效電路根據(jù)輸入信號(hào)的頻率不同，石英晶體具有串聯(lián)諧振特性和并聯(lián)諧振特性：qqs21CLfq0q0qp21CCCCLf2、串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率、串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率晶體的電抗頻率特性曲線等效為串聯(lián)諧振時(shí)的串聯(lián)諧振頻率等效為并聯(lián)諧振時(shí)的并聯(lián)諧振頻率0qs1CCf典型電路舉例：3、串聯(lián)型石英晶體振蕩器基本原理：晶體所在的正反饋支路發(fā)生串聯(lián)諧振， 使正反饋?zhàn)顝?qiáng)而滿足振蕩。圖（二）中晶體工作于本身串聯(lián)諧振點(diǎn)上。圖（一）中晶體和負(fù)載電容發(fā)生串聯(lián)諧振。4、并聯(lián)型晶體振蕩器幾

38、種電路形式（交流等效）： 晶體一般工作在 fs 和 fP 之間，在電路中等效一特殊電感。基本原理：皮爾斯(Pierce)電路密勒(Miller)電路分析：設(shè)晶體的基頻為1MHZ，為了獲得五次(5MHZ)泛音振蕩, LC諧振頻率在35MHZ之間。對(duì)于五次泛音頻率，LC呈容性，電路滿足振蕩條件，可以振蕩。而對(duì)于基頻和三次泛音，LC呈感性，電路不符合三點(diǎn)式組成原則，不能振蕩。5、泛音晶體振蕩器基本原理： 利用晶體的泛音振動(dòng)（泛音晶體）來(lái)實(shí)現(xiàn)。有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。一種并聯(lián)型泛音晶體振蕩器舉例：1、概述什么是壓控振蕩器？ 在許多高頻電路中,要求振蕩器的頻率是可以改變的,當(dāng)振蕩頻率可以隨外加控制電壓的變

39、化而變化的振蕩器，稱為壓控振蕩器（ Voltage Controlled Oscillator,簡(jiǎn)稱VCO)。壓控振蕩器的主要功能及用途： 實(shí)現(xiàn)電壓 頻率的變換，它在頻率調(diào)制、鎖相技術(shù)、電調(diào)諧等許多方面有著廣泛的應(yīng)用。壓控振蕩器的主要指標(biāo)壓控振蕩器的主要指標(biāo)(1) 頻率范圍VCO受控可變的最高頻率 max與最低頻率 min之差。則頻率覆蓋系數(shù)為可變的最高頻率與最低頻之比，ffKminmax即（2）線性度理想的VCO特性應(yīng)該是線性的，如圖所示。即 = o + Aouc式中uc為控制電壓， o是控制電壓為零時(shí) VCO 的固有振蕩頻率，A0壓控靈度。線性度表示了實(shí)際壓控特性相對(duì)于理想情況的偏離。（3

40、）壓控靈敏度A0 也稱為VCO的增益，它表示單位控制電壓所產(chǎn)生的頻率變化量，單位是Hz/V。它是鎖相環(huán)路中的一個(gè)重要參數(shù)。構(gòu)成VCO的一般方法 壓控振蕩器的構(gòu)成方法一般有兩種。一種是帶有諧振回路（如 L C 諧振回路）的振蕩器，用控制電壓來(lái)改變回路中電抗元件值的方法實(shí)現(xiàn)振蕩頻率控制；另一種是張弛振蕩器，也稱多諧振蕩器。2. 變?nèi)荻O管振蕩器 變?nèi)荻O管振蕩器是利用變?nèi)荻O管作為可變電容的諧振振蕩器。變?nèi)荻O管是在二極管的反相偏置條件下，勢(shì)壘電容隨外加電壓而變化的一種器件。變?nèi)荻O管的電路符號(hào)及變?nèi)萏匦郧€如圖所示。(a)為電路符號(hào)(b)為特性曲線2. 變?nèi)荻O管振蕩器 變?nèi)荻O管的結(jié)電容Cj與

41、外加電壓VD關(guān)系式：VD 0時(shí)，關(guān)系為VVCCBDnjj10式中VB二極管PN結(jié)的電位差，Cj0 是偏置為零，即當(dāng)VD 0 時(shí)的電容值，n是電容變?nèi)葜笖?shù)，與工藝有關(guān)2. 變?nèi)荻O管振蕩器壓控振蕩器的分析（1）LC壓控振蕩器 用變?nèi)荻O管代替克拉潑振蕩器中的與L串聯(lián)的小電容，就組成了LC壓控振蕩器，如圖所示。由于C1Cj,C1Cj,則振蕩頻率為式中CjCLfjosc21大小受變?nèi)荻O管反相電壓VD的控制，所以振蕩頻率 osc 就會(huì)受VD的控制。2. 變?nèi)荻O管振蕩器（2）分析方法 第一步：先將變?nèi)荻O管等效為一個(gè)可調(diào)的小電容，畫出高頻等效電路。 第二步：分析變?nèi)荻O管電路，即分析變?nèi)荻O管上的直

42、流反相偏置電壓和低頻交流控制電路。（3）電路實(shí)例 下圖是一個(gè)變?nèi)荻O管壓控振蕩器電路。圖（a）LC 壓控振蕩器電路，圖（b）為其交流等效電路。電路中，L1 、L2L1為高頻扼流圈，對(duì)高頻交流電可視開(kāi)路；C1、C2、C3為高頻旁路電容，對(duì)高頻交流短路。由此可畫出高頻等效電路如圖（b）所示。 若將電路中的變?nèi)荻O管看作一個(gè)與電感 L 串聯(lián)的小電容，則 可判斷它是一個(gè)克拉潑振蕩電路。 LC壓控振蕩電路及交流等效電路2. 變?nèi)荻O管振蕩器（4）變?nèi)荻O管直流偏置電路 變?nèi)荻O管直流偏置電路如圖（ a ）所示，回路中的電感均看作對(duì)直流短路。 因?yàn)閳D中 VA VB，可見(jiàn)變?nèi)莨芴幱诜聪嗥谩?對(duì)于 變?nèi)莨埽?/p>

43、低頻信號(hào)可將高頻通路中的電感線圈看作近似短路，電容近似看作開(kāi)路，得到低頻信號(hào)通路如圖（b）所示。F反饋式正弦波振蕩器主要由放大器、反饋網(wǎng)反饋式正弦波振蕩器主要由放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。有絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。有LC、RC和和晶體振蕩器。晶體振蕩器。F振蕩器必須滿足振蕩的平衡條件和起振條件振蕩器必須滿足振蕩的平衡條件和起振條件及平衡穩(wěn)定條件。及平衡穩(wěn)定條件。 F LC振蕩器分為變壓器反饋式、電容三點(diǎn)式和振蕩器分為變壓器反饋式、電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式。常見(jiàn)的有克拉潑振蕩器和西勒振電感三點(diǎn)式。常見(jiàn)的有克拉潑振蕩器和西勒振蕩器等。蕩器等。F 石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定性高。石英晶體

44、振石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定性高。石英晶體振蕩器有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。蕩器有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。F 壓控壓控振蕩器，簡(jiǎn)稱振蕩器，簡(jiǎn)稱VCO。是振蕩頻率隨外加。是振蕩頻率隨外加控制電壓變化而變化的振蕩器，可實(shí)現(xiàn)電壓控制電壓變化而變化的振蕩器，可實(shí)現(xiàn)電壓頻率的變換，它是頻率調(diào)制、鎖項(xiàng)技術(shù)、電調(diào)頻率的變換，它是頻率調(diào)制、鎖項(xiàng)技術(shù)、電調(diào)諧等不可缺少的電路。諧等不可缺少的電路。第4章 調(diào)幅、檢波與混頻v 調(diào)幅波的基本性質(zhì)v 調(diào)幅電路v 檢波器v 混頻器主要內(nèi)容：第4章 調(diào)幅、檢波與混頻 振幅的調(diào)制與解調(diào)、角度的調(diào)制與解調(diào)、混頻等電概述：路是高頻通信系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的基本模塊電路。它的功能是將輸入信號(hào)進(jìn)行頻譜變

45、換，以獲得所需頻譜輸出信號(hào)。因此，這些電路都屬于頻譜（或頻率）變換電路。 根據(jù)頻譜的不同特點(diǎn)，頻譜變換電路可分為線性變換和非線性變換兩大類。線性變換的作用是將輸入信號(hào)的頻譜進(jìn)行不失真地搬遷，如振幅的調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路等。非線性變換的作用是將輸入信號(hào)的頻譜進(jìn)行特定的變換，如角度的調(diào)制與解調(diào)電路等。 本章學(xué)習(xí)振幅的調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路等。4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形(1) 數(shù)學(xué)表達(dá)式載波信號(hào): uc(t)=Ucmcos(ct)=Ucmcos(2ct), 式中，uc(t)為載波的瞬時(shí)幅度，Ucm最大振幅，c 為載波角頻率，c為載波頻率, c2c。 調(diào)制信號(hào)：u(t)，

46、因?yàn)檎{(diào)幅波的振幅與調(diào)制信號(hào)成 正比，所以調(diào)幅波的振幅為： Um(t)=Ucm+kau(t)式中，ka 稱調(diào)制靈敏度。是由調(diào)制電路決定的比例常數(shù)。由于振幅調(diào)制后載波頻率保持不變，所以調(diào)幅波表示式為：uAM(t)=Um(t)cosct=Ucm+kau(t)cosct4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形(2) 單頻調(diào)制時(shí)的數(shù)學(xué)表達(dá)式當(dāng)調(diào)制信號(hào)為一單頻信號(hào)時(shí)，即u(t)=Umcost=Umcos2Ft式中，為調(diào)制信號(hào)角頻率，F(xiàn)為調(diào)制信號(hào)頻率，且有2 F，通常F c。由此可得uAM(t)=(Ucm+kacost)cosct=Ucm(1+macost)cosct其中UUkmcmmaama稱調(diào)

47、幅系數(shù)或調(diào)幅度，它表示載波振幅受調(diào)制信號(hào)控制的程度。4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形(a)調(diào)制信號(hào)；調(diào)制信號(hào)；(3) 單頻調(diào)制時(shí)的調(diào)幅波形：?jiǎn)晤l調(diào)制時(shí)的調(diào)幅波形：(b)載波信號(hào)；載波信號(hào)；(c) ma1。由圖可見(jiàn)，調(diào)幅波的最大振幅等由圖可見(jiàn)，調(diào)幅波的最大振幅等于于Ucm(1+ma)，最小振幅等于，最小振幅等于Ucm(1ma)，當(dāng)，當(dāng)ma=1時(shí)時(shí)最小振幅等于最小振幅等于零。若零。若ma 1，將會(huì)導(dǎo)致調(diào)，將會(huì)導(dǎo)致調(diào)幅波在一段時(shí)間內(nèi)振幅波在一段時(shí)間內(nèi)振幅為零，此時(shí)調(diào)幅波幅為零，此時(shí)調(diào)幅波將產(chǎn)生嚴(yán)重失真。為將產(chǎn)生嚴(yán)重失真。為了避免失真，要求了避免失真，要求ma小于等于小于等于1，即，

48、即ma14.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形 由圖還可看出，調(diào)幅波是一個(gè)高頻振蕩，但其振幅在載波振幅 Ucm上、下按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，因此調(diào)幅波攜帶了原調(diào)制信號(hào)的信息。通常把調(diào)幅波振幅變化規(guī)律，即Ucm(1+kaUmcost)稱為調(diào)幅波的包絡(luò)。由于調(diào)幅系數(shù) ma 與調(diào)制信號(hào)電壓振幅 Um 成正比，因此 Um 越大，ma 就越大，調(diào)幅波的變化也就越大。2、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)將單頻調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式按三角函數(shù)展開(kāi)，可得uAM(t)=Ucmcosct+UcmmaUcmcos(c+)t+ UcmmaUcmcos(c)t可見(jiàn),單頻調(diào)制的調(diào)幅波由三個(gè)高頻分量組成,除角

49、頻率為c的載波,還有c+ 和c兩個(gè)新頻率分量。載波分量的振幅為 c, 而兩個(gè)邊頻分量的振幅振幅maUcm/2。因因ma的最大值只能等于的最大值只能等于 1 ,所以邊頻所以邊頻振幅的最大值不會(huì)超過(guò)的最大值不會(huì)超過(guò)Ucm/2。2、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)2、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì) 從頻譜圖可見(jiàn),在調(diào)幅波中,載波并不含有任何有用信息,要傳送的信息只包含在邊頻之中。邊頻的振幅反映了調(diào)制信號(hào)幅度的大小,邊頻的頻率雖然屬于高頻范疇,但反映了調(diào)制信號(hào)的高低。 單頻調(diào)制的調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制信號(hào)頻率的兩倍,即 BW=2F 復(fù)雜信號(hào)調(diào)制的調(diào)幅波的最高頻率為c+Fmax,而最低

50、頻率為 c-F Fmax,因此頻帶寬度等于調(diào)制信號(hào)最高頻率的兩倍,即 BW=2Fmax。3、調(diào)幅波的功率關(guān)系4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)cPSSBPDSBPavP(2) 上(下)邊頻功率:(1) 載波功率:(4) 調(diào)幅信號(hào)總功率:(3) 上下邊頻總功率:L2cm21RUc2a4PmL2cma21)21(RUmc2a21PmSSB2Pc2a)211 (PmDSBcPP 4、雙邊帶調(diào)制與單邊帶調(diào)制4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)tUmtUmu)cos(21)cos(21ccmaccmaDSBtUmu)cos(21)(ccmaSSB上邊帶(1) 雙邊帶-抑制載波只傳送上下邊帶(2) 單邊帶-抑制載波和其中一個(gè)邊帶4

51、.2 調(diào)幅電路1、調(diào)幅電路的類別2、基極調(diào)幅電路（欠壓狀態(tài)）4.2 調(diào)幅電路)()(BB0BBtuVtV(2) 電路及波形(1) 基本原理用調(diào)制信號(hào)控制丙類諧振功放的基極偏壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。用調(diào)制信號(hào)控制丙類諧振功放的集電極電壓，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。4.2 調(diào)幅電路)()(CC0CCtuVtV3、集電極調(diào)幅電路（過(guò)壓狀態(tài)）(1) 基本原理(2) 電路及波形作用：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)相乘。4.2 調(diào)幅電路YXMOuuKu 4、模擬乘法器調(diào)幅電路(1) 模擬乘法器簡(jiǎn)介(2) 調(diào)幅電路符號(hào)：N模擬乘法器調(diào)幅電路實(shí)例4.2 調(diào)幅電路5、二極管平衡調(diào)幅電路(1) 電路組成原理(2) 電路工作原理i二極管平衡調(diào)幅電

52、路工作原理 分析如下：tUtucos)(m2121101ububbi設(shè) 上式是在忽略高次方項(xiàng)后得出的，可見(jiàn)含有頻率分量F、fcF ，只要在輸出端用一中心頻率為fc 、帶寬為2F的帶通濾波器，就可以取出分量 fcF ，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)制。有：tUtuccmccos)(c1uuu其中2222102ububbittUUbtUbR)cos()cos(cos2ccmcm2m1c2uuuRiiu)(:21o則)2(2c21uububR4.3 檢波器(3) 分類1、檢波器概述(1) 作用(2) 實(shí)質(zhì)從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出原調(diào)制信號(hào)檢波器實(shí)際上是一種頻譜搬移電路2、大信號(hào)包絡(luò)檢波器4.3 檢波器(1) 電路組成(2

53、) 工作原理4.3 檢波器amax2aLL21mFmCR3、大信號(hào)包絡(luò)檢波器的惰性失真 RL CL過(guò)大使二極管在截止期間CL的放電速度太慢，以致跟不上調(diào)幅波包絡(luò)的下降速度 ，出現(xiàn)如圖所示的失真現(xiàn)象。(1) 形成原因(2) 波形現(xiàn)象(3) 避免條件相當(dāng)于給V加了一額外的反偏電壓，當(dāng)RL比Ri2大得多的情況下，URL就很大使得輸入調(diào)幅波包絡(luò)的大小在某個(gè)時(shí)段小于URL，導(dǎo)致V在這段時(shí)間截止，產(chǎn)生非線性失真。其底部被切去，形成“負(fù)峰切割失真”。4.3 檢波器im2iLLRLURRRU4、大信號(hào)包絡(luò)檢波器的負(fù)峰切割失真圖中：波形：也就是說(shuō)，負(fù)峰切割失真本質(zhì)上是由于檢波器交、直流負(fù)載不等而引起，為此可采用

54、如圖的措施來(lái)減小交直流負(fù)載的差別。4.3 檢波器)1 (aimmU)(L（直流負(fù)載交流負(fù)載）RRLR5、克服負(fù)峰切割失真的方法為了避免負(fù)峰切割失真，必須因而：im2iLLRLURRRU2iL2iaRRRmLL2i/RRRR2L1LRR2i2L1L/ RRR分析可知其中含有頻率分量0、F、2fc、(2fcF) 用一低通濾波器后再隔直便得到低頻調(diào)制信號(hào)。4.3 檢波器tUtucrmrcos)()()()(riMztutuKtu6、同步檢波器(1) 電路特點(diǎn) 對(duì)AM、DSB、SSB等調(diào)幅波均適用。 工作時(shí)需要有一同步參考信號(hào)(與載波同頻同相)。(2) 同步檢波原理設(shè)：則：ttmUcaimcos)co

55、s1 ()(ituttmUUKc2acmimMcos)cos1 (U同步檢波器應(yīng)用電路：原理：調(diào)幅信號(hào)ui(t) 加到1腳，同步信號(hào)ur(t) 加到8腳。檢波輸出信號(hào)從9腳輸出，經(jīng)過(guò)型低通濾波器濾除高頻分量，最后由隔直電容去除直流后，得到所需的低頻輸出信號(hào)uo(t)。4.4 混頻器 變頻是指將高頻已調(diào)波經(jīng)過(guò)頻率變換，變?yōu)楣潭ㄖ蓄l已調(diào)波。ttmUtuIaImIcos)cos1 ()(1、變頻器的作用(1) 文字描述(2) 框圖描述(3) 表達(dá)式描述ttmUtucacmAMcos)cos1 ()(5) 頻譜描述4.4 混頻器1、變頻器的作用(4) 波形描述4.4 混頻器經(jīng)帶通后取出差頻分量，即得到

56、中頻信號(hào)，其中頻電流為：tUtuttmUtuLLmLcasmscos)(cos)cos1 ()(2Ls2Ls10)()(uubuubbi), 2 , 1 , 0,(cLKqpsFqfpffttmUUbtiIaLmsm2Icos)cos1 ()(2、混頻的基本原理設(shè)：根據(jù)非線性器件的冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式：代入兩信號(hào)分析可得其中含有頻率分量：失真：輸出中頻信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號(hào)的不同干擾：混頻器產(chǎn)生的大量不需要的組合頻率分量4.4 混頻器)dB(lg20smImucUUA3、主要性能指標(biāo)(1) 混頻增益(2) 選擇性要求選頻網(wǎng)絡(luò)的選擇性好,矩形系數(shù)接近于1。(3) 失真與干擾4、混頻電路模擬乘法器混頻器

57、4.4 混頻器)(ztu)(Itu分析如下：經(jīng)中心頻率為fI ，帶寬為2F的帶通濾波器濾波后，得：)()(LsMtutuKttmUUK)cos()cos1 (21cLaLmsmMttmUUK)cos()cos1 (21cLaLmsmMttmUIaImcos)cos1 (ttmUUK)cos()cos1 (21cLaLmsmM4、混頻電路二極管平衡混頻4.4 混頻器Riiu)(21OtUURbu)cos(2cLLmsm2I分析如下：帶通后得：ttUUbtUbR)cos()cos(cos2cLcLLmsm2csm1)2(2Ls2s1uububR4、混頻電路三極管混頻(1) 基本原理利用三極管ic和

58、uBE的非線性來(lái)進(jìn)行頻率變換(2) 幾種基本形式4.4 混頻器5、混頻干擾(1) 組合頻率干擾混頻器本身的組合頻率中無(wú)用頻率分量所引起的干擾(2) 副波道干擾由于接收機(jī)前端選擇性不好,外界干擾信號(hào)竄入而引起的干擾(最強(qiáng)兩個(gè):中頻干擾和鏡像干擾)(3) 交叉調(diào)制干擾在有用中頻信號(hào)的包絡(luò)上疊加了干擾信號(hào)的包絡(luò)而引起(4) 互調(diào)干擾干擾信號(hào)之間彼此混頻而產(chǎn)生接近中頻的信號(hào)而引起4.4 混頻器!本章小結(jié)：& 調(diào)幅有普通調(diào)幅和抑制載波調(diào)幅，普通調(diào)幅波的包絡(luò)反映了調(diào)制信號(hào)變化的規(guī)律。& 調(diào)幅電路可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅，它們各自具有不同的特點(diǎn)，因此分別適用于不同的場(chǎng)合。& 檢波

59、器有包絡(luò)檢波和同步檢波兩大類。包絡(luò)檢波器只可解調(diào)普通調(diào)幅波，同步檢波器可解調(diào)各種調(diào)幅波。包絡(luò)檢波器存在惰性失真和負(fù)峰切割失真。& 常用混頻器有模擬乘法器混頻器、二極管混頻器、三極管混頻器?；祛l器輸出中存在混頻干擾。第第5章章 調(diào)角與解調(diào)調(diào)角與解調(diào)n調(diào)角波的基本性質(zhì)n調(diào)頻波n調(diào)相波n調(diào)頻電路n直接調(diào)頻n間接調(diào)頻n鑒頻器n斜率鑒頻n相位鑒頻內(nèi)內(nèi)容容提提要要5.1 調(diào)角波的基本性質(zhì)n調(diào)頻波n數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏n波形n調(diào)相波n數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏n波形n調(diào)角波的頻譜與帶寬n單頻調(diào)制時(shí)調(diào)頻波與調(diào)相波的比較調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏n瞬時(shí)頻率：n頻偏：n最大頻偏：n瞬時(shí)相位：n相偏：n最大

60、相偏：n表達(dá)式：)()(fctuKt)()(ftuKt maxfm)(tuKdttuKttt)()(0f0cdttuKtt)()(0fmax0fm)(tdttuK)(cos()(cos)(0fccmcmFMdttuKtUtUtut調(diào)頻波的波形示意：調(diào)頻波的波形示意：調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏n瞬時(shí)相位：n相偏：n最大相偏：n瞬時(shí)頻率：n頻偏：n最大頻偏：n表達(dá)式：)()(p0ctuKtt)()(ptuKt maxp)(tuKmdttduKdttdt/ )(/ )()(pcdttduKt/ )()(pmaxpm/ )(dttduK)(cos()(P0ccmPMtuKtUtu調(diào)相波的波形示意調(diào)相波的波形示意調(diào)角波的頻譜與帶寬