通信電子線路于洪珍版-前七章

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 一個完整的通信系統(tǒng)應(yīng)包括信息源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備和收信裝置五部分。 無線電的傳播方式主要有 繞射（地波）傳播，折射和反射（天波）傳播以及散射傳播，直線傳播等，決定傳播方式和傳播特性的關(guān)鍵因素是無線電信號的頻率。繞射：頻率越高，損耗越嚴(yán)重，傳播的距離越短，因此頻率較高的電磁波不宜采用繞射方式傳播，通常只有中長波范圍的信號才采用繞射方式傳播。電離層能反射電波，也能吸收電波，但對頻率較高的電波吸收的很少，短波，無線電波是利用電離層反射的最佳波段。 只有當(dāng)天線的尺寸大到可以與信號波長相比擬時，天線才具有較高的輻射效率。這也是為什么把低頻的調(diào)制信號調(diào)制到較高的載

2、頻上的原因之一。 調(diào)制使幅度變化的稱調(diào)幅，是頻率變化的稱調(diào)頻，使相位變化的稱調(diào)相。 解調(diào)就是在接收信號的一方，從收到的已調(diào)信號中把調(diào)制信號恢復(fù)出來。調(diào)幅波的解調(diào)稱檢波，調(diào)頻波的解調(diào)叫鑒頻。第二章 小信號調(diào)諧放大器是一種最常見的選頻放大器，即有選擇地對某一頻率的信號進(jìn)行放大的放大器。它是構(gòu)成無線電通信設(shè)備的主要電路，其作用是放大信道中的高頻小信號。所謂調(diào)諧，主要是指放大器的集電極負(fù)載為調(diào)諧回路。 調(diào)諧放大器主要由放大器和調(diào)諧回路兩部分組成。因此，調(diào)諧放大器不僅有放大作用，還有選頻作用。其選頻性能通常用通頻帶和選擇性兩個指標(biāo)衡量。 小信號調(diào)諧放大器的主要指標(biāo)要求是：有足夠的增益，滿足通頻帶和選擇性

3、要求，工作穩(wěn)定等。 并聯(lián)諧振回路 （ 稱為諧振回路的特性阻抗） 并聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)是由回路諧振電阻與特性阻抗的比值定義的，即回路的越大，值越大，阻抗特性曲線越尖銳；反之，越小，值越小，阻抗特性曲線越平坦。在諧振點處，電壓幅值最大，當(dāng)時，回路呈現(xiàn)感性，電壓超前電流一個相角，電壓幅值減小。當(dāng)時，回路呈現(xiàn)容性，電壓滯后電流一個相角，電壓幅值也減小。 諧振回路的諧振曲線分析 =對于同樣頻偏 ，越大，值越小，諧振曲線越尖銳一個無線電信號占有一定的頻帶寬度，無線電信號通過諧振回路不失真的條件是：諧振回路的幅頻特性是一常數(shù)，相頻特性正比于角頻率。在無線電技術(shù)中，常把從1下降到（以dB表示，從0下降到-3

4、dB）處的兩個頻率和的范圍叫做通頻帶，以符號B或 2表示。即回路的通頻帶為 選擇性是諧振回路的另一個重要指標(biāo)，它表示回路對通頻帶以外干擾信號的抑制能力。Q越高選擇性越好，但通頻帶越窄。 負(fù)載和信號源內(nèi)阻對諧振回路的影響把沒有接信號源內(nèi)阻和負(fù)載時回路本身的Q值叫做無載或者空載Q值，以表示。把計入信號源內(nèi)阻和負(fù)載時的Q值叫做有載Q值，以表示?；芈凡⒙?lián)接入的,越小，較下降的越多。下降，通頻帶加寬，選擇性變差 接入系數(shù)的概念接入系數(shù) 阻抗 晶體管高頻等效電路及頻率參數(shù)按照晶體管實際使用時工作頻率的高低分為高頻管和低頻管，晶體管在高頻工作時，頻率越高，電流放大系數(shù)越小。高頻晶體管的分析常用到兩種等效電路

5、：混合型等效電路與Y參數(shù)等效電路。 晶體管高頻放大能力及頻率參數(shù)晶體管在高頻情況下的放大能力隨頻率的增高而下降。截止頻率，是下降到0.707時的頻率；特征頻率,是下降到1時的頻率。截止頻率，是下降到0.707時的頻率； 隨變化的特點如下：1） 當(dāng) ff 時（實際上即可），此時=，這時不隨變化，即相當(dāng)于低頻的情況。2） 當(dāng)?shù)母浇_始隨增加而下降，當(dāng)時，降到的70.7.3） 當(dāng) ff時（實際上即可）：或式中. 晶體管內(nèi)部反饋的有害影響1） 放大器調(diào)試?yán)щy；2）放大器工作不穩(wěn)定解決辦法：1） 從晶體管本身想辦法，使反向傳輸導(dǎo)納減??；2） 在電路上想辦法，把的作用抵消或減小。也就是說，從電路上設(shè)法消

6、除晶體管的反向作用，使它變?yōu)閱蜗蚧?。單向化的方法有兩種，即中和法和失配法。第三章 高頻調(diào)諧功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它是將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換為高頻交流輸出。通信中應(yīng)用的高頻功率放大器，按其工作頻帶劃分為窄帶和寬帶兩種。窄帶高頻功率放大器通常以諧振電路作為輸出回路，故又稱調(diào)諧功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。 高頻調(diào)諧功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要部件，它也是一種諧振電路作負(fù)載的放大器。 高頻調(diào)諧功率放大器與小信號調(diào)諧放大器的主要區(qū)別： 小信號調(diào)諧放大器1) 小信號調(diào)諧放大器的輸入信號很小，在微伏到毫伏數(shù)量級，晶

7、體管工作于線性區(qū)域；2) 它的功率很小，但通過阻抗匹配，可以獲得很大的功率增益（30-40dB)；3) 小信號放大器一般工作在甲類狀態(tài)，效率較低。 調(diào)諧功率放大器1）調(diào)諧功率放大器的輸入信號要大得多，為幾百毫伏到幾伏，晶體管工作延伸到非線性區(qū)域-截止和飽和區(qū)2）這種放大器的輸出功率大，以滿足天線發(fā)射或其他負(fù)載的要求3）一般工作在丙類，效率較高。4、高頻功率放大器因工作于非線性區(qū)域，用解析法分析較困難，故工程上普遍采用近似的分析方法-折線法來分析其工作原理和工作狀態(tài)。 L，C組成并聯(lián)諧振回路，作為集電極負(fù)載，這個回路叫做槽路。 當(dāng)導(dǎo)通角時，表明管子整個周期全導(dǎo)通，叫做放大器工作在甲類；當(dāng)時，表明

8、管子半個周期導(dǎo)通，叫做放大器工作在乙類；當(dāng)時，表明管子導(dǎo)通不到半個周期，叫做放大器工作在丙類。 槽路電壓幅值： 調(diào)諧功率放大器有如下五種功率需要考慮：電源供給的直流功率；通過晶體管轉(zhuǎn)換的交流功率，即晶體管集電極輸出的交流功率；通過槽路送給負(fù)載的交流功率，即上得到的功率；晶體管在能量轉(zhuǎn)換過程中的損耗功率，即晶體管損耗功率；槽路損耗功率. 是集電極基波電壓幅值與直流電源電壓之比，稱為集電極電壓利用系數(shù)。 根據(jù)調(diào)諧功率放大器在工作時是否進(jìn)入飽和區(qū)，可將放大器分為欠壓、過壓和臨界三種狀態(tài)。 工作狀態(tài)的判別方法根據(jù)管子集電極電壓最低點的大小，可判斷放大器工作在什么狀態(tài)當(dāng)，欠壓工作狀態(tài)；當(dāng)，臨界工作狀態(tài)；

9、當(dāng)，過壓工作狀態(tài)。 、和變化對放大器工作狀態(tài)的影響1） 變化對放大器工作狀態(tài)的影響-調(diào)諧功放的負(fù)載特性在臨界狀態(tài)，輸出功率最大，集電極效率也較高。這時候的放大器工作在最佳狀態(tài)。因此，放大器工作在臨界狀態(tài)的等效電阻，就是放大器阻抗匹配的最佳電阻。欠壓狀態(tài)時，電流基本不隨變化，放大器可視為恒流源；臨界狀態(tài)時，放大器輸出功率最大，效率也較高，這時候放大器工作在最佳狀態(tài)；過壓狀態(tài)時，當(dāng)在弱過壓狀態(tài)，輸出電壓基本不隨變化，放大器可視為恒壓源。2） 變化對放大器工作狀態(tài)的影響-集電極調(diào)制特性只有在過壓狀態(tài)對才能有較大的控制作用，所以集電極調(diào)幅應(yīng)工作在過壓狀態(tài)。3） 變化對放大器工作狀態(tài)的影響-基極調(diào)制特性

10、在欠壓區(qū)，高頻振幅基本隨呈線性變化，對有較強的控制作用，這就是基極調(diào)幅的工作原理。4） 變化對放大器工作狀態(tài)的影響-振幅特性 （輸入匹配電路）的作用是實現(xiàn)信號源輸出阻抗與放大器輸入阻抗之間的匹配，以期獲得最大的激勵功率。（輸出匹配電路）的作用是將負(fù)載變換為放大器所需的最佳負(fù)載電阻，以保證放大器輸出功率最大。 由調(diào)諧功率放大器的負(fù)載特性知道，放大器工作在（臨壓狀態(tài)）輸出功率最大，功率也較高。因此，放大器工作在臨界狀態(tài)的等效電阻，就是放大器阻抗匹配所需的最佳負(fù)載電阻，以表示。 倍頻器是一種將輸入信號頻率成整數(shù)倍增加的電路。主要用于甚高頻無線電發(fā)射機或其他電子設(shè)備的中間級。采用倍頻器的原因：1）降低

11、設(shè)備的主振頻率；2） 對于調(diào)相或調(diào)頻發(fā)射機，利用倍頻器可增加調(diào)制度，就可以加大相移或頻移；3） 利用倍頻器擴展發(fā)射機輸出級的工作波段；倍頻器按工作原理分為兩大類：（參數(shù)倍頻器）和（丙類倍頻器） 最佳導(dǎo)通角與倍頻次數(shù)n的關(guān)系 第四章 振蕩器是指在沒有外加信號作用下的一種自動將（直流電源）的能量變換為一定波形的（交流振蕩）能量的裝置。 從采用的分析方法和振蕩器的特性來看，可以把振蕩器分為（反饋式振蕩器)和（負(fù)阻式振蕩器）兩大類；根據(jù)所產(chǎn)生的波形，又可以把振蕩器分為（正弦波振蕩器）和（非正弦波振蕩器）。正弦波振蕩器可分為LC振蕩器、RC振蕩器和晶體振蕩器等類型。其中LC振蕩器和晶體振蕩器用于產(chǎn)生高頻

12、正弦波，RC振蕩器用于產(chǎn)生低頻正弦波。 滿足振蕩的(振幅平衡)條件為：KF=1 自激振蕩(平衡）條件為： 起振條件是指為產(chǎn)生自激振蕩所需K、F的乘積最小值，滿足KF1 對兩種三點式振蕩器電路電路進(jìn)行比較：電容三點振蕩器反饋電壓,而電容對高次諧波呈低阻抗，濾除諧波電流能力強，振蕩波形更接近于正弦波。電感三點式振蕩電路反饋電壓取自反饋電感,對高次諧波呈現(xiàn)高阻抗，不易濾去高次諧波，輸出電壓波形不好，振蕩頻率不是很高。6、 三點式電路相位平衡條件的準(zhǔn)則是：1）和性質(zhì)相同； 2）和，性質(zhì)相反。第五章 模擬調(diào)制的分類 調(diào)幅 調(diào)頻 調(diào)相 調(diào)制，解調(diào)過程就是將低頻信號搬移到高頻段或從高頻段搬移到低頻段的過程。

13、完成調(diào)制過程的裝置叫調(diào)制器，解調(diào)過程是調(diào)制的逆過程，在收信端，實現(xiàn)解調(diào)的裝置叫解調(diào)器。調(diào)制器和解調(diào)器必須由非線性元器件夠成，它們可以是二極管或工作在非線性區(qū)域的三極管。 調(diào)幅波有普通調(diào)幅波AM，抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波DSB/SC-AM，和抑制載波的單邊帶調(diào)幅波SSB/SC-AM。 已調(diào)撥的表達(dá)式U=U(t)cost=U(1+mcost)cost m=k m稱為調(diào)幅指數(shù)或調(diào)幅度， 它表示載波振幅受調(diào)制信號控制的程度，一般情況下k=1，由于調(diào)幅指數(shù)m與調(diào)制電壓的振幅成正比，即U越大，m越大，調(diào)幅波幅度變化越大，m小于或等于1.如果m1,調(diào)幅波產(chǎn)生失真，這種情況稱為過調(diào)幅。 調(diào)幅的過程就是在頻譜上將

14、低頻調(diào)制信號搬移到高頻載波分量兩側(cè)的過程。載波頻率分量的振幅為U，兩個變頻分量的振幅為mU 調(diào)制的過程實質(zhì)上是頻譜搬移的而過程。AM BSB SSB 變頻器都是頻譜的線性搬移過程，角度調(diào)制(FM PM)不是頻譜的線性搬移。 單頻調(diào)制時，其調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制信號頻譜的兩倍。即B=2F.多頻調(diào)制時，總的頻帶寬度為最高調(diào)制頻率的二倍，即B=2F 調(diào)幅波的功率如果將調(diào)幅波電壓加于負(fù)載電阻R上，則負(fù)載電阻吸收的功率為各項爭先分量單獨作用時功率之和。包括三個部分：載波分量功率 P= 上邊頻分量功率 下邊頻分量功率都等于 P=P=P因此，調(diào)幅波在調(diào)制信號一個周期內(nèi)的平均功率為P=P+P+P=(1+)P

15、抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波DSB/SC-AMU(t)=AUUDSB/SC-AM調(diào)制信號有如下特點1) DSB/SC-AM信號的幅值仍隨調(diào)制信號而變化,但與普通調(diào)幅波不同, DSB/SC-AM的包絡(luò)不再反應(yīng)調(diào)制信號的形狀,仍保持調(diào)幅波頻譜搬移的特征.2) 在調(diào)制信號的正負(fù)半周,載波的相位反相,即高頻振蕩的相位在U(t)=0瞬間有的突變.3) 對DSB/SC-AM調(diào)制,信號仍集中在載頻附近,所占頻帶為B=2F 在通信和廣播電視中應(yīng)用殘留邊帶調(diào)制技術(shù). 振幅調(diào)制的方法按功率電平的高低分為高電平調(diào)制電路和低電平調(diào)制電路. 低電平調(diào)制電路可采用集成高頻放大器產(chǎn)生調(diào)幅波,也可利用模擬乘法器產(chǎn)生調(diào)幅波. 基極調(diào)

16、幅電路放大器應(yīng)工作在欠壓狀態(tài) 由于多種原因,基極調(diào)幅會出現(xiàn)一定的失真,失真現(xiàn)象大致有兩種,波谷變平 波腹變平. 集電極調(diào)幅放大器最大工作點設(shè)計在臨界狀態(tài),那么便可保證其余時間都處于過壓狀態(tài). 非相干解調(diào)有兩種方式,即小信號平方律檢波,和大信號包絡(luò)檢波. 小信號平方律檢波 檢波原理 檢波二極管由于輸入特性曲線的非線性,調(diào)幅波的正負(fù)半周所引起的電流變化不同,正半周時電流上升的多而負(fù)半周時電流下降的的少,這就使對稱的電壓調(diào)幅波變成不對稱的電流.如果取載波電流周期平均值,并繪出曲線,就可明顯看出電流中除高頻外,還含有直流和低頻成分.其中高頻成分被C旁路，故在R上高頻電壓甚少，主要是低頻和直流電壓。低頻

17、就是檢出的調(diào)制信號，它通過C隔直輸出。 大信號峰值包絡(luò)檢波器 普通二極管(整流二極管) 調(diào)頻電路中的二極管是受容二極管 檢波輸出可能產(chǎn)生三種失真：由于檢波二極管伏安特性彎曲引起的失真；由于濾波電容放電慢引起的失真，叫對角線失真；由于輸出耦合電容上所充的直流電壓引起的失真，叫割底失真。第六章 在調(diào)制中，載波信號的頻率隨調(diào)制信號而變，稱為頻率調(diào)制或調(diào)頻，F(xiàn)M ；載波信號的相位隨調(diào)制信號而變，稱為相位調(diào)制或調(diào)相 PM 調(diào)頻及數(shù)學(xué)表達(dá)式 m= 調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù) 它是最大頻偏與調(diào)制信號角頻率之比，m值可以大于1（這與調(diào)幅波不同，調(diào)幅指數(shù)m總是小于等于1）所以調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表達(dá)式為U（t）=Ucos(t+m

18、sin+) 調(diào)相及數(shù)學(xué)表達(dá)式調(diào)相指數(shù)m=KU U(t)=Ucos(t+mcos)調(diào)頻信號 調(diào)相信號 比較最大頻偏 =m (=m.F) . 最大相移 m= m=KU數(shù)學(xué)表達(dá)式 U（t）=Ucos(t+msin+) U(t)=Ucos(t+mcos) 調(diào)頻波的頻譜有效寬度（頻帶寬度）為 B2（m+1）F 因為 m=,所以B 只適用于m1 即寬度調(diào)頻 當(dāng)m1時叫窄帶調(diào)頻 ， 頻譜寬度為B 調(diào)頻波和調(diào)相波的平均功率與調(diào)幅波一樣，也為載波功率和各邊頻功率之和。由于調(diào)頻和調(diào)相的幅度不變，所以調(diào)角波在調(diào)制后總的功率不變，只是將原來載波功率中的一部分轉(zhuǎn)入邊頻中去。所以載波成分的系數(shù)J(m)小于1，表示載波功率減