通信電子電路總復習

1、1.1 通信系統(tǒng)的組成1.2 通信系統(tǒng)中信號的頻譜表示法1.3 無線通信系統(tǒng)中的信道1.4 數(shù)字通信系統(tǒng)1.5 現(xiàn)代通信系統(tǒng)1.1 通信系統(tǒng)的組成1.傳輸距離：信號從發(fā)送端到達接收端并能被可靠接收的傳輸距離：信號從發(fā)送端到達接收端并能被可靠接收的最大距離。最大距離。 影響因素：影響因素： 發(fā)送端的信號功率、信號通過信道的損耗、信號發(fā)送端的信號功率、信號通過信道的損耗、信號通過信道混入的各種形式的干擾和噪聲及接收機通過信道混入的各種形式的干擾和噪聲及接收機的接收靈敏度等。的接收靈敏度等。2.通信容量通信容量一個信道能夠同時傳送獨立信號的路數(shù)。一個信道能夠同時傳送獨立信號的路數(shù)。3.信號失真度信號

2、失真度接收設備輸出信號不同接收設備輸出信號不同(失真失真)于發(fā)送端于發(fā)送端基帶信號的程度基帶信號的程度 影響因素：信道、信號處理電路等特性影響因素：信道、信號處理電路等特性4.抗干擾能力抗干擾能力5信源編碼信道編碼信道接收機輸入模擬信號發(fā)射機信道解碼信源解碼輸出模擬信號數(shù)字串聯(lián)、并聯(lián)諧振回路參數(shù)比較串聯(lián)、并聯(lián)諧振回路參數(shù)比較)1 (jRZ)1 (jgYp)()/(00HzQfsradQB)()/(00HzQfsradQBppgCLgQ0001CRRLQ0001)1(100LCggBpp)1(100CLRRX211)(fN211)(fNLCfLC21,100LCfLC21,100991 . 0K

3、991 . 0KarctanarctanLsppLggggQQ0LsLRRRRQQ011串、并聯(lián)阻抗的等效互換串、并聯(lián)阻抗的等效互換)1 ()1 (112222QXXQRRQXXQRRSPSPPSPS等效原則：等效等效原則：等效互換前后阻抗相等?；Q前后阻抗相等?；芈烦轭^時阻抗的變化關(guān)系回路抽頭時阻抗的變化關(guān)系 Is C Rs a b + Vab L1 L2 d + Vab Is Rs d b C Vdb L1+L2 dbabVVP 接入系數(shù)接入系數(shù)P P：定義為：定義為抽抽頭點電壓與端電壓的比，頭點電壓與端電壓的比，即：即：等效原則：變換前后功率相等等效原則：變換前后功率相等當抽頭改變時當抽

4、頭改變時,p,p值改變值改變, ,可以改變回路在可以改變回路在dbdb兩端的等效阻抗兩端的等效阻抗回路抽頭時阻抗的變化關(guān)系回路抽頭時阻抗的變化關(guān)系抽頭變換電路有電感式和電容式兩種，抽抽頭變換電路有電感式和電容式兩種，抽頭電路又稱為部分接入式電路。頭電路又稱為部分接入式電路。1、電感式抽頭電路、電感式抽頭電路如右上圖所示，接入系數(shù)為如右上圖所示，接入系數(shù)為2、電容式抽頭電路、電容式抽頭電路如右下圖所示，接入系數(shù)為如右下圖所示，接入系數(shù)為LLLLLP12112121CCCCCP2121CCCCC，其中15插入損耗由于回路有諧振電阻由于回路有諧振電阻Rp存在，它存在，它會消耗功率因此信號源送來的功會

5、消耗功率因此信號源送來的功率不能全部送給負載率不能全部送給負載RL，有一部，有一部分功率被回路電導分功率被回路電導gp所消耗了。所消耗了?；芈繁旧硪鸬膿p耗，稱為插入回路本身引起的損耗，稱為插入損耗，用損耗，用Kl表示。表示。CgsgLLVIsgp右圖是考慮信號源內(nèi)阻、負載電阻和回路損耗的并聯(lián)電路。右圖是考慮信號源內(nèi)阻、負載電阻和回路損耗的并聯(lián)電路。11PPKl損耗時的輸出功率回路率回路無損耗時的輸出功有插入損耗2Lpsp2pLsLs2Ls2pLs11111ggggggggg)gg()ggg(PPKl20L1111QQPPKl耦合回路耦合回路21MM2M1M)(CCCCCCCCK電感耦合回路電

6、感耦合回路電容耦合回路電容耦合回路12MkL L=反射阻抗2222222221222222222111222222222222222222222221)( -)()( -)()(XXRMXRXRMRjXRXXRMjRXRMjXRMZfffff222f1ZMZ)(112f2ZMZ)(次級回路對初級回路的反射阻抗；次級回路對初級回路的反射阻抗；初級回路對次級回路的反射阻抗初級回路對次級回路的反射阻抗1121121122112112112222112112112112112112111122)(-)()(-)()(XXRMXRXRMRjXRXXRMjRXRMjXRMZfffff22222222211

7、222222222111XXRMXjRXRMRZe)()(11211211222112112112222XXRMXjRXRMRZe)()(耦合回路的調(diào)諧耦合因數(shù)1122cR RMh 1稱為強耦合。稱為強耦合。其中其中h h = 1時為最佳全諧振。此時有時為最佳全諧振。此時有通頻帶寬：通頻帶寬：QfB02矩形系數(shù)：矩形系數(shù)：頻率選擇性：頻率選擇性：442S41 . 099K非線性電路分析基礎(chǔ)非線性電路分析基礎(chǔ)常用的無線電元件有：常用的無線電元件有：n線性元件線性元件n非線性元件非線性元件n時變參量元件時變參量元件非線性電路分析方法主要有：非線性電路分析方法主要有：n冪級數(shù)分析法冪級數(shù)分析法n指數(shù)

8、函數(shù)分析法指數(shù)函數(shù)分析法n折線分析法折線分析法n時變參量分析法時變參量分析法n開關(guān)函數(shù)分析法開關(guān)函數(shù)分析法非線性電路的應用非線性電路的應用n實現(xiàn)頻譜的線性搬移（如振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻）實現(xiàn)頻譜的線性搬移（如振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻）n實現(xiàn)頻譜的非線性搬移（如調(diào)頻、調(diào)相、鑒頻）實現(xiàn)頻譜的非線性搬移（如調(diào)頻、調(diào)相、鑒頻）n實現(xiàn)時變參量電路（如混頻）實現(xiàn)時變參量電路（如混頻）由于小信號諧振放大器放大的信號幅度很小，電路中用于放大的器件工作在線性范圍，因而它們屬于線性放大器，通常采用線性模型的等效電路分析法。小信號諧振放大器的要求：小信號諧振放大器的要求：（1）增益要高）增益要高 （2）選擇性要好）選擇性

9、要好（3）工作要穩(wěn)定可靠）工作要穩(wěn)定可靠 （4）噪聲要?。┰肼曇「哳l小信號放大器的質(zhì)量指標高頻小信號放大器的質(zhì)量指標QffB07 . 020.110.7oBKB1) 增益：（放大系數(shù)）增益：（放大系數(shù)）iVVAoVi0PPPA 功率增益：功率增益： 電壓增益：電壓增益：2) 通頻帶：通頻帶：3) 選擇性：選擇性：4) 工作穩(wěn)定性：工作穩(wěn)定性：5) 噪聲系數(shù)：噪聲系數(shù)：)()(nosonisiF輸出信號噪比輸入信號噪比P/PP/PN Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路Uce+beceIbIcUbe+_（a）_yoeyfeUbe（b）IbIc+_UbeUce+yieyreUce0ceUbebieUIy0

10、beUcebreUIy0ceUbecfeUIy0beUcecoeUIy輸出交流短路時的輸出交流短路時的輸入導納輸入導納輸入交流短路時的輸入交流短路時的反向傳輸導納反向傳輸導納輸出端交流短路時的輸出端交流短路時的正向傳輸導納正向傳輸導納輸入端交流短路時的輸入端交流短路時的輸出導納輸出導納Y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路ieieieYgjCo eo eo eYgjCrerereYgjCfefefeYgjCY參數(shù)均為容性參數(shù)，為了今后分析電路方便，參數(shù)均為容性參數(shù)，為了今后分析電路方便，我們將我們將Y參數(shù)記為：參數(shù)記為：單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器22ie2221111()LLpYYgj cP

11、 yPPj L 2221LpieYGj Cp yj L12121(1)fefeVp p yp p yAgjgj Cj L2222122122 g,oeieoeiep gp gGp CCp Cp C2221LpieYGj Cp yj L單調(diào)諧回路諧振放大器單調(diào)諧回路諧振放大器01( )1VVAN fAj121feVp p yAgj0;fBQ0.199K120feVp p yAg多級諧振放大器多級諧振放大器m21mVmV2V1AAAAAAAm則總增益為、級，各級的增益為如果放大器有1021mfBQ1. 增益增益2. 通頻帶通頻帶相同如果各級放大器的增益m2021A1mmVmmAAA110.1100

12、121mmK諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性gsLCyieYFYSYi0SiYYFieLoerefeieiYyYyyyyYFFFYgjb放大器產(chǎn)生自激的條件：放大器產(chǎn)生自激的條件：克服自激的方法：克服自激的方法：中和法中和法 消除消除yre的反饋的反饋失配法失配法 使使GL或或gs的數(shù)值增大，因而使輸入和輸出回路的數(shù)值增大，因而使輸入和輸出回路與晶體管匹配。與晶體管匹配。諧振放大器的穩(wěn)定性諧振放大器的穩(wěn)定性中和法與失配法比較：中和法與失配法比較：中和法：優(yōu)點：簡單，增益高中和法：優(yōu)點：簡單，增益高 缺點：缺點：n 只能在一個頻率上完全中和，不適合寬帶只能在一個頻率上完全中和，不適合寬帶n

13、因為晶體管離散性大，實際調(diào)整麻煩，不適于批量生產(chǎn)。因為晶體管離散性大，實際調(diào)整麻煩，不適于批量生產(chǎn)。n 采用中和對放大器由于溫度等原因引起各種參數(shù)變化沒有改善采用中和對放大器由于溫度等原因引起各種參數(shù)變化沒有改善效果。效果。 失配法：優(yōu)點：失配法：優(yōu)點：n性能穩(wěn)定，能改善各種參數(shù)變化的影響；性能穩(wěn)定，能改善各種參數(shù)變化的影響； n頻帶寬，適合寬帶放大，適于波段工作；頻帶寬，適合寬帶放大，適于波段工作；n生產(chǎn)過程中無需調(diào)整，適于大量生產(chǎn)。生產(chǎn)過程中無需調(diào)整，適于大量生產(chǎn)。 缺點：增益低。缺點：增益低。諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非線性電路諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài)，屬于非

14、線性電路諧振功率放大器的主要技術(shù)指標是諧振功率放大器的主要技術(shù)指標是輸出功率與輸出效率輸出功率與輸出效率圖圖4-1 諧振功率放大器的基本電路諧振功率放大器的基本電路晶體管的作用是將供電電源的直晶體管的作用是將供電電源的直流能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂芰俊Ａ髂芰哭D(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂芰俊C諧振回路是放大器的負載，諧振回路是放大器的負載，具有選頻濾波的作用具有選頻濾波的作用直流電源VCC 提供直流功率和VBB決定放大器導通角的大小cosBEBBbmVVVt cosCECCcmVVVtcosBBBZcbmVVV轉(zhuǎn)移特性icVBZo理想化ic maxicto+cco+ccVbmVbmebvcVBBt圖4-4 諧振功率放大

15、器轉(zhuǎn)移特性曲線()CcBEBZig VVcooocPPPPPhic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+集電極余弦電流脈沖可分解為傅里葉級數(shù)：集電極余弦電流脈沖可分解為傅里葉級數(shù)：直流功率：直流功率：P=VCC Ic0輸出交流功率：輸出交流功率： p21cmp2cm1cmcmoRI21R2VIV21P)(g21IVIV21PPc10cCC1cmcmoch集電極余弦電流脈沖的分解集電極余弦電流脈沖的分解ic maxto2c圖4-8 尖頂余弦脈沖maxcoscos=1 coscCCctii0max01max1max()()()CCccmCccmnCncIiIiIi

16、)cos1)(1n(nsinncosncosnsin2)()cos1 (sincos)()cos1 (cossin)(c2cccccnccccc1ccccc0n2.01.00.50.40.30.20.1020406080100c10180120160100123140圖4-9 尖頂脈沖的分解系數(shù)欠壓過壓0臨界Ic 1Ic 0VCRp0hcP=PoPc欠壓過壓臨界Rp負載特性曲線00( a )( b )欠壓狀態(tài)過壓狀態(tài)VC C欠壓狀態(tài)過壓狀態(tài)VC CIc 0Ic m 1PoP=Pc(a)過壓狀態(tài)欠壓狀態(tài)VbmIC0OIcm1(b)過壓狀態(tài)欠壓狀態(tài)VbmPoOP=Pcip圖4-16 Vbm（或）V

17、BB變化時電流、功率的變化諧振功率放大器的計算諧振功率放大器的計算max1()CcrCCcmigVV=- ic ic 過壓區(qū) 臨界線 欠壓區(qū) VBE VCE 0 (a) (b) gcr icmax gc VBE 0 VBZ icmax 圖圖4-7 晶體管實際特性和理想折線晶體管實際特性和理想折線適用任何狀態(tài)適用任何狀態(tài)只適用于臨界狀態(tài)只適用于臨界狀態(tài)正弦波振蕩器：正弦波振蕩器：能自動將直流電能轉(zhuǎn)換成（具有一定頻率和振能自動將直流電能轉(zhuǎn)換成（具有一定頻率和振幅的）正弦交流電能的電路。它與放大器的區(qū)別在于這種轉(zhuǎn)換不需幅的）正弦交流電能的電路。它與放大器的區(qū)別在于這種轉(zhuǎn)換不需外部信號的控制。振蕩器輸

18、出的信號頻率、波形、幅度完全由電路外部信號的控制。振蕩器輸出的信號頻率、波形、幅度完全由電路自身的參數(shù)決定。自身的參數(shù)決定。應用：應用：通信電路中作載波，本振信號；信號源及無線電測量儀通信電路中作載波，本振信號；信號源及無線電測量儀表中。表中。 產(chǎn)生方式：反饋式振蕩器和負阻式振蕩器產(chǎn)生方式：反饋式振蕩器和負阻式振蕩器分類：分類： 頻率：低頻，高頻，微波振蕩器頻率：低頻，高頻，微波振蕩器 輸出波形：正弦振蕩器和非正弦振蕩器輸出波形：正弦振蕩器和非正弦振蕩器要求：要求：輸出功率大，效率高，波形失真小，頻率穩(wěn)定度高輸出功率大，效率高，波形失真小，頻率穩(wěn)定度高反饋式振蕩器的方框圖A12UiFKU0反饋

19、系數(shù)：反饋系數(shù)：FjfeFUUF |0 開環(huán)增益：開環(huán)增益：AjieAUUA |0 T= AF為反饋放大器的環(huán)路增益。為反饋放大器的環(huán)路增益。 T1：增幅振蕩；：增幅振蕩；T1振幅起振條件：振幅起振條件：T=AF 1 相位起振條件：相位起振條件： T（ ）=A+ F=2n (n=0,1,2,3)0 iAUiUT振幅穩(wěn)定條件：振幅穩(wěn)定條件：相位穩(wěn)定條件：相位穩(wěn)定條件：0)( AT LC正弦波振蕩器正弦波振蕩器LCCMLLCg1)10（回路的諧振頻率振蕩近似等于X1X2X3ufu0IuiX1、X2、X3組成諧振回路諧振組成諧振回路諧振時：時： X1+X2+X3=0構(gòu)成原則構(gòu)成原則:射同它反射同它反

20、,即與發(fā)射極相連的兩電抗即與發(fā)射極相連的兩電抗X1、X2性性質(zhì)相同；質(zhì)相同；X3與與X1、X2的電抗性質(zhì)相反。的電抗性質(zhì)相反。 三端式振蕩器三端式振蕩器X1X2X3ufu0IuiX1X2X3ufu0Iui電容三端式電路電容三端式電路電感三端式電路電感三端式電路電容三端式振蕩器電容三端式振蕩器CbR2R1R2ReCeC1C2LLCUCCL 、C1、C2 構(gòu)成諧振回路，決定振蕩頻率：1210)11(1 CCCLCg 兩種改進型電容反饋式振蕩器兩種改進型電容反饋式振蕩器R1R2ReLRCUCCC1C2C3CbCbR1R2ReLRCUCCC1C2C4C3西勒振蕩器西勒振蕩器克拉潑振蕩器克拉潑振蕩器LC

21、振蕩器的頻率穩(wěn)定度振蕩器的頻率穩(wěn)定度)(200fegtgQ ffeefeefeLgffggQQtgQQtgQQg 2020000cos22)21(提高頻率穩(wěn)定度的措施提高頻率穩(wěn)定度的措施一、減小外界因素的變化一、減小外界因素的變化二、提高振蕩回路的標準性二、提高振蕩回路的標準性三、減小晶體管對振蕩頻率的影響三、減小晶體管對振蕩頻率的影響6.1 概述概述6.2 振幅調(diào)制原理振幅調(diào)制原理6.3 振幅調(diào)制方法與電路振幅調(diào)制方法與電路6.4 振幅解調(diào)原理與電路振幅解調(diào)原理與電路6.5 混頻器原理與電路混頻器原理與電路主要振幅調(diào)制方式：主要振幅調(diào)制方式：殘留邊帶幅度調(diào)制殘留邊帶幅度調(diào)制(Vestigia

22、l Sideband AM，VSB)標準幅度調(diào)制（標準幅度調(diào)制（Standard AM）雙邊帶幅度調(diào)制（雙邊帶幅度調(diào)制（Double Sideband AM，SC-DSB 單邊帶幅度調(diào)制（單邊帶幅度調(diào)制（Single Sideband AM，SC-SSB）ttmUttUtucacmcAMAMcos)cos1 (cos)()(cmmaaUUkm 為為調(diào)幅指數(shù)調(diào)幅指數(shù)ka為為比例常數(shù)比例常數(shù)cmaUUUmminmax21)1 (maxacmUU cmU)1 (minacmUU )(tuAM)(tUAMmaUcm 實實際際電電路路中中必必須須避避免免包包絡絡失失真真過過調(diào)調(diào)幅幅時時百百分分之之百百最

23、最大大調(diào)調(diào)幅幅時時未未調(diào)調(diào)幅幅時時,1)(10aaammmttmUtucacmAM cos)cos1()( tUmtUmtUccmaccmaccm cos21cos21cos載波載波上邊頻分量上邊頻分量下邊頻分量下邊頻分量FB2LcmcRUP221caLcmaLcmaSSBPmRUmRUmP48112212222caSSBcPmPPP)21 (22222aaDSBCDSBmmPPPh2min2max)1(21)1(21cmacmaVmPVmPAM的實現(xiàn)模型的實現(xiàn)模型ttUmttUmtucccmaccmaDSBcoscos21coscos)(FB 2tUtUkUtucccSSBU)cos()co

24、s(21)(tUtUkUtucccSSBL)cos()cos(21)(上邊帶濾波器上邊帶濾波器SSBUu下邊帶濾波器下邊帶濾波器SSBLu乘法乘法 器器 ucuDSButU cosSSBUuSSBLutUcc cos乘法乘法 器器乘法乘法 器器00相移相移00相移相移加法加法 器器減法減法 器器tUcc sintU sin低電平調(diào)幅電路低電平調(diào)幅電路u二極管調(diào)制電路二極管調(diào)制電路l 單二極管調(diào)制電路單二極管調(diào)制電路l 二極管平衡調(diào)制電路二極管平衡調(diào)制電路l 二極管雙平衡二極管雙平衡調(diào)制電路調(diào)制電路（環(huán)形調(diào)制電路）環(huán)形調(diào)制電路）u差分對調(diào)制電路和模擬乘法器差分對調(diào)制電路和模擬乘法器高電平調(diào)幅電路

25、高電平調(diào)幅電路基極調(diào)幅基極調(diào)幅集電極調(diào)幅集電極調(diào)幅基極調(diào)幅電路的特點：基極調(diào)幅電路的特點：優(yōu)點優(yōu)點：基極電路電流小，消耗功率小，故所需的調(diào)制信號功率：基極電路電流小，消耗功率小，故所需的調(diào)制信號功率很小，調(diào)制信號的放大電路比較簡單。很小，調(diào)制信號的放大電路比較簡單。缺點缺點：調(diào)制信號與載波信號之間的相互影響較大。工作在欠壓：調(diào)制信號與載波信號之間的相互影響較大。工作在欠壓狀態(tài)，集電極效率低。狀態(tài)，集電極效率低。適用場合適用場合：一般用于功率不大、對失真要求較低的發(fā)射機中。：一般用于功率不大、對失真要求較低的發(fā)射機中。集電極調(diào)幅電路的特點：集電極調(diào)幅電路的特點：優(yōu)點優(yōu)點：調(diào)制信號與載波信號間的相互影響較小。工作在過壓狀：調(diào)制信號與載波信號間的相互影響較小。工作在過壓狀態(tài)，調(diào)幅效率較高。態(tài)，調(diào)幅效率較高。缺點缺點：集電極調(diào)幅需要的調(diào)幅功率比基極調(diào)幅大得多。：集電極調(diào)幅需要的調(diào)幅功率比基極調(diào)幅大得多。適用場合適用場合：適用于較大功率的調(diào)幅發(fā)射機中。：適用于較大功率的調(diào)幅發(fā)射機中。( )AMut( )put( )Dut/( )cu t低通濾波器低通濾波器小信號平方律