高頻電子線路復(fù)習(xí)

二、簡答及分析題：本大題共4個小題，每小題10分，共40分。三、計算題：本大題共3個小題，共40分。一、單項選擇題（每題2分，共20分）。MaLiming2013-121HighFrequencyElectronicsCircuit一、模擬通信系統(tǒng)的基本組成信源語音圖象文字代碼輸入變換器基帶信號

(低頻電信號)發(fā)送設(shè)備調(diào)制已調(diào)信號信道有線無線已調(diào)信號接收設(shè)備解調(diào)基帶信號輸出變換器輸出第1章緒論MaLiming2013-122HighFrequencyElectronicsCircuit信源(Signal

Source)

：發(fā)出傳送的信息（聲音、文字、圖像等）的終端設(shè)備，將信息轉(zhuǎn)為電信號，如話筒、拔號手機等。發(fā)送設(shè)備：調(diào)制(Modulation)—將低頻信號“裝載于”高頻信號，以適合于在信道（傳輸鏈路）中進行傳輸?shù)囊环N過程。MaLiming2013-123HighFrequencyElectronicsCircuit信道（傳輸媒介）(Channel)

：有線信道，如：架空明線，電纜，波導(dǎo)，光纖等。無線信道，如：海水，地球表面，自由空間等。不同信道有不同的傳輸特性，同一信道對不同頻率信號的傳輸特性也是不同的。MaLiming2013-124HighFrequencyElectronicsCircuit接收設(shè)備主要完成選頻、放大和解調(diào)（已調(diào)波調(diào)制波）。信宿(Sink)

：還原成原傳送的信號的終端設(shè)備，如揚聲器，顯示器等。解調(diào)(Demodulation)—將已調(diào)信號還原為低頻信號MaLiming2013-125HighFrequencyElectronicsCircuit三、調(diào)制和解調(diào)調(diào)制(Modulation)—將低頻信號“裝載于”高頻信號，以適合于在信道（傳輸鏈路）中進行傳輸?shù)囊环N過程。解調(diào)(Demodulation)—將已調(diào)信號還原為低頻信號模擬調(diào)制方式幅度調(diào)制

AM

(AmplitudeModulation)DSB、SSB、VSB角度調(diào)制調(diào)頻

FM

(Frequency

Modulation)調(diào)相

PM

(Phase

Modulation)MaLiming2013-126HighFrequencyElectronicsCircuit四、為什么要對發(fā)射信號進行調(diào)制？1.根據(jù)電磁波理論，天線尺寸大于信號波長的十分之一，低頻信號直接發(fā)射是不現(xiàn)實的。2.使接收者能區(qū)分不同信號，可以實現(xiàn)信道的復(fù)用，提高信道利用率。MaLiming2013-127HighFrequencyElectronicsCircuit一、LC并聯(lián)諧振回路阻抗頻率特性LrCIs.ZL

的等效損耗電阻+Uo

–?

1.并聯(lián)諧振回路（選擇信號和阻抗變換）MaLiming2013-128HighFrequencyElectronicsCircuit回路諧振諧振頻率：諧振阻抗：回路品質(zhì)因數(shù)Q

LrCIs.Z+Uo

–?Q值越大，回路的損耗愈小，選頻特性越好。

MaLiming2013-129HighFrequencyElectronicsCircuitBW0.7=f

0

/

Q可見Q

越高,通頻帶越窄,選擇性越好2f=BW0.72、通頻帶由于幅頻特性的不均勻性，導(dǎo)致輸出電壓不可避免的產(chǎn)生頻率失真，為限制頻率失真的大小，規(guī)定當?shù)念l帶寬度2Δf為回路的通頻帶BW0.7MaLiming2013-1210HighFrequencyElectronicsCircuitLrCU.ZLCU.ZRp

=L/rC將并聯(lián)諧振回路電感與電阻串聯(lián)的電路等效為電感與電阻并聯(lián)的電路時,電感值不變,而電阻值變?yōu)镽P>>r其中三、并聯(lián)諧振回路的等效電路MaLiming2013-1211HighFrequencyElectronicsCircuit2.1.2阻抗變換電路一、信號源及負載對諧振回路的影響LrUs.CRLRS=RL

//RS//RPLIs.CRe有載品質(zhì)因數(shù)：空載品質(zhì)因數(shù)：Re<Rp負載使回路等效品質(zhì)因數(shù)下降,選擇性變差負載使調(diào)諧頻率偏移MaLiming2013-1212HighFrequencyElectronicsCircuit二、常用阻抗變換電路(抽頭并聯(lián)振蕩回路)阻抗變換方式變壓器電感分壓電容分壓抽頭回路的作用：通過改變抽頭位置或電容分壓比來實現(xiàn)回路與信號源的阻抗匹配，或者進行阻抗變換。MaLiming2013-1213HighFrequencyElectronicsCircuit二、阻抗變換電路L1RLR’LL2N1N2+–+–L1RLR’LL2+–+–123MaLiming2013-1214HighFrequencyElectronicsCircuit小信號諧振放大器MaLiming2013-1215HighFrequencyElectronicsCircuit等效到13回路可得：MaLiming2013-1216HighFrequencyElectronicsCircuit其中n1、n2是接入系數(shù)MaLiming2013-1217HighFrequencyElectronicsCircuit化簡為：總電容值有變化,對諧振頻率有一定的影響MaLiming2013-1218HighFrequencyElectronicsCircuitMaLiming2013-1219HighFrequencyElectronicsCircuit電路性能的計算：其中Qe為有載品質(zhì)因數(shù)，1)單調(diào)諧放大器電壓增益：MaLiming2013-1220HighFrequencyElectronicsCircuit諧振頻率為：其電壓增益的模為：MaLiming2013-1221HighFrequencyElectronicsCircuit當回路諧振時，f=f0，Δf=0時，放大器諧振電壓增益為：

2)單調(diào)諧放大器的通頻帶MaLiming2013-1222HighFrequencyElectronicsCircuit放大器的工作狀態(tài)的分類方法：按晶體管是否截止及截止時間分甲類（不截止）≤50%乙類（半周截止）≤Pi/4甲乙類（小半周截止）丙類（大半周截止）90%導(dǎo)通角<90o(60o-70o)小信號諧振放大器中的三極管工作在甲類放大狀態(tài),而諧振功率放大器中的三極管工作在丙類放大狀態(tài)。第3章高頻功率放大器MaLiming2013-1223HighFrequencyElectronicsCircuit3.1.1、功放電路與普通放大電路的比較都是能量轉(zhuǎn)換電路，把直流能量轉(zhuǎn)換為交流信號能量。(1)共同點：(2)不同點：

普通放大電路：要求負載得到不失真電壓信號，不要求輸出功率；電路工作在小信號狀態(tài)，研究的問題是電壓放大倍數(shù)、輸入和輸出電阻、帶寬等。MaLiming2013-1224HighFrequencyElectronicsCircuit功率放大電路：分析方法不同：

電壓放大電路可用微變等效電路法和圖解法分析而功率放大電路只能用圖解法。要求負載得到一定的不失真或失真較小的輸出功率；電路工作在大信號狀態(tài)，研究的問題是提高輸出功率和效率。MaLiming2013-1225HighFrequencyElectronicsCircuit工作狀態(tài)：丙類(C類)(晶體管在信號一周期內(nèi)小于半周期導(dǎo)通)特點：利用LC諧振回路濾除諧波，窄帶放大用途：載波功率的放大3.3高頻功率放大器MaLiming2013-1226HighFrequencyElectronicsCircuit3.3.1諧振功率放大器的工作原理一、電路1.基本工作原理iC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uo–+––+LC(VBB可為負值)電路調(diào)諧在：MaLiming2013-1227HighFrequencyElectronicsCircuit二、電流、電壓波形tuBEOVBBuBE(on)導(dǎo)通角(一個周期內(nèi)導(dǎo)通的時間×ω/2)<90°tiBOIBMtiCOIC0ICMic1ic2直流基波ic1二次諧波ic2當電路調(diào)諧在頻率ω時，即與高頻信號的基波諧振時，諧振回路對基波電流而言可視為純電阻。利用傅里葉級數(shù)展開得:MaLiming2013-1228HighFrequencyElectronicsCircuitVCCuctuCEOiC+ui–RL+uCE–+

uBE

VCCVBBiB+uo–+––+LC對其它頻率而言，電路處于失諧狀態(tài)，阻抗很小可視為短路。直流信號只能通過電感支路，其直流電阻很小也可視為短路。輸出電壓uc與輸入電壓ui極性相反。MaLiming2013-1229HighFrequencyElectronicsCircuit對uc

波形不失真的解釋：1.利用諧振回路選頻，放大基波,可將失真的電流脈沖變換成不失真的余弦電壓輸出。2.諧振電路除起了濾波和阻抗匹配的作用。因為晶體管在信號一周期內(nèi)小于半周期導(dǎo)通，故集電極損耗很小，功率放大器的效率也就比較高。MaLiming2013-1230HighFrequencyElectronicsCircuitRePO欠壓臨界過壓PoPDPCc

在臨界點狀態(tài)時PO達到最大值,PC較小,ηC比較高,諧振放大器接近最佳性能,通常將此時的Re稱為諧振功放的匹配負載,用Reopt表示。MaLiming2013-1231HighFrequencyElectronicsCircuit

2、噪聲系數(shù)的定義

噪聲系數(shù)的定義是線性網(wǎng)絡(luò)輸入端信號噪聲功率比Psi/Pni與輸出端信號噪聲功率比Pso/Pno的比值。用NF表示?；騇aLiming2013-1232HighFrequencyElectronicsCircuit振蕩器：能在沒有激勵信號的情況下自身能產(chǎn)生周期性振蕩信號的電子電路。

與放大器的區(qū)別:不受外部信號的控制,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。第7章正弦波振蕩器MaLiming2013-1233HighFrequencyElectronicsCircuitn=0,1,2…??—

振幅起振條件—

相位平衡條件

(正反饋)一、振蕩的起振條件二、振蕩的平衡條件n=0,1,2…??—

振幅平衡條件—

相位平衡條件

(正反饋)MaLiming2013-1234HighFrequencyElectronicsCircuit7.1.3正弦波振蕩的分類RC振蕩器(幾kHz~幾百kHz)LC振蕩器(幾百kHz以上)石英晶體振蕩器(振蕩頻率精確)移相式RC串并聯(lián)式雙T式變壓器反饋式電容三點式(考畢茲)(克拉潑)電感三點式(哈脫萊)串聯(lián)型并聯(lián)型石英晶體呈純阻石英晶體呈感性MaLiming2013-1235HighFrequencyElectronicsCircuit7.2LC正弦波振蕩器7.2.1三點式振蕩器的基本工作原理三點式振蕩器的基本結(jié)構(gòu)X1X2X3??為構(gòu)成正反饋，Uf

和Uo必須反相諧振回路呈純阻，電抗和為0，即：X1+X2+X3=0，X1=X2+X3X1和X2必須為同性質(zhì)電抗；X3必須與X1(X2)為異性質(zhì)電抗。CL1L2C2C1L1“射同余異”MaLiming2013-1236HighFrequencyElectronicsCircuitC3+VCCVRERB1RB2CBLC1C2RC交流通路如圖所示:C3VLC1C2一、共基極電容三點式振蕩器(Colpitts—考畢茲)克拉潑振蕩器(Clapp)MaLiming2013-1237HighFrequencyElectronicsCircuitC1L1C3L3C2L2習(xí)題7-6圖為三諧振回路振蕩器的交流通路，分析電路參數(shù)在如下四種關(guān)系下能否振蕩，振蕩頻率和各回路故有頻率的關(guān)系。1.L1C1>L2C2>L3C32.L1C1<L2C2<L3C33.L1C1=L2C2>L3C34.L1C1<L2C2=L3C3設(shè)電路為電感三點式，感性感性容性則：f03<fOSC

<f01

、f02設(shè)電路為電容三點式，容性容性感性則：

f01

、f02<fOSC

<f03MaLiming2013-1238HighFrequencyElectronicsCircuitrqC0CqLq

C0為靜態(tài)電容,Lq(很大,幾十~幾百mH)Cq(很小,百分之幾PF)分別為振動進的動態(tài)電感和動態(tài)電容,rq為振動時摩擦損耗(很小,幾十~幾百Ω),電路的Q很高,電路很穩(wěn)定.符號基頻等效電路7.3石英晶體振蕩器(穩(wěn)定性高)MaLiming2013-1239HighFrequencyElectronicsCircuitrqC0CqLqfXfPfS容性容性感性CqLq支路串聯(lián)諧振CqLq支路與C0并聯(lián)諧振MaLiming2013-1240HighFrequencyElectronicsCircuitfXfPfS容性容性感性CqLq支路串聯(lián)諧振CqLq支路與C0并聯(lián)諧振<1%實際石英諧振器工作在電感區(qū)內(nèi),因Q高,有穩(wěn)頻作用.MaLiming2013-1241HighFrequencyElectronicsCircuit1、電容三點式振蕩器（皮爾斯、Pierce）C1C2+VCCVRERB1RB2C1C2RCCE其交流通路為:7.4.2、并聯(lián)型晶體諧振電路—晶體充當電感元件MaLiming2013-1242HighFrequencyElectronicsCircuitfs<f<

fp，晶體呈感性，作為高Q元件與其它元件并聯(lián)形成并聯(lián)諧振。C1

、C2、C3

串聯(lián)組成負載電容，C3用來微調(diào)電路，使振蕩器在標稱頻率上振蕩。C3C1C2改進電容三點式晶體振蕩器—類似于克拉潑振蕩器MaLiming2013-1243HighFrequencyElectronicsCircuit其交流通路為:+VCCVRERB1RB2C1C2LC1C2REL7.4.3、串聯(lián)型晶體諧振電路—晶體充當短路元件MaLiming2013-1244HighFrequencyElectronicsCircuitC1C2REL

f=fs，晶體工作在串聯(lián)諧振狀態(tài)，石英阻抗最小，正反饋最強，電路滿足起振的相位條件和振幅條件，電路能正常工作

f不等于fs，晶體等效阻抗變大，正反饋減弱，并產(chǎn)生相移，電路無法振蕩晶體相當于短路元件MaLiming2013-1245HighFrequencyElectronicsCircuitMaLiming2010-9HighFrequencyElectronicsCircuit46

混頻也稱為變頻,是一種頻譜線性搬移過程,是指將原信號的各頻率分量搬移到新的頻率上。而調(diào)制參數(shù)都不改變,這種頻率變換過程稱為混頻。

保持相同調(diào)制規(guī)律，而將已調(diào)信號的載波頻率從fc變換為新的fI的過程稱為變頻或混頻?；祛l的定義：

第

8

章頻率變換與混頻電路MaLiming2013-1246HighFrequencyElectronicsCircuitMaLiming2010-9HighFrequencyElectronicsCircuit47混頻電路us(t)uL(t)uI(t)高頻已調(diào)波fc本機振蕩fL中頻已調(diào)波fIfI

=fL+fc（少用）上混頻或

fI

=fL–

fC

(當fL>

fC)下混頻fI

=fC–fL

(當fL<

fC)下混頻

變換后新載頻已調(diào)波的調(diào)制類型和調(diào)制參數(shù)不變。MaLiming2013-1247HighFrequencyElectronicsCircuitMaLiming2010-9HighFrequencyElectronicsCircuit48AM廣播信號:550～1550kHz，BW=10kHz直接接收的缺陷：若接收1550kHz時：若接收550kHz時：以中間頻率1000kHz來設(shè)計：1000k550k1550kMaLiming2013-1248HighFrequencyElectronicsCircuit設(shè)基帶信號：載波信號：基帶信號載波OtUmOtUm0普通調(diào)幅AM(AmplitudeModulation)MaLiming2013-1249HighFrequencyElectronicsCircuit已調(diào)波已調(diào)波：包絡(luò)OtUm0基帶信號載波O