通信電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)無線調(diào)頻話筒的原理分析課件

通信電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)

無線調(diào)頻話筒的原理分析主要內(nèi)容1、根據(jù)方框圖來對(duì)應(yīng)到原理電路圖中的具體電路2.對(duì)指定的電路進(jìn)行分析

基本要求掌握電路的工作原理學(xué)會(huì)電路的分析方法原理電路圖一.音頻放大電路分析1.原理利用集成運(yùn)放的“虛短”、“虛斷”來對(duì)放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行計(jì)算虛短：

因?yàn)槔硐脒\(yùn)放的電壓放大倍數(shù)很大，而運(yùn)放工作在線性區(qū)，是一個(gè)線性放大電路，輸出電壓不超出線性范圍（即有限值），所以，運(yùn)算放大器同相輸入端與反相輸入端的電位十分接近相等。在運(yùn)放供電電壓為±15V時(shí)，輸出的最大值一般在10～13Ｖ。所以運(yùn)放兩輸入端的電壓差，在1mV以下，近似兩輸入端短路。這一特性稱為虛短，顯然這不是真正的短路，只是分析電路時(shí)在允許誤差范圍之內(nèi)的合理近似。虛斷：由于運(yùn)放的輸入電阻一般都在幾百千歐以上，流入運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端中的電流十分微小，比外電路中的電流小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，流入運(yùn)放的電流往往可以忽略，這相當(dāng)運(yùn)放的輸入端開路，這一特性稱為虛斷。顯然，運(yùn)放的輸入端不能真正開路。運(yùn)用“虛短”、“虛斷”這兩個(gè)概念，在分析運(yùn)放線性應(yīng)用電路時(shí)，可以簡(jiǎn)化應(yīng)用電路的分析過程。運(yùn)算放大器構(gòu)成的運(yùn)算電路均要求輸入與輸出之間滿足一定的函數(shù)關(guān)系，因此均可應(yīng)用這兩條結(jié)論。如果運(yùn)放不在線性區(qū)工作，也就沒有“虛短”、“虛斷”的特性。如果測(cè)量運(yùn)放兩輸入端的電位，達(dá)到幾毫伏以上，往往該運(yùn)放不在線性區(qū)工作，或者已經(jīng)損壞。一.音頻放大電路分析2.分析輸入信號(hào)加入反相輸入端,理想電路如圖所示。則虛短概念：由于由此可得：（6以減少運(yùn)算誤差。此電路屬電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。利用運(yùn)算放大器電路的兩個(gè)分析特點(diǎn)：Ri為輸入端電阻，Rf為反饋電阻，R’是平衡電阻，使同相端的等效偏置電阻與反向端相等，即，虛斷概念：由于二.直接調(diào)頻電路分析1.原理介紹：直接調(diào)頻法：這種方法一般是用調(diào)制電壓直接控制振蕩器的振蕩頻率,使振蕩頻率f(t)按調(diào)制電壓的規(guī)律變化。若被控制的是LC振蕩器,則只需控制振蕩回路的某個(gè)元件(L或C),使其參數(shù)隨調(diào)制電壓變化,就可達(dá)到直接調(diào)頻的目的。常用的方法是采用變?nèi)荻O管，還可以采用電抗管調(diào)制器(在變?nèi)荻O管問世之前應(yīng)用很廣泛，現(xiàn)在很少使用)。2.變?nèi)荻O管調(diào)頻原理變?nèi)荻O管是由PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體器件，利用PN結(jié)反向偏置時(shí)，其勢(shì)壘電容隨外加反向偏壓變化的機(jī)理，在制作半導(dǎo)體二極管的工藝上進(jìn)行特殊處理，控制摻雜濃度和摻雜分布，可使勢(shì)壘電容靈敏地隨反偏電壓變化且呈現(xiàn)較大的變化。變?nèi)荻O管通常在反向電壓下工作。變?nèi)莨芙Y(jié)電容Cj與在其兩端所加反偏電壓u之間存在著如下關(guān)系:C0為變?nèi)荻O管在零偏時(shí)的結(jié)電容值；為變?nèi)荻O管PN結(jié)的勢(shì)壘電位差(硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V)；為變?nèi)荻O管的結(jié)電容變化指數(shù)。設(shè)在變?nèi)荻O管上加的調(diào)制信號(hào)電壓為uΩ(t)=UΩcosΩt,則靜態(tài)工作點(diǎn)為EQ時(shí),變?nèi)荻O管結(jié)電容為

電容調(diào)制度，它表示結(jié)電容受調(diào)制信號(hào)調(diào)變的程度。

將此變?nèi)莨芙尤胝袷幓芈?，根?jù)uΩ(t)的變化，將會(huì)引起Cj的變化，進(jìn)而引起回路諧振頻率的變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。三、二倍頻放大電路級(jí)（1）原理電路單調(diào)諧回路放大器的工作原理交流信號(hào)被放大的過程：高頻信號(hào)ui由T1的初級(jí)輸入，經(jīng)其次級(jí)至三極管的輸入端，產(chǎn)生基級(jí)電流ib及集電極電流ic，因L及C2組成的調(diào)諧回路對(duì)輸入信號(hào)諧振（二倍頻），故其對(duì)輸入信號(hào)呈純電阻性，ic在其兩端產(chǎn)生一個(gè)與輸入信號(hào)同頻反相的輸出電壓，經(jīng)變壓器耦合至T2的次級(jí)，產(chǎn)生輸出電壓uo。2、二倍頻放大電路級(jí)Q2既是又是隔離和推動(dòng)作用（以減輕末級(jí)對(duì)震蕩頻率的影響）。L7和C21回路調(diào)諧在4×XMHz的二次諧波上，產(chǎn)生2×（4×XMHz）=8×XMHz的超高頻信號(hào)。并輸出約-5dBm的推動(dòng)功率。三.功率放大級(jí)（3）基本原理丙類諧振功率放大器電路的構(gòu)成原則諧振功放的集電極電路組成原則諧振功放的集電極饋電電路，應(yīng)保證集電極電流ic中的直流分量Ic0只流過集電極直流電源VCC(即：對(duì)直流而言，VCC應(yīng)直接加至晶體管c、e兩端)，以便直流電源提供的直流功率全部交給晶體管；還應(yīng)保證諧振回路兩端僅有基波分量壓降(即：對(duì)基波而言，回路應(yīng)直接接到晶體c,e兩端)，以便把變換后的交流功率傳送給回路負(fù)載；另外也應(yīng)保證外電路對(duì)高次諧波分量icn呈現(xiàn)短路，以免產(chǎn)生附加損耗LC諧振網(wǎng)絡(luò)為放大器的并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。諧振網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率為信號(hào)的中心頻率。作用：濾波、匹配。VCC：集電極直流電壓作用：給放大管合理的靜態(tài)偏置，提供直流能量。VBB:基極直流電壓作用:保證三極管工作在丙類狀態(tài)。VBB的值應(yīng)小于放大管的導(dǎo)通電壓Uon；通常取VBB≤0。電路各元件的作用ic余弦脈沖的分解icicmax-/2-/2tIMIMcos其中0(θ)、1(θ)、…、n(θ)為諧波分解系數(shù)；另定義1=Ic1m/Ic0=1(θ)/0(θ)為波形系數(shù)，隨減小而增大。/1/0=101230,1,2,32.01.00.50.40.30.20.10-0.051030507090110130150170iCt-

0ic1Ic1mt0ucUc1mt0tuCE1UCC0Uc1m當(dāng)iC流過LC諧振回路時(shí)，在回路兩端產(chǎn)生電壓uC。由于諧振回路的選頻特性，uC中只有基波分量幅度最大，其它頻率的信號(hào)電壓幅度較小可以忽略。設(shè)Re——并聯(lián)回路諧振時(shí)的等效負(fù)載電阻，包括BJT的輸出電導(dǎo)和等效的RL。實(shí)用諧振功放要考慮的幾個(gè)因素集電極饋電uCE=UCC-Uc1mcosωt(a)串聯(lián)饋電電路UCCLcCcLCVT(b)并聯(lián)饋電電路UCCLcCc1Cc2LCVT直流通路UCCLcLVT直流通路UCCLcVT分布電容影響小；但LC處于直流高電位上，網(wǎng)絡(luò)元件安裝不方便。LC處于直流地電位上，網(wǎng)絡(luò)元件安裝方便；但分布參數(shù)直接影響網(wǎng)絡(luò)的調(diào)協(xié)。交流通路LcCcLCVT××××交流通路LcCc1LCVT基極饋電uBE=UBB+Uimcosωt(a)串聯(lián)饋電電路UBBCcVT(b)并聯(lián)饋電電路UBBCc1Cc2VTLcCc2Cc1LcRbVT自給偏壓電路丙類功放的基極偏置電壓UBB為負(fù)偏壓，實(shí)際電路中常采用自給偏壓的方法來產(chǎn)生UBB從而省去一個(gè)直流源。優(yōu)點(diǎn)：能自動(dòng)維持放大器的穩(wěn)定性。有利于穩(wěn)定輸出電壓，但對(duì)于要求具有線性放大特性的放大器來說則不利。匹配網(wǎng)絡(luò)概述輸入回路RsRLRiReIs輸出回路匹配網(wǎng)絡(luò)的作用：（1）在輸入端：實(shí)現(xiàn)信號(hào)源輸出阻抗與放大器輸入阻抗的匹配，以獲得最大的激勵(lì)功率；（2）在輸出端：將外界的負(fù)載電阻RL變換為放大器所需的最佳負(fù)載電阻Re，以保證輸出功率最大；還應(yīng)具有較好的濾波能力；（3）傳輸效率盡可能高，損耗盡可能小。實(shí)現(xiàn)方法：LC變換網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)調(diào)諧和阻抗匹配連接方式：Г型、Π型和Т型三種(a)∏型網(wǎng)絡(luò)XsX