“高頻電子線路”課程重點難點分析

1、1“高頻電子線路高頻電子線路” 課程課程重點難點分析重點難點分析 西安電子科技大學西安電子科技大學劉乃安劉乃安XIDIAN UNIVERSITY用戶用戶信道信道用戶用戶有線（多基帶傳輸）有線（多基帶傳輸）無線（多頻帶傳輸）無線（多頻帶傳輸）信源信源信道信道信宿信宿l有效性有效性有效性就是指空間、時間、頻率的利用率，主要用傳輸距離和通信容量（信道容量）指標來衡量。l可靠性可靠性 可靠性主要用失真度、誤碼率、抗干擾能力等指標衡量。 l傳輸距離是指信號從發(fā)送端到達接收端并能被可靠接收的最大距離，它與采用的通信體制和是否中繼有關(guān)。在無中繼的情況下，傳輸距離決定于發(fā)送端的信號功率、信號通過信道的損耗、信

2、號通過信道混入的各種形式的干擾和噪聲以及接收機的接收靈敏度。l通信容量是指一個信道能夠同時傳送獨立信號的路數(shù)或信道速率。影響信道容量的因素包括已調(diào)信號所占有的頻帶寬度、系統(tǒng)采用的調(diào)制方式、信道條件（信噪比和信干比）和信道的復用（多址）方式以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。 l信號失真度指的是接收設(shè)備輸出信號不同(失真）于發(fā)送端基帶信號的程度。產(chǎn)生信號失真的原因主要包括信道特性不理想和對信號進行處理的電路（發(fā)送與接收設(shè)備）特性不理想。l信號通過信道時，總要混入各種形式的干擾和噪聲，使接收機輸出信號的質(zhì)量下降。通信系統(tǒng)抵抗這種干擾的能力稱為通信系統(tǒng)的抗干擾能力。提高通信系統(tǒng)抗干擾能力的技術(shù)主要包括技術(shù)體制中采用的抗

3、干擾措施、系統(tǒng)設(shè)計中提高的抗干擾能力和選用高質(zhì)量的調(diào)制和解調(diào)電路等幾方面。 信源信源發(fā)射機發(fā)射機信宿信宿接收機接收機l天線尺寸問題l接收信號微弱l存在干擾l頻帶受限l放大l變換與處理（線性與非線性電路）存在的問題解決的方法信源信源發(fā)射機發(fā)射機信宿信宿接收機接收機調(diào)制l概念（裝載）l類型（調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、混合）l作用（裝載、頻分、抗干擾）要求l發(fā)射：頻率（帶寬）、功率l接收：頻率（帶寬）、信噪比調(diào)制器與混頻器調(diào)制器與混頻器 l三口網(wǎng)絡(luò)l頻譜變換(不盡相同)相同點l功能或作用不同l輸入/輸出信號不同l實現(xiàn)方式不同l技術(shù)指標不同不同點l調(diào)制與解調(diào) l混頻與變頻發(fā)射機發(fā)射機接收機接收機調(diào)制器調(diào)制器濾

4、波器濾波器放大器放大器解調(diào)器解調(diào)器濾波器濾波器放大器放大器振蕩器振蕩器混頻器混頻器雙工器雙工器收發(fā)信機收發(fā)信機l直接調(diào)制（+功放）l一次調(diào)制+上變頻（倍頻）+功放l二次調(diào)制+上變頻（倍頻）+功放l其它結(jié)構(gòu)l頻率（帶寬）l功率與效率l頻譜l動態(tài)范圍與線性度指標l簡單接收機（不實用）l超外差（典型）l新型結(jié)構(gòu)（各有特點和應用場合）l軟件無線電結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)l頻率（帶寬）l靈敏度l動態(tài)范圍l干擾抑制指標l收發(fā)鏈路結(jié)構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)要求有關(guān)l收發(fā)鏈路結(jié)構(gòu)設(shè)計與信道特性有關(guān)l收發(fā)鏈路結(jié)構(gòu)設(shè)計與技術(shù)體制有關(guān)l系統(tǒng)要求：距離、功率、誤碼率、功耗、結(jié)構(gòu)與體積等l信道特性：頻率（帶寬）、環(huán)境、移動性等l技術(shù)體制：調(diào)制解調(diào)

5、方式、編譯碼方式、同步方式等l以“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”為主線l以“有源器件”為基礎(chǔ)l以“功能電路”為主體l以“分析方法”為重點l以“實際應用”為目的l以“技術(shù)指標”為抓手和切入點 系統(tǒng)系統(tǒng) 功能電路功能電路 系統(tǒng)系統(tǒng)l教學思想教學思想l教學設(shè)計教學設(shè)計l教材設(shè)計教材設(shè)計 l分析分析l設(shè)計設(shè)計l測試測試 l基本物理原理基本物理原理l特性近似描述特性近似描述l高頻等效電路高頻等效電路l主要功能作用主要功能作用l典型應用電路典型應用電路 有源器件要看成雙向器件，單向化模型只能作近似分析l實現(xiàn)各功能的基本原理，實現(xiàn)各功能的基本原理，導出基本電路導出基本電路l合理近似，近似工程分析合理近似，近似工程分析l由分析結(jié)

6、果，提出對電路由分析結(jié)果，提出對電路的設(shè)計原則、改進性能的的設(shè)計原則、改進性能的基本途徑和測試方法基本途徑和測試方法l工程近似分析工程近似分析l實際性能討論實際性能討論l改進方法的思路改進方法的思路l查找故障的依據(jù)查找故障的依據(jù)l電路設(shè)計與測試的基礎(chǔ)電路設(shè)計與測試的基礎(chǔ) l分析電路不是目的分析電路不是目的l設(shè)計應用才是目的設(shè)計應用才是目的l故障分析故障分析l性能測試性能測試l電路分析從技術(shù)指標切入電路分析從技術(shù)指標切入l電路設(shè)計以技術(shù)指標為要求電路設(shè)計以技術(shù)指標為要求l性能測試技術(shù)指標是否達到性能測試技術(shù)指標是否達到l改進方法從技術(shù)指標尋思路改進方法從技術(shù)指標尋思路l單元電路技術(shù)指標與整個系統(tǒng)

7、單元電路技術(shù)指標與整個系統(tǒng)技術(shù)指標的關(guān)系技術(shù)指標的關(guān)系課程體系課程體系理論課程體系理論課程體系實踐課程體系實踐課程體系信源信源調(diào)制調(diào)制高頻功放高頻功放信宿信宿解調(diào)解調(diào)混頻混頻高放高放振蕩器振蕩器本振本振同步同步低放低放理論課理論課程體系程體系系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析與設(shè)計與設(shè)計高頻基本元器高頻基本元器件與基本電路件與基本電路單元電路與單元電路與功能電路功能電路第第1章：無線通信概述、章：無線通信概述、收發(fā)信機結(jié)構(gòu)無線信道收發(fā)信機結(jié)構(gòu)無線信道第第2章：電子噪聲、噪聲章：電子噪聲、噪聲系數(shù)與接收靈敏度系數(shù)與接收靈敏度第第10章：整機線路分析章：整機線路分析與系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)設(shè)計第第2章：基本元器件、諧章：基

8、本元器件、諧振回路、變壓器、晶體、振回路、變壓器、晶體、濾波器、衰減器等濾波器、衰減器等第第38章：放大器、振章：放大器、振蕩器、頻譜變換電路、蕩器、頻譜變換電路、反饋控制電路反饋控制電路高頻高頻新技術(shù)新技術(shù)第第9章：高頻章：高頻IC、EDA、SDRl基本概念基本概念 無線電波及其特性、線性與非線性、阻抗匹配與阻抗變換、諧振、噪聲與噪聲系數(shù)、電路工作狀態(tài)與參數(shù)、振蕩平衡、起振與穩(wěn)定（度）、調(diào)制與解調(diào)、干擾與失真、反饋控制。l基本理論基本理論 通信系統(tǒng)、噪聲的基本理論、正弦振蕩理論、放大器與振蕩器的穩(wěn)定理論、非線性電路理論與線性時變理論、調(diào)制與解調(diào)理論、頻譜搬移理論、反饋控制理論。l基本方法基本

9、方法 折線法、基波法、等效參數(shù)法等非線性電路的近似分析方法；線性時變電路的分析方法；頻譜搬移方法與平衡對消技術(shù)；角度調(diào)制和解調(diào)的基本方法；反饋控制的基本方法；高頻電路EDA的工具使用方法和EDA方法。 l基本電路基本電路 頻率選擇電路、阻抗匹配與阻抗變換電路、LC諧振放大電路、LC和晶體振蕩電路、乘法器電路、線性時變電路、包絡(luò)檢波電路、變?nèi)荻O管調(diào)頻電路、鑒頻與鑒相電路、AGC/AFC電路、PLL電路和頻率合成器電路。 實驗課實驗課程體系程體系儀器使用儀器使用單元與功能單元與功能電路實驗電路實驗示波器、高頻信號發(fā)生器、示波器、高頻信號發(fā)生器、超高頻毫伏表、數(shù)字頻率超高頻毫伏表、數(shù)字頻率計、頻率

10、特性測量儀、頻計、頻率特性測量儀、頻譜儀譜儀 諧振放大器，諧振放大器，LC、壓控、壓控、晶體振蕩器，包絡(luò)檢波器，晶體振蕩器，包絡(luò)檢波器，模擬乘法器，相位鑒頻器，模擬乘法器，相位鑒頻器，PLL與頻合與頻合綜合實驗與綜合實驗與課外實踐課外實踐調(diào)幅調(diào)幅/調(diào)頻發(fā)射機調(diào)頻發(fā)射機其它電路其它電路EDA仿真仿真課程主要特點課程主要特點l高頻高頻l非線性非線性本課程的難點主要體現(xiàn)在元本課程的難點主要體現(xiàn)在元器件和電路在高頻和非線性器件和電路在高頻和非線性狀態(tài)時的分析和使用方法狀態(tài)時的分析和使用方法 高頻高頻l“高頻高頻”不是狹義的高頻，而是廣不是狹義的高頻，而是廣義的高頻，或者被稱為義的高頻，或者被稱為“射頻

11、射頻”。 本課程本課程“高頻高頻”的頻率范圍可從幾的頻率范圍可從幾十十kHzkHz到幾到幾GHzGHz的范圍，也就是可以的范圍，也就是可以用用“路路”來實現(xiàn)某種功能的頻率范來實現(xiàn)某種功能的頻率范圍。圍。l“高頻高頻” 在一個系統(tǒng)中是相對的概念在一個系統(tǒng)中是相對的概念高頻高頻 路與場路與場 低頻低頻 高頻高頻 微波微波 h h參數(shù)參數(shù) y y參數(shù)參數(shù) s s參數(shù)參數(shù) 光與射線光與射線f波波場場路路有源器件的高頻效應有源器件的高頻效應l載流子的高頻效應l非線性電抗效應渡越時間影響 速度飽和效應遷移率退化熱載流子效應渡越時間影響 速度飽和效應遷移率退化熱載流子效應反饋 雙向器件 不穩(wěn)輸出電抗有源器件

12、的高頻效應有源器件的高頻效應l引線電感l(wèi)飽和壓降影響l噪聲l高頻效應的影響性能下降參數(shù)變化不穩(wěn)定電磁干擾與電磁屏蔽分析與測試復雜電路的高頻效應電路的高頻效應l分布參數(shù)效應 寄生參數(shù)導體間、導體或元器件與地間、元件間的寄生電容連接元器件的導線的電感和元件自身的寄生電感雜散參數(shù)，如引線電感、分布電容對電路影響嚴重，甚至會引起電路的不穩(wěn)定特性受環(huán)境影響，分析與設(shè)計復雜電路的高頻效應電路的高頻效應l趨膚效應當頻率升高時，電流只集中在導體的表面，導致有效導電面積減小，交流電阻可能遠大于直流電阻，從而使導體損耗增加，電路性能惡化。趨膚深度1f電路的高頻效應電路的高頻效應l輻射效應輻射是指信號泄漏到空間中，

13、這就使得信號源或要傳輸?shù)男盘柕哪芰坎荒苋枯斔偷截撦d上，產(chǎn)生能量損失和電磁干擾。輻射還會引起一些耦合效應，使得高頻電路的設(shè)計、制作、調(diào)試和測量等都非常復雜和困難。 高頻電路的電磁兼容高頻電路的電磁兼容l接地l屏蔽與吸收l去藕與濾波l電路設(shè)計與低頻電路的共性與低頻電路的共性l高頻電路饋電與偏置電路的基本原理及 方法和低頻模擬電路相同l需考慮高頻電路饋電電路的去耦及接地l為了防止分布電容形成寄生耦合及電感 的電磁輻射產(chǎn)生的寄生耦合，高頻電路 還必須考慮良好、合理的屏蔽l電路的基本形式，基本工作原理、偏置 方法、反饋、電路的穩(wěn)定性、信號源的 屬性、放大電路的基本特性等都基本相同高頻電路的阻抗及其匹配

14、高頻電路的阻抗及其匹配l射頻電路的輸入輸出阻抗一般情況下都是相當?shù)偷?，大部分射頻電路與設(shè)備的典型阻抗是50甚至更低。因此，在射頻電路與系統(tǒng)的分析與設(shè)計時，一定要重視阻抗匹配問題，并要考慮噪聲和損耗問題。l高頻電路的阻抗匹配：在給定的電路條件下，改變負載回路的可調(diào)元件，使電子器件或電路送出額定的輸出功率至負載。高頻電路的阻抗及其匹配高頻電路的阻抗及其匹配l一般的阻抗匹配指的是共軛匹配或功率匹配（最大功率傳輸）。l噪聲匹配：在放大器的輸入端，匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出阻抗等于放大器最小噪聲系數(shù)對應的最佳源阻抗。l傳輸線阻抗匹配：傳輸線負載阻抗等于傳輸線特性阻抗。l濾波器的阻抗匹配：輸入匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出阻抗和輸出

15、匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗分別等于濾波器指定的源阻抗和負載阻抗。高頻電路的阻抗及其匹配高頻電路的阻抗及其匹配l非線性工作時，電子器件的內(nèi)阻變動劇烈，因此輸出電阻不是常數(shù)。l高頻電路多工作于非線性狀態(tài)，線性電路及其阻抗匹配（負載阻抗與電源內(nèi)阻相等）已不適用。l負載線匹配：在信號源受到最大承受電壓和最大輸出電流限制時，負載線匹配可使負載上得到最大功率。l功放中采用負載線匹配比采用功率匹配多得到2dB的輸出功率。 負載線匹配負載線匹配SISROULRSImaxIOUmaxU/SLoptRRR/SLoptRRR/SLoptRRRo高頻電路的阻抗匹配作用高頻電路的阻抗匹配作用 l使負載阻抗與非線性電路所需要的最

16、佳阻抗相匹配，以保證傳輸?shù)截撦d的功率最大（匹配網(wǎng)絡(luò)）l抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率（濾波作用）l在有幾個電子器件同時輸出功率的情況下，保證它們都能有效地傳送功率到負載，但同時又應該盡可能地使這幾個電子器件彼此隔離，互相不影響（合成與隔離） 非線性非線性l所有電子元器件和電子電路都是非線性的所有電子元器件和電子電路都是非線性的線性元件在極端工作狀態(tài)下表現(xiàn)為非線性線性電路是一種理想化的概念和工程上的合理近似非線性非線性l線性線性/ /非線性非線性/ /時變線性時變線性線性：元件參數(shù)與通過元件的電流或電壓無關(guān)非線性：元件參數(shù)與通過元件的電流或電壓有關(guān)時變線性：元件參數(shù)按一定規(guī)律隨時間變化，但與通

17、過元件的電流或電壓無關(guān)非線性元器件非線性元器件l非線性元器件的伏安特性是非線性的非線性元器件的伏安特性是非線性的l對非線性器件的描述通常用多個參數(shù)，對非線性器件的描述通常用多個參數(shù)，如直流跨導、時變跨導和平均跨導，而且如直流跨導、時變跨導和平均跨導，而且大都與控制變量有關(guān)。大都與控制變量有關(guān)。 非線性電路的特性與類型非線性電路的特性與類型l非線性電路的特性非線性電路的特性非線性電路不滿足疊加定理非線性電路產(chǎn)生新的頻率分量l非線性電路的類型非線性電路的類型弱非線性強非線性準（非）線性兩端非線性與轉(zhuǎn)移非線性非線性電路的功能（有利）非線性電路的功能（有利）l有輸入信號控制下，把直流電能轉(zhuǎn)化為按輸入變

18、化的交流能量（功放）l無輸入信號控制下，把直流電能轉(zhuǎn)化為按特定頻率變化的交流能量（振蕩器）能量轉(zhuǎn)換l頻譜線性搬移l頻譜非線性搬移頻率變換非線性電路的影響（不利）非線性電路的影響（不利）l諧波失真l互調(diào)（IM）與交調(diào)干擾l增益壓縮l飽和（阻塞）與動態(tài)范圍降低lAM-PM轉(zhuǎn)換l包絡(luò)失真l雜波響應（如發(fā)射機帶外輻射 鄰道干擾、倒易混頻、干擾哨聲等）表征非線性失真的參數(shù)表征非線性失真的參數(shù)l諧波失真系數(shù)l交（互）調(diào)抑制度l壓縮電平l三階截點l動態(tài)范圍全諧波失真系數(shù)THD（Total Harmonic Distortion） 表征非線性失真的參數(shù)表征非線性失真的參數(shù)表征非線性失真的參數(shù)表征非線性失真的參

19、數(shù)非線性電路分析與實現(xiàn)方法非線性電路分析與實現(xiàn)方法工程上采用近似的分析方法工程上采用近似的分析方法非線性器件物理特性復雜，精確求解需解非線性微分方程或變系數(shù)微分方程方法：對器件數(shù)學模型和工作條件合理近似，簡單而實用功能實現(xiàn)借助器件非線性，電路形式多功能實現(xiàn)借助器件非線性，電路形式多本質(zhì)：器件的非線性基本電路：歸納總結(jié)非線性電路的分析方法非線性電路的分析方法l解非線性微分方程（復雜、繁、困難，不用）l數(shù)值分析法（現(xiàn)代分析手段）l工程分析法（明晰電路工作過程與物理現(xiàn)象）圖解法解析法（指數(shù)函數(shù)分析法、折線近似分析法、開關(guān)函數(shù)分析法、線性時變電路分析法、頻譜法等）非線性電路的分析方法非線性電路的分析方

20、法 圖解法：非線性元件的特性曲線和輸入信號波形相結(jié)合，作圖直接畫出輸出信號波形； 解析法：依非線性元件特性曲線的數(shù)學表達式列回路方程，接方程求輸出信號的表達式或數(shù)值。增益壓縮增益壓縮230123oiiiuaaua ua u22330123coscoscosouaaUtaUtaUt23233220133() ()coscos2cos32424oaaauaUaUaUtUtUt23111314aUUaUa cosiuUt阻塞與互調(diào)失真阻塞與互調(diào)失真1122coscosiuUtUt2220123211313121321232312221212122312121223122121()233()cos42

21、33()cos42cos()cos() 3cos(2)cos(2) 43cos(2)cos(2) 4oauaUUaUa Ua U UtaUa Ua U Uta U Utta U Utta U Utt21131213()cos2aUaU Ut互調(diào)失真阻塞非線性失真產(chǎn)生的原因非線性失真產(chǎn)生的原因l與有源器件固有的非線性特性有關(guān)l與電路的靜態(tài)工作點有關(guān)l與輸入信號和干擾的大小、數(shù)量和頻率有關(guān)抑制或降低非線性失真的方法抑制或降低非線性失真的方法l合理選擇器件的非線性l選擇合適的電路形式l設(shè)置合適的靜態(tài)工作點l選擇合適的輸入信號的幅度和頻率l通過設(shè)置合適的頻率和濾波器減少干擾的大小和數(shù)量l線性化措施乘法

22、器與混頻器乘法器與混頻器 l頻譜線性搬移電路l三口網(wǎng)絡(luò)l乘法器的功能是完成模擬信號的乘法功能的電路、組件、或者器件。l乘法器可以用作混頻器，還可用作調(diào)幅調(diào)制器、相干解調(diào)器、鑒相器等。l完成混頻功能的電路種類很多，但必須有乘積項或乘法功能l目標：培養(yǎng)學生的射頻電路與系統(tǒng)的研究分析能力、工程設(shè)計能力和實踐動手能力l任務(wù)：熟悉本課程所述各類部件的組成、特點和性能指標，以及在通信系統(tǒng)中的地位與作用；掌握高頻電路中的基本概念、基本原理和基本方法（包括仿真方法）以及典型電路，看懂一般的實際電路；能較深刻地理解非線性電路的分析方法及特點；初步建立起信息傳輸系統(tǒng)的整體概念；了解重要新技術(shù)的發(fā)展趨勢。能夠進行基

23、本電路的分析與設(shè)計，為后續(xù)專業(yè)課的學習打好基礎(chǔ)。 緒論緒論高頻電路基礎(chǔ)高頻電路基礎(chǔ)高頻放大器高頻放大器正弦波振蕩器正弦波振蕩器振幅調(diào)制與解調(diào)振幅調(diào)制與解調(diào)混頻電路混頻電路頻率調(diào)制與解調(diào)頻率調(diào)制與解調(diào)反饋控制電路反饋控制電路高頻電路新技術(shù)高頻電路新技術(shù)整機線路分析與系統(tǒng)設(shè)計整機線路分析與系統(tǒng)設(shè)計l重點重點基本概念基本概念基本原理基本原理基本電路基本電路基本分析方法基本分析方法l難點難點高頻高頻非線性非線性緒論主要內(nèi)容緒論主要內(nèi)容l通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成l無線電波頻段和波段的劃分無線電波頻段和波段的劃分l高頻信號和無線信道的特性高頻信號和無線信道的特性l本課程所述各部件在通信系統(tǒng)中的地本課程

24、所述各部件在通信系統(tǒng)中的地位與作用位與作用l無線收發(fā)信機的結(jié)構(gòu)無線收發(fā)信機的結(jié)構(gòu)l本課程的特點與研究方法。本課程的特點與研究方法。 l重點：重點： 通信系統(tǒng)的組成、調(diào)制的作用及通信系統(tǒng)的組成、調(diào)制的作用及其方法、無線電波頻段或波段的劃其方法、無線電波頻段或波段的劃分及各段特點。分及各段特點。l難點：難點：高頻信號的傳播特性及其與通信系高頻信號的傳播特性及其與通信系統(tǒng)的關(guān)系統(tǒng)的關(guān)系無線收發(fā)信機的組成、特點與應用無線收發(fā)信機的組成、特點與應用場合場合310410210310波段名稱波段名稱波長范圍波長范圍頻率范圍頻率范圍頻段名稱頻段名稱主要傳播方式和用途主要傳播方式和用途長波（長波（LWLW）m

25、m3030300KHz300KHz低頻（低頻（LFLF）地波；遠距離通信地波；遠距離通信中波（中波（MWMW）m m300KHz300KHz3MHz3MHz中頻（中頻（MFMF）地波、天波；廣播、通信、導航地波、天波；廣播、通信、導航短波（短波（SWSW）1010100m100m3 330MHz30MHz高頻（高頻（HFHF）天波、地波；廣播、通信天波、地波；廣播、通信超短波超短波（VSWVSW）1 110m10m3030300MHz300MHz甚高頻（甚高頻（VHFVHF）直線傳播、對流層散射；通信、電直線傳播、對流層散射；通信、電視廣播、調(diào)頻廣播、雷達視廣播、調(diào)頻廣播、雷達微微波波分米波分

26、米波（USWUSW）1010100cm100cm3003003GHz3GHz特高頻（特高頻（UHFUHF）直線傳播、散射傳播；通信、中繼直線傳播、散射傳播；通信、中繼與衛(wèi)星通信、雷達、電視廣播與衛(wèi)星通信、雷達、電視廣播厘米波厘米波（SSWSSW）1 110cm10cm3 330GHz30GHz超高頻（超高頻（SHFSHF）直線傳播；中繼和衛(wèi)星通信、雷達直線傳播；中繼和衛(wèi)星通信、雷達毫米波毫米波（ESWESW）1 110mm10mm3030300GHz300GHz極高頻（極高頻（EHFEHF）直線傳播；微波通信、雷達直線傳播；微波通信、雷達對于傳統(tǒng)的超外差結(jié)構(gòu)，中頻比信號載頻低得多，因此在中頻上

27、實現(xiàn)對有用信號的選擇要比在載頻上選擇對濾波器Q值的要求低得多，容易實現(xiàn)穩(wěn)定的高增益放大，同時也便于解調(diào)或A/D變換。超外差結(jié)構(gòu)的最大缺點就是組合干擾頻率點多，特別是對于鏡像頻率干擾的抑制頗為麻煩，因此出現(xiàn)了多種鏡頻抑制接收方案。數(shù)字中頻結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點就是可以共享RF/IF模塊，由于解調(diào)和同步均采用數(shù)字化處理，靈活方便，也便于產(chǎn)品的集成和小型化。但是，在寬帶通信中，需要選用高速的A/D變換器、寬帶采樣保持電路以及速度足夠快的數(shù)字處理芯片。直接變換結(jié)構(gòu)就是讓本地振蕩頻率等于載頻，使中頻為零（因此也稱為零中頻（Zero IF）結(jié)構(gòu)），也就不存在鏡像頻率，從而也就避免了鏡頻干擾的抑制問題。另外，直接變

28、換結(jié)構(gòu)中射頻部分只有高放和混頻器，增益低，易滿足線性動態(tài)范圍的要求；由于下變頻后為低頻基帶信號，只需用低通濾波器來選擇信道即可，省去了價格昂貴的中頻濾波器，也便于電路的集成。但是，直接變換結(jié)構(gòu)也存在著本振泄漏、直流偏移、兩支路平衡與匹配問題等缺點。 高頻電路基礎(chǔ)主要內(nèi)容高頻電路基礎(chǔ)主要內(nèi)容l高頻電路中常用的元器件和基高頻電路中常用的元器件和基本電路及其特性；本電路及其特性；l阻抗匹配與阻抗變換；阻抗匹配與阻抗變換；l干擾與噪聲的來源與特性、噪干擾與噪聲的來源與特性、噪聲系數(shù)與噪聲溫度；聲系數(shù)與噪聲溫度；l接收機的靈敏度；接收機的靈敏度；l非線性問題與電磁兼容問題。非線性問題與電磁兼容問題。 高

29、頻電路基礎(chǔ)重點難點高頻電路基礎(chǔ)重點難點l重點：重點： 諧振回路的特性、阻抗匹配與阻抗變諧振回路的特性、阻抗匹配與阻抗變換的方法、熱噪聲特性及噪聲系數(shù)的換的方法、熱噪聲特性及噪聲系數(shù)的計算方法、噪聲系數(shù)與接收機靈敏度計算方法、噪聲系數(shù)與接收機靈敏度之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。l難點：難點： 阻抗變換阻抗變換、等效噪聲帶寬、等效噪聲帶寬、噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)與噪聲溫度的概念與噪聲溫度的概念。阻抗匹配阻抗匹配阻抗匹配是目的，阻抗變換是手段。 阻抗變換最好是無損耗的，至少應該是低損耗的。因此，阻抗變換的電路或方法大多采用變壓器、無損耗的集中參數(shù)電抗元件（電感、電容）及由它們組成的各種高頻振蕩回路。也有采用電阻

30、元件的，但這種電路或方法都會引入一定的損耗，應盡量避免。 阻抗匹配阻抗匹配阻抗匹配實際上是復阻抗匹配（共軛匹配），包括電阻匹配和電抗匹配。通過串聯(lián)或并聯(lián)電感或電容可將復阻抗變?yōu)閷嵶杩梗娮杌螂妼В?阻抗變換的基本方法分為集中參數(shù)阻抗變換和分布參數(shù)阻抗變換兩類。集中參數(shù)阻抗變換又有電抗元件組成的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)和變壓器或電阻網(wǎng)絡(luò)組成的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，分布參數(shù)阻抗變換主要是傳輸線或微帶阻抗變換。 阻抗匹配阻抗匹配對阻抗變換網(wǎng)絡(luò)的要求主要是阻抗變換，同時希望無損耗或者損耗盡可能低，因此，阻抗變換網(wǎng)絡(luò)一般采用電抗元件實現(xiàn)。對于采用電抗元件實現(xiàn)的窄帶阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，在完成阻抗變換的同時還有一定的濾波能力。對電阻

31、性網(wǎng)絡(luò)（有損耗）或變壓器組成的寬帶阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，需要在完成阻抗變換后另加濾波網(wǎng)絡(luò)。 集中參數(shù)阻抗匹配方法集中參數(shù)阻抗匹配方法振蕩回路的振蕩回路的阻抗變換阻抗變換 抽頭并聯(lián)振蕩回路阻抗變換抽頭并聯(lián)振蕩回路阻抗變換 耦合振蕩回路阻抗變換耦合振蕩回路阻抗變換 LC網(wǎng)絡(luò)阻網(wǎng)絡(luò)阻抗變換抗變換 L型網(wǎng)絡(luò)阻抗變換型網(wǎng)絡(luò)阻抗變換 T型和型和型網(wǎng)絡(luò)阻抗變換型網(wǎng)絡(luò)阻抗變換 變壓器阻變壓器阻抗變換抗變換 高頻變壓器阻抗變換高頻變壓器阻抗變換 傳輸線變壓器阻抗變換傳輸線變壓器阻抗變換 電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)阻抗變換阻抗變換 噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)概念為了衡量某一線性電路(如放大器)或一系統(tǒng)(如接收機)的噪聲特性，通常需要引入

32、一個衡量電路或系統(tǒng)內(nèi)部噪聲大小的量度。有了這種量度就可以比較不同電路噪聲性能的好壞，也可以據(jù)此進行測量。 ooiioiFNSNSNSNSN/)/()/(噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)概念為了不使噪聲系數(shù)依賴于指定的帶寬，最好用一規(guī)定的窄頻帶內(nèi)的噪聲功率進行定義。在國際上(如按IEEE的標準)，噪聲功率是按每單位頻帶內(nèi)的噪聲功率定義的。此時噪聲系數(shù)只是隨指定的工作頻率不同而不同，即表示為點頻的噪聲系數(shù)。在實際應用中，我們關(guān)心的是實際系統(tǒng)的輸出噪聲或信噪比，原理上應從上述定義的點頻噪聲系數(shù)計算總的噪聲或信噪比。但是若引入等效噪聲帶寬，則噪聲系數(shù)也可以用于整個頻帶內(nèi)的噪聲功率。即此定義中的噪聲功率為系統(tǒng)內(nèi)的實

33、際功率。這時的噪聲系數(shù)具有平均意義。 噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)與輸入噪聲功率有關(guān)。如果不給輸入噪聲功率以明確的規(guī)定，則噪聲系數(shù)就沒有意義。為此，在噪聲系數(shù)的定義中，規(guī)定輸入噪聲功率為信號源內(nèi)阻的最大輸出功率。并規(guī)定信號源內(nèi)阻的溫度為290K，此溫度稱為標準噪聲溫度。需要說明的是，輸入噪聲功率并不一定是實際輸入線性系統(tǒng)的噪聲功率，只是在輸入端匹配時才相等。 噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)概念在噪聲系數(shù)的定義中，并沒有對線性網(wǎng)絡(luò)兩端的匹配情況提出要求，而實際電路也不一定是阻抗匹配的。因此，噪聲系數(shù)的定義具有普遍適用性。輸出端的阻抗匹配與否并不影響噪聲系數(shù)的大小，即噪聲系數(shù)與輸出端所接負載的大小（包括

34、開路或短路）無關(guān)。因此，噪聲系數(shù)也可表示成輸出端開路時的兩均方電壓之比或輸出端短路時的兩均方電流之比。 噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)的大小與四端網(wǎng)絡(luò)輸入端的匹配情況有關(guān)。輸入端的阻抗匹配情況決定于信號源內(nèi)阻與四端網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗之間的關(guān)系。在不同的匹配情況，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部產(chǎn)生的附加噪聲及功率放大倍數(shù)是不同的。這當然要影響噪聲系數(shù)。至于如何影響將取決于電路中噪聲源的具體情況。比如，設(shè)計低噪聲放大器時，就應考慮最佳的阻抗關(guān)系（噪聲匹配）。 噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)概念噪聲系數(shù)的定義只適用于線性或準線性電路。對于非線性電路，由于信號與噪聲、噪聲與噪聲之間的相互作用，將會使輸出端的信噪比更加惡化，因此，噪聲系數(shù)

35、的概念就不能適用。所以，我們通常講的接收機的噪聲系數(shù)，實際上指的是檢波器之前的線性電路，包括高頻放大、變頻和中放。變頻雖然是非線性變換，但它對信號而言，只產(chǎn)生頻率的搬移，可以認為是準線性電路。 高頻諧振放大器主要內(nèi)容高頻諧振放大器主要內(nèi)容l高頻小信號諧振放大器的原理、線路高頻小信號諧振放大器的原理、線路及其性能指標；及其性能指標；l高頻功率放大器的原理、線路及其性高頻功率放大器的原理、線路及其性能指標等；能指標等；l高頻功率放大器的工作狀態(tài)和外部特高頻功率放大器的工作狀態(tài)和外部特性；性；l高效功放與功率合成。高效功放與功率合成。高頻諧振放大器重點難點高頻諧振放大器重點難點l重點：重點： 高頻小

36、信號放大器的工作原理和穩(wěn)定方高頻小信號放大器的工作原理和穩(wěn)定方法、高頻功率放大器的工作原理、外部法、高頻功率放大器的工作原理、外部特性和實際線路。特性和實際線路。l難點：難點： 高頻小信號放大器的分析方法和穩(wěn)定方高頻小信號放大器的分析方法和穩(wěn)定方法、高頻功率放大器的工作原理、功率法、高頻功率放大器的工作原理、功率與效率關(guān)系、外部特性。與效率關(guān)系、外部特性。高頻功放的主要技術(shù)指標高頻功放的主要技術(shù)指標輸出功率輸出功率效率效率線性度（失真）線性度（失真）安全性安全性提高輸出功率的方法提高輸出功率的方法調(diào)整工作狀態(tài)（臨界）調(diào)整工作狀態(tài)（臨界）調(diào)整外部特性參數(shù)調(diào)整外部特性參數(shù)提高輸入功率提高輸入功率用

37、大功率管子用大功率管子增大通角大小增大通角大小功率合成功率合成功放的效率功放的效率輸入能量受限輸入能量受限輸出功率與輸入功率（廣義）之比輸出功率與輸入功率（廣義）之比輸入功率與輸出功率定義多種輸入功率與輸出功率定義多種功放的效率功放的效率10cPP11100iPpower addedPPPPGPPl集電極效率l功率增加效率l總效率11100overalliPPPPPPPG提高功放效率的方法提高功放效率的方法調(diào)整工作狀態(tài)（弱過壓或臨界）調(diào)整工作狀態(tài)（弱過壓或臨界）減小通角減小通角集電極電流與電壓大小錯開集電極電流與電壓大小錯開高效功放高效功放功放的失真與線性度功放的失真與線性度高頻功放非線性工作

38、，存在多種高頻功放非線性工作，存在多種非線性失真非線性失真許多系統(tǒng)要求具有較高的線性度許多系統(tǒng)要求具有較高的線性度提高功放線性度的方法提高功放線性度的方法推挽電路推挽電路功率回退功率回退預失真預失真前饋等線性化技術(shù)前饋等線性化技術(shù)功放的安全功放的安全功放各指標間的折中關(guān)系功放各指標間的折中關(guān)系l反饋振蕩器的基本原理；反饋振蕩器的基本原理；l變壓器反饋振蕩器和變壓器反饋振蕩器和LCLC振蕩器的振蕩器的線路與分析；線路與分析；l振蕩器的穩(wěn)定性；振蕩器的穩(wěn)定性；l晶體振蕩器。晶體振蕩器。l重點：重點： 振蕩條件、振蕩電路和穩(wěn)定原理，振蕩振蕩條件、振蕩電路和穩(wěn)定原理，振蕩器組成，晶體振蕩器。器組成，晶

39、體振蕩器。l難點：難點： 振蕩條件和穩(wěn)定方法分析與判斷，起振振蕩條件和穩(wěn)定方法分析與判斷，起振原因，幾種振蕩線路（含晶振）。原因，幾種振蕩線路（含晶振）。l相位與振幅振蕩條件判斷相位與振幅振蕩條件判斷l(xiāng)軟激勵與硬激勵軟激勵與硬激勵射同余異射同余異cDeb等效電阻與接入系數(shù)等效電阻與接入系數(shù)l泛音晶振與防跳頻網(wǎng)絡(luò)泛音晶振與防跳頻網(wǎng)絡(luò)工作頻率頻率穩(wěn)定度波形失真變壓器反饋振蕩器電感反饋三段式電容反饋三段式克拉潑電路西勒電路晶振高穩(wěn)定晶振頻譜的線性搬移電路主要內(nèi)容頻譜的線性搬移電路主要內(nèi)容 l 頻譜線性搬移的分析方法頻譜線性搬移的分析方法l 二極管電路（單管、平衡、雙平二極管電路（單管、平衡、雙平衡）

40、衡）l 三極管電路（單管、差分對、雙三極管電路（單管、差分對、雙差分對）差分對）l其它頻譜線性搬移電路其它頻譜線性搬移電路頻譜的線性搬移電路重點難點頻譜的線性搬移電路重點難點l重點：重點： 頻譜線性搬移的分析方法，二極頻譜線性搬移的分析方法，二極管、三極管和差分對頻譜線性搬管、三極管和差分對頻譜線性搬移電路及其原理。移電路及其原理。l難點：難點： 器件非線性分析，平衡對消原理器件非線性分析，平衡對消原理，負載和輸出電壓反作用分析，負載和輸出電壓反作用分析，差分對分析。差分對分析。頻譜的線性搬移電路頻譜的線性搬移電路根據(jù)器件的非線性、輸入信號的頻根據(jù)器件的非線性、輸入信號的頻率和大小、電路的形式

41、分析輸出頻率和大小、電路的形式分析輸出頻譜成分譜成分多種非線性電路分析方法多種非線性電路分析方法通過濾波獲得所需頻率分量通過濾波獲得所需頻率分量求出轉(zhuǎn)換效率（增益或損耗）求出轉(zhuǎn)換效率（增益或損耗）頻譜的線性搬移電路頻譜的線性搬移電路為了提高頻譜線性搬移的質(zhì)量，最好的頻譜線性搬移電路是理想的乘法器，如何使實際的頻譜搬移電路更接近理想的乘法器，就是我們追求的目標。無論何種頻譜線性搬移電路，都可以電路的對稱性和適當?shù)墓ぷ鳁l件（如工作在線性時變條件下或減小輸入信號的幅度使其由非線性關(guān)系近似為線性關(guān)系）來減少組合分量，使之更接近理想乘法器。因此。其難點就在于分析電路時如何采用近似條件，在何種條件下近似。

42、 頻譜的線性搬移電路頻譜的線性搬移電路從電路的形式上看，電路的形式較多，有二極管電路、三極管電路、場效應管電路、差分對電路等，這些電路的形式不同，分析的結(jié)果也不相同，但只要掌握了分析方法，大同小異，就可觸類旁通。 頻譜的線性搬移電路頻譜的線性搬移電路在二極管平衡電路和環(huán)形電路中，各支路電流在負載上的貢獻的分析是二極管電路分析的難點和關(guān)鍵。分析時注意二極管兩端電壓和流過二極管的電流的方向；二極管兩端的電壓，即控制電壓u2和輸入電壓u1是正向加到二極管上還是反向加到二極管上；在輸出端各支路電流在輸出變壓器中的流動方向；總的輸出電流與各直流電流的關(guān)系，電流不同的流動方向在輸出變壓器中產(chǎn)生的磁通時相抵

43、的，流動方向相同的電流在輸出變壓器中產(chǎn)生的磁通是相加的，因而可以此確定總電流與各支路電流的關(guān)系（加還是減）。 頻譜的線性搬移電路頻譜的線性搬移電路二極管電路分析的另一個難點和關(guān)鍵是各支路二極管的通斷，是在控制電壓的正半周導通還是在控制電壓的負半周導通，這關(guān)系到二極管電流中的開關(guān)函數(shù)是K(2t)還是K(2t)。若二極管兩端的電壓和流過二極管的電流是按實際方向標定時，控制電壓u2正向加到二極管兩端時開關(guān)函數(shù)為K(2t)，控制電壓u2反向加到二極管兩端時開關(guān)函數(shù)為K(2t)。 振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻主要內(nèi)容振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻主要內(nèi)容 lAMAM、DSBDSB、SSBSSB信號分析；信號分析；l振幅調(diào)

44、制及解調(diào)電路；振幅調(diào)制及解調(diào)電路；l混頻原理與電路；混頻原理與電路；l混頻器中的干擾。混頻器中的干擾。振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻重點難點振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻重點難點l重點：重點： AMAM信號和信號和DSBDSB信號的特點及產(chǎn)生方法，信號的特點及產(chǎn)生方法，二極管峰值包絡(luò)檢波器的電路與性能分二極管峰值包絡(luò)檢波器的電路與性能分析，混頻的原理與電路分析，寄生通道析，混頻的原理與電路分析，寄生通道干擾和交調(diào)與互調(diào)干擾分析。干擾和交調(diào)與互調(diào)干擾分析。l難點：難點： DSBDSB與與SSBSSB信號波形，同步檢波，混頻干信號波形，同步檢波，混頻干擾分析。擾分析。振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻注意：注意

45、： AM AM、DSBDSB、SSBSSB信號的關(guān)系及特征信號的關(guān)系及特征 AM AM、DSBDSB、SSBSSB的產(chǎn)生及電路的產(chǎn)生及電路 AM AM、DSBDSB、SSBSSB的解調(diào)方式及解調(diào)電路的解調(diào)方式及解調(diào)電路DSBSSBAM濾波，移相濾波，移相濾波？濾波？載波抵消載波抵消振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻 從已調(diào)信號時域波形看調(diào)制的作用從已調(diào)信號時域波形看調(diào)制的作用和特點和特點 從頻譜變換過程看調(diào)制的頻譜變換從頻譜變換過程看調(diào)制的頻譜變換作用作用 調(diào)幅信號解調(diào)的方法與調(diào)制方式對調(diào)幅信號解調(diào)的方法與調(diào)制方式對應應 頻譜線性搬移電路的特性對比頻譜線性搬移電路的特性對比 同步檢波與鑒

46、相的比較同步檢波與鑒相的比較 電視機調(diào)制解調(diào)作例子電視機調(diào)制解調(diào)作例子振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻功能輸入1輸入2輸出濾波器信號頻率回路信號頻率回路信號頻率回路類型 fo B調(diào)制u F低頻ucfc高頻uDSBfcF高頻帶通 fc2F解調(diào)uDSBfcF高頻urfr=fc高頻u F低頻低通F混頻uDSBfcF高頻uLfL高頻uIfIF高頻帶通 fI2F振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻振幅調(diào)幅、解調(diào)與混頻組合干擾是混頻器和放大器中特有的干擾，分清是何種干擾是比較困難的，可以從參與組合的信號、干擾的現(xiàn)象（串臺或哨聲）、與輸入信號的關(guān)系等來區(qū)分。如何抑制干擾，要根據(jù)干擾的類型來確定，是提高前端電路的選擇

47、性、還是在中頻上做文章、或者在電路上做文章等。 角度調(diào)制和解調(diào)電路主要內(nèi)容角度調(diào)制和解調(diào)電路主要內(nèi)容 l角度調(diào)制信號分析；角度調(diào)制信號分析；l調(diào)頻原理與調(diào)頻電路；調(diào)頻原理與調(diào)頻電路；l鑒頻與鑒相的原理與方法；鑒頻與鑒相的原理與方法；l鑒頻電路；鑒頻電路；l調(diào)頻收發(fā)信機和附屬電路；調(diào)頻收發(fā)信機和附屬電路；l新型調(diào)頻系統(tǒng)。新型調(diào)頻系統(tǒng)。角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點l重點：重點： FM FM信號特性，變?nèi)荻O管直接調(diào)頻信號特性，變?nèi)荻O管直接調(diào)頻原理與電路，鑒頻與鑒相方法，相原理與電路，鑒頻與鑒相方法，相位鑒頻電路、比例鑒頻電路和正交位鑒頻電路、比例鑒頻電路和正交鑒頻原理。鑒

48、頻原理。l難點：難點： 調(diào)頻的頻譜分析，間接調(diào)頻原理，調(diào)頻的頻譜分析，間接調(diào)頻原理，鑒頻與鑒相方法，比例鑒頻電路和鑒頻與鑒相方法，比例鑒頻電路和正交鑒頻原理。正交鑒頻原理。角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點n角度調(diào)制信號特點（頻譜非線性變換）角度調(diào)制信號特點（頻譜非線性變換）n調(diào)頻方法調(diào)頻方法直接調(diào)頻和間接調(diào)頻直接調(diào)頻和間接調(diào)頻n調(diào)頻電路及其性能調(diào)頻電路及其性能n鑒頻方法鑒頻方法直接和間接鑒頻直接和間接鑒頻n鑒頻電路及其性能鑒頻電路及其性能n調(diào)相與鑒相調(diào)相與鑒相角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點調(diào)頻信號的功率等于載波功率，這說明調(diào)頻的過程實際上是將載波功率重

49、新分配給各頻率分量的過程，每個頻率分量所分得的功率由貝塞爾函數(shù)決定，但各分量功率之和仍為未調(diào)載波功率。這就是調(diào)頻信號具有很高的功率利用率和較強的抗干擾的原因。 角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點角度調(diào)制和解調(diào)電路重點難點分析方法和模型等都與頻譜線性搬移電路不同 調(diào)頻信號帶寬的工程意義調(diào)頻與鑒頻特性的調(diào)整比較困難 反饋控制電路主要內(nèi)容反饋控制電路主要內(nèi)容 lAGCAGC、AFCAFC電路；電路；lPLLPLL的基本原理、組成、性能分析的基本原理、組成、性能分析和應用；和應用；l頻率合成的概念、方法和頻率合頻率合成的概念、方法和頻率合成器電路。成器電路。反饋控制電路重點難點反饋控制電路重點難點l重點：重點： AGCAGC和和AFCAFC的原理與電路，的原理與電路，PLLPLL的組的組成原理、簡單性能分析和應用，頻成原理、簡單性能分析和應用，頻率合成的概念、方法和鎖相頻率合率合成的概念、方法和鎖相頻率合成器電路。成器電路。l難點：難點： 動態(tài)范圍的概念，動態(tài)范圍的概念，AFCAFC的原理，的原理，PL