高頻電子線路完整章節(jié)完整課件(胡宴如版)

高頻電子線路高等教育出版社，胡宴如、耿蘇燕主編高頻電子線路高等教育出版社，胡宴如、耿蘇燕主編1友情提示：如何學(xué)好高頻課課程性質(zhì)：理論聯(lián)系實踐，突出重點，重應(yīng)用，強調(diào)物理概念，強調(diào)工程實踐。每次課程結(jié)束附有小練習(xí)，望各位同學(xué)認真做答，內(nèi)含各位同學(xué)期待的期末考試內(nèi)容。期末考試開卷，不背公式，應(yīng)用結(jié)論。從各個角度消化課堂知識。友情提示：如何學(xué)好高頻課課程性質(zhì)：理論聯(lián)系實踐，突出重點，重2第一章緒論通信與通信系統(tǒng)無線電波的基本特點非線性電路的基本概念本課程的主要內(nèi)容及特點主要內(nèi)容：第一章緒論通信與通信系統(tǒng)主要內(nèi)容：31.1、通信與通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)：用電信號（或光信號）傳輸信號的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)，也稱電信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的組成：

一般通信系統(tǒng)由輸入、輸出變換器，發(fā)送、接收設(shè)備和信道等組成。1.1、通信與通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)：41.1、通信與通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)組成框圖5各部分作用信息源：提供需要傳送的信息；輸入變換器：將信息源（圖像、聲音等）的信息變換成電信號，把該信號稱為基帶信號；發(fā)射機：將基帶信號進行某種處理，并以足夠的功率送入信道，以實現(xiàn)有效的傳送，其中最主要的處理為調(diào)制，調(diào)制后的信號稱為已調(diào)信號，或已調(diào)波；1.1、通信與通信系統(tǒng)各部分作用1.1、通信與通信系統(tǒng)64）信道：信息的傳送通道，又稱傳輸媒介。信道可分為無線信道和有線信道兩大類；5）接收機：把由信道傳送過來的已調(diào)信號取出并進行處理，得到與發(fā)送相對應(yīng)的原基帶信號，把這一過程稱為解調(diào)；6）輸出變換器：把基帶信號恢復(fù)成原來形式的信息。1.1、通信與通信系統(tǒng)4）信道：信息的傳送通道，又稱傳輸媒介。信道可分為無線信道和7通信系統(tǒng)按傳輸?shù)幕鶐盘柌煌?，分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類。1）模擬通信系統(tǒng)：直接傳輸模擬信號（即基帶信號為模擬信號）的通信系統(tǒng),稱為模擬通信系統(tǒng)。典型的模擬通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的組成框圖和接收設(shè)備的組成框圖分別如圖2和圖3所示。圖2為調(diào)幅發(fā)射機的組成框圖。圖3為超外差式調(diào)幅接收機的組成框圖。2）數(shù)字通信系統(tǒng)：傳輸數(shù)字信號（即基帶信號為數(shù)字信號）的通信系統(tǒng),稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。1.1、通信與通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)按傳輸?shù)幕鶐盘柌煌?，分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)8典型調(diào)幅發(fā)送設(shè)備的組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng)典型調(diào)幅發(fā)送設(shè)備的組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng)91.1、通信與通信系統(tǒng)

—調(diào)幅發(fā)射機各部分的作用高頻振蕩器：產(chǎn)生高頻電振蕩信號，這種高頻電波是用來運載基帶信號，稱為載波，或載頻。倍頻器：輸出信號的頻率是輸入信號頻率整數(shù)倍的電路，稱為倍頻器。作用提高高頻振蕩頻率。高頻放大器：把振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩放大到一定的幅度。1.1、通信與通信系統(tǒng)

101.1、通信與通信系統(tǒng)

—調(diào)幅發(fā)射機各部分的作用高頻功率放大器與調(diào)幅器：作用是將輸入的高頻載波信號和低頻調(diào)制信號變換成高頻已調(diào)信號，并以足夠大的功率輸送到天線，然后輻射到空間；話筒（拾音器）：輸入變換器，它的作用是把聲音信源轉(zhuǎn)變成電信號，稱為音頻信號，即基帶信號或調(diào)制信號；低頻放大器：把話筒變換的音頻信號放大到一定的幅度，以實現(xiàn)一定的調(diào)制度。1.1、通信與通信系統(tǒng)

11調(diào)制什么是調(diào)制？把待傳送基帶信號（調(diào)制信號）“裝載”到高頻振蕩信號上去的過程。三種信號調(diào)制信號、載波信號和已調(diào)信號三種調(diào)制方式調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）和調(diào)相（PM）1.1、通信與通信系統(tǒng)

—調(diào)幅發(fā)射機各部分的作用調(diào)制1.1、通信與通信系統(tǒng)

121.1、通信與通信系統(tǒng)為什么要調(diào)制因為信號源直接發(fā)送存在的問題，主要有以下兩點：天線尺寸天線尺寸與被輻射信號的波長相比擬時（波長λ的1/10~1），信號才能被天線有效的輻射出去。對于音頻范圍20Hz~20kHz來說，這樣的天線不可能實現(xiàn)。信號選擇如果直接發(fā)射，多家電臺的發(fā)射信號頻率范圍大致相同，接收機無法區(qū)分。1.1、通信與通信系統(tǒng)為什么要調(diào)制13三種調(diào)制方式

用待傳送基帶信號去改變高頻振蕩信號的某一參量，就可以實現(xiàn)調(diào)制。振幅調(diào)制：用基帶信號去改變高頻振蕩信號的振幅，則稱為振幅調(diào)制，簡稱調(diào)幅；頻率調(diào)制：用基帶信號去改變高頻振蕩信號的頻率，則稱為頻率調(diào)制，簡稱調(diào)頻；相位調(diào)制：用基帶信號去改變高頻振蕩信號的相位，則稱為相位調(diào)制，簡稱調(diào)相。1.1、通信與通信系統(tǒng)

—調(diào)幅發(fā)射機各部分的作用三種調(diào)制方式1.1、通信與通信系統(tǒng)

14典型超外差調(diào)幅接收設(shè)備的組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng)典型超外差調(diào)幅接收設(shè)備的組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng)151.1、通信與通信系統(tǒng)超外差接收機1)什么是超外差接收機？為了提高接收機的性能，目前廣泛采用超外差接收方式，超外差接收機的結(jié)構(gòu)特點是具有混頻器。接收機將天線接收的高頻已調(diào)信號的載波信號經(jīng)高頻放大器進行初步的選擇和放大，并抑制其它無用信號。高頻放大器輸出的載頻為已調(diào)信號和本地振蕩器所提供的頻率為的高頻等幅信號同時輸入混頻1.1、通信與通信系統(tǒng)超外差接收機161.1、通信與通信系統(tǒng)

器，在其輸出端就可獲得載頻頻率固定的信號，通常取＝－，把此頻率稱為中頻信號，此中頻信號經(jīng)中頻放大器放大到足夠值，然后經(jīng)解調(diào)器解調(diào)，可恢復(fù)出原基帶信號，經(jīng)低頻放大后輸出。2)混頻器的作用混頻的作用是將接收的已調(diào)信號的載頻頻率變?yōu)橐还潭ㄖ蓄l信號。超外差接收機的結(jié)構(gòu)特點是具有混頻器。1.1、通信與通信系統(tǒng)器，在其輸出端就可獲得載171.1、通信與通信系統(tǒng)解調(diào)——信號的“卸載”什么是解調(diào)？從高頻已調(diào)波信號中“取出”調(diào)制信號的過程。解調(diào)的三種方式①對調(diào)幅波的解調(diào)——檢波②對調(diào)頻波的解調(diào)——鑒頻③對調(diào)相波的解調(diào)——鑒相1.1、通信與通信系統(tǒng)解調(diào)——信號的“卸載”181.2、無線電波的基本特點無線電波是一種電磁波，其傳播速度與光速相同，且有λ=c/f。無線電波具有直射、繞射、反射與折射等現(xiàn)象。無線電波的三種傳播途徑（如圖）：1.2、無線電波的基本特點無線電波是一種電磁波，其傳播速度與19無線電波的波段劃分表：1.2、無線電波的基本特點波段名稱波長范圍頻段名稱頻率范圍主要用途長波LW103~104m低頻(LF)30~300kHz長距離點與點通信中波MW102~103m中頻(MF)300~3000kHz廣播、船舶、飛行通信短波SW10~102m高頻(HF)3~30kHz短波廣播、軍事通信米波1~10m甚高頻(VHF)30~300MHz電視、調(diào)頻廣播、雷達分米波1~10dm特高頻(UHF)300~3000MHz電視、雷達、移動通信厘米波1~10cm超高頻(SHF)3~30GHz雷達、中繼、衛(wèi)星通信毫米波1~10mm極高頻(EHF)30~300GHz射電天文、衛(wèi)星、雷達無線電波的波段劃分表：1.2、無線電波的基本特點波段名稱波長201.3、非線性電路的基本概念非線性元器件

電子元器件按工作特性分為線性元器件和非線性元器件兩種。非線性元器件和線性元器件主要差別在于其工作特性是非線性的，它的參數(shù)不是一個常數(shù)，它的參數(shù)和外加電壓或通過的電流大小有關(guān)。各種二極管、晶體管等電子器件都是非線性器件，而常見的電阻器、平板電容和空心電感線圈等都是線性器件。圖1.3.1為線性與非線性電阻器件的伏安特性曲線。從圖可見線性電阻器件的伏安特性是過坐標原點的一條直線，即流過電阻器的電流i與加在電阻器兩端的電壓u成正比；而非線性電阻器件的伏安特性是非線性的，即流過非線性電阻器的電流i與加在電阻器兩端的電壓u不成正比。1.3、非線性電路的基本概念非線性元器件211.3、非線性電路的基本概念線性電路

全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件組成的電路，稱為線性電路。非線性電路

電路中只要含有一個元器件是非線性的或處于非線性工作狀態(tài)，稱為非線性電路。但是當作用在非線性器件上的信號很小、工作點取得適當時非線性器件近似處于線性工作狀態(tài)，可當作線性器件。例如在模擬電子技術(shù)中的晶體三級管放大器，在小信號作用下，在直流工作點Q處可近似作為線性器件，微變等效分析法，就是基于這一點為基礎(chǔ)的。1.3、非線性電路的基本概念線性電路221.3、非線性電路的基本概念非線性電路的基本特點1）非線性電路能夠產(chǎn)生新的頻率分量，具有頻率變換作用；2）非線性電路分析上不適用疊加定理；3）當作用信號很小、工作點取得適當時，非線性電路可近似按線性電路進行分析。

1.3、非線性電路的基本概念非線性電路的基本特點231.4、本課程的主要內(nèi)容及特點

本課程主要是研究通信系統(tǒng)中共用的基本單元電路，其內(nèi)容包括高頻小信號放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路、反饋控制電路等。除了高頻小信號放大器為線性電路，其余都屬于非線性電子線路。因此要注意以下幾點：1）非線性電子線路分析的復(fù)雜性；2）非線性電子線路種類和電路形式的多樣性；3）非線性電子線路具有很強的實踐性。1.4、本課程的主要內(nèi)容及特點本課程主24小結(jié)高頻電子線路的典型應(yīng)用是通信系統(tǒng)；通信系統(tǒng)由發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備和傳輸媒介三部分組成；電信號的發(fā)射與接收的關(guān)鍵是調(diào)制與解調(diào)；高放、混頻、本振、調(diào)制、解調(diào)等相關(guān)知識是本課程要解決的問題；了解無線電信號所具有的基本特點是必備的基本知識。小結(jié)高頻電子線路的典型應(yīng)用是通信系統(tǒng)；25

課堂練習(xí)一

1.如果廣播電臺發(fā)射的信號頻率為

=936KHz,

接收機中頻=455KHz,問接收機本振頻率問多少？解：＝936KHz＋455KHz＝1391KHz答：接收機本振頻率為1391KHz。課堂練習(xí)一1.如果廣播電臺發(fā)射的26

課堂練習(xí)二2.如果高頻載波頻率為150MHZ,問λ/4天線應(yīng)長？解：∵頻率等于光速C除以波長λ,即

?＝C∕λ,則：λ＝C∕?,

λ＝3×÷150×＝2(米),

λ/4＝2÷4＝0.5(米)

答：λ/4天線應(yīng)0.5米長。課堂練習(xí)二2.如果高頻載波頻率為150MHZ,問27

課堂練習(xí)三3.中波廣播波段的波長范圍為187~560米,問其波率范圍為?解：∵頻率?等于光速C除以波長λ,即

?＝C∕λ,則：λ＝560米時，?＝3×∕560≈536KHzλ＝187米時，?＝3×∕187≈1604KHz答：波率范圍為536KHz～1604KHz。課堂練習(xí)三3.中波廣播波段的波長范圍為187~28第2章小信號選頻放大器

—概述

在高頻電路中，調(diào)諧放大器是一種最基本、最常見的電路形式。它是高頻放大器的一種。高頻小信號調(diào)諧放大器是由調(diào)諧回路與晶體管相結(jié)合而成，其突出優(yōu)點是增益高，有明顯的選頻性能，廣泛地應(yīng)用于各類接收設(shè)備中。接收天線所感應(yīng)的電臺的高頻信號是很微弱的，一般只有幾微伏到幾毫伏，而接收設(shè)備內(nèi)解調(diào)器的輸入電壓，最好能達到1伏左右，這就要求接收機對高頻信號的放大能力要達到幾千倍到10萬倍左右。

第2章小信號選頻放大器

—29第2章小信號選頻放大器

—概述

另外接收機天線所感應(yīng)的信號，除了有要接收的電臺信號外，還有許多不需要的信號（稱干擾信號）顯然如果采用沒有選擇性的放大器進行放大，勢必使要接收的信號被淹沒在其它電臺的干擾中。為了解決這個問題，通常在放大器中接入選頻網(wǎng)絡(luò)。這樣構(gòu)成調(diào)諧放大器，不僅具有放大作用，而且有選頻能力。選頻網(wǎng)絡(luò)可以用LC諧振回路組成，也可以由集中選頻濾波器構(gòu)成。由集中選頻濾波器和寬帶放大器構(gòu)成的集中選頻放大器，它具有選擇性好、性能穩(wěn)定、不需調(diào)整等優(yōu)點，因此在現(xiàn)代通信設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。第2章小信號選頻放大器

30第2章小信號選頻放大器LC諧振回路小信號諧振放大器集中選頻放大器主要內(nèi)容：第2章小信號選頻放大器LC諧振回路主要內(nèi)容：312.1LC諧振回路—概述LC諧振回路是高頻電路里最常用的無源選頻網(wǎng)絡(luò)，包括并聯(lián)回路和串聯(lián)回路兩種結(jié)構(gòu)類型。利用LC諧振回路的幅（度）頻（率）特性和相（位）頻（率）特性，不僅可以進行選頻，即從輸入信號中選擇出有用頻率分量而抑制掉無用頻率分量或噪聲（例如在選頻放大器和正弦波振蕩器中），而且還可以2.1LC諧振回路—概述322.1LC諧振回路—概述

進行信號的頻幅轉(zhuǎn)換和頻相轉(zhuǎn)換（例如在斜率鑒頻和相位鑒頻電路里）。另外，用L、C元件還可以組成各種形式的阻抗變換電路和匹配電路。所以，LC諧振回路雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是在高頻電路里卻是不可缺少的重要組成部分，在本書所介紹的各種功能的高頻電路單元里幾乎都離不開它。因此本章先介紹LC并聯(lián)諧振回路的基本特性。2.1LC諧振回路—概述進行信號的頻幅轉(zhuǎn)換和頻332.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性諧振回路諧振回路由電感線圈和電容器組成，它具有選擇信號及阻抗變換作用。LC并聯(lián)諧振回路圖2.1.1是電感L、電容C和外加信號源組成的并聯(lián)諧振回路。r是電感L的等效損耗電阻，電容的損耗一般可以忽略。為電流源，為并聯(lián)回路兩端輸出電壓。根據(jù)電路分析基礎(chǔ)知識，可以直接給出LC并聯(lián)諧振回路的某些主要參數(shù)及其表達式：2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性諧振回路342.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性并聯(lián)諧振回路的阻抗頻率特性

圖2.1.1并聯(lián)諧振回路

2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性并聯(lián)諧振回路的阻抗頻率特352.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

1)并聯(lián)諧振回路的等效阻抗Z:

通常r很小,當r＜＜ωL,Z可用下式表示:2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性1)并聯(lián)諧振回路的等效362.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

2)并聯(lián)諧振回路諧振時的等效阻抗,簡稱諧振電阻

當時,稱并聯(lián)回路諧振,此時并聯(lián)諧振回路諧振的等效阻抗為純電阻且最大,從式(2.1.2)可得:

2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性2)并聯(lián)372.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

3)并聯(lián)諧振回路的諧振頻率當時,稱并聯(lián)回路諧振,此時并聯(lián)諧振回路諧振的諧振頻率:

或2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性3)并聯(lián)諧振回路382.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

4)品質(zhì)因數(shù)Q,簡稱Q值在LC諧振回路中,為了評價諧振回路損耗的大小,引入了品質(zhì)因數(shù)Q,通常稱為Q值.⑴Q值的定義:

諧振回路諧振時的感抗(或容抗)與回路等效損耗電阻r之比,即

將式(2.1.4)代入式(2.1.5),則得

2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性4)品質(zhì)因數(shù)Q,簡392.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

⑵品質(zhì)因數(shù)Q與并聯(lián)諧振電阻的關(guān)系一般LC諧振回路的Q值在幾十到幾百范圍內(nèi),Q值越大,回路的損耗越小,其選頻特性就越好。將式(2.1.6)代入(2.1.3)可得

2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性⑵品質(zhì)因數(shù)Q與并402.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

5)并聯(lián)諧振回路阻抗頻率特性將式(2.1.3)、(2.1.4)、(2.1.5)代入(2.1.2)可得并聯(lián)諧振回路阻抗頻率特性電性:

(2.1.8)

2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性5)并聯(lián)諧振回路412.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

6)并聯(lián)回路阻抗頻率特性和相頻特性

通常，諧振回路主要研究諧振頻率附近特性。由于十分接近，故可以近似認為，，并令，則式(2.1.8)可寫成

(2.1.9)2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性6)并聯(lián)回路阻抗頻率422.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

則并聯(lián)諧振回路的阻抗頻率特性和相頻特性可分別為：

⑴阻抗頻率特性

(2.1.10)

⑵相頻特性

(2.1.11)

2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性則432.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

⑶根據(jù)式(2.1.10)和式(2.1.11)可作出并聯(lián)諧振回路的阻抗頻率特性曲線(a)和相頻特性曲線(b)

圖2.1.2并聯(lián)諧振回路特性曲線2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性442.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性⑷由圖可見，并聯(lián)諧振回當，即諧振時回路阻抗最大且為純電阻，相移。時，阻抗下降，相移增大。當＞時，回路呈容性，相移為負值，最大趨于負90°；當＜時，回路呈感性，相移為正值，最大趨于90°。取不同的值，可以作出不同的阻抗頻率特性曲線和相頻特性曲線，如圖(2.1.2)所示。并且，值大，就大，阻抗頻率特性曲線更尖銳，相移曲線在諧振頻率附近變化更陡峭。2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性⑷由圖可見，并聯(lián)452.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性并聯(lián)諧振回路的通頻帶和選擇性

1、電壓諧振曲線當維持信號源的幅值不變時，只改變其頻率，并聯(lián)回路兩端電壓變化規(guī)律與回路阻抗頻率特性相同。則(2.1.13)2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性并聯(lián)諧振回路的通頻帶和選擇462.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

1)輸出電壓的幅頻特性(2.1.14)

2)輸出電壓的相頻特性

(2.1.15）2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性1)輸出電壓的幅472.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性3)電壓諧振曲線

圖2.1.3并聯(lián)諧振回路輸出電壓調(diào)諧曲線

（a）幅頻特性

（b）相頻特性

2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性3)電壓諧振曲線482.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

2、通頻帶

1)通頻帶的定義當占有一定頻帶寬度的信號在并聯(lián)回路中傳輸時，由于幅頻特性曲線的不均勻性，輸出電壓便不可避免產(chǎn)生頻率失真，為了限制諧振回路頻率失真的大小而規(guī)定了諧振回路的通頻帶。當值由最大值1下降到0.707時，所占有的頻帶寬度就是回路的通頻帶，用表示。2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性2、通頻帶492.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性2)通頻帶的表達式

(2.1.16)

式(2.1.16)說明，回路Q值越高，幅頻特性曲線越尖銳，通頻帶越窄；回路諧振頻率越高，通頻帶越寬。2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性2)通頻帶的502.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性3、選擇性選擇性是指回路從含有各種不同頻率信號總和中選出有用信號、抑制干擾信號的能力?；芈返闹C振曲線越尖銳，對無用信號的抑制能力就越強，選擇性就越好。一般諧振回路工作在所需信號的中心頻率上。選擇性可用通頻帶以外無用信號的輸出電壓與諧振時輸出電壓之比來表示，越小，說明諧振回路抑制無用信號的能力越強，選擇性越好。2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性3、選擇性512.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性1)20dB選擇性在實際應(yīng)用中，選擇性常用諧振回路輸出信號下降到輸出電壓的0.1倍，即下降20dB的通帶，用來表示，如圖2.1.4所示。越小，回路的選擇性就越好。圖2.1.42.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性1)20522.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

2)矩形系數(shù)為了提高選擇性、降低頻率失真，要求諧振回路的幅頻特性應(yīng)具有矩形形狀，即在通頻帶內(nèi)頻率具有相同的輸出幅度，而在通頻帶以外無用信號輸出為零，如圖2.1.4虛線所示。然而實際的諧振回路均不能滿足上述要求，但為了說明實際幅頻特性曲線接近矩形的程度，常引用“矩形系數(shù)”這一參數(shù)，用符號表示。2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性2)矩形532.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

⑴矩形系數(shù)的的定義

(2.1.17)

顯然，矩形系數(shù)越接近于1，則諧振回路幅頻曲線越接近于矩形，回路的選擇性也就越好。2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性⑴矩形系數(shù)542.1.1

并聯(lián)諧振回路的選頻特性

⑵單個并聯(lián)諧振回路的矩形系數(shù)為10

令＝0.1，由式(2.1.14)，即＝0.1，可得

由此可得＝10。這說明單個并聯(lián)諧振回路的矩形系數(shù)遠大于1，故其選擇性比較差。2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性⑵單個并552.1.2

阻抗變換電路信號源及負載對諧振回路的影響在實際應(yīng)用中，諧振回路一定和信號源及負載相鏈接，信號源的輸出阻抗和負載阻抗都會對回路產(chǎn)生影響，它們不但會使回路的等效品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變差，同時還會使諧振回路的諧振頻率發(fā)生偏離。圖

2.1.5為一實用的并聯(lián)諧振回路，信號源內(nèi)阻，負載電阻。2.1.2阻抗變換電路信號源及負載對諧振回路的影響562.1.2

阻抗變換電路將圖2.1.5(a)中的電壓源用電流源代替，將L、r串聯(lián)電路用L、Rp并聯(lián)電路代替，則圖2.1.5(a)可變換成圖2.1.5(b),從圖2.1.5(b),可以更清楚地看出Rs、對諧振回路的影響。

2.1.2阻抗變換電路將圖2.1.5(a)中的電572.1.2

阻抗變換電路將圖2.1.5(b)中的所有電阻合并為R

e,即∥∥因此，可把圖2.1.5(b)簡化為圖2.1.5(c)。

2.1.2阻抗變換電路將圖2.1.5(b)中的所582.1.2

阻抗變換電路有載品質(zhì)因數(shù)和空載品質(zhì)因數(shù)由圖2.1.5(c)，可知就是考慮了、影響后并聯(lián)諧振回路的等效諧振電阻。由可求得等效并聯(lián)諧振回路的品質(zhì)因數(shù)，將其稱為有載品質(zhì)因數(shù)，用表示。而把前面所學(xué)的不慮、等影響的回路品質(zhì)因數(shù)稱為空載品質(zhì)因數(shù)或固有品質(zhì)因數(shù)，用表示。由式(2.1.7)可得(2.1.21)式

(2.1.21)

2.1.2阻抗變換電路有載品質(zhì)因數(shù)和空載品質(zhì)因數(shù)(2.1.592.1.2

阻抗變換電路由于＜，所以＜，、越小也越小，則下降就越多，回路的選擇性就越差，而通頻帶卻變寬了。常用的阻抗變換電路為了減少信號源及負載對諧振回路的影響，除了增大、外，還可以采用阻抗變換電路。常用的阻抗變換電路有變壓器、電感和電容分壓電路等。

2.1.2阻抗變換電路由于＜，所602.1.2

阻抗變換電路

1)變壓器阻抗變換電路圖2.1.6為變壓器阻抗變換電路。設(shè)變壓器為無損耗的理想變壓器，為變壓器一次繞組匝數(shù)，為變壓器二次繞組匝數(shù)，則變壓器的匝比為(2.1.22)

2.1.2阻抗變換電路1)變壓器阻抗變換電路612.1.2

阻抗變換電路

2)電感分壓器阻抗變換電路圖2.1.7為電感分壓器阻抗變換電路，也稱自耦變壓器阻抗變換電路。1－3輸入端，負載接于2－3輸出端。1－2匝數(shù)為電感量為，2－3匝數(shù)電感量為，互感量為M。設(shè)、是無損耗的，＞＞時，自耦變壓器的匝數(shù)比等于2.1.2阻抗變換電路2)電感分壓器阻抗變換電622.1.2

阻抗變換電路

則負載折算到一次繞組的等效電阻為

2.1.2阻抗變換電路632.1.2

阻抗變換電路

3)電容分壓器阻抗變換電路圖2.1.8為電容分壓器阻抗變換電路。、為分壓電容，為負載電阻，是經(jīng)變換后的等效電阻。設(shè)、無損耗，根據(jù)和上消耗的功率相等，即可得

2.1.2阻抗變換電路3)電容分壓器阻抗變換電642.1.2

阻抗變換電路式中，。所以

當時，可得由此可得2.1.2阻抗變換電路式中，。所以652.2小信號諧振放大器1、什么是諧振放大器？

采用調(diào)諧回路作為負載的放大器。選頻或濾波是其基本特點。2、分類2.2小信號諧振放大器1、什么是諧振放大器？662.2小信號諧振放大器3、主要性能指標

①諧振電壓增益Au0—放大器在諧振頻率上的增益，衡量對有用信號的放大能力。

②通頻帶BW0.7—放大器電壓增益下降到諧振電壓增益的0.707倍時所對應(yīng)的頻率范圍。

③選擇性—矩形系數(shù)：

K0.1=BW0.1/BW0.72.2小信號諧振放大器3、主要性能指標674、單級單調(diào)諧放大器2.2小信號諧振放大器圖2.2.4單調(diào)諧放大器集電極負載為LC并聯(lián)諧振回路4、單級單調(diào)諧放大器2.2小信號諧振放大器68單級單調(diào)諧放大器的性能：諧振頻率：通頻帶：矩形系數(shù)：其中：C∑為等效的回路總電容。其中：可見其矩形系數(shù)遠大于1，選擇性較差。其中：Qe為回路的有載品質(zhì)因數(shù)。單級單調(diào)諧放大器的性能：諧振頻率：通頻帶：矩形系數(shù)：其中：C695、多級單調(diào)諧放大器的性能指標多級單調(diào)諧放大器的性能：①電壓增益：則Au=Au1Au2Au3???Aun(Au1)n=②通頻帶：③選擇性：N級的矩形系數(shù)為如果有n級且各級諧振頻率相同,5、多級單調(diào)諧放大器的性能指標多級單調(diào)諧放大器的性能：①702.3集中選頻放大器1、集中選頻放大器的組成第二種形式第一種形式2.3集中選頻放大器1、集中選頻放大器的組成第二種形式第712、集中選頻濾波器2.3集中選頻放大器(1)陶瓷濾波器1)陶瓷片的“壓電效應(yīng)”與“反壓電效應(yīng)”2)兩端陶瓷濾波器（外形及符號）兩個諧振頻率：2、集中選頻濾波器2.3集中選頻放大器(1)陶瓷濾波器72

3）三端陶瓷濾波器2.3集中選頻放大器實物圖：3）三端陶瓷濾波器2.3集中選頻放大器實物圖：73(2)聲表面波濾波器(SAWF)2.3集中選頻放大器實物圖：(2)聲表面波濾波器(SAWF)2.3集中選頻放大器實物74聲表面波濾波器應(yīng)用實例：

V1是預(yù)中放部分，起前置放大作用；Z1為SAWF起集中選頻作用；TA7680AP為彩電圖像中頻放大器IC。聲表面波濾波器應(yīng)用實例：V1是預(yù)中放部分，起前置放大作用；75

本章小結(jié)LC諧振回路具有選頻作用。回路諧振時，回路阻抗為電阻且為最大，可獲最大電壓輸出；當回路失諧時，回路阻抗迅速下降，輸出電壓減小?；芈返钠焚|(zhì)因數(shù)越高，回路諧振曲線越尖銳，選擇性越好，但通頻帶越窄。LC并聯(lián)諧振回路在諧振時，相移為零；失諧時，當＜時，回路呈感性，相移為正值，最大趨于90°；當＞時，回路呈容性，相移為負值，最大趨于－90°。本章小結(jié)LC諧振回路具有選頻作用?；芈分C振時，回76

本章小結(jié)信號源、負載不僅會使回路的有載品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變壞，而且還會使回路諧振頻率產(chǎn)生偏移。為了減小信號源和負載對回路的影響，常采用變壓器、電感分壓器和電容分壓器的阻抗變換電路。小信號諧振放大器是一種窄帶放大器，由放大器和諧振負載組成，具有選頻或濾波功能。按諧振負載的不同，可分為單調(diào)諧放大器、雙調(diào)諧放大器等。本章小結(jié)信號源、負載不僅會使回路的有載品質(zhì)因數(shù)下77

本章小結(jié)小信號諧振放大器主要技術(shù)指標有諧振增益、選擇性和通頻帶。通頻帶和選擇性是互相制約的，用以綜合說明通頻帶和選擇性的參數(shù)是矩形系數(shù)，矩形系數(shù)越接近于1越好。單調(diào)諧放大器的性能與諧振回路的特性有密切關(guān)系?；芈返钠焚|(zhì)因數(shù)越高，放大器的諧振增益就越大，選擇性越好但通頻帶會變窄。在滿足通頻帶的前提下，應(yīng)盡量使回路品質(zhì)因數(shù)增大。不過單諧振放大器的矩形系數(shù)比1大得多，所以其選擇性比較參。本章小結(jié)小信號諧振放大器主要技術(shù)指標有諧振增益、78

本章小結(jié)由于晶體管寄生電容的影響以及不可避免的外部寄生反饋，再加上諧振回路阻抗大小和性質(zhì)隨頻率劇烈變化，會使諧振放大器工作不穩(wěn)定，因此應(yīng)采取一定的措施來保證放大器工作的穩(wěn)定性，例如不追求獲得最大的放大量、采用中和電路和共射－共基電路等。集中選頻放大器是由集中選頻濾波器和寬帶放大器組成。常用的集中選頻濾波器有陶瓷濾波器、聲表面波濾波器等。它們具有接近理想的矩形系數(shù)、性能穩(wěn)定可靠、調(diào)整方便等優(yōu)點，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。本章小結(jié)由于晶體管寄生電容的影響以及不可避免的79第3章正弦波振蕩器振蕩器的種類很多，根據(jù)產(chǎn)生振蕩波形的不同，可分為正弦波振蕩器和非正弦波振器。

不需要外加輸入信號的控制，就能自動地將直流電能轉(zhuǎn)換成一定頻率和一定幅度的交流電信號的現(xiàn)象，稱為自激振蕩，能產(chǎn)生自激振蕩的電路，稱為振蕩器。振蕩器在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中有著廣泛應(yīng)用，例如在通信設(shè)備中用來產(chǎn)生載波和本振信號，因此本章學(xué)習(xí)正弦波振蕩器。第3章正弦波振蕩器振蕩器的種類很多，根據(jù)80第3章正弦波振蕩器反饋式振蕩器的工作原理LC正弦波振蕩器石英晶體振蕩器壓控振蕩器主要內(nèi)容：第3章正弦波振蕩器主要內(nèi)容：813.1反饋式振蕩器的工作原理能產(chǎn)生正弦波信號的振蕩電路，稱為正弦波振蕩器。正弦波振蕩器，按組成原理可分成反饋振蕩器和負阻振蕩器。反饋振蕩器是目前應(yīng)用最多的振蕩器，它是建立在放大和反饋基礎(chǔ)上的。圖4.1.1為它的構(gòu)成框圖。實際上反饋振蕩器是不需要通過開關(guān)轉(zhuǎn)換由外加信號激勵產(chǎn)生輸出信號的，它是把反饋電壓作為輸入信號，以維持一定的輸出電壓的閉環(huán)正反饋系統(tǒng)。反饋振蕩器構(gòu)成框圖3.1反饋式振蕩器的工作原理能產(chǎn)生正弦波信號的振蕩電路，823.1反饋式振蕩器的工作原理1、組成與分類(1)組成(2)分類3.1反饋式振蕩器的工作原理1、組成與分類(1)組成(2832、平衡條件與起振條件（1）振蕩的建立過程3.1反饋式振蕩器的工作原理當接通電源時，回路內(nèi)的各種電擾動信號經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻后，將其中某一頻率的信號反饋到輸入端，再經(jīng)放大→反饋→放大→反饋的循環(huán)，該信號的幅度不斷增大，振蕩由小到大建立起來。隨著信號振幅的增大，放大器將進入非線性狀態(tài)，增益下降，當反饋電壓正好等于輸入電壓時，振蕩幅度不再增大進入平衡狀態(tài)。

2、平衡條件與起振條件3.1反饋式振蕩器的工作原理當接通電842、平衡條件與起振條件3.1反饋式振蕩器的工作原理振幅平衡條件：(2)平衡條件——為維持等幅振蕩所需滿足的條件因為:所以:又因為平衡時有:所以:因而可得:＝1相位平衡條件：AF＝1φA+φF＝2nπ(n＝0,1,2,3,···)

2、平衡條件與起振條件3.1反饋式振蕩器的工作原理振幅平衡852、平衡條件與起振條件3.1反饋式振蕩器的工作原理（3）起振條件起振條件——為了振蕩起來必需滿足的條件由振蕩的建立過程可知，為了使振蕩器能夠起振，起振之初反饋電壓Uf與輸入電壓Ui在相位上應(yīng)同相（即為正反饋）；在幅值上應(yīng)要求Uf＞Ui，即：φA+φF＝2nπ（n＝0,1,2，···）AF＞12、平衡條件與起振條件3.1反饋式振蕩器的工作原理（3）起863、穩(wěn)定條件平衡狀態(tài)有穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡，振蕩器工作時要處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。3.1反饋式振蕩器的工作原理振幅穩(wěn)定條件：AF與Ui的變化方向相反。相位穩(wěn)定條件：相位與頻率的變化方向相反。3、穩(wěn)定條件3.1反饋式振蕩器的工作原理振幅穩(wěn)定條件：AF87振蕩頻率的穩(wěn)定度=3.1反饋式振蕩器的工作原理4、頻率準確度與穩(wěn)定度（1）頻率準確度絕對頻率準確度：相對頻率準確度：Δf＝f－f0（2）頻率穩(wěn)定度振蕩頻率的穩(wěn)定度=3.1反饋式振蕩器的工作原理4、頻率準確883.2LC正弦波振蕩器相位條件：1、變壓器反饋式正弦波振蕩器①起振條件：

判斷Uf

和Ui

是否同相，即判斷是否為正反饋振幅條件：判斷環(huán)路增益是否大于1②振蕩頻率：3.2LC正弦波振蕩器相位條件：1、變壓器反饋式正弦波振89優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易起振，輸出幅度大，調(diào)節(jié)方便。集電極調(diào)諧型③電路特點：缺點：頻率穩(wěn)定性差，適用于中、短波段，振蕩頻率不是很高的場合。④電路的三種形式發(fā)射極調(diào)諧型基極調(diào)諧型優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，易起振，輸出幅度大，調(diào)節(jié)方便。集電極調(diào)諧型③902、三點式振蕩器3.2LC正弦波振蕩器(1)三點式振蕩器一般組成原則三點式振蕩器的一般形式如下圖所示。圖中放大器件采用晶體管，X1、X2、X3三個電抗元件組成LC諧振回路，回路有三個引出點分別與晶體管的三個電極相連接使諧振回路既是晶體管的集電極負載，又是正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)，把這種電路稱為三點式振蕩器。則三點式的一般組成原則為：一般形式2、三點式振蕩器3.2LC正弦波振蕩器(1)三點式振蕩913.2LC正弦波振蕩器與發(fā)射極相連的X1與X2電抗性質(zhì)相同不與發(fā)射極相連的X3與X1（或X2）電抗性質(zhì)相反(1)三點式振蕩器一般組成原則設(shè)回路諧振時有電流在流動，則有：（jX1+jX2+jX3)=0即：X1+X2+X3=0根據(jù)：得三點式的一般組成原則：一般形式3.2LC正弦波振蕩器與發(fā)射極相連的X1與X2電抗性質(zhì)相92(2)電感三點式（Hartley，哈特萊電路）優(yōu)點：易起振，調(diào)節(jié)頻率基本不影響反饋系數(shù)。缺點：采用電感反饋，輸出波形差，諧波成份多。①交流通路的基本形式：三極管三個電極分別與電感三個引出端相連，反饋電壓取自L2上。②振蕩頻率：③反饋系數(shù)：④電路特點：其中：(2)電感三點式（Hartley，哈特萊電路）優(yōu)點：易起振93(3)電容三點式（Colpitts，考畢茲電路）優(yōu)點：高次諧波成份小，波形好。缺點：調(diào)節(jié)頻率影響反饋系數(shù)，受三極管等效輸入電容和輸出電容影響。三極管三極分別與電容的三個引出端相連，反饋電壓取自C2上。①交流通路的基本形式②振蕩頻率：③反饋系數(shù)：④電路特點：(3)電容三點式（Colpitts，考畢茲電路）優(yōu)點：高94優(yōu)點：振蕩頻率和反饋系數(shù)互不影響。缺點：調(diào)節(jié)C3改變頻率時影響振幅。一般用于固頻振蕩器。3.2LC正弦波振蕩器3、改進型電容三點式振蕩器①交流通路的基本形式：(1)克拉潑(Clapp)振蕩器電感L支路中串聯(lián)了小電容C3②振蕩頻率：③電路特點：優(yōu)點：振蕩頻率和反饋系數(shù)互不影響。3.2LC正弦波振蕩器95具有克拉潑振蕩器頻率和反饋系數(shù)獨立的優(yōu)點，頻率基本上僅由C3和C4及L決定；調(diào)節(jié)C4時不影響電路增益，輸出幅度穩(wěn)定。(2)西勒(Seiler)振蕩器①交流通路的基本形式：在L兩端又并聯(lián)了一可調(diào)電容C4②振蕩頻率：③電路特點：具有克拉潑振蕩器頻率和反饋系數(shù)獨立的優(yōu)點，頻率基本上僅由C3963.3石英晶體振蕩器(3)晶體特點振蕩頻率穩(wěn)定振動的多諧性并聯(lián)負載電容激勵功率1、石英晶體及其特性(1)結(jié)構(gòu)及外形(2)符號及等效電路3.3石英晶體振蕩器(3)晶體特點97根據(jù)輸入信號的頻率不同，石英晶體具有串聯(lián)諧振特性和并聯(lián)諧振特性：3.3石英晶體振蕩器2、串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率③晶體的電抗頻率特性曲線①等效為串聯(lián)諧振時的串聯(lián)諧振頻率②等效為并聯(lián)諧振時的并聯(lián)諧振頻率根據(jù)輸入信號的頻率不同，石英晶體具有串聯(lián)3.3石英晶體振蕩98典型電路舉例：3.3石英晶體振蕩器3、串聯(lián)型石英晶體振蕩器基本原理：晶體所在的正反饋支路發(fā)生串聯(lián)諧振，使正反饋最強而滿足振蕩。圖（二）中晶體工作于本身串聯(lián)諧振點上。圖（一）中晶體和負載電容發(fā)生串聯(lián)諧振。典型電路舉例：3.3石英晶體振蕩器3、串聯(lián)型石英晶體振蕩器994、并聯(lián)型晶體振蕩器3.3石英晶體振蕩器幾種電路形式（交流等效）：晶體一般工作在fs和fP之間，在電路中等效一特殊電感。基本原理：皮爾斯(Pierce)電路密勒(Miller)電路4、并聯(lián)型晶體振蕩器3.3石英晶體振蕩器幾種電路形式（交流1003.3石英晶體振蕩器分析：設(shè)晶體的基頻為1MHZ，為了獲得五次(5MHZ)泛音振蕩,LC諧振頻率在3～5MHZ之間。對于五次泛音頻率，LC呈容性，電路滿足振蕩條件，可以振蕩。而對于基頻和三次泛音，LC呈感性，電路不符合三點式組成原則，不能振蕩。5、泛音晶體振蕩器基本原理：利用晶體的泛音振動（泛音晶體）來實現(xiàn)。有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。一種并聯(lián)型泛音晶體振蕩器舉例：3.3石英晶體振蕩器分析：設(shè)晶體的基頻為1MHZ，為了獲得1013.4壓控振蕩器1、概述什么是壓控振蕩器？在許多高頻電路中,要求振蕩器的頻率是可以改變的,當振蕩頻率可以隨外加控制電壓的變化而變化的振蕩器，稱為壓控振蕩器（VoltageControlledOscillator,簡稱VCO)。壓控振蕩器的主要功能及用途：實現(xiàn)電壓–頻率的變換，它在頻率調(diào)制、鎖相技術(shù)、電調(diào)諧等許多方面有著廣泛的應(yīng)用。3.4壓控振蕩器1、概述什么是壓控振蕩器？1023.4壓控振蕩器壓控振蕩器的主要指標(1)頻率范圍VCO受控可變的最高頻率?max與最低頻率?min之差。則頻率覆蓋系數(shù)為可變的最高頻率與最低頻之比，即3.4壓控振蕩器壓控振蕩器的主要指標(1)頻率范圍V1033.4壓控振蕩器（2）線性度理想的VCO特性應(yīng)該是線性的，如圖所示。即?=?o+Aouc式中uc為控制電壓，?o是控制電壓為零時VCO的固有振蕩頻率，A0壓控靈度。線性度表示了實際壓控特性相對于理想情況的偏離。3.4壓控振蕩器（2）線性度理想的VCO特性應(yīng)該是線性1043.4壓控振蕩器（3）壓控靈敏度A0也稱為VCO的增益，它表示單位控制電壓所產(chǎn)生的頻率變化量，單位是Hz/V。它是鎖相環(huán)路中的一個重要參數(shù)。構(gòu)成VCO的一般方法壓控振蕩器的構(gòu)成方法一般有兩種。一種是帶有諧振回路（如LC諧振回路）的振蕩器，用控制電壓來改變回路中電抗元件值的方法實現(xiàn)振蕩頻率控制；另一種是張弛振蕩器，也稱多諧振蕩器。3.4壓控振蕩器（3）壓控靈敏度A01053.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器變?nèi)荻O管振蕩器是利用變?nèi)荻O管作為可變電容的諧振振蕩器。變?nèi)荻O管是在二極管的反相偏置條件下，勢壘電容隨外加電壓而變化的一種器件。變?nèi)荻O管的電路符號及變?nèi)萏匦郧€如圖所示。(a)為電路符號(b)為特性曲線3.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器1063.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器

變?nèi)荻O管的結(jié)電容Cj與外加電壓VD關(guān)系式：VD＜0時，關(guān)系為式中VB二極管PN結(jié)的電位差，Cj0

是偏置為零，即當VD＝0時的電容值，n是電容變?nèi)葜笖?shù)，與工藝有關(guān)3.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器變?nèi)荻O管的結(jié)1073.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器壓控振蕩器的分析（1）LC壓控振蕩器用變?nèi)荻O管代替克拉潑振蕩器中的與L串聯(lián)的小電容，就組成了LC壓控振蕩器，如圖所示。由于C1>>Cj,C1>>Cj,則振蕩頻率為式中Cj大小受變?nèi)荻O管反相電壓VD的控制，所以振蕩頻率?osc就會受VD的控制。3.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器壓控振蕩器的分析1083.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器（2）分析方法第一步：先將變?nèi)荻O管等效為一個可調(diào)的小電容，畫出高頻等效電路。第二步：分析變?nèi)荻O管電路，即分析變?nèi)荻O管上的直流反相偏置電壓和低頻交流控制電路。（3）電路實例下圖是一個變?nèi)荻O管壓控振蕩器電路。圖（a）LC壓控振蕩器電路，圖（b）為其交流等效電路。3.4壓控振蕩器2.變?nèi)荻O管振蕩器（2）分析方法1093.4壓控振蕩器電路中，L1 、L2為高頻扼流圈，對高頻交流電可視開路；C1、C2、C3為高頻旁路電容，對高頻交流短路。由此可畫出高頻等效電路如圖（b）所示。若將電路中的變?nèi)荻O管看作一個與電感L串聯(lián)的小電容，則可判斷它是一個克拉潑振蕩電路。

LC壓控振蕩電路及交流等效電路3.4壓控振蕩器電路中，L1 、L2為高頻扼流圈，對高1102.變?nèi)荻O管振蕩器3.4壓控振蕩器（4）變?nèi)荻O管直流偏置電路變?nèi)荻O管直流偏置電路如圖（a）所示，回路中的電感均看作對直流短路。因為圖中VA>VB，可見變?nèi)莨芴幱诜聪嗥?。對于變?nèi)莨埽皖l信號可將高頻通路中的電感線圈看作近似短路，電容近似看作開路，得到低頻信號通路如圖（b）所示。2.變?nèi)荻O管振蕩器3.4壓控振蕩器（4）變?nèi)荻O管111反饋式正弦波振蕩器主要由放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成。有LC、RC和晶體振蕩器。振蕩器必須滿足振蕩的平衡條件和起振條件及平衡穩(wěn)定條件。LC振蕩器分為變壓器反饋式、電容三點式和電感三點式。常見的有克拉潑振蕩器和西勒振蕩器等。石英晶體振蕩器頻率穩(wěn)定性高。石英晶體振蕩器有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。

壓控振蕩器，簡稱VCO。是振蕩頻率隨外加控制電壓變化而變化的振蕩器，可實現(xiàn)電壓－頻率的變換，它是頻率調(diào)制、鎖項技術(shù)、電調(diào)諧等不可缺少的電路。本章小結(jié)：本章小結(jié)：112第4章調(diào)幅、檢波與混頻調(diào)幅波的基本性質(zhì)調(diào)幅電路檢波器混頻器主要內(nèi)容：第4章調(diào)幅、檢波與混頻調(diào)幅波的基本性質(zhì)主要內(nèi)容：113第4章調(diào)幅、檢波與混頻振幅的調(diào)制與解調(diào)、角度的調(diào)制與解調(diào)、混頻等電概述：路是高頻通信系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的基本模塊電路。它的功能是將輸入信號進行頻譜變換，以獲得所需頻譜輸出信號。因此，這些電路都屬于頻譜（或頻率）變換電路。根據(jù)頻譜的不同特點，頻譜變換電路可分為線性變換和非線性變換兩大類。線性變換的作用是將輸入信號的頻譜進行不失真地搬遷，如振幅的調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路等。非線性變換的作用是將輸入信號的頻譜進行特定的變換，如角度的調(diào)制與解調(diào)電路等。本章學(xué)習(xí)振幅的調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路等。第4章調(diào)幅、檢波與混頻振幅的調(diào)制與解調(diào)、角度1144.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形(1)數(shù)學(xué)表達式載波信號:uc(t)=Ucmcos(ωct)=Ucmcos(2π?ct),

式中，uc(t)為載波的瞬時幅度，Ucm最大振幅，ωc

為載波角頻率，?c為載波頻率,

ωc＝2π?c。

調(diào)制信號：uΩ(t)，因為調(diào)幅波的振幅與調(diào)制信號成

正比，所以調(diào)幅波的振幅為：Um(t)=Ucm+kauΩ(t)式中，ka稱調(diào)制靈敏度。是由調(diào)制電路決定的比例常數(shù)。由于振幅調(diào)制后載波頻率保持不變，所以調(diào)幅波表示式為：uAM(t)=Um(t)cosωct=[Ucm+kauΩ(t)]cosωct4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形(1)數(shù)1154.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形(2)單頻調(diào)制時的數(shù)學(xué)表達式當調(diào)制信號為一單頻信號時，即uΩ(t)=UΩmcosΩt=UΩmcos2πFt式中，Ω為調(diào)制信號角頻率，F(xiàn)為調(diào)制信號頻率，且有Ω＝2π

F，通常F??c。由此可得uAM(t)=(Ucm+kacosΩt)cosωct=Ucm(1+macosΩt)cosωct其中ma稱調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度，它表示載波振幅受調(diào)制信號控制的程度。4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形(2)單1164.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形(a)調(diào)制信號；(3)單頻調(diào)制時的調(diào)幅波形：(b)載波信號；(c)

ma<1；(d)

ma>1。由圖可見，調(diào)幅波的最大振幅等于Ucm(1+ma)，最小振幅等于Ucm(1－ma)，當ma=1時最小振幅等于零。若ma>1，將會導(dǎo)致調(diào)幅波在一段時間內(nèi)振幅為零，此時調(diào)幅波將產(chǎn)生嚴重失真。為了避免失真，要求ma小于等于1，即ma≤14.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形(a)調(diào)制1174.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形由圖還可看出，調(diào)幅波是一個高頻振蕩，但其振幅在載波振幅

Ucm上、下按調(diào)制信號的規(guī)律變化，因此調(diào)幅波攜帶了原調(diào)制信號的信息。通常把調(diào)幅波振幅變化規(guī)律，即Ucm(1+kaUΩmcosΩt)稱為調(diào)幅波的包絡(luò)。由于調(diào)幅系數(shù)ma與調(diào)制信號電壓振幅UΩm

成正比，因此UΩm

越大，ma就越大，調(diào)幅波的變化也就越大。4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式和波形1182、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)將單頻調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達式按三角函數(shù)展開，可得uAM(t)=Ucmcosωct+?UcmmaUcmcos[(ωc+Ω)t]+

?UcmmaUcmcos[(ωc﹣Ω)t]可見,單頻調(diào)制的調(diào)幅波由三個高頻分量組成,除角頻率為ωc的載波,還有ωc+Ω和ωc﹣Ω兩個新頻率分量。載波分量的振幅為ωc,而兩個邊頻分量的振幅振幅maUcm/2。因ma的最大值只能等于1,所以邊頻振幅的最大值不會超過Ucm/2。2、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)將單頻調(diào)幅波的數(shù)1192、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)2、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)1202、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)從頻譜圖可見,在調(diào)幅波中,載波并不含有任何有用信息,要傳送的信息只包含在邊頻之中。邊頻的振幅反映了調(diào)制信號幅度的大小,邊頻的頻率雖然屬于高頻范疇,但反映了調(diào)制信號的高低。單頻調(diào)制的調(diào)幅波的頻帶寬度為調(diào)制信號頻率的兩倍,即BW=2F復(fù)雜信號調(diào)制的調(diào)幅波的最高頻率為?c+Fmax,而最低頻率為?c-Fmax,因此頻帶寬度等于調(diào)制信號最高頻率的兩倍,即BW=2Fmax。2、調(diào)幅波的頻譜與帶寬4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)從1213、調(diào)幅波的功率關(guān)系4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)(2)上(下)邊頻功率:(1)載波功率:(4)調(diào)幅信號總功率:(3)上下邊頻總功率:3、調(diào)幅波的功率關(guān)系4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)(2)上(下)邊1224、雙邊帶調(diào)制與單邊帶調(diào)制4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)(1)雙邊帶------抑制載波只傳送上下邊帶(2)單邊帶------抑制載波和其中一個邊帶4、雙邊帶調(diào)制與單邊帶調(diào)制4.1調(diào)幅波基本性質(zhì)(1)雙邊1234.2調(diào)幅電路1、調(diào)幅電路的類別4.2調(diào)幅電路1、調(diào)幅電路的類別1242、基極調(diào)幅電路（欠壓狀態(tài)）4.2調(diào)幅電路(2)電路及波形(1)基本原理用調(diào)制信號控制丙類諧振功放的基極偏壓，從而實現(xiàn)調(diào)幅。2、基極調(diào)幅電路（欠壓狀態(tài)）4.2調(diào)幅電路(2)電路及125用調(diào)制信號控制丙類諧振功放的集電極電壓，從而實現(xiàn)調(diào)幅。4.2調(diào)幅電路3、集電極調(diào)幅電路（過壓狀態(tài)）(1)基本原理(2)電路及波形用調(diào)制信號控制丙類諧振功放的集電極電壓，從而實現(xiàn)調(diào)幅。4.2126作用：實現(xiàn)兩個模擬信號相乘。4.2調(diào)幅電路4、模擬乘法器調(diào)幅電路(1)模擬乘法器簡介(2)調(diào)幅電路符號：作用：實現(xiàn)兩個模擬信號相乘。4.2調(diào)幅電路4、模擬乘法器127模擬乘法器調(diào)幅電路實例模擬乘法器調(diào)幅電路實例1284.2調(diào)幅電路5、二極管平衡調(diào)幅電路(1)電路組成原理(2)電路工作原理4.2調(diào)幅電路5、二極管平衡調(diào)幅電路(1)電路組成原理129二極管平衡調(diào)幅電路工作原理分析如下：設(shè)上式是在忽略高次方項后得出的，可見含有頻率分量F、fc±F

，只要在輸出端用一中心頻率為fc

、帶寬為2F的帶通濾波器，就可以取出分量fc±F

，實現(xiàn)雙邊帶調(diào)制。有：二極管平衡調(diào)幅電路工作原理分析如下：設(shè)上式是在忽略高次1304.3檢波器(3)分類1、檢波器概述(1)作用(2)實質(zhì)從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出原調(diào)制信號檢波器實際上是一種頻譜搬移電路4.3檢波器(3)分類1、檢波器概述(1)作用(21312、大信號包絡(luò)檢波器4.3檢波器(1)電路組成(2)工作原理2、大信號包絡(luò)檢波器4.3檢波器(1)電路組成(2)1324.3檢波器3、大信號包絡(luò)檢波器的惰性失真RLCL過大使二極管在截止期間CL的放電速度太慢，以致跟不上調(diào)幅波包絡(luò)的下降速度，出現(xiàn)如圖所示的失真現(xiàn)象。(1)形成原因(2)波形現(xiàn)象(3)避免條件4.3檢波器3、大信號包絡(luò)檢波器的惰性失真RLC133相當于給V加了一額外的反偏電壓，當RL比Ri2大得多的情況下，URL就很大使得輸入調(diào)幅波包絡(luò)的大小在某個時段小于URL，導(dǎo)致V在這段時間截止，產(chǎn)生非線性失真。其底部被切去，形成“負峰切割失真”。4.3檢波器4、