高頻電子線路重點內(nèi)容

高頻電子線路重點內(nèi)容第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四通信系統(tǒng)由輸入、輸出變換器，發(fā)送、接收設備和信道等組成。1緒論為什么要調(diào)制調(diào)制方式第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四倍頻高頻放大調(diào)制話筒聲音發(fā)射天線圖1.2.8調(diào)幅發(fā)射機方框圖音頻放大高頻振蕩緩沖1.2.2無線電信號的產(chǎn)生與發(fā)射第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四1.2.3無線電信號的接收圖1.2.11超外差式接收機方框圖第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四根據(jù)傳輸媒質(zhì)的不同，分為有線通信與無線通信。1.3通信的傳輸媒質(zhì)無線通信的傳輸媒質(zhì)是自由空間。第5頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四3選頻網(wǎng)絡功能：選頻、阻抗變換第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四，具有帶通選頻特性。1.諧振時，回路阻抗值最小，即Z=R；當信號源為電壓源時，回路電流最大，即1)

<0時，X<0呈容性；2)

=0時，X=0呈純阻性；3)>

0時，X>0呈感性。2.阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.串聯(lián)諧振時，電感和電容兩端的電壓模值大小相等，且等于外加電壓的Q倍。串聯(lián)振蕩回路諧振特性第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線和通頻帶圖3.1.4串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線對于同樣的頻率ω和ω0，回路的Q值愈高，諧振曲線愈尖銳，對外加電壓的選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好?；芈稱值越高，選擇性好，但通頻帶越窄，二者矛盾。第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四從能量關(guān)系解釋“諧振”。能量關(guān)系及電源內(nèi)阻與負載電阻的影響表示回路或線圈中的損耗。第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四從能量關(guān)系介紹諧振回路諧振時，電感線圈中的磁能與電容器中的電能周期性的轉(zhuǎn)換著。電抗元件不消耗外加電動勢的能量。外加電動勢只提供回路電阻所消耗的能量，以維持回路中的等幅震蕩。振蕩時回路中的電流達到最大值。第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四1)

<p時，B<

0呈感性；2)

=p時，B=0呈純阻性；3)>

p時，B>0呈容性。2.阻抗性質(zhì)隨頻率變化的規(guī)律：3.并聯(lián)諧振時，流經(jīng)電感和電容的電流模值大小相近，方向相反，且約等于外加電流的Q倍。1.諧振時，回路阻抗值最大；當信號源為電流源時，回路電壓最大，即，具有帶通選頻特性。End并聯(lián)振蕩回路諧振特性第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換N1N2L1L2第12頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四抽頭式并聯(lián)電路的阻抗變換接入系數(shù)第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四

O

容性

容性

感性

圖3.6.2石英晶體諧振器的電抗曲線石英晶體濾波器f

s≈f

p第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四石英晶體濾波器的特點及應用頻率穩(wěn)定度很高作電感用工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)奇次諧波的泛音振動要結(jié)合第七章晶體振蕩器來復習第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四4.1高頻小信號諧振放大器本章重點討論晶體管單級窄帶諧振放大器。高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四帶寬和增益為一對矛盾。選擇性與通頻帶為一對矛盾。增益和穩(wěn)定性為一對矛盾。第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四圖4.2.1晶體管共發(fā)射極電路圖4.2.2ｙ參數(shù)等效電路形式等效電路稱為輸出短路時的輸入導納；稱為輸入短路時的反向傳輸導納；稱為輸出短路時的正向傳輸導納；稱為輸入短路時的輸出導納。yie=gie+jωCie

yoe=goe+jωCoeyfe=|yfe|∠φfe

yre=|yre|∠φre

第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四yieyoeyreuceyfeubeCiegiegoeCoe第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四32154yieyoeyrevceyfevbeCyLL4.3單調(diào)諧回路諧振放大器第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四1.增益2.通頻帶4.4多級單調(diào)諧回路諧振放大器3.選擇性（矩形系數(shù)）第21頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四111頁多級放大器說明級數(shù)越高，通頻帶越差，選擇性改善有限，增益變大。第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四諧振放大器的穩(wěn)定性1.自激振蕩產(chǎn)生的原因g∑=gs+gie+gF

＝

03.穩(wěn)定系數(shù)如果S＝1，放大器可能產(chǎn)生自激振蕩；如果S>>1，放大器不會產(chǎn)生自激。S越大，放大器離開自激狀態(tài)就越遠，工作就越穩(wěn)定。2.自激產(chǎn)生的條件

避免自激的做法有中和法和失配法。第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四6.1高頻功率放大器功能：將直流功率轉(zhuǎn)換為交流信號功率。主要指標：輸出功率與效率工作狀態(tài)：丙類大信號的非線性狀態(tài)（非線性失真）分析方法：折線近似分析法。(大信號)206頁書上畫重點第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四要解決的問題減小失真（線性度）管子的保護提高輸出功率提高效率第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四VbmvbewtwtiC0-qc+qcVBB0-qc+qcvbe轉(zhuǎn)移特性iCVBZo理想化圖6.2.1高頻功率放大器的基本電路第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四(b)tw或電壓電流0VBZVCCV－BBVbmVcmvbE

maxqiCic

maxciCvCEvBEvCE

min1.iC

與vBE同相，與vCE反相；2.iC脈沖最大時，vCE最?。?.導通角和vCEmin越小，Pc越小；獲得高效率所需要的條件第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四直流功率：輸出交流功率：集電極效率：其中:集電極電壓利用系數(shù)波形系數(shù)第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四

諧振功率放大器工作于丙類（非線性、大信號）狀態(tài)，采取折線近似分析法。圖6.3.1晶體管的輸出特性及其理想化欠壓臨界過壓iC=gcrvCE第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四圖6.3.2晶體管靜態(tài)轉(zhuǎn)移特性及其理想化iC=gc(vBE–VBZ)(vBE＞VBZ)第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四6.3.2集電極余弦電流脈沖的分解圖6.3.3尖頂余弦脈沖尖頂余弦脈沖的分解系數(shù)波形系數(shù)分析基波分量Icm1、集電極效率ηc和輸出功率Po隨通角c變化的情況，為了兼顧功率與效率，最佳通角取70左右。第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四6.3.3高頻功率放大器的動態(tài)特性與負載特性高頻功率放大器的工作狀態(tài)取決于Rp和電壓VBB、Vbm、VCC四個參數(shù)。高頻功率放大器的動態(tài)特性曲線高頻功率放大器的負載特性曲線第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四欠壓、過壓、臨界三種工作狀態(tài)的特點：結(jié)論：欠壓：恒流，Vcm變化，Po較小，ηc低，Pc較大；過壓：恒壓，Icm1變化，Po較小，ηc可達最高；臨界：Po最大，ηc較高；最佳工作狀態(tài)發(fā)射機末級中間放大級高頻功放的負載特性6.3.3高頻功率放大器的動態(tài)特性與負載特性圖6.3.7負載特性曲線欠壓過壓0臨界Rp欠壓過壓0臨界Rp第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四6.3.4各極電壓對工作狀態(tài)的影響改變ＶCC對工作狀態(tài)的影響集電極調(diào)幅作用是通過改變VCC來改變Ｉcm1與Ｐo才能實現(xiàn)的，因此，必須工作于過壓區(qū)。改變Ｖbm對工作狀態(tài)的影響基極調(diào)幅作用是通過改變ＶBB來改變Ｉcm1與Ｐo才能實現(xiàn)的，因此，必須工作于欠壓區(qū)。第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四振蕩器的分類正弦波振蕩器非正弦波振蕩器振蕩器波形產(chǎn)生機理反饋式振蕩器負阻式振蕩器反饋型LC振蕩器反饋型RC振蕩器石英晶體振蕩器7正弦波振蕩器第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四放大器晶體三極管場效應管差分放大器運算放大器選頻網(wǎng)絡LC并聯(lián)諧振回路RC選頻網(wǎng)絡晶體濾波器等反饋網(wǎng)絡電容分壓電感分壓變壓器耦合電阻分壓振蕩器組成第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四7.5振蕩器的平衡與穩(wěn)定條件起振階段要求起振條件振蕩的平衡條件包括振幅平衡條件和相位平衡條件第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四7.6反饋型LC振蕩器線路L1L2CC1C2L電容三點式振蕩器輸出波形好，工作頻率比較高缺點是調(diào)整困難，起振困難(改進電路)電感三點式振蕩器起振容易，調(diào)整方便缺點是輸出波形不好第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四克拉潑(Clapp)振蕩器第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四西勒(Seiler)振蕩器第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四射同基（集）反7.6.4LC三端式振蕩器相位平衡條件的判斷準則在三點式電路中,ＬＣ回路中與發(fā)射極相連接的兩個電抗元件必須為同性質(zhì),另外一個電抗元件必須為異性質(zhì)。這就是三點式電路組成的相位判據(jù),或稱為三點式電路的組成法則。第41頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四頻率穩(wěn)定度很高作電感用工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)奇次諧波的泛音振動7.8石英晶體振蕩器

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容性

容性

感性

圖3.6.2石英晶體諧振器的電抗曲線(LC諧振回路應調(diào)諧在n～n-2次泛音頻率之間)第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四7.9負阻振蕩器 負阻振蕩器是把一個呈現(xiàn)負阻特性的有源器件直接與諧振回路相接，以產(chǎn)生等幅振蕩。負電阻的概念 具有負阻的器件有兩大類：電壓控制型負阻和電流控制型負阻。 負阻振蕩電路也有兩種基本類型，即串聯(lián)型負阻振蕩器線路和并聯(lián)型負阻振蕩器線路。工作頻段（可在100MHz至10GHz波段內(nèi)）第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四7.12RC振蕩器根據(jù)所采用的RC選頻網(wǎng)絡的不同，RC振蕩器可分為RC移相網(wǎng)絡振蕩器、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡振蕩器（文氏電橋振蕩器）。RC移相網(wǎng)絡振蕩器工作原理RC串并聯(lián)網(wǎng)絡振蕩器工作原理第44頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四1.調(diào)制的原因9.1概述2.調(diào)制的方式3.調(diào)幅的方法平方律調(diào)幅斬波調(diào)幅調(diào)幅方法低電平調(diào)幅高電平調(diào)幅集電極調(diào)幅基極調(diào)幅第45頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四4.檢波的分類End二極管檢波器三極管檢波器檢波器件信號大小小信號檢波器大信號檢波器工作特點包絡檢波器同步檢波器9.1.2檢波簡述第46頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四9.2調(diào)幅波的性質(zhì)1.普通調(diào)幅波的數(shù)學表示式ma為調(diào)制度第47頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四2.普通調(diào)幅波的頻譜

Ω調(diào)制信號ω0載波調(diào)幅波ω0+Ω上邊頻ω0-Ω下邊頻第48頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四信號帶寬ω0(2)限帶信號的調(diào)幅波Ωmax調(diào)幅波ΩmaxΩmaxΩmaxΩmax調(diào)制信號載波ω0+Ωmax上邊帶ω0-Ωmax下邊帶End9.2.1調(diào)幅波的數(shù)學表示式與頻譜第49頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四9.2.2調(diào)幅波中的功率關(guān)系 如果將普通調(diào)幅波輸送功率至電阻R上，則載波與兩個邊頻將分別得出如下的功率：ω0載波功率:上邊頻或下邊頻:在調(diào)幅信號一周期內(nèi)，AM信號的平均輸出功率是第50頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四電壓表達式普通調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波單邊帶信號波形圖頻譜圖信號帶寬三種振幅調(diào)制信號9.2.1