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期末總復(fù)習(xí)1/54第1章緒論考評知識點(diǎn)1.了解通信系統(tǒng)中信號變換過程，無線電波傳輸方式和頻段劃分。2.掌握通信系統(tǒng)基本原理及信號傳輸框圖。2/541、通信和通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)：完成信息傳輸系統(tǒng)。通信系統(tǒng)基本模型信源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備收信者變換器變換器噪聲3/542、通信系統(tǒng)中信號三種形式

(1)基帶信號：也稱消息信號或調(diào)制信號，表示信息電信號。比如：話音、圖象信號。(2)高頻載波信號：確知單一頻率正弦波信號。

(3)已調(diào)波信號：已載有基帶信號高頻載波信號。調(diào)制調(diào)制信號(話音或圖象)高頻載波信號已調(diào)波4/54調(diào)制：用需要傳輸基帶信號去控制高頻載波信號某一參數(shù)——振幅、角頻率或相位，使其隨基帶信號改變而改變，這一過程稱為調(diào)制。通俗地說，就是用高頻振蕩信號作為運(yùn)載工具，將攜帶信息低頻信號“裝載”到高頻振蕩信號上。解調(diào)：從已調(diào)信號中還原出基帶信號過程。調(diào)制概念5/543、無線電廣播發(fā)射與接收低頻放大器高頻振蕩器高頻諧振放大器振幅調(diào)制器高頻功放換能器消息信號（1）發(fā)送設(shè)備6/54（2）接收設(shè)備混頻器高頻諧振放大器fsfs當(dāng)?shù)卣袷幤鱢ofo-fs=fi中頻放大器fi檢波器(解調(diào))F低頻放大器F7/54（2）視距傳輸（直射波）特點(diǎn)：收、發(fā)信高架（高度比波長大多）。主要用于超短波、微波波段通信和電視廣播。比如，衛(wèi)星通信采取視距傳輸。（1）地波傳輸（繞射波）特點(diǎn)：波長愈長，傳輸損耗愈小。主要用于中、長波無線電通信和導(dǎo)航。比如，收音機(jī)接收廣播電臺中波信號。4、無線電波傳輸方式和頻段劃分

8/54（3）天波傳輸，也稱電離層傳輸（反射波）特點(diǎn)：損耗小，傳輸距離遠(yuǎn)；因電離層狀態(tài)不停改變使天波傳輸不穩(wěn)定；因要滿足從電離層返回地面條件，工作頻率受到限制。主要用于短波、中波遠(yuǎn)距離通信和廣播。比如，收音機(jī)接收廣播電臺短波信號或軍用短波電臺。9/54三種傳輸方式示意圖以下地波傳輸（繞射波）反射方式直射方式大地大地大地電離層10/54無線電波波段劃分波段名稱波長范圍頻率范圍應(yīng)用舉例長波波段1000~10000m30~300kHz低頻—LF航海設(shè)備；無線電信標(biāo)中波波段100~1000m300~3000kHz中頻—MF調(diào)幅廣播；業(yè)余無線電臺短波波段10~100m3~30MHz高頻—HF短波廣播；移動通信；軍用通信；業(yè)余無線電臺超短波波段1~10m30~300MHz甚高頻—VHF電視；調(diào)頻廣播；空中交通管制；業(yè)余無線電臺分米波波段10~100cm300~3000MHz特高頻—UHF電視；遙測；雷達(dá)；業(yè)余無線電臺厘米波波段1~10cm3~30GHz超高頻—SHF雷達(dá)；衛(wèi)星和空間通信；業(yè)余無線電臺毫米波波段0.1~1cm30~300GHz極高頻—EHF雷達(dá)；著陸設(shè)備；業(yè)余無線電臺11/54第2章通信電子線路基礎(chǔ)1.掌握BJT高頻小信號模型2.掌握串聯(lián)與并聯(lián)諧振回路主要性能：諧振條件與諧振曲線，通頻帶，Q值意義；2.掌握兩種諧振回路阻抗交換與抽頭阻抗變換。3.熟悉石英晶體濾波器特征，其它形式濾波器作普通了解。12/542.

1BJT高頻小信號模型一、混合π等效電路混合

型等效電路13/54二、三極管Y參數(shù)等效電路三極管處于小信號線性放大狀態(tài)時(shí)，能夠近似為線性器件。所以，我們避開三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將其看成一個(gè)線性二端口網(wǎng)絡(luò)，以下列圖所表示，從而能夠用網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等效電路來等效三極管。Uce+beceIbIcUbe+__（a）_yoeyfeUbe（b）IbIc+_UbeUce+yieyreUceY參數(shù)等效電路三極管二端口模型14/542.2無源諧振網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：信號傳輸、頻率選擇和阻抗變換等。一、LC串聯(lián)諧振回路：r是L和C損耗之和CLrZS（1）串聯(lián)諧振頻率：（2）品質(zhì)因數(shù)：回路諧振時(shí)無功功率與損耗功率之比15/54（3）特征阻抗ρ：

諧振時(shí)容抗或感抗值

（4）廣義失諧ξ：能夠清楚反應(yīng)失諧大小通信電路中用到諧振電路多為窄帶電路，即ω與ω0很靠近，則有16/54a、并聯(lián)諧振頻率b、品質(zhì)因數(shù)c、廣義失諧二、并聯(lián)諧振回路CLrIy+U-CLgoIy+U-1、基本概念：

LC理想，g0是L和C損耗之和。17/542、并聯(lián)諧振回路幅頻特征和相頻特征d、通頻帶e、矩形系數(shù)幅頻特征Uω0ωU00.707U0BW0.7?ω0.7曲線越窄，選頻特征越好，定義當(dāng)U下降到U0時(shí)，對應(yīng)頻率范圍為通頻帶——BW0.7ω

z/2-/2相頻特征ω018/54例：已知并聯(lián)諧振回路fo=465KHz，C=200pF，BW0.707=8kHz，求:(1)回路電感L和品質(zhì)因數(shù)QL；(2)如將通頻帶加寬為10kHz，應(yīng)在回路兩端并接一個(gè)多大電阻？解:（1）諧振時(shí)阻抗：Ro=QLωoL98.4KΩ（2）設(shè)要并接電阻為RL，由題意知19/54例：對于收音機(jī)中頻放大器，其中心頻率f0=465kHz，BW0.707=8kHz，回路電容C=200PF，（1）試計(jì)算回路電感和QL值。（2）若電感線圈QO=100，問在回路上應(yīng)并聯(lián)多大電阻才能滿足要求。解(1)：20/54答：回路電感為0.586mH,有載品質(zhì)因數(shù)為58.125,這時(shí)需要并聯(lián)237.66kΩ電阻。(2)電感等效損耗電阻解得電路總等效損耗電阻21/54例：圖示為波段內(nèi)調(diào)諧用并聯(lián)振蕩回路，可變電容C改變范圍為12～260pF，Ct為微調(diào)電容，要求此回路調(diào)諧范圍為535～1605kHz，求回路電感L和Ct值，并要求C最大和最小值與波段最低和最高頻率對應(yīng)。解：答：電容Ct為19pF，電感L為0.3175mH.解得Ct=19pFL=0.3175mH22/543、部分接入并聯(lián)諧振回路（抽頭并聯(lián)諧振回路）目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)阻抗匹配；減小負(fù)載對諧振回路影響信號源阻抗匹配Rs=Ri負(fù)載阻抗匹配RL=R0阻抗匹配CLrRLRsRiRo23/54a、自耦變壓器部分接入電路1、電感抽頭接入回路L1與L2間無互感2、電感抽頭接入回路L1與L2間有互感M3、電感抽頭接入回路L1與L2間完全耦合

接入系數(shù)：

接入系數(shù)：

接入系數(shù)：24/54

接入系數(shù)：信號源匹配:Rs=R0'能夠經(jīng)過改變電感抽頭位置來實(shí)現(xiàn)信號源阻抗匹配。從功率相等關(guān)系看：25/54b、電容抽頭部分接入電路能夠經(jīng)過改變電容分壓比來實(shí)現(xiàn)信號源阻抗匹配。接入系數(shù):信號源匹配:26/54負(fù)載部分接入電路——實(shí)現(xiàn)阻抗變換接入系數(shù)：接入系數(shù)：27/54例：圖示電路是一電容抽頭并聯(lián)振蕩回路，信號角頻率ω=10106rad/s。試計(jì)算諧振時(shí)回路電感L和有載QL值（設(shè)線圈Qo值為100）。解：由題意知28/542.2.2無源固體組件(固體濾波器)一、石英晶體諧振器1、電器特征利用石英晶體壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)能夠?qū)⑵渲瞥删w諧振器。通常把基頻諧振稱為基音諧振，把高次諧波上諧振稱為泛音諧振。

普通用圖示LC諧振回路來模擬石英晶體電特征。CqLqrqC0JTXffs0fp容性感性2、應(yīng)用：振蕩器高頻窄帶濾波器Z1Z2RL1'122'差接橋式帶通濾波器含有高Q，通帶極窄29/54二、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器1、陶瓷濾波器（帶通濾波器）321工藝：由壓電陶瓷制成。但Q值低于石英晶體，約為幾百，高于LC諧振電路。優(yōu)點(diǎn)：體積小、成本低、通帶衰耗小和矩形系數(shù)小等。缺點(diǎn)：一致性差。頻率特征離散性大，通頻帶不夠?qū)挕?、聲表面波濾波器聲表面波傳輸方向RsUsRL聲表面波濾波器結(jié)構(gòu)圖依靠基片變形激起表面超聲波實(shí)現(xiàn)選頻特征：當(dāng)叉指換能器幾何參數(shù)以及發(fā)端換能器距離一定時(shí)，它就含有選擇某一頻率信號輸出能力。特點(diǎn)：可滿足各種頻率特征、性能穩(wěn)定、工作頻率高、體積小、可靠性高等。30/542.3干擾和噪聲

通信電子線路處理信號，多數(shù)是微弱小信號，因而很輕易受到內(nèi)部和外界一些不需要電壓、電流及電磁騷動影響，這些影響稱為干擾（或噪聲），當(dāng)干擾（或噪聲）大小能夠與有用信號相比較時(shí)，有用信號將被它們所“淹沒”。為此，研究干擾問題是電子技術(shù)一個(gè)主要課題。普通來講，除了有用信號之外任何電壓或電流都叫干擾（或噪聲），但習(xí)慣上把外部來稱為干擾，內(nèi)部固有稱為噪聲。2.3.1外部干擾一、外部干擾起源

外部干擾分為自然干擾和人為干擾。自然干擾是大氣中各種擾動。人為干擾是各種電器設(shè)備和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。

31/542.3.2內(nèi)部噪聲內(nèi)部噪聲分為人為噪聲和固有噪聲兩類

固有噪聲是一個(gè)起伏型噪聲，它存在于全部電子線路中，其主要起源是電阻熱噪聲和半導(dǎo)體器件噪聲。一、電阻熱噪聲1、電阻熱噪聲基本概念

當(dāng)溫度大于300K時(shí)，作隨機(jī)運(yùn)動自由電子，穿越電阻運(yùn)動過程，會在電阻兩端產(chǎn)生隨機(jī)起伏噪聲電壓，下列圖是電阻起伏噪聲電壓波形示意圖。tEn0起伏噪聲電壓是時(shí)間上連續(xù)隨機(jī)過程，依據(jù)概率統(tǒng)計(jì)理論，起伏電壓強(qiáng)度能夠用其均方值表示。電阻R兩端起伏噪聲電壓均方值和均方根值為32/54

功率譜密度定義是：單位頻帶內(nèi)噪聲電壓（或電流）均方值：

噪聲電壓功率譜密度SU=4kTR噪聲電流功率譜密度SI=4kTGSU慣用在串聯(lián)電路中計(jì)算噪聲，SI慣用在并聯(lián)電路中計(jì)算噪聲

2、電路中電阻熱噪聲計(jì)算（1）單個(gè)電阻熱噪聲強(qiáng)度（2）多個(gè)電阻熱噪聲強(qiáng)度

RR(理想)R(理想)R1R2R1R2R1+R2R1R2R1R2R1//R233/54二、半導(dǎo)體器件噪聲1、散粒噪聲

2、分配噪聲

三、信噪比和噪聲系數(shù)1、信噪比

2、噪聲系數(shù)

3、噪聲溫度

3、閃爍噪聲

34/54作用：放大各種無線電設(shè)備中高頻小信號（微弱），通常是窄帶放大器，以各種選頻電路作負(fù)載（并聯(lián)、耦合諧振回路等），所以還含有選頻或?yàn)V波作用。組成：放大器件+負(fù)載回路（非線性）要求：（1）增益要高（2）選擇性要好（3）工作要穩(wěn)定可靠（4）噪聲要小另外，因?yàn)樾⌒盘栔C振放大器放大信號幅度很小，電路中用于放大器件工作在線性范圍，因而它們屬于線性放大器，通常采取線性模型等效電路分析法。3.1.1概述3.1小信號諧振放大器第3章小信號放大電路35/543.1.2單調(diào)諧回路諧振放大器電路1、采取分壓式穩(wěn)定偏置電路；2、輸出端采取并聯(lián)諧振電路，起選頻作用，T集電極采取部分接入，以提升諧振回路有載Q值；3、信號輸入與輸出為實(shí)現(xiàn)阻抗匹配、滿足最大功率傳輸均采取變壓器耦合。一、電路和工作原理21345CL+_Ui+_Uo+_Ui交流通路36/54二、主要參數(shù)分析計(jì)算1、放大器交流小信號等效等效電路n1yfeUi+_g

C

LUo′將1－2和4－5分別折算到1－3端后等效電路yfeUi+_yieUiC23145CoegoegLCL+_UoLY參數(shù)等效電路37/542、分析計(jì)算（1）電壓增益（電壓放大倍數(shù)）當(dāng)輸出回路諧振時(shí)，ξ=0，即為純電導(dǎo)。所以，諧振時(shí)電壓增益Auo為：n1yfeUi+_g

C

LUo′將1－2和4－5分別折算到1－3端后等效電路（2）功率增益（諧振時(shí)功率放大倍數(shù)）38/54a、失配損耗：假如負(fù)載失配造成輸出功率減小引發(fā)功率損耗。此時(shí)，若諧振回路理想、無損耗，則go=0，當(dāng)輸出端匹配時(shí)n12goe=n22gL，輸出功率最大，功率增益最大，記為APomax：功率損耗。下降程度，稱為失配反應(yīng)了失配時(shí)功率增益，稱為失配系數(shù)其中221222max)1(4)1(4PPgngnPPPAAoeLPoPo+=+×=39/54b、插入損耗：因?yàn)橹C振回路接入而引發(fā)功率增益下降，稱為諧振回路插入損耗——（1－Qe/Q）2。這么任意態(tài)下功率增益表述為下式：40/54（3）選擇性和通頻帶選擇性S：任意頻率時(shí)放大倍數(shù)與諧振時(shí)放大倍數(shù)之比定義為放大器選擇性。理想和實(shí)際選頻曲線BW0.7BW0.10f0.707AuAu010.141/54（4）矩形系數(shù)矩形系數(shù)K：放大器電壓增益下降至諧振時(shí)增益0.1倍（或0.01倍）時(shí)，對應(yīng)通頻帶放大器通頻帶之比，即K越靠近于1,選頻特征越好!理想和實(shí)際選頻曲線BW0.7BW0.10f0.707AuAu010.142/54例3－1：單調(diào)諧回路放大器如圖所表示。已知工作頻率f0=30MHz，L13=1uH，Q0=80，N13＝20圈，N23=5圈，N45＝4圈，Rb1=15kΩ，Rb2=6.2kΩ，回路并聯(lián)電阻R=4.3kΩ，負(fù)載電阻RL=620Ω。BJT參數(shù)為：yie=(1.6+j4.0)mS，yre=0，yfe=(36.4-j42.4)mS，yoe=(0.072-j0.60)mS

。求：（1）畫出高頻等效電路（2）計(jì)算回路電容C（3）計(jì)算Aou，BW0.7，K0.1解：（1）畫高頻等效電路43/54（2）計(jì)算回路電容C（3）計(jì)算Aou，BW0.7，K0.144/5445/54例3－2：單調(diào)諧回路放大器如圖所表示。設(shè)負(fù)載是與該放大器完全相同下一級放大器，BJT參數(shù)為：gie=1.1×10－3S，goe=1.1×10-4S，|yfe|＝0.08S，Cie=25pF，Coe=6pF，N12=16圈，N13＝20圈，N45＝4圈，L13=1.5uH，C=12pF，Q0=100。求：f0，Aou，BW0.746/5447/54解：1、負(fù)載是與該放大器完全相同下一級放大器，所以gL=gie，CL=Cie48/5449/543.1.3單調(diào)諧放大器級連目標(biāo)：