高頻電路復習ppt課件

1、1.串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路n由電感線圈和電容器組成的單個振蕩電由電感線圈和電容器組成的單個振蕩電路，稱為單振蕩回路。信號源與電容和路，稱為單振蕩回路。信號源與電容和電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。電感串接，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。n串聯(lián)振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上串聯(lián)振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上具有最小值，而偏離這個特定頻率的時具有最小值，而偏離這個特定頻率的時候阻抗將迅速增大。單振蕩回路的這種候阻抗將迅速增大。單振蕩回路的這種特性稱為諧振特性，這個特定頻率就叫特性稱為諧振特性，這個特定頻率就叫做諧振頻率。做諧振頻率。n諧振回路具有選頻和濾波作用。諧振回路具有選頻和濾波作用。jezCLjRjx

2、Rz|)1(2222)1(|CLRXRzLC21fLC10C1LX0X0000令當當 時時0RvIIs0到達最大到達最大諧振時電流最大且與電源同相諧振時電流最大且與電源同相S0S000LVRLjLjRVLjIVS00S000CVCR1jCj1RVC1IVCLRCRRLQ1100：定定義義品品質(zhì)質(zhì)因因數(shù)數(shù)S0LVjQVS0CVjQV 質(zhì)量因數(shù)質(zhì)量因數(shù)Q ： 諧振時回路感抗值或容抗值與回路電阻諧振時回路感抗值或容抗值與回路電阻R的比值稱為回路的比值稱為回路的質(zhì)量因數(shù)，以的質(zhì)量因數(shù)，以Q表示，它表示回路損耗的大小。表示，它表示回路損耗的大小。 當諧振時：當諧振時： 因此串聯(lián)諧振時，電感因此串聯(lián)諧振時

3、，電感L和電容和電容C上的電壓到達最大值且為輸上的電壓到達最大值且為輸入信號電壓的入信號電壓的Q倍，故串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。因此，必需預倍，故串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。因此，必需預先留意回路元件的耐壓問題。先留意回路元件的耐壓問題。QVrVRVIsssoCoLovvCLRRcRRLQ11ooCL001結(jié)論：結(jié)論：電感線圈與電容器兩端的電壓模值電感線圈與電容器兩端的電壓模值相等，且等于外加電壓的相等，且等于外加電壓的Q Q倍。倍。Q Q值普通可以到達幾十或者幾百，故值普通可以到達幾十或者幾百，故電容或者電感兩端的電壓可以是信號電容或者電感兩端的電壓可以是信號電壓的幾十或者幾百倍，稱為電壓諧電壓的

4、幾十或者幾百倍，稱為電壓諧振，在實踐運用的時候要加以留意。振，在實踐運用的時候要加以留意。信號源內(nèi)阻及負載對串聯(lián)諧振回路的影響信號源內(nèi)阻及負載對串聯(lián)諧振回路的影響LS0LRRRLQ 通常把沒有接入信號源內(nèi)阻和負載電阻時回路本身的Q值叫做無載Q空載Q值 如式 把接入信號源內(nèi)阻和負載電阻的Q值叫做有載Q值，用QL表示： 其中R為回路本身的損耗，RS為信號源內(nèi)阻，RL為負載 ooQRLQ結(jié)論：串聯(lián)諧振回路通常適用于信號源結(jié)論：串聯(lián)諧振回路通常適用于信號源內(nèi)阻內(nèi)阻RsRs很小很小( (恒壓源和負載電阻恒壓源和負載電阻RLRL也不也不大的情況。大的情況。 Rs + C RL L R 為空載時的品質(zhì)因數(shù)為

5、空載時的品質(zhì)因數(shù)為有載時的品質(zhì)因數(shù)為有載時的品質(zhì)因數(shù) QQQQLL可見2.2.并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 對于信號源內(nèi)阻和負載比較大的情況，宜采用并聯(lián)諧振回路。 如以下圖所示：其中由于外加信號源內(nèi)阻很大，如以下圖所示：其中由于外加信號源內(nèi)阻很大，為了分析方便，采用恒流源。為了分析方便，采用恒流源。 Is 1/G C L Is C L + R Vo )1(1)(11)(CLjRCjLjRCjLjRCjLjRz)1(1)1(LCjLRCCLjRCLz諧振時諧振時LCfLCLC21,11pp數(shù)數(shù)為并聯(lián)振蕩回路品質(zhì)因為并聯(lián)振蕩回路品質(zhì)因定義定義pppQRCRL1：SPPPSp0pp0CPIjQC1QIC

6、jVCjCj1VISPPPPSP0P0LPIjQLjLQILjVLjRVI 諧振時電感支路或者電容支路的電流幅值為外加電流源IS的QP倍。因此，并聯(lián)諧振又稱為電流諧振。 諧振曲線諧振曲線 串聯(lián)回路用電流比來表示，并聯(lián)回路用電壓比來表示。串聯(lián)回路用電流比來表示，并聯(lián)回路用電壓比來表示。 回路端電壓回路端電壓 諧振時回路端電壓諧振時回路端電壓 由此可作出諧振曲線由此可作出諧振曲線 LCjGIYIZI1Psss vPspso/GIRIvjjQLCjGGYGGIYIfN11111/)(00pppppssovv3 3 諧振曲線和通頻帶諧振曲線和通頻帶在小失諧時：在小失諧時：00PQ000PQ02PQ結(jié)論

7、：結(jié)論：為為純純阻阻性性為為最最大大時時當當010:100，、VV呈呈感感性性減減小小時時當當010:200，、VVVQ1 Q2 Q2 0 N(f)= Q1Q1 0VV f 0 1 2 N(f) Vom 當回路端電壓下降到最大值的 時所對應的頻率范圍 即 絕對通頻帶 2110027 . 07 . 0122wwBpoQfB 211111200vvvvj12o7 . 0pffQBQffp07 . 02po7 . 012Qff相對通頻帶相對通頻帶通頻帶通頻帶mV021LR1R1R11QPLPSLLPSPR1R1R1L1LPSPPPRRRR1RL1LPSPRRRR1QQQL同同相相變變化化。與與LSL

8、RRQ、性性。較較高高而而獲獲得得較較好好的的選選擇擇以以使使也也較較大大的的情情況況, ,很很大大，負負載載電電阻阻內(nèi)內(nèi)阻阻并并聯(lián)聯(lián)諧諧振振適適用用于于信信號號源源L LL LS SQ QR RR R C L Rs Rp RL 信號源內(nèi)阻和負載電阻對并聯(lián)諧振回路的影響信號源內(nèi)阻和負載電阻對并聯(lián)諧振回路的影響sI Is C Rs a b + Vab L1 L2 d + Vab Is Rs d b C Vdb L1+L2 接入系數(shù)接入系數(shù)P P 即為抽頭點電壓與端電壓的比即為抽頭點電壓與端電壓的比根據(jù)能量等效原那么：根據(jù)能量等效原那么： 因此因此dbabVVP GVGVs2bds2abs2s2d

9、babsGPGVVGs2s1RPR bdabVV ssRR 21P回路抽頭時阻抗的變化折合關(guān)系回路抽頭時阻抗的變化折合關(guān)系由于由于 , ,因此因此P P是小于是小于1 1的正數(shù)，即的正數(shù)，即 即由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗提高即由低抽頭向高抽頭轉(zhuǎn)換時，等效阻抗提高 倍。倍。IsCRsRoabdIsRsdbCLRo 由于 從ab端到bd端電壓變換比為1/P ，在堅持功率一樣的條件下，電流變換比就是P倍。即由低抽頭向高抽頭變化時，電流源減小了P倍。bdsabsVIVI ssbdabsIPIVVI因因此此電流源的折合：電流源的折合：右圖表示電流源的折合關(guān)系。由于是右圖表示電流源的折合關(guān)系。由于是

10、等效變換，變換前后其功率不變。等效變換，變換前后其功率不變。 因此，抽頭的目的是： 減小信號源內(nèi)阻和負載對回路和影響。 負載電阻和信號源內(nèi)阻小時應采用串聯(lián)方式；負載電阻和信號源內(nèi)阻小時應采用串聯(lián)方式；負載電阻和信號源內(nèi)阻大時應采用并聯(lián)方式；負載電阻和信號源內(nèi)阻大時應采用并聯(lián)方式；負載電阻信號源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式負載電阻信號源內(nèi)阻不大不小采用部分接入方式 。接入系數(shù)的計算可參照前述分析。接入系數(shù)的計算可參照前述分析。 C P1 C L RL P2 Is Rs Rp Is Rs Rp RL V (a) (b) 給定回路諧振頻率fp = 465 kHz，Rs = 27K，Rp =172K，

11、 RL = 1.36K，空載Qo = 100，P1 = 0.28，P2 = 0.063，Is = 1mA 求回路通頻帶B = ？和等效電流源?s I4. 高頻功放任務形狀高頻功放任務形狀 功率放大器普通分為功率放大器普通分為A類、類、B類、類、AB類、類、C類等任務方類等任務方式，為了進一步提高任務效率還提出了式，為了進一步提高任務效率還提出了D類與類與E類放大器。類放大器。諧振功率放大器通常任務于諧振功率放大器通常任務于C類任務形狀，屬于非線性電路類任務形狀，屬于非線性電路功率放大器的主要技術(shù)目的是輸出功率與效率功率放大器的主要技術(shù)目的是輸出功率與效率+vbiB+VBB+VCC+ecC+vc

12、L輸出iEiceb諧振功率放大器的根本電路諧振功率放大器的根本電路晶體管的作用是在將供電電晶體管的作用是在將供電電源的直流能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂茉吹闹绷髂芰哭D(zhuǎn)變?yōu)榻涣髂芰康倪^程中起開關(guān)控制造用。量的過程中起開關(guān)控制造用。諧振回路諧振回路LCLC是晶體管的負載是晶體管的負載 選擇基波、濾除諧波選擇基波、濾除諧波 部分接入方式作用部分接入方式作用 變壓器耦協(xié)作用變壓器耦協(xié)作用 最正確負載概念最正確負載概念直流饋電電路直流饋電電路 EB EB 負偏壓、零偏壓或小的正偏壓負偏壓、零偏壓或小的正偏壓電路任務在電路任務在C類任務形狀類任務形狀5.5.功率放大器的負載特性功率放大器的負載特性 在其他條件不變在其他

13、條件不變(VCC(VCC、VBBVBB、vbvb為一定為一定) )，只變化放大器的負載電只變化放大器的負載電阻而引起的放大器輸出阻而引起的放大器輸出電壓、輸出功率、效率電壓、輸出功率、效率的變化特性稱為負載特的變化特性稱為負載特性。性。icic321Im018090半導通角tBACD321負載增大eb=eb maxVCCQec minVcm1.欠壓狀態(tài)2.臨界狀態(tài)3.過壓狀態(tài)RpVcmVcm電壓、電流隨負載變化波形電壓、電流隨負載變化波形 欠壓形狀欠壓形狀 B點以點以右的區(qū)域。在欠壓區(qū)右的區(qū)域。在欠壓區(qū)至臨界點的范圍內(nèi)，至臨界點的范圍內(nèi)，根據(jù)根據(jù)Vc=RpIc1，放，放大器的交流輸出電壓大器的

14、交流輸出電壓在欠壓區(qū)內(nèi)必隨負載在欠壓區(qū)內(nèi)必隨負載電阻電阻RP的增大而增的增大而增大，其輸出功率、效大，其輸出功率、效率的變化也將如此。率的變化也將如此。icic321Im018090半導通角tBACD321負載增大eb=eb maxVCCQec minVcm1.欠壓狀態(tài)2.臨界狀態(tài)3.過壓狀態(tài)RpVcmVcm 臨界形狀臨界形狀 負載負載線和線和eb maxeb max正好相交正好相交于臨界限的拐點。放于臨界限的拐點。放大器任務在臨界限形大器任務在臨界限形狀時，輸出功率大，狀時，輸出功率大，管子損耗小，放大器管子損耗小，放大器的效率也就較大。的效率也就較大。 過壓形狀過壓形狀 放大放大器的負載較

15、大，在過器的負載較大，在過壓區(qū)，隨著負載壓區(qū)，隨著負載RpRp的的加大，加大，Ic1Ic1要下降，要下降，因此放大器的輸出功因此放大器的輸出功率和效率也要減小。率和效率也要減小。icic321Im018090半導通角tBACD321負載 增大eb=eb maxVCCQec minVcm1.欠 壓狀 態(tài)2.臨 界狀 態(tài)3.過 壓狀 態(tài)RpVcmVcm電壓、電流隨負載變化波形電壓、電流隨負載變化波形根據(jù)上述分析，可以畫出諧振功率放大器的負載特根據(jù)上述分析，可以畫出諧振功率放大器的負載特性曲線性曲線 欠壓 過壓 0 臨界 Ic1 Ic0 Vcm Rp 0 c PD Po Pc 欠壓 過壓 臨界 Rp

16、 負載特性曲線負載特性曲線 欠壓形狀的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也欠壓形狀的功率和效率都比較低，集電極耗散功率也較大，輸出電壓隨負載阻抗變化而變化，因此較少采用。只較大，輸出電壓隨負載阻抗變化而變化，因此較少采用。只是在晶體管基極調(diào)幅，需采用這種任務形狀。是在晶體管基極調(diào)幅，需采用這種任務形狀。 過壓形狀的優(yōu)點是，當負載阻抗變化時，輸出過壓形狀的優(yōu)點是，當負載阻抗變化時，輸出電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，在弱過壓時，效率可達電壓比較平穩(wěn)且幅值較大，在弱過壓時，效率可達最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機的中間級、集最高，但輸出功率有所下降，發(fā)射機的中間級、集電極調(diào)幅級常采用這種形狀。電極調(diào)幅級常

17、采用這種形狀。欠壓過壓0臨界Ic1Ic0VCRp0cP=PoPc欠壓過壓臨界Rp負載特性曲線負載特性曲線 臨界形狀的特點是輸出功率最大，效率也較高，臨界形狀的特點是輸出功率最大，效率也較高，比最大效率差不多，可以說是最正確任務形狀，發(fā)比最大效率差不多，可以說是最正確任務形狀，發(fā)射機的末級常設計成這種形狀，在計算諧振功率放射機的末級常設計成這種形狀，在計算諧振功率放大器時，也常以此形狀為例。大器時，也常以此形狀為例。 欠壓 過壓 0 臨界 Ic1 Ic0 Vcm Rp 0 c PD Po Pc 欠壓 過壓 臨界 Rp 負載特性曲負載特性曲線線6. 6. 欠壓、臨界、過壓任務形狀的調(diào)整欠壓、臨界、

18、過壓任務形狀的調(diào)整 改動改動RpRp，但，但VbVb、VCCVCC、VBBVBB不變不變 當負載電阻當負載電阻RpRp由小至大變化時，放由小至大變化時，放大器的任務形狀由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。大器的任務形狀由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。在臨界形狀時輸出功率最大。在臨界形狀時輸出功率最大。 (2) 改動改動VCC，但，但Rp、Vb、VBB不變不變 當集電極供電電壓當集電極供電電壓VCC由大至小變化時，由大至小變化時，放大器的任務形狀由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。放大器的任務形狀由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。欠壓過壓臨界ic1ic2ic3ic4ic5icebecVCC5VCC3VCC1VC1VC2VC3VC4VC5欠壓臨界

19、過壓VCC變化時對任務形狀的影響變化時對任務形狀的影響 在欠壓區(qū)內(nèi)，輸出在欠壓區(qū)內(nèi)，輸出電流的振幅根本上不隨電流的振幅根本上不隨VCCVCC變化而變化，故輸出變化而變化，故輸出功率根本不變；功率根本不變； 在過壓區(qū)，輸出電在過壓區(qū)，輸出電流的振幅將隨流的振幅將隨VCCVCC的減小的減小而下降，故輸出功率也而下降，故輸出功率也隨之下降。隨之下降。 特性運用特性運用 在過壓區(qū)中輸出電壓隨在過壓區(qū)中輸出電壓隨VCCVCC改動而變化的特性改動而變化的特性為集電極調(diào)幅的實現(xiàn)提供根據(jù)為集電極調(diào)幅的實現(xiàn)提供根據(jù)( (見下一章；由于見下一章；由于在集電極調(diào)幅電路中是依托改動在集電極調(diào)幅電路中是依托改動VCCV

20、CC來實現(xiàn)調(diào)幅過來實現(xiàn)調(diào)幅過程的。改動程的。改動VCCVCC時，其任務形狀和電流、功率的變時，其任務形狀和電流、功率的變化如上圖所示?；缟蠄D所示。 0 0 ( a ) ( b ) 欠 壓 狀 態(tài) 過 壓 狀 態(tài) VC C 欠 壓 狀 態(tài) 過 壓 狀 態(tài) VC C Ic 0 Ic m 1 Po PD Pc (3) Vbm變化，但變化，但VCC、VBB、Rp不變不變或或VBB變化，但變化，但VCC、Vb、Rp不變不變 兩種結(jié)果都是引起兩種結(jié)果都是引起eb的變化。的變化。由由 eb= VBB+Vbmcos t eb max= VBB+Vbm iceb4 maxvceVCCeb3 maxeb2 ma

21、xeb1 max0VC4VC3VC2VC1tQ當當VBBVBB或或VbmVbm由小到大變化時，放大器的任務由小到大變化時，放大器的任務形狀由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。形狀由欠壓經(jīng)臨界轉(zhuǎn)入過壓。 (a) 過壓狀態(tài) 欠壓狀態(tài) Vbm IC0 O Icm1 (b) 過壓狀態(tài) 欠壓狀態(tài) Vbm Po O PD Pc i p Vbm變化時電流、功率的變化變化時電流、功率的變化 特性運用特性運用 在欠壓區(qū)中輸出電壓隨在欠壓區(qū)中輸出電壓隨VbmVbm改動而變化的特性為基極調(diào)幅改動而變化的特性為基極調(diào)幅的實現(xiàn)提供根據(jù)的實現(xiàn)提供根據(jù)( (見下一章；由于在基極調(diào)幅電路中是依托見下一章；由于在基極調(diào)幅電路中是依托改動改動

22、VbmVbm來實現(xiàn)調(diào)幅過程的。來實現(xiàn)調(diào)幅過程的。A. 級間耦合網(wǎng)絡級間耦合網(wǎng)絡 但多級功放中間級的一個很大問題是后級放大器的輸?shù)嗉壒Ψ胖虚g級的一個很大問題是后級放大器的輸入阻抗是變化的，是隨鼓勵電壓的大小及管子本身的任務入阻抗是變化的，是隨鼓勵電壓的大小及管子本身的任務形狀變化而變化的。形狀變化而變化的。 這個變化反映到前級回路，會使前級放大器的任務形這個變化反映到前級回路，會使前級放大器的任務形狀發(fā)生變化。此時，假設前級原來任務在欠壓形狀，那么狀發(fā)生變化。此時，假設前級原來任務在欠壓形狀，那么由于負載的變化，其輸出電壓將不穩(wěn)定。由于負載的變化，其輸出電壓將不穩(wěn)定。 對于中間級而言，最主要的

23、是應該保證它的電壓輸出對于中間級而言，最主要的是應該保證它的電壓輸出穩(wěn)定，以供應下級功放穩(wěn)定的鼓勵電壓，而效率那么降為穩(wěn)定，以供應下級功放穩(wěn)定的鼓勵電壓，而效率那么降為次要問題。次要問題。7. 匹配網(wǎng)絡匹配網(wǎng)絡B. 輸出匹配網(wǎng)絡輸出匹配網(wǎng)絡 輸出匹配網(wǎng)絡經(jīng)常是指設備中末級功放與天線或其他負輸出匹配網(wǎng)絡經(jīng)常是指設備中末級功放與天線或其他負載間的網(wǎng)絡，這種匹配網(wǎng)絡有載間的網(wǎng)絡，這種匹配網(wǎng)絡有L L型、型、型、型、T T型網(wǎng)絡及由它們型網(wǎng)絡及由它們組成的多級網(wǎng)絡，也有用雙調(diào)諧耦合回路的。組成的多級網(wǎng)絡，也有用雙調(diào)諧耦合回路的。 輸出匹配網(wǎng)絡的主要功能與要求是匹配、濾波和高效輸出匹配網(wǎng)絡的主要功能與要

24、求是匹配、濾波和高效率。率。 高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件高頻調(diào)諧功率放大器的阻抗匹配就是在給定的電路條件下，改動負載回路的可調(diào)元件，將負載阻抗下，改動負載回路的可調(diào)元件，將負載阻抗ZLZL轉(zhuǎn)換成放大管轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最正確負載阻抗所要求的最正確負載阻抗RpRp，使管子送出的功率，使管子送出的功率P0P0能盡能夠能盡能夠多的饋至負載。這就叫做到達了匹配形狀，或簡稱匹配。多的饋至負載。這就叫做到達了匹配形狀，或簡稱匹配。 以下圖所示的以下圖所示的L L型匹配網(wǎng)絡具有電路簡單、容易實現(xiàn)的型匹配網(wǎng)絡具有電路簡單、容易實現(xiàn)的優(yōu)點，缺乏之處是電路的質(zhì)量因數(shù)優(yōu)點，缺乏之處是電路的質(zhì)

25、量因數(shù)Q Q值很低值很低( (通常通常Q Q10)10)，因，因此電路的濾波特性很差，所以在實踐的發(fā)射機中，經(jīng)常選用此電路的濾波特性很差，所以在實踐的發(fā)射機中，經(jīng)常選用T T型或型或型網(wǎng)絡作匹配之用。型網(wǎng)絡作匹配之用。RpRpLLCRL(小)CRL(大)(b) RLRp匹配網(wǎng)絡(a) RLRp匹配網(wǎng)絡C. C. 最常見的輸出回路是復合輸出回路，如下圖。最常見的輸出回路是復合輸出回路，如下圖。圖中，介于電子器件與天圖中，介于電子器件與天線回路之間的線回路之間的L1C1L1C1回路就回路就叫做中介回路；叫做中介回路；RACARACA分別分別代表天線的輻射電阻與等代表天線的輻射電阻與等效電容；效電容

26、；LnLn、cncn為天線回為天線回路的調(diào)諧元件，它們的路的調(diào)諧元件，它們的作用是使天線回路處于串作用是使天線回路處于串聯(lián)諧振形狀，以獲得最大聯(lián)諧振形狀，以獲得最大的天線回路電流的天線回路電流iAiA，亦即，亦即使天線輻射功率到達最大。使天線輻射功率到達最大。D. P69 D. P69 圖圖3.203.20LnC1CARACnL1r1L2復合輸出回路復合輸出回路( (為了簡化電路，省略了為了簡化電路，省略了 直流電源及輔助元件直流電源及輔助元件L L、C C、C C等等) )這種電路是將天線這種電路是將天線( (負載負載) )回路經(jīng)過互感或其他方回路經(jīng)過互感或其他方式與集電極調(diào)諧回路相耦合。式

27、與集電極調(diào)諧回路相耦合。振蕩器的平衡條件振蕩器的平衡條件 所謂平衡條件是指振蕩曾經(jīng)建立，為了維持自激振蕩所謂平衡條件是指振蕩曾經(jīng)建立，為了維持自激振蕩必需滿足的幅度與相位關(guān)系。必需滿足的幅度與相位關(guān)系。振蕩器的平衡條件為振蕩器的平衡條件為FA)(), 1, 1(2)(1相相位位平平衡衡振振幅幅平平衡衡nnAFFA=1 在平衡條件下，反響到放大管的輸入信號正好等于放大管維持及所需求的輸入電壓，從而堅持反響環(huán)路各點電壓的平衡，使振蕩器得以維持。反響型正弦波振蕩器的起振條件是：反響型正弦波振蕩器的起振條件是：), 1, 1n(n21FAFAoFAo1 其物理意義是：振幅起振條件要求反響電壓幅度vf要

28、一次比一次大，而相位起振條件那么要求環(huán)路堅持正反響。VCCRb1Rb2CbCeMCL1L2ReL調(diào)基電路調(diào)基電路v1Rb1Rb2ReCbCeVCCCM調(diào)集電路調(diào)集電路VCCRb1Rb2RoCbCeMCL2L1調(diào)發(fā)電路調(diào)發(fā)電路三點式三點式LC振蕩器振蕩器三點式三點式LC振蕩器有多種方式，主要有：振蕩器有多種方式，主要有：電感三點式，又稱哈特萊振蕩器電感三點式，又稱哈特萊振蕩器(Hartley)；電容三點式，又稱考畢茲振蕩器電容三點式，又稱考畢茲振蕩器(Coplitts)；串聯(lián)型改良電容三點式，又稱克拉潑振蕩器串聯(lián)型改良電容三點式，又稱克拉潑振蕩器(Clapp)；并聯(lián)型改良電容三點式，又稱西勒振蕩

29、器并聯(lián)型改良電容三點式，又稱西勒振蕩器(Selier)。LC三點式振蕩器組成法那么三點式振蕩器組成法那么(相位平衡條相位平衡條件的判別準那么件的判別準那么)v1Rb1Rb2CbVCCCLL1L2CeRe (a) 共發(fā)電感反響三端式振蕩器電路v1CN1N2L1L2+vivf(b) 等效電路等效電路電感反響三端電路的振蕩頻率為電感反響三端電路的振蕩頻率為LC121)MLL(hh)M2LL(C121f221ieoe210電感反響三端式振蕩器電感反響三端式振蕩器( (哈特萊電路哈特萊電路) ) 電容反響三端振蕩器電容反響三端振蕩器( (考畢茲電路考畢茲電路) )v1CbReCe VCCLRsCcC1C

30、2v1C1C2+Lvivfab電容反響三端電路的振蕩頻率電容反響三端電路的振蕩頻率21ieoe21210CChhCLCCC21fLC三端式振蕩器組成法那么三端式振蕩器組成法那么(相位平衡條件的判別準那么相位平衡條件的判別準那么)Xb e+bXceXcbvivf+voce三端式振蕩器的原理電路三端式振蕩器的原理電路三端式三端式LC振蕩器是一種反響式振蕩器是一種反響式LC振蕩器。振蕩器。當回路元件的電阻很小，可以當回路元件的電阻很小，可以忽略其影響，同時也忽略三極忽略其影響，同時也忽略三極管的輸入阻抗與輸出阻抗的影管的輸入阻抗與輸出阻抗的影響，那么電路要振蕩必需滿足條響，那么電路要振蕩必需滿足條件

31、：件： xbe+xce+xcb=0電路特點簡言之就是電路特點簡言之就是“ce，be同抗件，同抗件，cb對抗件。以此準對抗件。以此準那么可迅速判別振蕩電路組成能否合理，能否起振。也可那么可迅速判別振蕩電路組成能否合理，能否起振。也可用于分析復雜電路與寄生振蕩景象。用于分析復雜電路與寄生振蕩景象。串聯(lián)型改良電容三端式振蕩器串聯(lián)型改良電容三端式振蕩器( (克拉潑電路克拉潑電路) )CbReVCCRsC3C1C2LRb2Rb1ABRLC1LABCceCbeC2RebCcbceRLReoC3a a克拉潑電路的適用用電路克拉潑電路的適用用電路b b高平等效電路高平等效電路由于由于C3遠遠小于遠遠小于C1或

32、或C2，所以三電容串聯(lián)后的等效電容，所以三電容串聯(lián)后的等效電容323133313221321CCCCC1CCCCCCCCCCC30LC1LC1振蕩角頻率振蕩角頻率故克拉潑電路的振蕩頻率幾乎與故克拉潑電路的振蕩頻率幾乎與C1、C2無關(guān)。無關(guān)。并聯(lián)型改良電容三端式振蕩器并聯(lián)型改良電容三端式振蕩器(西勒西勒(Seiler)電路電路)CbReVCCRsC1C2LRb2Rb1C3C4C2LC1C4C3(a)(a)實踐電路實踐電路(b)(b)高頻等效電路高頻等效電路其回路等效電容其回路等效電容434323121321CCCCCCCCCCCCC振蕩頻率振蕩頻率)CC(L21LC21f430 調(diào)制是將要傳送的

33、信息裝載到某一調(diào)制是將要傳送的信息裝載到某一高頻振蕩高頻振蕩(載頻載頻)信號上去的過程。信號上去的過程。 延續(xù)波調(diào)制以單頻正弦波為載波，可用數(shù)學式表示，延續(xù)波調(diào)制以單頻正弦波為載波，可用數(shù)學式表示，受控參數(shù)可以是載波的幅度受控參數(shù)可以是載波的幅度A，頻率，頻率 或相位或相位。因此有調(diào)。因此有調(diào)幅幅(AM)、調(diào)頻、調(diào)頻(FM)和調(diào)相和調(diào)相(PM)三種方式。三種方式。設設 簡諧調(diào)制信號簡諧調(diào)制信號 載波信號載波信號 tcosV) t (vtcosV) t (o00v那么那么 調(diào)幅信號為調(diào)幅信號為tcosVKV) t (Vdo) tcosVVK1 (Vodo) tcosm1 (Vao調(diào)幅信號的頻譜及

34、帶寬調(diào)幅信號的頻譜及帶寬將調(diào)幅波的數(shù)學表達式展開，可得到將調(diào)幅波的數(shù)學表達式展開，可得到tcos) tcosm1 (V) t (oaovt )cos(Vm21t )cos(Vm21tcosVooaooaoomax00max0+max非正弦波調(diào)幅信號的頻譜圖非正弦波調(diào)幅信號的頻譜圖由圖看出調(diào)幅過程實踐上是由圖看出調(diào)幅過程實踐上是一種頻譜搬移過程，即將調(diào)一種頻譜搬移過程，即將調(diào)制信號的頻譜搬移到載波附制信號的頻譜搬移到載波附近，成為對稱陳列在載波頻近，成為對稱陳列在載波頻率兩側(cè)的上、下邊頻，幅度率兩側(cè)的上、下邊頻，幅度均等于均等于oaVm21 對于單音信號調(diào)制已調(diào)幅波，從頻譜圖上可對于單音信號調(diào)制

35、已調(diào)幅波，從頻譜圖上可知其占據(jù)的頻帶寬度知其占據(jù)的頻帶寬度B=2 或或B=2F ( =2F)，對，對于多音頻的調(diào)制信號，假設其頻率范圍是，那么于多音頻的調(diào)制信號，假設其頻率范圍是，那么已調(diào)信號的頻帶寬度等于調(diào)制信號最高頻率的兩已調(diào)信號的頻帶寬度等于調(diào)制信號最高頻率的兩倍。倍。普通調(diào)幅波的功率關(guān)系普通調(diào)幅波的功率關(guān)系將將 作用在負載電阻作用在負載電阻R R上上ttmVoaotcos)cos1 ()(v載波功率載波功率RV21P2ooT每個邊頻功率每個邊頻功率( (上邊頻或下邊頻上邊頻或下邊頻) )oT2a2oa2SB1SBPm41RVm2121PP在調(diào)幅信號一周期內(nèi)，在調(diào)幅信號一周期內(nèi)，AM信號

36、的平均輸出功率信號的平均輸出功率是是oT2aDSBoTAMP)m211 (PPP 由于由于ma1，所以邊頻功率之和最多占總輸，所以邊頻功率之和最多占總輸出功率的出功率的1/3。抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波與單邊帶調(diào)幅波抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波與單邊帶調(diào)幅波1. 1. 抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波 這就是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波這就是抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波(DSB AM)，其數(shù)學表達，其數(shù)學表達式為式為t )cos(Vm21t )cos(Vm21) t (VooaooaDSBtcostcosV) t (VooDSB 其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制信號頻譜中最高頻率的兩其所占據(jù)的頻帶寬度仍為調(diào)制

37、信號頻譜中最高頻率的兩倍，即倍，即maxDSBF2B2. 單邊帶調(diào)幅波單邊帶調(diào)幅波 上邊頻與下邊頻的頻譜分量對稱含有一樣的信息。也上邊頻與下邊頻的頻譜分量對稱含有一樣的信息。也可以只發(fā)送單個邊帶信號，稱之為單邊帶通訊可以只發(fā)送單個邊帶信號，稱之為單邊帶通訊(SSB)。t )cos(Vm21) t (Vooat )cos(Vm21) t (Vooa其表達式為：其表達式為： 或或maxSSBFB其頻帶寬度為：其頻帶寬度為：電壓電壓表達式表達式普通調(diào)幅波普通調(diào)幅波tcos) tcosm1 (V0a0載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波tcostcosVm00a單邊帶信號單邊帶信號t )cos

38、(V2m00a) t )cos(V2m(00a或波形圖波形圖頻譜圖頻譜圖0-0+m0aVm210-0+m0aVm21信號信號帶寬帶寬)2(2)2(2)2(20-0+表表6-1 三種振幅調(diào)制信號三種振幅調(diào)制信號包絡檢波包絡檢波同步檢波同步檢波檢波器分類檢波器分類: :平方率檢波平方率檢波峰值包絡檢波峰值包絡檢波平均包絡檢波平均包絡檢波解調(diào)輸出載波信號v0(t)=cos0tv(t)調(diào)幅信號vs(t)低 通濾波器載波被抑制的已調(diào)波解調(diào)原理載波被抑制的已調(diào)波解調(diào)原理二、二極管二、二極管( (大信號大信號) )峰值包絡檢波器峰值包絡檢波器 二極管二極管( (大信號大信號) )包絡檢波器包絡檢波器串聯(lián)型二

39、極管包絡檢波電路串聯(lián)型二極管包絡檢波電路并聯(lián)型二極管包絡檢波電路并聯(lián)型二極管包絡檢波電路C+vRL+充電放電iDvi串聯(lián)型二極管包絡檢波器串聯(lián)型二極管包絡檢波器如下圖串聯(lián)型二極管包絡檢波器如下圖串聯(lián)型二極管包絡檢波器 RL、C為二極管檢波器的負載，同時也起低通為二極管檢波器的負載，同時也起低通濾波器作用。濾波器作用。 普通要求的輸入信號大于普通要求的輸入信號大于0.5V0.5V，所以稱為大信，所以稱為大信號檢波器。號檢波器。失真失真 惰性失真惰性失真(對角線失真對角線失真ovitvct1t2惰性失真惰性失真 由于負載電阻由于負載電阻R與負載電容與負載電容C的的時間常數(shù)時間常數(shù)RC太大所引起的。

40、這時太大所引起的。這時電容電容 C上的電荷不能很快地隨調(diào)上的電荷不能很快地隨調(diào)幅波包絡變化幅波包絡變化,從而產(chǎn)生失真。從而產(chǎn)生失真。 為了防止惰性失真，只需適中選擇為了防止惰性失真，只需適中選擇RC的數(shù)值，使檢波器能的數(shù)值，使檢波器能跟上高頻信號電壓包絡的變化就行了。跟上高頻信號電壓包絡的變化就行了。 也就是要求也就是要求dtdcvdtVdm 或?qū)懗苫驅(qū)懗?a2amaxmm1RC負峰切割失真負峰切割失真(底部切割失真底部切割失真) 檢波器輸出常用隔直流電檢波器輸出常用隔直流電容容Cc與下級耦合，如下圖。與下級耦合，如下圖。Rg代表下級電路的輸入電阻。代表下級電路的輸入電阻。+vC+RRgVCC

41、cviD思索了耦合電容思索了耦合電容Cc和低放和低放輸入電阻輸入電阻Rg后的檢波電路后的檢波電路為了有效地傳送低頻信號，要求為了有效地傳送低頻信號，要求gcRC1那么檢波過程中，在那么檢波過程中，在R上得到的直流電壓上得到的直流電壓為：為：imgRVRRRV 對于二極管來說，對于二極管來說，VR是反偏壓，它有能夠阻止二是反偏壓，它有能夠阻止二極管導通，從而產(chǎn)生失真。極管導通，從而產(chǎn)生失真。VimOvVRmaVim負峰切割失真波形負峰切割失真波形 為了防止底部切割失真，為了防止底部切割失真，調(diào)幅波的最小幅度調(diào)幅波的最小幅度Vim(1ma)必需大于必需大于VRimgaimVRRR)m1 (VRRR

42、R/RRRRmggga即：即：假定未調(diào)載波表示為：)(cos)cos()(tVtVtvcmccmc假定調(diào)制信號為一單頻余弦波，并表示為：tVtvmfcos)( 調(diào)頻波的瞬時角頻率為：調(diào)頻波的瞬時角頻率為：ttvKtmcfFcFcos)()(其中 為調(diào)頻波的中心頻率即載波頻率， 是頻移的幅度，稱為最大頻偏或簡稱頻偏。cmFmVK頻率調(diào)制FM) 信號 調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù)調(diào)頻波的調(diào)制指數(shù) 稱為最大附加相移：稱為最大附加相移：FmFfVKdvKtmmmmFfFFFmax0max)()( 調(diào)頻波的數(shù)學表示式單頻，雙頻自行分析調(diào)頻波的數(shù)學表示式單頻，雙頻自行分析sincossincos)(cos)(cos)(cos)(000000tmtVtVKtVdvKtVdVtVtvFccmmFccmftFccmtFcmFcmFM各頻率分量間的功率分配。由于調(diào)頻波是一個等幅波，所以各頻率分量間的功率分配。由于調(diào)頻波是一個等幅波，所以它的總功率為常數(shù)，不隨調(diào)制指數(shù)的變化而變