高頻電子線路PPT精品課程課件全冊課件匯總

1、高頻電子線路友情提示：如何學(xué)好高頻課課程性質(zhì)：理論聯(lián)系實(shí)踐，突出重點(diǎn)，重應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)物理概念，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐。每次課程結(jié)束附有小練習(xí)，望各位同學(xué)認(rèn)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(gè)角度消化課堂知識。 第一章 緒 論通信與通信系統(tǒng)無線電波的基本特點(diǎn)非線性電路的基本概念本課程的主要內(nèi)容及特點(diǎn) 主要內(nèi)容：1.1、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)無線通信系統(tǒng)組成框圖各部分作用信息源：提供需要傳送的信

2、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(jī)：將基帶信號進(jìn)行某種處理，并以足夠的功率送入信道，以實(shí)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)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有線信道兩大類；5）接收機(jī)：把由信道傳送過來的已調(diào)信號取出并進(jìn)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)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

3、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(jī)的組成框圖。 圖3為超外差式調(diào)幅接收機(jī)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)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)1.1、通信與通信系統(tǒng) 調(diào)幅發(fā)射機(jī)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(yùn)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

4、振蕩放大到一定的幅度。1.1、通信與通信系統(tǒng) 調(diào)幅發(fā)射機(jī)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(shí)現(xiàn)一定的調(diào)制度。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(jī)各部分的作用1.1

5、、通信與通信系統(tǒng)為什么要調(diào)制 因?yàn)樾盘栐粗苯影l(fā)送存在的問題，主要有以下兩點(diǎn)：天線尺寸 天線尺寸與被輻射信號的波長相比擬時(shí)（波長的1/101），信號才能被天線有效的輻射出去。對于音頻范圍20Hz20kHz來說，這樣的天線不可能實(shí)現(xiàn)。信號選擇 如果直接發(fā)射，多家電臺(tái)的發(fā)射信號頻率范圍大致相同，接收機(jī)無法區(qū)分。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(shí)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

6、.1、通信與通信系統(tǒng) 調(diào)幅發(fā)射機(jī)各部分的作用典型超外差調(diào)幅接收設(shè)備的組成框圖1.1、通信與通信系統(tǒng)1.1、通信與通信系統(tǒng)超外差接收機(jī)1) 什么是超外差接收機(jī)？ 為了提高接收機(jī)的性能，目前廣泛采用超外 差接收方式，超外差接收機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具 有混頻器。接收機(jī)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(jìn)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(shí)輸入混頻1.1、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

7、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(jī)的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)是具有混頻器。1.1、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 對調(diào)幅波的解調(diào)檢波 對調(diào)頻波的解調(diào)鑒頻 對調(diào)相波的解調(diào)鑒相1.2、無線電波的基本特點(diǎn)無線電波是一種電磁波，其傳播速度與光速相同，且有=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）：無線電波的波段劃分表：1.2、無線電波的基本特點(diǎn)波段名稱波長范圍頻段名稱頻率范圍主要用途長波LW103104m低頻(

8、LF)30300kHz長距離點(diǎn)與點(diǎn)通信中波MW102103m中頻(MF)3003000kHz廣播、船舶、飛行通信短波SW10102m高頻(HF)330kHz短波廣播、軍事通信米波110m甚高頻(VHF)30300MHz電視、調(diào)頻廣播、雷達(dá)分米波110dm特高頻(UHF)3003000MHz電視、雷達(dá)、移動(dòng)通信厘米波110cm超高頻(SHF)330GHz雷達(dá)、中繼、衛(wèi)星通信毫米波110mm極高頻(EHF)30300GHz射電天文、衛(wèi)星、雷達(dá)1.3、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

9、參數(shù)不是一個(gè)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(biāo)原點(diǎn)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(gè)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(dāng)

10、作用在非線性器件上的信號很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)非線性器件近似處于線性工作狀態(tài)，可當(dāng)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(diǎn)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(diǎn)為基礎(chǔ)的。1.3、非線性電路的基本概念非線性電路的基本特點(diǎn)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(dāng)作用信號很小、工作點(diǎn)取得適當(dāng)時(shí)，非線性電路可近似按線性電路進(jìn)行分析。 1.4、本課程的主要內(nèi)容及特點(diǎn) 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

11、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(diǎn)： 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(qiáng)的實(shí)踐性。 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(diǎn)是必備的基本知識。 課堂練習(xí)一 1.如果廣播電臺(tái)發(fā)射的信號頻率為 =936KHz, 接收機(jī)中頻 =455KHz, 問接收機(jī)本振頻率問多少？解：936KHz455KHz

12、1391KHz答：接收機(jī)本振頻率為1391KHz。 課堂練習(xí)二2.如果高頻載波頻率為150MHZ,問/4天線應(yīng)長？ 解：頻率等于光速C除以波長,即 C,則： C , 3 150 2(米), /4240.5 (米) 答：/4天線應(yīng)0.5米長。 課堂練習(xí)三3. 中波廣播波段的波長范圍為187560米,問其波率范圍為? 解：頻率 等于光速C除以波長,即 C, 則： 560米時(shí)， 3 560536 KHz 187米時(shí)， 3 1871604 KHz 答：波率范圍為536 KHz 1604 KHz。 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

13、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(diǎn)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(tái)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(dá)到 1 伏 左右，這就要求接收機(jī)對高頻信號的放大能 力要達(dá)到幾千倍到10萬倍左右。 第2章 小信號選頻放大器 概述另外接收機(jī)天線所感應(yīng)的信號，除了有要接收的電臺(tái)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(jìn)行放大，勢必使要接收的信號被淹沒在其它電臺(tái)的干擾中。為了解決這個(gè)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

14、，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(diǎn)，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： 2.1 LC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(jìn)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2.1 LC諧

15、振回路概述 進(jìn)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。2.1.1 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

16、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(dá)式：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1) 并聯(lián)諧振回路的等效阻抗Z: 通常r很小,當(dāng)rL ,Z可用下式表示 : 2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性 2)并聯(lián)諧振回路諧振時(shí)的等效阻抗,簡稱諧振電阻 當(dāng) 時(shí),稱并聯(lián)回路諧振,此時(shí)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 3)并聯(lián)諧振回路的諧振頻率 當(dāng) 時(shí),稱并聯(lián)回路諧振,此時(shí)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 4)

17、品質(zhì)因數(shù)Q,簡稱Q值 在LC諧振回路中,為了評價(jià)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. Q值的定義: 諧振回路諧振時(shí)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 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 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)

18、 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(rèn)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 則并聯(lián)諧振回路的阻抗頻率特性和相頻特性可分別為： 阻抗頻率特性 (2.1.10) 相頻特性 (2.1.11) 2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性 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 由圖可見，并聯(lián)諧振回當(dāng) ，即諧振時(shí)回路阻抗

19、最大且為純電阻，相移 。 時(shí)，阻抗下降，相移增大。當(dāng) 時(shí)，回路呈容性，相移 為負(fù)值，最大趨于負(fù)90；當(dāng) 時(shí)，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并聯(lián)諧振回路的通頻帶和選擇性 1、電壓諧振曲線 當(dāng)維持信號源 的幅值不變時(shí)，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 1)輸出電壓的幅頻特性 (2.1.14) 2)輸出電壓的相頻特性

20、 (2.1.15）2.1.1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 2、通頻帶 1)通頻帶的定義 當(dāng)占有一定頻帶寬度的信號在并聯(lián)回路中傳輸時(shí)，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(dāng) 值由最大值 1 下降到 0.707 時(shí)，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)通頻帶的表達(dá)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

21、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 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。回路的諧振曲線越尖銳，對無用信號的抑制能力就越強(qiáng)，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(shí)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(qiáng)， 選擇性越好。 2.1.1并聯(lián)諧振回路的選頻特性 1) 20dB選擇性 在實(shí)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

22、擇性就越好。 圖2.1.42.1.1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(shí)際的諧振回路均不能滿足上述要求，但為了說明實(shí)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 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 單個(gè)并聯(lián)諧振回路的矩形系數(shù)為10 令 0.1，由式(

23、2.1.14)，即 0.1，可得 由此可得 10。這說明單個(gè)并聯(lián)諧振回路的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1，故其選擇性比較差。2.1.2阻抗變換電路信號源及負(fù)載對諧振回路的影響 在實(shí)際應(yīng)用中，諧振回路一定和信號源及負(fù)載相鏈接，信號源的輸出阻抗和負(fù)載阻抗都會(huì)對回路產(chǎn)生影響，它們不但會(huì)使回路的等效品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變 差，同時(shí)還會(huì)使諧振回路 的諧振頻率發(fā)生偏離。圖 2.1.5 為一實(shí)用的并聯(lián)諧 振回路， 信號源內(nèi)阻， 負(fù)載電阻。2.1.2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

24、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(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 由于 ，所以 ， 、 越小 也越小，則 下降就越

25、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(fù)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 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 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。13輸入端，負(fù)載 接于23輸出端。 12匝數(shù)為 電感量 為 ，23匝數(shù) 電

26、感量為 ， 互感量為 M。設(shè) 、 是無損耗 的， 時(shí)，自耦 變壓器的匝數(shù)比 等于2.1.2阻抗變換電路 則負(fù)載 折算到一次 繞組的等效電阻 為 2.1.2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(fù)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 式中， 。所以 當(dāng) 時(shí)，可得 由此可得2.2 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(fù)載的放大器。 選頻或?yàn)V波是其基本特點(diǎn)。2、分類2.2 小信號諧振放大器3、主要性能指標(biāo) 諧振電壓增益Au0放大器在諧

27、振頻率上的增益，衡量對有用信號的放大能力。 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(shí)所對應(yīng)的頻率范圍。 選擇性矩形系數(shù)： K0.1=BW0.1/BW0.74、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(fù)載為LC并聯(lián)諧振回路單級單調(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(yuǎn)大于1，選擇性較差。其中：Qe為回路的有載品質(zhì)因數(shù)。5、多級單調(diào)諧放大器的性能指標(biāo)多級單調(diào)諧放大器的性能： 電壓增益：則Au=Au1 Au2 Au3 Aun(Au1)n= 通頻帶： 選擇性：N級的矩形系數(shù)為如果有n級且

28、各級諧振頻率相同,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一種形式2、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(gè)諧振頻率： 3）三端陶瓷濾波器2.3 集中選頻放大器實(shí)物圖：(2)聲表面波濾波器(SAWF)2.3 集中選頻放大器實(shí)物圖：聲表面波濾波器應(yīng)用實(shí)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。 本章小結(jié)LC諧振回路具有選頻作用?；芈分C振時(shí)，回路阻抗為電阻且為最大，可獲最大電壓輸出；當(dāng)回路失諧時(shí)，回路阻抗迅速

29、下降，輸出電壓減小。回路的品質(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(shí)，相移為零；失諧時(shí)，當(dāng) 時(shí)，回路呈感性，相移為正值，最大趨于90；當(dāng) 時(shí)，回路呈容性，相移為負(fù)值，最大趨于90。 本章小結(jié)信號源、負(fù)載不僅會(huì)使回路的有載品質(zhì)因數(shù)下降，選擇性變壞，而且還會(huì)使回路諧振頻率產(chǎn)生偏移。為了減小信號源和負(fù)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(fù)載組成 ，具有選頻或?yàn)V波功能。按諧振負(fù)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)小信號諧振放大器主要技術(shù)指標(biāo)有諧振增益、選擇性和通

30、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。回路的品質(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(huì)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)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(huì)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

31、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(diǎn)，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。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(dòng)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：3.1 反饋式振蕩器的

32、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(fù)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(shí)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(lì)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1、組成與分類(1) 組成(2) 分類2、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(dāng)接通電源時(shí)，回路內(nèi)的各種電擾動(dòng)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

33、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(jìn)入非線性狀態(tài)，增益下降，當(dāng)反饋電壓正好等于輸入電壓時(shí)，振蕩幅度不再增大進(jìn)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?yàn)?所以:又因?yàn)槠胶鈺r(shí)有:所以:因而可得:1相位平衡條件：AF1 A+F2n(n0,1,2,3,) 2、平衡條件與起振條件3.1 反饋式振蕩器的工作原理（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

34、應(yīng)要求UfUi，即：A+F2n（n0 , 1 , 2，）AF13、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(shí)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。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(zhǔn)確度與穩(wěn)定度（1）頻率準(zhǔn)確度絕對頻率準(zhǔn)確度：相對頻率準(zhǔn)確度：fff0 （2）頻率穩(wěn)定度3.2 LC正弦波振蕩器相位條件：1、變壓器反饋式正弦波振蕩器起振條件： 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1 振蕩頻率：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，易起振，輸出幅度大

35、，調(diào)節(jié)方便。集電極調(diào)諧型電路特點(diǎn)：缺點(diǎn)：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。電路的三種形式發(fā)射極調(diào)諧型基極調(diào)諧型2、三點(diǎn)式振蕩器3.2 LC正弦波振蕩器(1) 三點(diǎn)式振蕩器一般組成原則 三點(diǎn)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(gè)電抗元件組成LC諧振回路，回路有三個(gè)引出點(diǎn)分別與晶體管的三個(gè)電極相連接使諧振回路既是晶體管的集電極負(fù)載，又是正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)，把這種電路稱為三點(diǎn)式振蕩器。 則三點(diǎn)式的一般組成原則為：一般形式3.2 LC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(diǎn)式振

36、蕩器一般組成原則設(shè)回路諧振時(shí)有電流在流動(dòng)，則有：（jX1+jX2+jX3)=0即：X1+X2+X3=0根據(jù)：得三點(diǎn)式的一般組成原則：一般形式(2) 電感三點(diǎn)式（Hartley，哈特萊電路）優(yōu)點(diǎn)：易起振，調(diào)節(jié)頻率基本不影響反饋系數(shù)。缺點(diǎn)：采用電感反饋，輸出波形差，諧波成份多。交流通路的基本形式：三極管三個(gè)電極分別與電感三個(gè)引出端相連，反饋電壓取自L2上。振蕩頻率：反饋系數(shù)：電路特點(diǎn)：其中：(3) 電容三點(diǎn)式（ Colpitts，考畢茲電路）優(yōu)點(diǎn)：高次諧波成份小，波形好。缺點(diǎn)：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(gè)引出端相連，反饋電壓取自C2上。交流通

37、路的基本形式振蕩頻率：反饋系數(shù)：電路特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：振蕩頻率和反饋系數(shù)互不影響。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)C3改變頻率時(shí)影響振幅。一般用于固頻振蕩器。3.2 LC正弦波振蕩器3、改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器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C3振蕩頻率：電路特點(diǎn)：具有克拉潑振蕩器頻率和反饋系數(shù)獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn)，頻率基本上僅由C3和C4及L決定；調(diào)節(jié)C4時(shí)不影響電路增益，輸出幅度穩(wěn)定。(2) 西勒(Seiler)振蕩器交流通路的基本形式：在L兩端又并聯(lián)了一可調(diào)電容C4振蕩頻率：電路特點(diǎn)：3.3 石英晶體振蕩器(3) 晶體特點(diǎn) 振蕩頻率穩(wěn)定振動(dòng)的多諧性并聯(lián)負(fù)載電容激勵(lì)功率1、石英晶體及

38、其特性(1) 結(jié)構(gòu)及外形(2) 符號及等效電路根據(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)諧振頻率晶體的電抗頻率特性曲線等效為串聯(lián)諧振時(shí)的串聯(lián)諧振頻率等效為并聯(lián)諧振時(shí)的并聯(lián)諧振頻率典型電路舉例：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?zhàn)顝?qiáng)而滿足振蕩。圖（二）中晶體工作于本身串聯(lián)諧振點(diǎn)上。圖（一）中晶體和負(fù)載電容發(fā)生串聯(lián)諧振。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?；驹恚浩査?

39、Pierce)電路密勒(Miller)電路3.3 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35MHZ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(diǎn)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(dòng)（泛音晶體）來實(shí)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：3.4 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(dāng)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（ Voltage Control

40、led Oscillator,簡稱VCO)。壓控振蕩器的主要功能及用途： 實(shí)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 壓控振蕩器壓控振蕩器的主要指標(biāo)(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（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(shí) VCO 的固有振蕩頻率，A0壓控靈度。線性度表示了實(shí)際壓控特性相對于理想情況的偏離。3.4 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

41、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(gè)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 L C 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(shí)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 變?nèi)荻O管的結(jié)電容Cj與外加電壓VD關(guān)系

42、式：VD 0時(shí)，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(dāng)VD 0 時(shí)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C1Cj,C1Cj,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(huì)受VD的控制。3.4 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(gè)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

43、交流控制電路。（3）電路實(shí)例 下圖是一個(gè)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(gè)與電感 L 串聯(lián)的小電容，則 可判斷它是一個(gè)克拉潑振蕩電路。 LC壓控振蕩電路及交流等效電路2. 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?yàn)閳D中 VA VB，可見變?nèi)莨芴幱诜聪嗥谩?對于

44、 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。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(diǎn)式和電感三點(diǎn)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(shí)現(xiàn)電壓頻率的變換，它是頻率調(diào)制、鎖項(xiàng)技術(shù)、電調(diào)諧等不可缺少的電路。本章小結(jié)：第4章 調(diào)幅、檢波與混頻 調(diào)幅波的基本性質(zhì)

45、 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 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(jìn)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(diǎn)，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(jìn)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(jìn)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。4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形(1) 數(shù)學(xué)表達(dá)式載

46、波信號: uc(t)=Ucmcos(ct)=Ucmcos(2ct), 式中，uc(t)為載波的瞬時(shí)幅度，Ucm最大振幅，c 為載波角頻率，c為載波頻率, c2c。 調(diào)制信號：u(t)，因?yàn)檎{(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+kau(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)cosct=Ucm+kau(t)cosct4.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形(2) 單頻調(diào)制時(shí)的數(shù)學(xué)表達(dá)式當(dāng)調(diào)制信號為一單頻信號時(shí)，即u(t)=Umcost=Umcos2Ft式中，

47、為調(diào)制信號角頻率，F(xiàn)為調(diào)制信號頻率，且有2 F，通常F c。由此可得uAM(t)=(Ucm+kacost)cosct=Ucm(1+macost)cosct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(dá)式和波形(a)調(diào)制信號；(3) 單頻調(diào)制時(shí)的調(diào)幅波形：(b)載波信號；(c) ma1。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(1ma)，當(dāng)ma=1時(shí)最小振幅等于零。若ma 1，將會(huì)導(dǎo)致調(diào)幅波在一段時(shí)間內(nèi)振幅為零，此時(shí)調(diào)幅波將產(chǎn)生嚴(yán)重失真。為了避免失真，要求ma小于等于1，即ma14.1 調(diào)幅波基本性質(zhì)1、調(diào)幅

48、波的數(shù)學(xué)表達(dá)式和波形 由圖還可看出，調(diào)幅波是一個(gè)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+kaUmcost)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 Um 成正比，因此 Um 越大，ma 就越大，調(diào)幅波的變化也就越大。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)學(xué)表達(dá)式按三角函數(shù)展開，可得uAM(t)=Ucmcosct+UcmmaUcmcos(c+)t+ UcmmaUcmcos(c)t可見,單頻調(diào)制的調(diào)幅波由三個(gè)高頻分量組成,除角頻率為c的載波,還有c+ 和c兩個(gè)新頻

49、率分量。載波分量的振幅為 c, 而兩個(gè)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(huì)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)2、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=2Fma

50、x。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: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(gè)邊帶4.2 調(diào)幅電路1、調(diào)幅電路的類別2、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(shí)現(xiàn)調(diào)幅。用調(diào)制信號控制丙類諧振功放的集電極電壓，從而實(shí)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) 電路及波形作用：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號相乘。4.2 調(diào)幅

51、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：模擬乘法器調(diào)幅電路實(shí)例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(2) 電路工作原理二極管平衡調(diào)幅電路工作原理分析如下：設(shè) 上式是在忽略高次方項(xiàng)后得出的，可見含有頻率分量F、fcF ，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 fcF ，實(shí)現(xiàn)雙邊帶調(diào)制。有：4.3 檢波器(3) 分類1、檢波器概述(1) 作用(2) 實(shí)質(zhì)從高頻調(diào)幅波中解調(diào)出原調(diào)制信號檢波器實(shí)際上是一種頻譜搬移電路2、大信號包絡(luò)檢波器4.3 檢波器(1) 電路組成(2) 工作原理4.3 檢波器3、大信號包絡(luò)檢波器的

52、惰性失真 RL CL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) 避免條件相當(dāng)于給V加了一額外的反偏電壓，當(dāng)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(gè)時(shí)段小于URL，導(dǎo)致V在這段時(shí)間截止，產(chǎn)生非線性失真。其底部被切去，形成“負(fù)峰切割失真”。4.3 檢波器4、大信號包絡(luò)檢波器的負(fù)峰切割失真圖中：波形：也就是說，負(fù)峰切割失真本質(zhì)上是由于檢波器交、直流負(fù)載不等而引起，為此可采用如圖的措施來減小交直流負(fù)載的差別。4.3 檢波器5、克服負(fù)峰切割失真的方法為了避免負(fù)峰切割失真，必須因而

53、：分析可知其中含有頻率分量0、F、2fc、(2fcF) 用一低通濾波器后再隔直便得到低頻調(diào)制信號。4.3 檢波器6、同步檢波器(1) 電路特點(diǎn) 對AM、DSB、SSB等調(diào)幅波均適用。 工作時(shí)需要有一同步參考信號(與載波同頻同相)。(2) 同步檢波原理設(shè)：則：同步檢波器應(yīng)用電路：原理：調(diào)幅信號ui(t) 加到1腳，同步信號ur(t) 加到8腳。檢波輸出信號從9腳輸出，經(jīng)過型低通濾波器濾除高頻分量，最后由隔直電容去除直流后，得到所需的低頻輸出信號uo(t)。4.4 混頻器 變頻是指將高頻已調(diào)波經(jīng)過頻率變換，變?yōu)楣潭ㄖ蓄l已調(diào)波。1、變頻器的作用(1) 文字描述(2) 框圖描述(3) 表達(dá)式描述(5)

54、 頻譜描述4.4 混頻器1、變頻器的作用(4) 波形描述4.4 混頻器經(jīng)帶通后取出差頻分量，即得到中頻信號，其中頻電流為：2、混頻的基本原理設(shè)：根據(jù)非線性器件的冪級數(shù)展開式：代入兩信號分析可得其中含有頻率分量：失真：輸出中頻信號的頻譜結(jié)構(gòu)與輸入信號的不同干擾：混頻器產(chǎn)生的大量不需要的組合頻率分量4.4 混頻器3、主要性能指標(biāo)(1) 混頻增益(2) 選擇性要求選頻網(wǎng)絡(luò)的選擇性好,矩形系數(shù)接近于1。(3) 失真與干擾4、混頻電路模擬乘法器混頻器4.4 混頻器分析如下：經(jīng)中心頻率為fI ，帶寬為2F的帶通濾波器濾波后，得：4、混頻電路二極管平衡混頻4.4 混頻器分析如下：帶通后得：4、混頻電路三極管

55、混頻(1) 基本原理利用三極管ic和uBE的非線性來進(jìn)行頻率變換(2) 幾種基本形式4.4 混頻器5、混頻干擾(1) 組合頻率干擾混頻器本身的組合頻率中無用頻率分量所引起的干擾(2) 副波道干擾由于接收機(jī)前端選擇性不好,外界干擾信號竄入而引起的干擾(最強(qiáng)兩個(gè):中頻干擾和鏡像干擾)(3) 交叉調(diào)制干擾在有用中頻信號的包絡(luò)上疊加了干擾信號的包絡(luò)而引起(4) 互調(diào)干擾干擾信號之間彼此混頻而產(chǎn)生接近中頻的信號而引起4.4 混頻器本章小結(jié)： 調(diào)幅有普通調(diào)幅和抑制載波調(diào)幅，普通調(diào)幅波的包絡(luò)反映了調(diào)制信號變化的規(guī)律。 調(diào)幅電路可分為高電平調(diào)幅和低電平調(diào)幅，它們各自具有不同的特點(diǎn)，因此分別適用于不同的場合。

56、檢波器有包絡(luò)檢波和同步檢波兩大類。包絡(luò)檢波器只可解調(diào)普通調(diào)幅波，同步檢波器可解調(diào)各種調(diào)幅波。包絡(luò)檢波器存在惰性失真和負(fù)峰切割失真。 常用混頻器有模擬乘法器混頻器、二極管混頻器、三極管混頻器?；祛l器輸出中存在混頻干擾。第5章 調(diào)角與解調(diào)調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)頻波調(diào)相波調(diào)頻電路直接調(diào)頻間接調(diào)頻鑒頻器斜率鑒頻相位鑒頻內(nèi)容提要5.1 調(diào)角波的基本性質(zhì)調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏波形調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏波形調(diào)角波的頻譜與帶寬單頻調(diào)制時(shí)調(diào)頻波與調(diào)相波的比較調(diào)頻波數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏瞬時(shí)頻率：頻偏：最大頻偏：瞬時(shí)相位：相偏：最大相偏：表達(dá)式：調(diào)頻波的波形示意：調(diào)相波數(shù)學(xué)表達(dá)式、頻偏及相偏瞬時(shí)相位：相偏

57、：最大相偏：瞬時(shí)頻率：頻偏：最大頻偏：表達(dá)式：調(diào)相波的波形示意調(diào)角波的頻譜與帶寬頻譜分布特點(diǎn)：BW2mF=2fm （寬帶調(diào)角信號） 帶寬估算方法：當(dāng)m遠(yuǎn)小于1時(shí)：當(dāng)m遠(yuǎn)大于1時(shí)：BW=2F（窄帶調(diào)角信號）單頻調(diào)制時(shí)兩種調(diào)角信號的比較調(diào)頻信號調(diào)相信號瞬時(shí)頻率瞬時(shí)相位最大頻偏調(diào)制指數(shù)表達(dá)式5.2 調(diào)頻電路直接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)相電路矢量合成法間接調(diào)頻可變時(shí)延法調(diào)相間接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路晶體振蕩器調(diào)頻電路集成調(diào)頻電路直接調(diào)頻變?nèi)荻O管調(diào)頻電路組成：變?nèi)荻O管特性：工作原理：直接調(diào)頻晶體振蕩器調(diào)頻電路特點(diǎn)原理電路等效電路諧振特性必須滿足：因而，頻偏很小。才能夠振蕩直接調(diào)頻集成調(diào)頻電路鎖相調(diào)頻

58、把調(diào)制信號u(t)加在鎖相環(huán)VCO的頻率控制端，使VCO的頻率隨調(diào)制信號作線性變化，就可以達(dá)到調(diào)頻目的 。電路框圖：工作原理：間接調(diào)頻電路原理先對調(diào)制信號進(jìn)行積分，再用積分后的信號對載波進(jìn)行調(diào)相，就可以間接地得到所需的調(diào)頻波。電路原理本質(zhì)上是個(gè)調(diào)相電路特點(diǎn)：間接調(diào)頻電路變?nèi)荻O管調(diào)相工作時(shí)回路處于失諧狀態(tài)，使回路電壓超前或滯后電流，實(shí)現(xiàn)調(diào)相。Cj隨調(diào)制信號變化積分電路調(diào)相輸入調(diào)頻輸入基本原理：積分后的調(diào)制信號與移相90的載頻信號在相乘電路中產(chǎn)生與載頻正交的雙邊帶信號，然后再與載頻信號相加即可產(chǎn)生窄帶調(diào)頻信號間接調(diào)頻電路矢量合成法限幅濾除干擾倍頻擴(kuò)大頻偏基本原理：將載頻信號變?yōu)槊}沖序列，用數(shù)字電

59、路實(shí)現(xiàn)可控延時(shí)，然后再將延時(shí)后的脈沖序列變成模擬載波信號，只要延時(shí)受調(diào)制信號控制，且它們的關(guān)系是線性的，即可獲得所需的調(diào)相波。 間接調(diào)頻電路可變時(shí)延法5.3 鑒頻器鑒頻實(shí)現(xiàn)原理 鑒頻特性 鑒頻實(shí)現(xiàn)方法斜率鑒頻器 單失諧回路斜率鑒頻器 雙失諧回路斜率鑒頻器 集成電路中的斜率鑒頻器相位鑒頻器 乘積型 疊加型鑒頻實(shí)現(xiàn)原理鑒頻特性鑒頻器的兩個(gè)性能指標(biāo)：鑒頻靈敏度SD單位頻偏所產(chǎn)生的輸出電壓的大小線性范圍（帶寬）鑒頻特性中近似直線的范圍斜率鑒頻 原理鑒頻實(shí)現(xiàn)原理鑒頻實(shí)現(xiàn)方法相位鑒頻 原理脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻原理斜率鑒頻器單失諧回路輸入的調(diào)頻波經(jīng)LC失諧回路變換為調(diào)幅-調(diào)頻波，然后經(jīng)V、C1、RL所組成的包絡(luò)檢

60、波器解調(diào)出原調(diào)制信號。電路組成工作原理頻-幅轉(zhuǎn)換原理：調(diào)頻信號中心頻率fc失諧于諧振回路的諧振頻率f0，調(diào)頻波的中心頻率fc處于回路諧振曲線的傾斜部分，接近直線段的中心點(diǎn)A，則失諧回路可將調(diào)頻波變換為隨瞬時(shí)頻率變化的調(diào)幅調(diào)頻波。 調(diào)頻波經(jīng)兩個(gè)失諧回路轉(zhuǎn)換為兩個(gè)調(diào)幅-調(diào)頻波，再經(jīng)各自的包絡(luò)檢波器，得到兩反相的輸出信號，然后合成得到總的輸出信號。斜率鑒頻器雙失諧回路電路組成工作原理鑒頻S曲線：當(dāng)調(diào)頻信號的頻率為fc時(shí)，U1m與U2m大小相等，檢波輸出電壓u01=u02，鑒頻器輸出電壓u0=0；當(dāng)調(diào)頻波頻率為f01時(shí)，U1mU2m，u01u02，鑒頻器輸出電壓u00為正值，且為最大；當(dāng)調(diào)頻信號頻率為