《高頻電子電路》課件-第8

第8章應(yīng)用示例無限電接收與發(fā)射設(shè)備是高頻電子電路的綜合應(yīng)用，是現(xiàn)代通信系統(tǒng)、廣播與電視系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、遙控遙測系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、無線電制導(dǎo)系統(tǒng)等必不可少的核心設(shè)備。按調(diào)制方式，無限電收發(fā)系統(tǒng)可分為調(diào)幅收發(fā)系統(tǒng)、調(diào)頻收發(fā)系統(tǒng)、調(diào)相收發(fā)系統(tǒng)以及它們的組合調(diào)制系統(tǒng)。8.1小功率調(diào)幅發(fā)射與接收8.1.1小功率調(diào)幅發(fā)射機8.1.2調(diào)幅接收機在超外差接收系統(tǒng)中，由于中頻放大器的中心頻率是固定不變的，而接收機的主要放大倍數(shù)由中頻放大器承擔(dān)，所以，整機增益在接收頻率范圍內(nèi)，高端和低端的差別就會很小。對于調(diào)諧來說，只需對混頻器的選頻回路和本地振蕩器進行同步調(diào)諧，這是容易實現(xiàn)的。8.2頻率合成器頻率直接合成法就是將一個或幾個晶體振蕩器的振蕩頻率作為基準頻率，由這些基準頻率產(chǎn)生一系列的諧波，這些諧波具有與晶體振蕩器同樣的頻率穩(wěn)定度、準確度，然后，從這一系列的諧波中選取兩個或幾個進行和或差等組合，經(jīng)過適當(dāng)方式的處理后獲取所需要的頻率。8.3調(diào)制技術(shù)在抑制PWM型開關(guān)電源電磁干擾中的應(yīng)用PWM型開關(guān)電源是用高頻方波脈沖信號（PWM信號）控制大功率晶體管導(dǎo)通與關(guān)斷，晶體管工作于開關(guān)狀態(tài)，功率損耗大大減小，使得電源的效率大為提高；開關(guān)頻率高而使得濾波電容、電感的體積?。豢刂崎_關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷時間比例即控制脈沖寬度可方便地改變輸出電壓值。PWM型反激式開關(guān)電源的原理電路方波脈沖Vb的頻率很高，負載RL可獲得脈動很小的直流電壓Vo，且Vo

D×Vin。正常工作時，PWM型開關(guān)電源的控制方波脈沖頻率fs是固定的，利用輸出電壓負反饋來調(diào)整方波脈沖的寬度就可調(diào)節(jié)PWM信號的占空比D，以保證輸出電壓的穩(wěn)定。由于開關(guān)電源中的半導(dǎo)體器件是工作于高頻、開關(guān)狀態(tài)，快速開關(guān)過程必會產(chǎn)生很高的電壓變化率du/dt和電流變化率di/dt，這些電壓、電流的尖峰都會在電路中產(chǎn)生較大的電磁干擾，并會沿著傳播路徑傳導(dǎo)到其他電子器件中，從而影響電子設(shè)備正常工作，降低設(shè)備的可靠性。用頻率為F（<<fs）的周期信號u(t)=cos(2

Ft)對方波脈沖進行頻率調(diào)制，調(diào)制前后的方波脈沖波形及其頻譜如圖所示。調(diào)制后的方波脈沖占空比不變，但頻譜在fs及其諧波附近拓寬、諧波峰值減小，且諧波階次越高，邊帶越寬，有效降低各次開關(guān)諧波電磁噪聲。頻率調(diào)制反激式開關(guān)電源原理圖8.4調(diào)制技術(shù)在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)阻抗測量中的應(yīng)用測量是獲取復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)阻抗特性的主要手段。為了提高阻抗測量速度，文獻[19]給出了一種用幅度調(diào)制技術(shù)生成一個寬頻帶測試信號，從而實現(xiàn)一次注入測試信號可同時獲得阻抗網(wǎng)絡(luò)多個頻率點的阻抗值。1）基于幅度調(diào)制技術(shù)的測試信號i

(t)是頻率為F、占空比為0.5、幅度為1的方波脈沖信號，信號特性如圖。2）基于幅度調(diào)制技術(shù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)阻抗快速測量按圖的方式計算出待測網(wǎng)絡(luò)在的頻率范圍內(nèi)m個頻率點的阻抗值。將雙載波幅度調(diào)制測試電流信號is(t)注入待測網(wǎng)絡(luò)，測得待測網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)電壓uo(t)，如圖。采用此方法進行阻抗快速測量時需注意：①阻抗測量結(jié)果的頻譜分辨率為2F。②在fc1<f<fc2的頻率范圍內(nèi)，應(yīng)在滿足測量信噪比的條件下選擇合適的m值，或在保證頻譜分辨率的條件下合理選擇fc2的值。③若阻抗測量的頻率范圍較寬時，可以將上述過程多次操作即可。8.5高頻電子電路在電容式傳感器中的應(yīng)用電容式傳感器把被測物理量（如壓力、流量等）轉(zhuǎn)換為電容參數(shù)C，為了便于信號傳輸和測量，還需要將電容參數(shù)進一步轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率等電量參數(shù)。為此，經(jīng)常采用高頻電子電路中的調(diào)制型電路將電容參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量參數(shù)。8.5.1電容式傳感器調(diào)制型測量電路-調(diào)頻電路電容式傳感器作為電容元件被接在振蕩器的振蕩電路中。8.5.2電容式傳感器調(diào)制型測量電路-調(diào)幅電路配有這種電路的系統(tǒng)，在其電路輸出端取得的是具有調(diào)福波的電壓信號，其幅值近似地正比于被測信號。用如圖所示測出電容變化量的方法稱為交流激勵法將電容式傳感器接入交流電橋作為電橋的一個臂或兩個相鄰臂，另兩臂可以是電阻、電容或電感，也可以是變壓器的兩個二次繞組。用此方法測出電容變化量稱為交流電橋法。例如8.6高頻電子電路在電感式傳感器中的應(yīng)用電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來實現(xiàn)測量的一種裝置，可以用來測量位移、振動、壓力、流量、重量、力矩、應(yīng)變等多種物理量。電感式傳感器的核心部分是可變電感或可變互感在將被測量轉(zhuǎn)換為線圈自感或互感的變化時，一般要利用磁場作為媒介或利用鐵磁體的某些現(xiàn)象。這類傳感器首先將被測物理量（如壓力、流量等）轉(zhuǎn)換為自感系數(shù)L、互感系數(shù)M或者交流阻抗Z，為了便于信號傳輸和測量，經(jīng)常采用高頻電子電路中的調(diào)制型電路將自感系數(shù)L、互感系數(shù)M或者交流阻抗Z等參數(shù)進一步轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率等電量參數(shù)。8.6.1電感式傳感器調(diào)制型測量電路-調(diào)頻電路傳感器電感L變化將引起調(diào)頻電路輸出電壓頻率f的變化，根據(jù)f的大小即可測出被測量值。8.6.2電感式傳感器調(diào)制型測量電路-調(diào)相電路當(dāng)電感L變化時，輸出電壓uo的幅值不變，相位φ隨之變化。8.6.3電感式傳感器調(diào)制型測量電路-調(diào)幅電路自感式實現(xiàn)了將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電感量的變化，為了測出電感量L的變化，同時也為了送入下級電路進行放大和處理，可以將電感L的變化轉(zhuǎn)化為電