高频电子线路绪论

1、.高频电子线路高频电子线路High Frequency Electronic Circuits总学分总学分/学时学时：4.5学分学分/72（理论（理论60+实验实验12），专业基础课，专业基础课教材：谢嘉奎等著，教材：谢嘉奎等著， 电子线路（非线性部分）电子线路（非线性部分）高等教育高等教育出版社出版社 2000年年5月。月。参考书目：参考书目：高频电子线路高频电子线路曾兴雯著，高等教育出版社曾兴雯著，高等教育出版社 2004年年1月。月。先导课程：电路分析，线性电子线路，信号与系统先导课程：电路分析，线性电子线路，信号与系统后续课程：通信原理，单片机原理，电视原理后续课程：通信原理，单片机原

2、理，电视原理. 主要学习模拟无线通信系统模拟无线通信系统（通信电子线路）通信电子线路）所涉及到的各所涉及到的各单元电路的组成、工作原理、性能计算及应用单元电路的组成、工作原理、性能计算及应用。课程的内容与目的课程的内容与目的 熟悉非线性电子线路课程的体系结构，掌握模拟无线通信系统所涉及到的各基本单元电路的组成、工作原理、性能计算及应用。课程的基本要求课程的基本要求 熟悉非线性电子线路课程的体系结构；在分析非线性电子线路时，树立工程分析的观点，用简单的分析方法获得具有实用意义的结果，并具有一定的电路综合能力。.一、电路属性：模拟电子线路一、电路属性：模拟电子线路 输入、输出均为模拟量输入、输出均

3、为模拟量二、电路组成二、电路组成: : D、BJT、MOS 、R、L、C三、电路特点三、电路特点：1 1）器件均工作在）器件均工作在非线性状态非线性状态；非线性电子线路非线性电子线路2 2）器件一般工作在）器件一般工作在高频段高频段。0.00.0概述概述IC /mAVCE /VOIB = 40 A30 A20 A10 A0IDVVD(on)- -ISSiGeO.高频段，器件尺寸与信号波长在同一量级。高频段，器件尺寸与信号波长在同一量级。.0.1非线性电子线路的作用非线性电子线路的作用一、线性电子电路与非线性电子电路一、线性电子电路与非线性电子电路线性电路：线性电路：尽量使用器件特性的线性部分。

4、电路基本是线尽量使用器件特性的线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。性的，但存在不希望有的失真。非线性电路：利用器件特性的非线性特性，完成振荡、频非线性电路：利用器件特性的非线性特性，完成振荡、频率变换、放大等功能。率变换、放大等功能。器件特性与使用条件密切相关。器件特性与使用条件密切相关。.1.1. 通信通信通信：信息的传输，信息从发送者通信：信息的传输，信息从发送者接收者的接收者的过程过程 通信系统：实现信息传输过程的系统，由信源（发送者）、通信系统：实现信息传输过程的系统，由信源（发送者）、信道（信息传输的媒介）、信宿（接收者）三部分组成信道（信息传输的媒介）、信宿（接收者）

5、三部分组成 分类分类：按信道分为按信道分为有线有线通信系统、通信系统、无线无线通信系统和通信系统和光纤光纤通信系统通信系统二、非线性电子线路在通信系统中的应用二、非线性电子线路在通信系统中的应用.2 . 2 . 高频电子线路与无线电通信高频电子线路与无线电通信maxmin101l 讨论讨论模拟无线通信模拟无线通信系统所涉及的各系统所涉及的各单元电路单元电路的组成、工的组成、工作原理和性能特点。作原理和性能特点。电电磁磁波波天线尺寸与电磁波长度必须满足：天线尺寸与电磁波长度必须满足：.无线电广播的参数为：无线电广播的参数为：Hzf20kHz20频率：频率：波长：波长：km15kkm15则天线长度

6、为：则天线长度为：kkml51.km51.解决方法：解决方法：调制调制 用携有信息的用携有信息的低频低频电信号电信号(如如音频信号音频信号)去控制去控制高频高频振荡信振荡信号的号的某一参数某一参数，使该参数按照，使该参数按照低频低频信号的规律而变化。信号的规律而变化。 高频信号（载波信号）高频信号（载波信号）：运输工具；：运输工具；参考信号参考信号 低频信号（调制信号、基带信号）低频信号（调制信号、基带信号）：携带需要传输信息的：携带需要传输信息的电信号；电信号；有用信号有用信号.在接收端，将调制信号从已调波信号中取出的过程称为在接收端，将调制信号从已调波信号中取出的过程称为解调解调采用调制的

7、另一个原因是为采用调制的另一个原因是为充分利用频带充分利用频带。 已调波信号（通带信号）已调波信号（通带信号）：调制后的信号，携带需要传输：调制后的信号，携带需要传输信息的高频信号信息的高频信号沙场工地调制信号沙子调制装沙子载波车子已调波装满沙子的车解调、卸沙子.3.3.现代通信技术与高频电子线路现代通信技术与高频电子线路现代通信技术发展的趋势：现代通信技术发展的趋势：高频、宽带、无线接入等高频、宽带、无线接入等 蓝牙技术（蓝牙技术（bluetooth)bluetooth)：开放的技术规范；短距离语音和数据通开放的技术规范；短距离语音和数据通信，其载频为信，其载频为2.42.4GHzGHz；

8、电力载波技术电力载波技术（PWLPWL，用于固定通讯）：应用用于固定通讯）：应用OFDMOFDM（正交频率调正交频率调制），制），Homepnp Homepnp 规范，传输速率达规范，传输速率达10Mbps10Mbps，载波频率：载波频率：150150kHzkHz450kHz450kHz，通过电力线的设备即插即用；通过电力线的设备即插即用； 数字扩频技术：数字扩频技术：将所需传送的信号加到一伪随机序列上再进行将所需传送的信号加到一伪随机序列上再进行传送；传输方式即可有线亦可无线；传送；传输方式即可有线亦可无线；特点：抗干扰性强，保密性强。特点：抗干扰性强，保密性强。 软件无线电技术：软件无线电

9、技术：模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接构成基本平台，通过软件加载实现无线通信功能；构成基本平台，通过软件加载实现无线通信功能；特点：灵活、体特点：灵活、体积小、成本低。积小、成本低。.4. 4.本课程的主要内容本课程的主要内容调幅调幅发射机组成发射机组成振荡器高频功率放大器 频谱变换电路频谱变换电路?.超外差调幅接收机超外差调幅接收机 振荡器功率放大器 频谱变换电路频谱变换电路?.其他通信系统其他通信系统 调频无线通信系统调频无线通信系统 数字通信系统数字通信系统小结小结( (1) )非线性电子线路讨论的范围非线性电子线路讨论的范围除小信号放大器以外

10、的其他功能电路除小信号放大器以外的其他功能电路振荡器、功放、振荡器、功放、调制器、解调器、混频器、倍频器调制器、解调器、混频器、倍频器。 . ( (2) )本课程讨论的内容本课程讨论的内容四四类电路类电路 功率放大电路功率放大电路在输入信号作用下，可将直流电源在输入信号作用下，可将直流电源提供的部分功率转换为按输入信号规律变化的输出信号功率，提供的部分功率转换为按输入信号规律变化的输出信号功率，并使输出信号的功率大于输入信号的功率。并使输出信号的功率大于输入信号的功率。 振荡电路振荡电路在不加输入信号的情况下，稳定地产生在不加输入信号的情况下，稳定地产生特定频率或特定频率范围的正弦波振荡信号。

11、特定频率或特定频率范围的正弦波振荡信号。 波形变换和频率变换电路波形变换和频率变换电路在输入信号作用下产生在输入信号作用下产生与之波形和频谱不同的输出信号。包括：与之波形和频谱不同的输出信号。包括：调制电路、解调电路、调制电路、解调电路、混频电路和倍频电路。混频电路和倍频电路。 反馈控制电路。反馈控制电路。. 基本特点基本特点：工作特性的非线性；不满足叠加定理；：工作特性的非线性；不满足叠加定理；具有频率变换作用。具有频率变换作用。一、非线性器件的参数一、非线性器件的参数 工作特性非线性的具体体现：多种含义不同的参数，且工作特性非线性的具体体现：多种含义不同的参数，且参数的大小随激励信号的大小

12、变化。参数的大小随激励信号的大小变化。1 1、直流（静态）电导直流（静态）电导0gtgVIgQQQ10Q0.2非线性器件的基本特点非线性器件的基本特点.2 2、交流（微分、增量）电导（正弦小信号）交流（微分、增量）电导（正弦小信号）giIivVvQQQvidvdigQQ表明增量电流与增量电压间的依存关系表明增量电流与增量电压间的依存关系3 3、平均电导（交流大信号）平均电导（交流大信号）avgtVVvmQcosmV较大，则：QtItIIimmQ2coscos21.mmQavVIg1g：频率变换频率变换二、非线性器件的控制变量二、非线性器件的控制变量avg：功率放大器、振荡功率放大器、振荡i是是

13、v的单值函数的单值函数；v是是i的多值函数的多值函数；三、不满足叠加定理三、不满足叠加定理例：例：212vvvavi则：则：22212122avvavavavi2221avav 四、实现频率变换四、实现频率变换.0.3本课程的特点本课程的特点1非线性电路非线性电路 工程上采用近似分析法：工程上采用近似分析法：对器件数学模型和电路工作条件进对器件数学模型和电路工作条件进行行合理近似合理近似，用，用近近似似分析方法分析方法获得具有实用意义的结果。获得具有实用意义的结果。2功能与电路形式多功能与电路形式多对策：对策：抓抓本质本质功能再多也是借助器件的非线性；功能再多也是借助器件的非线性；抓抓基本电路基本电路种类虽多，但都是在为数种类虽多，但都是在为数不多的基本电路上发展起来的。不多的基本电路上发展起来的。3重视实验环节，坚持理论联