jb-高频电子线路-总复习.ppt

高频电子线路,期末复习,第一章绪论通讯与通讯系统,一、无线电发信机的组成,二、无线电收信机的组成,要求能够说明发信机与收信机的工作流程,小信号放大器LC谐振回路,集成宽带放大器集中选频滤波器,第2章小信号选频放大器,作用：选出有用频率信号并加以放大，而对无用频率信号予以抑制。,频率高,振幅低,小信号选频放大器主要要求：,掌握并联谐振回路的选频特性及其主要参数的计算,掌握单调谐放大器的电路组成及工作原理,能说明多级调谐放大器的分类与特征,BW0.7=f0/Q,K0.1=BW0.1/BW0.7,Qo越高，通频带越窄，谐振曲线越尖锐，回路的选择性越好。,单调谐放大器的工作原理,多级单调谐回路谐振放大器,一、同步调谐放大器,二、双参差调谐放大器,第2章复习题,1.小信号选频放大器中的晶体管工作在（甲、乙、丙、丁）类状态？,2.小信号选频放大器中的晶体管起作用，并联谐振回路起作用。,3.在电路参数相同的情况下，双调谐回路放大器的通频带与单调谐回路放大器的通频带相比较。（变大、变小、不变）,4.在接收机的输入回路中，靠改变进行选台。,第3章高频功率放大器,主要要求：,能够说明谐振功放的电路组成，能够解释其工作原理,会计算丙类谐振功放输出功率、管耗和效率。,理解谐振功放过压、欠压、临界工作状态的特点,掌握丙类谐振功放的负载特性。,掌握谐振功放中滤波匹配网络的作用和要求。,放大器工作状态的选择,二、谐振功放的电路组成,三、谐振功放的工作原理,VBB使放大器工作于丙类。LC回路调谐于输入信号的中心频率，构成滤波匹配网络。,谐振功放电流、电压波形,VBB,uBE(on),iBmax,ic1,ic2,VCC,uc,问题：如何看出选频的作用？,余弦电流脉冲的分解,余弦电流脉冲的分解,自己复习例题3.1.1,PC在回路阻抗很小时很大！因此，回路失谐大时易损坏功率管，须加以注意。,RPopt,结论：在临界状态时,输出功率Po最大,集电极效率接近最大,是最佳工作状态。但是，为使Po增大，c高且保证功率管安全工作，实际负载取在弱过压状态，而不取临界时Reopt值。,RPopt,3.3.2滤波匹配网络,一、滤波匹配网络的作用和要求,滤波和匹配,二、LC网络的阻抗变换作用,1.串并联网络的阻抗变换,串并联网络变换后，电抗性质不变,RpRs低阻变高阻,RsRp高阻低变阻,2.L型滤波匹配网络的阻抗变换,电路在工作频率上达到并联谐振，即,应用中，根据阻抗匹配要求确定Q，即,电路在工作频率上达到串联谐振，即,Q根据阻抗匹配要求确定，即,第3章复习题,1.高频功率放大器输出功率是指_。A）信号总功率B）直流信号输出功率C）二次谐波输出功率D）基波输出功率,2.丙类高频功率放大器晶体三极管作用是_。A）开关作用B）按照输入信号变化的规律，将直流能量转变为交流能量C）A和B,3.高频功率放大器中谐振回路的作用是、。,4.常用的LC滤波匹配网络有型、型和型。,5.给基极提供偏压的直流馈电电路中的有式和式两种类型。,6.丙类功放中，基极偏置电压为发射结导通电压。（大于、等于、小于）,主要要求：,1.掌握反馈振荡器的组成结构和基本工作原理,2.知道什么是反馈振荡器的起振条件、平衡条件和稳定条件。知道如何判断反馈振荡器能否振荡。,3.识图：变压器反馈式、LC电感三点式、电容三点式、Clapp、Seiler振荡电路，知道其优缺点。,4.识图：并联、串联晶体振荡器电路，能够画出其交流通路并说明其工作原理,反馈振荡器的组成与基本工作原理,一、反馈振荡器的组成,二、反馈振荡器的工作原理,要满足,要满足,利用放大器件的非线性,二、反馈振荡器的工作原理,一、振荡的平衡条件,振幅平衡条件,相位平衡条件,即正反馈,4.1.2振荡的平衡条件和起振条件,环路增益,一、振荡的平衡条件,振幅起振条件,相位起振条件,4.1.2振荡的平衡条件和起振条件,振荡条件讨论与小结,振荡条件：同时满足起振条件和平衡条件,引入正反馈是构成振荡器的关键。,同时T必须具有随振荡电压Ui增大而下降的特性,平衡点,为获得这样的环路增益特性，反馈环路中要有非线性环节。,为获得正弦波，振荡电路中要有选频环节。振荡频率通常就由选频环节确定。,一、振幅稳定条件,A点稳定；B点不稳定。,当反馈网络为线性网络时，则,振荡的稳定条件,一、振幅稳定条件,当反馈网络为线性网络时，则,4.1.3振荡的稳定条件,一、振幅稳定条件,二、相位稳定条件,若T具有随f增大而减小的特性则可阻止上述频率的变化。通过不断的反馈，最终回到原平衡状态。,4.1.3振荡的稳定条件,三点式振荡器的基本工作原理,三点式振荡器组成原则：与放大器同相输入端相连的为同性质电抗，不与同相输入端相连的为异性质电抗。,或者说，与E相连的为同性质电抗，不与E端相连的为异性质电抗。,4.2.2电感三点式振荡器(Hartley哈脱莱),哈脱莱电路,交流通路,优点：易起振，频率易调（调C）,缺点：,高次谐波成分较大，输出波形差。,交流通路,4.2.3电容三点式振荡器(Colpitts考毕兹),考毕兹电路,优点：高次谐波成分小，输出波形好。,缺点：,频率不易调（调L，调节范围小）,4.2.4改进型电容三点式振荡器(Clapp克拉泼),C3C1，C3C2,说明极间电容的影响很小，且调节反馈系数时基本不影响频率,克拉泼电路的改进,调频率时，不调C3，调C4。故调频率时谐振回路反映到晶体管C、E间的等效阻抗变化很小，对放大器增益影响不大，从而保持振荡幅度的稳定。,西勒（Seiler）振荡器,一般C4与C3相同数量级，且都远小于C1、C2，故,串联谐振频率,晶体等效阻抗为纯阻性,并联谐振频率,通常,所以,石英谐振器的基本特性与等效电路,容性,容性,感性,石英晶体振荡器,石英谐振器只在之间的很窄频率范围内呈感性，且感抗曲线很陡，故当工作于该区域时，具有很强的稳频作用。一般不用电容区。,一、并联型晶体振荡器,皮尔斯（Pirece）晶体振荡器,交流通路,C1C3串联组成CL。调节C3可微调振荡频率。,fs1/wc,RrD,你能对着这2个图说出是如何检出包络的吗？,三、惰性失真与负峰切割失真,1.惰性失真,原因：RC过大，放电过慢，使C上电压不能跟随输入调幅波幅度下降。,措施：减小RC，使,现象,ma越大，越大，越容易产生惰性失真。,混频器的作用,1、作用：将输入高频已调波信号经过频率变换，变换成一个固定的中频已调波信号，在频率变换过程中，信号的调制类型、调制参数和频谱结构均应保持不变。2、波形及频谱：,第5章复习题,1.单音调制的AM信号频宽BW与调制信号频率的关系是_。,2.普通调幅信号的_与调制信号的_相同。,3.检波的作用是从_信号中还原出_信号，具有检波作用的根本原因是在于检波器件的_特性作用。,4.有一调幅波，载波功率为100W，试求当ma=1和ma=0.3时的总功率、边频功率和每一边频功率。（同时复习作业本上的计算题）,5.调幅波解调电路中的滤波器应采用_。（A）带通滤波器（B）低通滤波器（C）高通滤波器（D）带阻滤波器,6.抑制载波的双边带调制只传输_不传输_，因而同样服务范围的发射机功耗比普通调幅波小。7.振幅解调方法可分为_和_两大类。8.同步检波器的关键是要求插入的参考信号与调制端的载频信号_。9.单音正弦调制的调幅波有_边频，其调制指数m的取值范围是从_。,10.常用的调幅电路有哪几种？检波电路有哪几种？,11.调幅电路与检波电路性能上有什么要求？,结合自己写的本章小结来复习,第6章角度调制与解调电路,振幅调制：用待传输的低频信号去控制高频载波信号的幅值,主要要求：,掌握瞬时角频率与瞬时相位的关系,掌握调频和调相信号的概念、异同和关系，能识别调频和调相信号的典型表达式、主要参数计算和波形特点。,第6章角度调制与解调电路,能说明直接、间接调频的实现方法，包括它们的优缺点，知道调频电路的主要指标,理解通过变容二极管直接调频的原理,知道扩展频偏的方法,掌握鉴频的实现方法，了解鉴频电路的主要指标,掌握斜率鉴频器的工作原理,瞬时相位,瞬时角频率,瞬时角频率与瞬时相位的关系,瞬时频率=对瞬时相位求导数。,瞬时相位=瞬时频率对时间的积分。,所以：已知瞬时角频率，可求出瞬时相位，反之亦然，进而可求出调频波的数学表达式。,瞬时角频率与瞬时相位的关系，就像物理学中的位移与瞬时速度的关系一样。,调频信号与调相信号,一、调频信号,载波信号：,调制信号：,调频波瞬时角频率：,(t)=c+kfu(t),调频灵敏度，rad/sV,=c+,瞬时相位：,附加相位,为分析方便，通常令0=0,则FM信号为,角频偏,设u(t)=Umcost,(t)=c+kfUmcost,=c+mcost,调频指数,最大角频偏,单频调制时，,则,为分析方便，通常令0=0,则FM信号为,调频波是等幅的疏密波,三、调频信号与调相信号的比较,调频,调相,瞬时角频率(t),c+kfu(t)=c+mcost,=cmsint,瞬时相位(t),=ct+kpu(t),=ct+mpcost,最大角频偏m,=kfUm=mf,=kpUm=mp,最大附加相位,mp=kpUm,可见：调制前后载波振幅均保持不变。将调制信号先微分，然后再对载波调频，则得调相信号；将调制信号先积分，再对载波进行调相，则得调频信号。即调频与调相可互相转换。结论：通过调相可实现间接调频；也可以通过调频实现间接调相。,例,已知,u(t)=5cos(2103t)V，,调角信号表达式为,uo(t)=10cos(2106t)+10cos(2103t)V,试判断该调角信号是调频信号还是调相信号，并求调制指数、最大频偏、载波频率和载波振幅。,解,=2106t+10cos(2103t),附加相位正比于调制信号，故为调相信号。,调相指数mp=10rad,载波频率fc=106(Hz),fm=mpF,最大频偏,振幅Um=10V,=10103=10kHz,如果不知道调制信号，还能判断出来吗？,二、调相信号,载波信号：,调制信号：,通常令0=0,故调相信号PM为,(t)=ct+kpu(t),=ct+(t),rad/V,瞬时相位：,附加相位,角频率不变,调相指数，最大附加相移,通常令0=0,故调相信号PM为,调相波也是等幅的疏密波,三、调频信号与调相信号的比较,调制信号u(t)=Umcost,载波信号uc(t)=Umcosct,调频,调相,瞬时角频率(t),c+kfu(t)=c+mcost,=cmsint,瞬时相位(t),=ct+kpu(t),=ct+mpcost,最大角频偏m,=kfUm=mf,=kpUm=mp,最大附加相位,mp=kpUm,三、调频信号与调相信号的比较,调制信号u(t)=Umcost,载波信号uc(t)=Umcosct,调频,调相,最大角频偏m,=kfUm=mf,=kpUm=mp,最大附加相位,mp=kpUm,可见，调频的m和调相的mp都正比例于Um,其次，无论调频还是调相，都有：最大附加相位,第三，调频和调相数学表达式很像，只是sin和cos的区别。,最大频偏与无关，调频指数与成反比,调相指数与无关，最大频偏与成正比,调频信号与调相信号波形的比较,调制信号u(t)=Umcost,载波信号uc(t)=Umcosct,调频信号波形图,调相信号波形图,看一看：这两个图中哪个参数与U(t)成正比？,二、调角信号的功率,调角波的平均功率等于未调制的载波功率或者说，能量从载波分量向各边频分量转移，总能量保持不变。,三、调角信号的带宽,BW=2(m+1)F,四、调角信号的应用,调角信号比之调幅信号的优缺点：,优点：抗干扰能力强和设备利用率高。因为调角信号为等幅信号，其幅度不携带信息，故可采用限幅电路消除干扰所引起的寄生调幅。调角信号功率等于未调制时的载波功率，与调制指数m无关，因此不论m为多大，发射机末级均可工作在最大功率状态，从而可提高发送设备的利用率。,缺点：有效带宽比调幅信号大得多，且有效带宽与m相关。故角度调制不宜在信道拥挤、且频率范围不宽的短波波段使用，而适合在频率范围很宽的超高频或微波波段使用。,注意区别下列概念,c载波未调制时的角频率，它表示了瞬时角频率变化的平均值。c2fc，fc为载波频率。,调制信号的角频率，它表示了瞬时角频率变化的速度。2F，F为调制信号频率。,最大角频偏m和最大频偏fmm表示瞬时角频率偏离c的最大值。m2fm，fm表示瞬时频率偏离fc的最大值，即频率摆动的幅度。,有效带宽BW是反映调角信号频谱特性的参数，它指一定精度范围内上、下边频所占有的频率范围。,调相指数mp表示调相信号的最大附加相位，其值取决于Um，而与F无关。,调频指数mf表示调频信号的最大附加相位，其值与Um和F都有关。,6.2调频电路,1.直接调频,一、调频方法,用调制信号直接控制振荡器频率，使其与调制信号成正比。,控制回路谐振频率，从而控制振荡频率。适当选择电路参数，就可实现线性调频。,直接调频法优点：频偏较大缺点：中心频率易不稳定,2.间接调频,间接调频法不在振荡器中进行，故优点：中心频率较稳定缺点：不易获得大频偏,二、调频电路的主要性能指标,即未调制时的载波频率fc。保持中心频率的高稳定度，才能保证接收机正常接收信号,6.2.2变容二极管直接调频电路,一、变容二极管的压控电容特性,u=0时的结电容,PN结内建电位差,变容指数，取决于PN结工艺结构。取值1/36。,反向偏置,二、振荡回路的基本组成与工作原理,二、振荡回路的基本组成与工作原理,+u(t),+UQ,可得,变容管静态电容,为保证变容管反偏，应满足u(t)fm,二、鉴频器主要指标,2.主要指标,非线性失真：指由于鉴频特性的非线性所产生的失真。,通常要求在满足线性范围和非线性失真的条件下，提高SD,解：,（1）由输入调频信号表达式得,。,由SD和2fmax值，可求得瞬时频率f偏离中心偏离fc50kHz处的解调输出电压为,故可画出鉴频特性曲线为,由于,故,解调输出电压为,6.3.2斜率鉴频器,一、单失谐回路基本原理,BC近似为直线,(c),LC回路的幅频特性曲线可知，其谐振频率为fo不等于fc，所以，fo相对fc而言被认为是对fc的失谐，称为失谐回路,由LC失谐回路的幅频特性曲线曲线可知，输入信号只能加在幅频特性的左半或右半线性部分才能将输入调频波转换成调幅-调频波,6.2.4扩展频偏的方法,可将载波频率和最大频偏同时扩展n倍。,可在不改变最大频偏的情况下，将载波频率改变为所需值。,可先用倍频器增大调频信号的最大频偏，然后再用混频器将调频信号的载波频率降低到规定的数值。,图6.2.14所示为某调频设备的组成框图，已知间接调频电路输出的调频信号中心频率fc1=100kHz，最大频偏fm1=97.64Hz，混频器的本振信号频率fL=14.8MHz，取下边频输出，试求输出调频信号uo(t)的中心频率fc和最大频偏fm。,例6.2.1,解：,fc2=443fc1=48100kHz=4.8MHz,fm2=443fm1=4897.64Hz=4.687kHz,fc3=fL-fc2=(14.8-4.8)MHz=10MHz,fm3=fm2=4.687kHz,fc=44fc3=1610MHz=160MHz,fm=44fm3=164.687kHz=75kHz,第6章复习题,1.调频信号的频偏量与_.A)调制信号的频率有关B）调制信号的振幅有关C）调制信号的相位有关,2.单频调制时，调频波的最大角频偏m正比于_。（A）载波频率（B）调制信号频率（C）调制信号振幅（D）载波振幅,3.如果不知道原始调制信号，则在单频调制的情况下无法从表达式或波形上分辨是PM波还是FM波。（对错）,4.在调角波中，保持调制信号幅度不变的同时增大调制信号的频率，则。（A）无论调频、调相，调制指数均随之增大（B）调相指数不变，调频指数减小（C）无论调频、调相，最大频偏均随之增大（D）调相时频偏增大，调频时频偏减小,6.在变容二极管调频电路中，其中心频率为5MHz,调制信号频率为5KHz，最大频偏2KHz，通过三倍频后的中心频率是，最大频偏是。,5.调频的频偏大，但中心频率不稳定，调频的中心频率稳定，但频偏小。(填：直接、间接),7.在变容二极管构成的直接调频电路中，变容二极管必须工作在偏置状态。,8.调频波总功率未调载波功率，载波分量功率未调载波功率。(填：大于、等于、小于),10.比较直接调频电路与间接调频电路的实现方法与主要优缺点。,11.常用的鉴频实现方法有哪些？画出电路模型并说明各有何特点。,9.表征鉴频器鉴频特性的主要指标有：、。,10.失谐回路式振幅鉴频器是利用LC并联谐振回路幅频特性的失谐区，将等幅调频波变换成波，再通过包络检波器还原出原始调制信号。,主要要求：,掌握AGC、AFC的基本组成和工作原理,掌握PLL的基本组成和工作原理,了解其主要应用,第7章反馈控制电路,一、概述1.定义：使放大器的增益自动跟随输入信号的强弱变化而变化的电路，叫AGC电路。2.作用-稳定接收机的输出电平，即当输入信号电平变化很大时，保持接收机输出电平几乎不变。,7.1自动增益控制电路,7.1.1自动增益控制电路的工作原理,一、AGC的