高频电路复习

高频电路复习,1绪论,声音,无线电广播系统发送设备原理框图,载波,超外差式接收设备原理框图,2选频网络,1.选频(滤波)：选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。,一、基本概念,2.分类,3.谐振：电路中的容抗和感抗相互抵消(这时端口上的电压与电流同相)。,5.通频带：0.707倍对应的频率差。,4.品质因数,串联谐振：,并联谐振：,7.矩形系数,8.广义失谐,关系：Q大曲线尖锐选择性好通频带窄矩形系数大,6.选择性：在各种不同频率的信号（有用的和有害的）中选出有用信号，排除有害（干扰）信号的能力，即区分不同电台的能力。,9.通用谐振曲线方程和曲线,单谐振回路：,二、相关知识点,1.求谐振频率。,2.谐振等效电路：电容电感不要，保留电阻,3.串、并联阻抗的等效变换,4.并联电路的其他形式,（注：X中的w用wp）,小结：,图,变压器,电感抽头,电容抽头,接入系数,变比,3高频小信号放大器,特点：以调谐回路作为放大器的交流负载，具有放大和选频功能。,高频：几百kHz到几百MHz频谱宽度：几kHz到几十MHz小信号幅度：几十uV到几十mV,1、高频小信号放大器,2、高频小信号放大器的分类,3、高频小信号放大器的主要质量指标,1）增益,电压增益、功率增益,2）通频带,普通调幅无线电广播所占带宽应为-10kHz，调频广播所占带宽为15kHz，电视信号的带宽为Mz左右。,3）选择性,用矩形系数和抑制比来表示。,4）工作稳定性,5）噪声系数,4、高频小信号放大器和低频小信号放大器的区别,5、三极管的等效电路,1）静态分析。求静态工作点。先画直流通路，列KVL方程。,6、高频小信号放大电路的分析方法,2）动态分析。（1）画交流通路；原则：旁路、耦合电容短路，电感开路，但LC回路中的L和C保留；电源置零（电压源短路，电流源开路）（2）用三极管的Y参数模型代替（定、擦、接、标、整）交流通路中三极管的位置，得到放大电路的小信号模型等效电路。（3）据放大电路的小信号模型等效电路求AV，Yi，Yo等交流参数。,*负载简单的交流小信号等效电路和放大倍数,*负载复杂的交流小信号等效电路和放大倍数,*双调谐放大电路的的交流小信号等效电路和放大倍数,7、高频小信号放大器的谐振频率,8、高频小信号放大器（单调谐单级）的通频带,带宽增益积为一常数,9、高频小信号放大器的选择性（矩形系数）,关系：Q大曲线尖锐选择性好通频带窄矩形系数大,单谐振回路：,多级单谐振放大电路：,10、通用谐振曲线方程和曲线,4非线性电路、时变参量电路和变频器,1非线性元件的特性,1）伏安特性曲线不是直线；,2）会产生新的频率分量，具有频率变换的作用；,3）非线性电路不满足叠加原理。,调幅调制实质实现低频到高频的频谱搬移过程，检波电路实现频谱搬移，为还原信号应加低通滤波电路。,乘积项或平方项可以产生和频和差频。,2频谱搬移电路：调幅电路、解调电路、变频器/混频器,小结1：,带通滤波器：中心频率为w2（调幅电路）或中心频率为w2-w1/w2+w1（混频器、变频器）,非线性器件：二极管、三极管；作用：产生各种频率,输出信号频率：w2、w2-w1、w2+w1或w2-w1/w2+w1,小结2：,非线性器件：二极管、三极管；作用：产生各种频率,输出信号频率：w2-w1、w2+w1或w2-w1/w2+w1,带通滤波器：中心频率为w2（调幅电路，双边带调幅）或中心频率为w2-w1/w2+w1（单边带调幅或混频器、变频器）,注意：不产生w2信号,3.开关函数分析,说明二极管D1和D2由v0控制,5高频功率放大器,1.谐振（高频）功放与非谐振（低频）功放的比较,低频(音频)20Hz20kHz,高频(射频),AM广播信号:,535kHz1605kHz,1）要求输出功率大，效率高,2）激励信号幅度为大信号,非调谐如：电阻、变压器,调谐如：选频网络,甲类乙类甲乙类,丙类丁类戊类,图解法,图解法折线法,低,高,2.不同工作状态的功放特点,1）甲类放大电路,3.功率放大电路,2）乙类、甲乙类互补对称功率放大电路,3）丙类功率放大电路,4）丁类功率放大电路,特点：1）静态：Je结反偏，Jc结反偏2）负载：谐振回路3）波形：ic尖顶余弦脉冲4）用途：功放,特点：1）静态：Je结反偏，Jc结反偏2）负载：谐振回路3）波形：ic尖顶余弦脉冲4）用途：功放,4.丙类功率放大电路的波形及公式,1）波形,临界状态,2）公式1：电压与电流,3）公式2：功率,5.高频功放的负载特性,末级功放常选临界状态，此状态输出功率最大，效率也较高，可以说是最佳工作状态，为输出状态。,集电极调幅必须工作于过压区。,基极调幅必须工作于欠压区。,1）直流馈电线路：为晶体管各级提供合适的偏置。,6.保证功放正常工作的其他电路,集电极馈电电路的原则,iC的直流分量IC0除晶体管的内阻外,应予以短路,以保证VCC全部加在集电极上，产生直流功率。,iC的基波分量Icm1通过负载回路，产生高频输出功率。,iC的高次谐波分量Icmn不应消耗功率，因此Icmn对晶体管外的电路应尽可能短路。,基极馈电线路,并联馈电,并联馈电,串联馈电,2）匹配网络,VBZ：截止偏压、起始电压硅=0.4V0.6V、锗=0.2V0.3V,7.BJT的特性曲线,例题：晶体管高频功率放大电路，电源VCC=24V，IC0=300mA，电压利用系数x=0.95，折线法发射结的截止偏压VBZ=0.5V，输出功率PO=6W，求效率hc，集电极电流基波振幅Icm1，峰值icmax，导通角qc。若偏压VBB=-0.5V，求输入信号所需振幅Vbm。,6正弦波振荡器,1.自激振荡：指没有外加信号的作用下，电路能自动产生交流信号的一种现象。不需外界激励就能自动地将直流电能转换为交流电能的电路，就是自激振荡电路。,2.振荡器的分类,正弦波振荡器,非正弦波振荡器,振荡器,波形,产生机理,反馈式振荡器,负阻式振荡器,反馈型LC振荡器,RC振荡器,石英晶体振荡器,从频率上分,高频振荡器,低频振荡器,微波振荡器,RC桥式,RC移相,变压器反馈式振荡器,三点式,电容三点式,电感三点式,3、等幅振荡的措施与条件,（1）采用“负电阻”来抵消回路损耗R的“正电阻”。方法：a.引入负电阻，如隧道二极管，负阻振荡器b.引入正反馈c.利用有源器件本身的负阻特性。,（2）从外界能源取得一定能量，在适当条件下补偿回路损耗。在实际电路中，将放大器的输出信号，经正反馈电路到输入端进行能量补充，从而产生等幅持续振荡。反馈振荡器,1）措施,2）条件,（1）含有两个（或两个以上）储能元件。（内因）,（2）一个能量来源。（外因）,（3）一个控制设备（由电子管、晶体管、IC等）和正反馈电路实现。,反馈振荡器的三大条件为：,3）保证得到稳定的稳定条件,1）振荡从弱到强建立起来的起振条件：,2）维持等幅持续振荡的平衡条件：,a）振幅稳定条件,b）相位稳定条件,振荡电路的组成部分：,放大电路、选频回路、反馈网络、非线性稳幅环节、稳定环节,互感耦合振荡电路,三端式振荡电路,1）画等效电路,原则：a.电阻不画，晶体管保留。b.电容（旁路电容、耦合电容、去耦电容）视为短路；振荡电容保留。c.电感（高频扼流圈）视为开路；振荡电感保留。d.直流电源视为零（电压源短路，电流源开路）。,区分旁路电容、耦合电容、去耦电容、振荡电容方法：根据电容所处的位置或电容数值的大小来判别。旁路电容：直流偏置下的放大管将有一个电极交流接地，则该极上接的电容为旁路电容。耦合电容：在电源或负载的接入端，为避免直流电位受到破坏，则该处串接的电容可判为耦合电容。另外，从电容标的数值来判断，由于振荡电容相对为小电容，因而那些大电容一般可视为旁路、耦合或去耦电容。,方法：只画晶体管和谐振回路，其余的不画。,3.三端式振荡电路的反馈系数,2）求反馈系数,射同基反或源同栅反：与射极（源极）相接的电抗为同性电抗，而与基极（栅极）极和集电极（漏极）相接的电抗为异性电抗。,石英晶体,1）晶体的值可高达数百万数量级；2）单频性；3）压电效应；4）石英晶体要么工作在感性区或工作在串联谐振频率上，决不能工作在容性区。,判断RC相移式振荡器是否满足相位条件的方法：判断放大电路为反相放大器，同时要有三节或三节以上RC相移网络，则电路满足相位条件。,RC移相振荡电路,文氏电桥振荡电路,判断RC文氏电桥振荡器的方法：判断放大电路为同相放大器。,能,能,不能,例题：根据振荡的相位平衡条件，判断下图所示电路能否产生振荡？在能产生振荡的电路中，求出振荡频率的大小。,7振幅调制与解调,设任意正弦波信号：,AM:,FM:,PM:,角度调制,一、调制,二.调幅的方法,平方律调幅：产生AM波9.3.1,调幅方法,低电平调幅,高电平调幅,集电极调幅9.8.1,基极调幅9.8.2,平衡调幅：产生DSB波9.3.2,斩波调幅：产生DSB波9.4.2,环形调幅：产生DSB波9.4.2,模拟乘积调幅：产生AM、DSB、SSB9.4.2,低电平调幅：将调制和功放分开，调制后的信号电平较低，还需要经功放放大后达到一定的发射功率再送出去。,高电平调幅：将功放和调制合二为一调制后的信号不需要放大就可以直接发送出去，这种调制方式主要产生AM波。,ka:比例系数，又称调制灵敏度。,ma:调幅指数，调幅度,三、调幅波,c+,c-,c,1）数学表达式,2）频谱,3）波形,调制信号为多频率信号,试写出调辐波的表示式，画出频谱图，求出频带宽度。,。,几种调制与解调的比较,载波功率:,上边频或下边频:,在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率:,调幅波表达式：,四、调幅波功率,a）调制原理,b）调制电路,1）平方律调幅（产生AM波）,五、调幅波电路,1二极管调幅,设：,2）平衡调幅器（产生DSBAM）,式中,3）二极管电桥斩波调幅电路（实现DSBAM）,4）二极管环形电路（实现DSBAM）,构成环形，,注意：与桥式整流电路的区别,用乘法器产生AM波的电路模型,产生DSB波,产生SSB波滤波法,2模拟乘法器调幅,利用单差分对实现频谱搬移,利用双差分对电路实现频谱搬移,基极调幅电路、欠压区,集电极调幅电路、过压区,3三极管调幅,六、检波电路,1、分类,（1）电压传输系数,（2）检波的等效输入电阻,2、二极管包络检波（大信号包络检波，解调普通AM波）,（3）检波器的失真,输入AM信号包络的变化速率RC放电的速率,原因：,避免产生惰性失真的条件：,a）惰性失真（对角线切割失真）,b）负峰切割失真,避免底部切割失真的条件为：,c）非线性失真,这种失真是由检波二极管伏安特性曲线的非线性所引起的。,d）频率失真,频率失真（线性失真）是指由阻抗随频率变