高频期末复习2016课件

1、通信系统的基本组成通信系统的基本组成通信系统基本组成框图通信系统基本组成框图输入输入变换器变换器传输信道传输信道接收接收设备设备输出输出变换器变换器发送发送设备设备麦克麦克风风CCD数据数据喇叭喇叭LCD数据数据基带信号基带信号已调信号已调信号已调信号已调信号基带信号基带信号有线有线无线无线模拟模拟数字数字双工双工半双工半双工单工方式单工方式二，调制原因：二，调制原因： 声音频率声音频率20Hz20kHz，能传距离小于能传距离小于1 公里公里 广播、电视信号重叠，相互干扰广播、电视信号重叠，相互干扰 天线长度天线长度 波长波长 三，调制类型：三，调制类型： 1）脉冲波调制（数字通信）脉冲波调制

2、（数字通信） 2）连续波调制（模拟通信）连续波调制（模拟通信） 调幅（例：收音机、电视机图象）调幅（例：收音机、电视机图象） 调频（例：收音机、电视机伴音）调频（例：收音机、电视机伴音） 调相（例：收音机、电视机伴音）调相（例：收音机、电视机伴音） kmf例：例：第三节第三节 无线电接收设备的组成与原理无线电接收设备的组成与原理一、无线电接收的基本任务一、无线电接收的基本任务是将通过天空传来的电磁波接收下来，并从中取出需要接收是将通过天空传来的电磁波接收下来，并从中取出需要接收的信息信号。的信息信号。二、二、解调解调解调是调制的逆过程。即从已调波中恢复出原基带信号的过

3、解调是调制的逆过程。即从已调波中恢复出原基带信号的过程。程。与模拟调制相对应，也分为三种：与模拟调制相对应，也分为三种：l检波检波振幅调制振幅调制(AM) l鉴频鉴频频率调制频率调制(FM) l鉴相鉴相相位调制相位调制(PM) (a)主振荡器倍频放大调制器功放f0nf0 fpfp音频放大声音拾音器F五、无线电发送设备的组成五、无线电发送设备的组成(以调幅广播为例以调幅广播为例) 载波为载波为COS(ct+)，信号为，信号为UmCOSt，调制器输出调制器输出u(t) = Ucm(1+maCOS t ) COS(ct+)u(t)的频率成分为：的频率成分为：c+ 和和c-2、直接放大式接收机、直接放

4、大式接收机特点：特点：灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率 的接收。的接收。在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。高频小信号放大器的整个接收频带内，频率高端的放高频小信号放大器的整个接收频带内，频率高端的放大倍数比大倍数比 低端要低。低端要低。选频电路高频放大器低频电压放大器低频功率放大器检波器音频放大器调制器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器话筒本地振荡器扬声器变频器无线通信系统的基本组成无线通信系统的基本组成1、绕射传播（地波）、绕射传播（地波）电波

5、沿着地球弯曲表面传播电波沿着地球弯曲表面传播适合频率适合频率f：1.5MHz以下以下(为为200m以上以上)的中长波的中长波特点：传播性能稳定可靠，但由于地面不是理想的导体有特点：传播性能稳定可靠，但由于地面不是理想的导体有能量的损耗。主要用于长距离通信、导航和广播。能量的损耗。主要用于长距离通信、导航和广播。2、折射和反射传播（天波）、折射和反射传播（天波） 利用电离层的折射和反射来实现传播利用电离层的折射和反射来实现传播适合频率适合频率f： 1.5MHz30MHz （10m200m)的短波的短波特点：电离层特性受多种因素影响，因此通信稳定性较差，特点：电离层特性受多种因素影响，因此通信稳定

6、性较差，但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。电离层电离层3、直线传播（空间波）、直线传播（空间波） 电波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线电波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线适合频率适合频率f： 30MHz以上以上(波长波长为为10m以下以下) 的超短波的超短波特点：这种传播的距离只限制在视距范围内（也叫视距传特点：这种传播的距离只限制在视距范围内（也叫视距传播）播） 增高天线可以提高直线传播的距离。增高天线可以提高直线传播的距离。通信卫星4 4、卫星中继等、卫星中继等LC串并联相比较串并联相比较例3：已知LC并联谐振回路的

7、电感L在MHzf30时测得时测得100,10QuHL试求谐振频率MHzf300时的时的C和和并联谐振电阻并联谐振电阻0R解：解：，得：由LCf210pFFLfC14.28)(1014.28101)10302(1)2(11262620)(85.181011030210066000000kLQRLRQ得：由2-6：下图所示电路为一等效电路，其中0120.8,100,5,25,15,10,5iiLLuH QCpF CpFCpF RkRk计算回路的计算回路的f0,Rp,QL。分析：此题是基本等效电路的计算分析：此题是基本等效电路的计算,其中其中L为有损电感，为有损电感，应考虑损耗电阻应考虑损耗电阻R0

8、,其次其次应进行抽头电路等效变换。应进行抽头电路等效变换。 解：由上图画出等效电路解：由上图画出等效电路2000,pRRLQRLL12121210.625,11CCpCCCC22660005000212.8(),0.625246.93 100.8 1010023.57()LLRRkpRLQk、014.54()111pLRkRRR谐振电阻：谐振电阻：121206122515514.375()251511220.81014.3751046.93()C CCCpFCCfLCMHz1、319.252ppLooRRQLf L、有载通频带有载通频带LQff07 . 02空载通频带空载通频带007 . 02

9、Qff可见：负载使品质因数下降、通频带可见：负载使品质因数下降、通频带变宽、选择性变差。且负载越变宽、选择性变差。且负载越大大，品，品质因数下降越严重，质因数下降越严重，故串联谐振回路故串联谐振回路适宜带小负载适宜带小负载。有载通频带有载通频带LQff07 . 02空载通频带空载通频带007 . 02Qff可见：负载使品质因数下降、通频带可见：负载使品质因数下降、通频带变宽、选择性变差。且负载越变宽、选择性变差。且负载越小小，品，品质因数下降越严重，故质因数下降越严重，故并联谐振回路并联谐振回路适宜带大负载。适宜带大负载。u功率放大器的工作状态功率放大器的工作状态 功率放大器一般分为甲类、乙类

10、、甲乙类、丙类等工功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。大器。 高频功率放大器通常工作于高频功率放大器通常工作于丙类丙类工作状态工作状态，属于非线，属于非线性电路功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率性电路功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率.u高频功率放大器与小信号谐振放大器的对比高频功率放大器与小信号谐振放大器的对比u相同点：相同点： 放大的信号均为放大的信号均为高频高频信号，信号， 放大器的负载均为放大器的负载均为谐振回路谐振回路。u不同点：不同点： 激励信号激励信号幅

11、度幅度大小不同；大小不同； 放大器放大器工作点工作点不同；不同； 晶体管晶体管动态范围动态范围不同。不同。icebtooictVBZicQebtooict高频功率放大器波形图高频功率放大器波形图小信号谐振放大器波形图小信号谐振放大器波形图习题41：为什么高频功率放大器一般要工作在乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？为什么要调谐在工作频率？答：答： 高频功率放大器的输出功率高，这样在有源器件高频功率放大器的输出功率高，这样在有源器件上损耗的功率就低，不仅能节省能源，更重要的是上损耗的功率就低，不仅能节省能源，更重要的是保护有源器件安全工作保护有源器件安全工作（损耗功率小，发热少）（损耗功率

12、小，发热少）。乙类、丙类放大状态的效率比甲类高。故高频功率乙类、丙类放大状态的效率比甲类高。故高频功率放大器一般选乙类或丙类工作状态。放大器一般选乙类或丙类工作状态。 因为乙类和丙类放大的因为乙类和丙类放大的集电极电流为脉冲集电极电流为脉冲，只有，只有通过谐振回路选出周期脉冲电流的基波分量，产生通过谐振回路选出周期脉冲电流的基波分量，产生连续的基波电压输出。连续的基波电压输出。 回路调谐于工作频率是为了取出基波电压输出。回路调谐于工作频率是为了取出基波电压输出。例例3：某谐振功率放大器，已知：某谐振功率放大器，已知cmcpcmcoCCIRPVUmAIWPVV，半通角电流基波，谐振回路谐振电阻效

13、率集电极率试求：直流电源输出功集电极电压量，集电极电流的直流分集电极输出功率直流电源10,5 .22,2505,24解：63.50525 .222121:)3(%3 .836/5/:)2()(625. 024:) 1 (2220ocmppcmopocCCPURRUPRPPWIVP由谐振回路谐振电阻集电极效率直流电源输出功率)(4 .4445 .2252221:)4(111mAUPIIUPIcmomcmccmomc由基波电流01162142777. 125/5 .22833. 02/22)()(21)5(ccccmcccVUgg页附表得查由半通角第二节 反馈型LC振荡原理一 、振荡的建立与起振条

14、件开关按至，开关按至， Ui放大得到放大得到Uc ;开关按至，当开关按至，当Uf Ui ，振荡建立，振荡建立.振荡条件:)(FAFAjiifjcfjiceUAFUFAUFeUUFAeUUA令振荡器振荡器维持维持振荡振荡的条件：的条件： （平衡条件）（平衡条件） )2 , 1 , 0(21nnnAFFA则振荡若ifUU第二节 反馈型LC振荡原理二 、振荡的平衡与平衡条件物理意义：物理意义：nFA2振荡器的必要条件。振荡器的必要条件。表示正反馈，为反馈表示正反馈，为反馈AF=1表示等幅振荡，处于平衡状态；表示等幅振荡，处于平衡状态； 1FA平衡条件：平衡条件： )2 , 1 , 0(21nnnAF

15、FA即理解起振条件和平衡条件：理解起振条件和平衡条件： 晶体管是非线性器件，其增益晶体管是非线性器件，其增益A随输出电随输出电压压Vo增大而减小增大而减小,直到达到平衡。直到达到平衡。第三节第三节 反馈型反馈型LC振荡器振荡器u概述：概述：反馈型反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成u按反馈耦合元件可以分为：按反馈耦合元件可以分为：互感耦合振荡器互感耦合振荡器通过电感线圈通过电感线圈L1 与与 L2 的互感的互感M实现反馈。实现反馈。电容反馈式振荡器电容反馈式振荡器依靠电容产生反馈电压构成的振荡器依靠电容产生反馈电压构成的振荡器 称为电容三点式振荡器

16、又称为电容三点式振荡器又称称考毕兹振荡器考毕兹振荡器电感反馈式振荡器电感反馈式振荡器依靠电感产生反馈电压构成的振荡器，称为电感三点式振荡器，依靠电感产生反馈电压构成的振荡器，称为电感三点式振荡器，又称又称哈特莱振荡器哈特莱振荡器二、三点式振荡器二、三点式振荡器电路组成法则电路组成法则 三点式振荡器是指回三点式振荡器是指回路的路的三个端点与晶体管的三个三个端点与晶体管的三个电极分别连接电极分别连接而组成的一种振而组成的一种振荡器。荡器。 三点式振荡器电路用三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合替互感耦合, 可以可以克服互感耦克服互感耦合振荡器振荡频率低的

17、缺点合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。其工作频率可达到几百兆赫。三点式振荡器的原理图三点式振荡器的原理图四、四、LC三点式振荡器相位平衡条件三点式振荡器相位平衡条件的判断准则的判断准则由上面的分析可知由上面的分析可知, 在三点式电路中在三点式电路中, 回路中回路中与发射极相连接的两与发射极相连接的两个电抗元件必须为同性质个电抗元件必须为同性质, 另外一个电抗元件必须为异性质。这就是另外一个电抗元件必须为异性质。这就是三点式电路组成的相位判据三点式电路组成的相位判据, 或称为三点式电路的组成法则：或称为三点式电路的组成法则：

18、lXce与与Xbe的电抗性质相同的电抗性质相同lXcb与与Xce、Xbe的电抗性质相反的电抗性质相反l对于振荡频率，满足对于振荡频率，满足Xce+Xbe+Xcb=0与发射极相连接的两个电抗元件同为电容时与发射极相连接的两个电抗元件同为电容时的三点式电路的三点式电路, , 称为电容称为电容三点式电路三点式电路, , 也称为也称为考毕兹电路考毕兹电路。 与发射极相连接的两个电抗元件同为电感时与发射极相连接的两个电抗元件同为电感时的三点式电路的三点式电路, , 称为电感称为电感三点式电路三点式电路, , 也称为也称为哈特莱电路哈特莱电路。 (四) LC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则(1)Xbe、

19、 Xce应为同性质的电抗元件；应为同性质的电抗元件；(2) Xcb 与与Xce、 Xbe的电抗性质相反。的电抗性质相反。 （射同余异）（射同余异）5-10：？回路谐振频率有何关系与振荡频率种情况是否能振荡试分析上述），（）（），（）（种情况：以下荡器的等效电路，设有图示是一个三回路的振0332211332211332211332211?443214fCLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCL性见下图并联谐振回路的阻抗特）（射同余异则三端式振荡器的组成原知识点：LC2:) 1 (反性质。、与同电抗性质，、是能满足振荡的相位条件电路的振荡频率为，解：设cebecbcebeXXXXX,0330

20、322021101式振荡器为电容三端呈感性呈容性、此时，时满足相位条件能振荡满足）（,13322113002001302001332211CLCLCLCLCLCL式振荡器为电感三端呈容性呈感性、此时，时满足相位条件能振荡满足）（,23322113002001302001332211CLCLCLCLCLCL课本P21式振荡器为电容三端呈感性呈容性、此时，时满足相位条件能振荡满足）（,33322113002001302001332211CLCLCLCLCLCL条件，故不能振荡不可能满足相位只能同性质和）（,43322302001332211CLCLCLCLCL第一节 概述一 、普通调幅波的表达式、

21、波形及其频谱(一一)定义定义成线性关系变化。号的振幅，使其随调制信去控制高频载波信号用需要传送的调制信号)()()(tututuc(二二)表达式表达式tUtutUtumccmccos)(,cos)(调制信号设载波信号根据定义调幅波的振幅为：根据定义调幅波的振幅为：)()(tukUtUcmm则普通则普通调幅波的表达式调幅波的表达式为：为：ttukUttUtuccmcmcos)(cos)()(ttUkUcmcmcoscosttUUkUccmmcmcoscos1 ttmUcacmcoscos1 )(:,:调幅度调制指数比例系数amk(三三)波形波形cmmmaUUUm2minmax)1 ()1 (mi

22、nmaxacmmacmmmUUmUU包络线极值：cmUcmaUm包络线包络线包络线包络线包络线包络线相似与)(tu第一节 概述四 、振幅调制电路的功能功能：将输入的调制信号功能：将输入的调制信号和载波信号通过电路转换和载波信号通过电路转换为高频调幅信号输出。为高频调幅信号输出。tUtutUtumccmccos)(),(cos)(调制信号设载波信号普通调幅波：普通调幅波：ttmUtucacmcoscos1 )(双边带调幅波：双边带调幅波：单边带调幅波：单边带调幅波：ttUtucmcoscos)(tUtutUtucmcm)cos()()cos()(或第一节 概述三 、抑制载波的双边带调幅信号和单边

23、带信号(一一)抑制载波的双边带调幅波抑制载波的双边带调幅波(DSB)2，频谱：，频谱：1，数学表达式：，数学表达式：)cos()cos(5 . 0coscos)()()(ttUUtUtUtututucccmmccmmc由表达式可知，频谱只有由表达式可知，频谱只有cc、带宽：带宽：B=2F例2：的波形。波两种情况下的普通调幅及出两者波形如图所示，画为三角波调制信号已知载波电压)(15 . 0,)(,cos)(tummtutUtuaaccmc解：解：cmacmmcmacmmaUmUUUmUUm5 . 0)1 (5 . 1)1 (5 . 0) 1 (minmax)(tutcmU5 . 1cmU5 .

24、 0cmU画图方法：先求出调幅波包络线的最大值和最小画图方法：先求出调幅波包络线的最大值和最小值，由此画出包络线，然后画出调幅波波形。值，由此画出包络线，然后画出调幅波波形。0)1 (2)1 (1)2(minmaxacmmcmacmmamUUUmUUm)(tutcmUcmU2例4：解：解：cPPPtttuROToavcL和边频功率载波功率求总输出功率输出信号为上的某发射机输出级在负载,cos)cos5 . 01 (4)(100wPPPwPmPwRUPOToavcoavLcmOTc01. 0:09. 0)25 . 01 (08. 0)21 (:08. 0100242:2222边频功率总功率载波功

25、率第三节 高电平调幅电路主要要求：主要要求：兼顾输出功率大、效率高、调制线性度好兼顾输出功率大、效率高、调制线性度好用途：用途：产生普通调幅波产生普通调幅波主要电路：利用丙类谐振功放实现基极调幅基极调幅集电极调幅集电极调幅调制信号控制基极电源电压，工作于调制信号控制基极电源电压，工作于欠压欠压区区，效率较低，适用于小功率发射机。，效率较低，适用于小功率发射机。 调制信号控制集电极电源电压，调制信号控制集电极电源电压，工作于工作于过压区过压区，效率高。，效率高。 根据调制信号接入方式的不同分为：根据调制信号接入方式的不同分为：从调幅波中不失真地还原出原从调幅波中不失真地还原出原调调制信号。制信号

26、。一、检波电路的功能一、检波电路的功能第六章 调幅信号的解调 从频谱上看，从频谱上看，检波也是一种信号频谱的线性搬移检波也是一种信号频谱的线性搬移过程，过程，是将调幅波的边频是将调幅波的边频或边带频谱搬移到原调制信号的频谱处。或边带频谱搬移到原调制信号的频谱处。第一节 检波概述iimc( )sinu tUto0uUiimai( )1sinsinu tUmttoomsinuUt1、包络检波、包络检波 二、检波电路的分类二、检波电路的分类2、同步检波、同步检波 检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变化规律，化规律，只适合于普通调幅波的检波只适合于普

27、通调幅波的检波。 在检波器的输入端加一个与本地载波信号在检波器的输入端加一个与本地载波信号同频同相同频同相的同步信号实现检波，的同步信号实现检波，主要用于主要用于DSB调幅波和调幅波和SSB调幅调幅波的检波波的检波。三、检波电路的组成三、检波电路的组成产生包含原调制信产生包含原调制信号的新频率成分号的新频率成分取出原调制信号取出原调制信号输入回路输入回路非线性器件非线性器件低通滤波器低通滤波器iuou第四节 同步检波器同步：同步： 在输入端外加一个与原载频信号在输入端外加一个与原载频信号同频同相同频同相的的本地载频信号本地载频信号一、同步检波器的组成一、同步检波器的组成二、工作原理二、工作原理

28、（一）输入为双边带调幅波（一）输入为双边带调幅波iimccoscosuUtt乘法器乘法器低通滤低通滤 波器波器uiu0 本地载波本地载波u输入已调波：输入已调波：本地载波：本地载波：00mccosuUti0im0mcccoscoscosKuuKU Uttt 则乘法器输出为则乘法器输出为：im0mim0mcim0mc11coscos(2)241 cos(2)4KUUtKUU tKUU t则经低通滤波器后的输出信号为：则经低通滤波器后的输出信号为： im0m1cos2uKU URt本地载波本地载波DSB信号信号cc22 经过低通滤波器后被过滤经过低通滤波器后被过滤im0mim0mc11coscos

29、(2)22KU UtKU U t（二）输入为单边带调幅波（二）输入为单边带调幅波i0im0mcccoscosKuuKU U ttiimccosuU t输入已调波：输入已调波：本地载波：本地载波：00mccosuUt 则乘法器输出为则乘法器输出为：经过低通滤波器后被过滤经过低通滤波器后被过滤则经低通滤波器后的输出信号为：则经低通滤波器后的输出信号为： im0m1cos2uKU URt 第一节第一节 概概 述述 ut 高频振荡的振幅不变，而瞬时相位随高频振荡的振幅不变，而瞬时相位随调制信号调制信号按一定关系变化。按一定关系变化。 （简称调角）（简称调角）一、角度调制的定义与分类一、角度调制的定义与分类定义：定义：相位调制（简称调相）：相位调制（简称调相）： ut 高频振荡的振幅不变，而其高频振荡的振幅不变，而其瞬时角频率瞬时角频率随调制信号随调制信号 线性关系变化。线性关系变化。 FM频率调制（简称调频）：频率调制（简称调频）： ut 高频振荡的振幅不变，而其高频振荡的振幅不