通信电子技术综合实训无线调频话筒的原理分析PPT学习教案

1、会计学1通信电子技术综合实训无线调频话筒的通信电子技术综合实训无线调频话筒的原理分析原理分析1、根据方框图来对应到原理电路图中的具体电路2. 对指定的电路进行分析 第1页/共31页第2页/共31页音频信号倍频器1直接调频电路低频放大电路高频放大器高频功放箭头表示信号的传输方法第3页/共31页第4页/共31页第5页/共31页fRRR/10,ididiR0,1Riuiiidf0uuuid1001001,RRuuARuRuRuRuuiRuifiuffifffii2.分析输入信号加入反相输入端,理想电路如图所示。 则 虚短概念： 由于由此可得： （6以减少运算误差。此电路属电压并联负反馈放大电路。利用

2、运算放大器电路的两个分析特点：Ri为输入端电阻，Rf为反馈电阻，R是平衡电阻，使同相端的等效偏置电阻与反向端相等，即，虚断概念：由于第6页/共31页信号源（语音信号）电路的主要作用是对语音信号进行放大 9V电源集成运算放大器放大以后的语音信号第7页/共31页第8页/共31页2.2.变容二极管调频原理变容二极管调频原理 变容二极管是由变容二极管是由PNPN结构成的半导体器件，结构成的半导体器件，利用利用PNPN结反向偏置时，其结反向偏置时，其势垒电容随外加反势垒电容随外加反向偏压变化向偏压变化的机理，在制作半导体二极管的的机理，在制作半导体二极管的工艺上进行特殊处理，控制掺杂浓度和掺杂工艺上进行

3、特殊处理，控制掺杂浓度和掺杂分布，可分布，可使势垒电容灵敏地随反偏电压变化使势垒电容灵敏地随反偏电压变化且呈现较大的变化且呈现较大的变化。变容二极管通常在反向电压下工作。变容二极管通常在反向电压下工作。变容管结电容变容管结电容Cj与在其两端所加反偏电压与在其两端所加反偏电压u之间存在着如下关系之间存在着如下关系:0(1)jCCuuC0为变容二极管在零偏时的结电容值；为变容二极管在零偏时的结电容值； 为变容二极管为变容二极管PN结的势垒电位差结的势垒电位差(硅管约为硅管约为0.7V，锗管约为，锗管约为0.3V)； 为变容二极管的结电容变化指数。为变容二极管的结电容变化指数。第9页/共31页0(1

4、)jQQCCCEu设在变容二极管上加的调制信号电压为设在变容二极管上加的调制信号电压为 u u( (t t)=)=U Ucoscostt, ,则则( )cosQQuEutEUt0(1)jCCuu静态工作点为静态工作点为E EQ Q时时, ,变容二极管结电容为变容二极管结电容为 电容调制度电容调制度，它表示结电容受调制信号，它表示结电容受调制信号调变的程度。调变的程度。 将此变容管接入振荡回路，根据将此变容管接入振荡回路，根据u u(t)(t)的变化的变化，将会引起，将会引起C Cj j的变化，进而引起回路谐振频率的的变化，进而引起回路谐振频率的变化，从而实现调频。变化，从而实现调频。第10页/

5、共31页语音信号变容二极管9V直流电源振荡器是选用9018构成的典型的电容三点式晶体振荡电路，产生XMHz（X指1113.5MHz范围内任一频率震荡信号），X1晶体用承担四次倍频的任务。L6、C16、C17调谐在晶体X1四次谐波上，获得4XMHz的信号。第11页/共31页C1T1C3R1R2R3C4C5R4T2uouiUccC2L12345单调谐回路放大器的工作原理 交流信号被放大的过程：高频信号ui由T1的初级输入，经其次级至三极管的输入端，产生基级电流ib及集电极电流ic，因L及C2组成的调谐回路对输入信号谐振（二倍频），故其对输入信号呈纯电阻性，ic在其两端产生一个与输入信号同频反相的输

6、出电压，经变压器耦合至T2的次级，产生输出电压uo。第12页/共31页T2C2C1T1ibicuiuoL32145C1T1C3R1R2R3C4C5R4T2uouiUccC2L12345第13页/共31页Q2既是又是隔离和推动作用（以减轻末级对震荡频率的影响）。L7和C21回路调谐在4XMHz的二次谐波上，产生2（4XMHz）=8XMHz的超高频信号。并输出约-5dBm的推动功率。 第14页/共31页采用谐振网络作负载。采用谐振网络作负载。一般工作在丙类或乙类状态。一般工作在丙类或乙类状态。工作频率和相对通频带相差很大工作频率和相对通频带相差很大。技术指标要求输出功率大、效率高。技术指标要求输出

7、功率大、效率高。（2）主要性能指标）主要性能指标功率增益功率增益:Ap:Ap 效率效率: 输出功率输出功率:P:PO O 非线性失真非线性失真第15页/共31页第16页/共31页第17页/共31页LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。作用：滤波、匹配。VCC：集电极直流电压作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。VBB:基极直流电压作用:保证三极管工作在丙类状态。VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB0。第18页/共31页 ui为余弦电压 可表示为ui=UimCOSct uBEBE= V= VBB+ui = VBB+ UimCOSct根据三极

8、管的转移特性可得到集电极电流 iC， iC为余弦脉冲波；如下图所示第19页/共31页ic余弦脉冲的分解余弦脉冲的分解icicmax- /2 - /2 tIMIMcos )0(cos1coscoscoscoscosmaxmax cccMMcMMcitiiIIiItIi )(cos21)(cos21)(21:.2coscosmax1max10max0210 nCCcnmCCmcCCccccccittdniIittdiIitdiItItIIii ），（区区间间幅幅为为其其中中各各次次谐谐波波分分量量的的振振级级数数：余余弦弦脉脉冲冲展展开开为为傅傅立立叶叶将将第20页/共31页其中其中 0( ()

9、)、 1() 、 n ()为谐波分解系数；为谐波分解系数；另定义另定义 1=Ic1m/Ic0= 1() / 0()为波形系数为波形系数，随，随 减小而增大。减小而增大。 / 1 / 0 = 1 0 1 2 30 , 1 , 2 , 32.01.00.50.40.30.20.10-0.0510 30 50 70 90 110 130 150 170第21页/共31页iC t- 0ic1Ic1m t0ucUc1m t0 tuCE1UCC0Uc1m 当当iC流过流过LC谐振回路时，谐振回路时，在回路两端产生电压在回路两端产生电压uC。由于。由于谐振回路的选频特性，谐振回路的选频特性， uC中只中只有

10、基波分量幅度最大有基波分量幅度最大，其它频，其它频率的信号电压幅度较小可以忽率的信号电压幅度较小可以忽略。略。 设设Re并联回路谐振时并联回路谐振时的等效负载电阻的等效负载电阻，包括，包括BJT的输的输出电导和等效的出电导和等效的RL。tUUuUuRtItUumcCCcCCceemcmcc coscoscos111 集集电电极极输输出出电电压压为为：第22页/共31页各项指标的计算各项指标的计算2）集电极电源提供功率：）集电极电源提供功率：CCcEUIP0 1）集电极输出功率：）集电极输出功率：emcemcmcmcORURIUIp212111212121 3）集电极损耗功率：）集电极损耗功率：

11、OEcPPP 4）集电极效率：）集电极效率：。为为集集电电极极电电压压利利用用系系数数式式中中CCmcCCCCmccmcEOCUUUUIIPP111012121 第23页/共31页实用谐振功放要考虑的几个因素实用谐振功放要考虑的几个因素集电极馈电集电极馈电 uCE=UCC-Uc1mcost(a) 串联馈电电路串联馈电电路UCCLcCcLCVT(b) 并联馈电电路并联馈电电路UCCLcCc1Cc2LCVT直流通路直流通路UCCLcLVT直流通路直流通路UCCLcVT分布电容影分布电容影响小；但响小；但LC处于直处于直流高电位上流高电位上，网络元件，网络元件安装不方便安装不方便。LC处于直流地处于

12、直流地电位上，网络元电位上，网络元件安装方便；但件安装方便；但分布参数直接影分布参数直接影响网络的调协。响网络的调协。交流通路交流通路LcCcLCVT交流通路交流通路LcCc1LCVT第24页/共31页基极馈电基极馈电 uBE=UBB+Uimcost(a) 串联馈电电路串联馈电电路UBBCcVT(b) 并联馈电电路并联馈电电路UBBCc1Cc2VTLcCc2Cc1LcRbVT自给偏压电路自给偏压电路丙类功放的基极偏置电压丙类功放的基极偏置电压UBB为负偏压，为负偏压，实际电路中常采用自给偏压的方法来产生实际电路中常采用自给偏压的方法来产生UBB从而省去一个直流源。从而省去一个直流源。优点：能自

13、动维持放大器的稳定性。优点：能自动维持放大器的稳定性。有利有利于稳定输出电压，但对于要求具有线性放于稳定输出电压，但对于要求具有线性放大特性的放大器来说则不利。大特性的放大器来说则不利。第25页/共31页匹配网络概述匹配网络概述输输入入回回路路RsRLRiReIs输输出出回回路路匹配网络的作用：匹配网络的作用：（1）在输入端：在输入端：实现信号源输出阻抗与实现信号源输出阻抗与放大器输入阻抗的匹配，以获得最大的激励功率；放大器输入阻抗的匹配，以获得最大的激励功率；（2）在）在输出端：输出端：将外界的负载电阻将外界的负载电阻RL变换为放大器所需的最佳负变换为放大器所需的最佳负载电阻载电阻Re，以保证输出功率最大；还应具有较好的滤波能，以保证输出功率最大；还应具有较好的滤波能力；力；（3）传输效率尽可能高，损耗尽可能小。传输效率尽可能高，损耗尽可能小。实现方法：实现方法：LC变换网络实现调谐和阻抗匹配变换网络实现调谐和阻抗匹配连接方式：连接方式：型、型、型和型和型三种型三种第26页/共31页图（图（a）中）中求得：求得：图（图（b）中）中三种不同形式的匹配网络三种不同形式的匹配网络RLReCL (Xs)ReCL(Xp)(a)RLReC (Xp)L ReC(Xs)L (b)L型网络型网络第27页/共31页(a) 型网络型网络XsXs1Xs2RLRLXpX