高频电子线路基础

1、 高频电子线路高频电子线路第一章第一章 绪论绪论w 高频电子线路广泛应用于通信系统和各高频电子线路广泛应用于通信系统和各种设备中。无线电通信、广播、雷达、种设备中。无线电通信、广播、雷达、导航等都是利用高频无线电波来传递信导航等都是利用高频无线电波来传递信息。尽管它们在传递信息形式、工作方息。尽管它们在传递信息形式、工作方式及设备体制等方面有很大不同，但设式及设备体制等方面有很大不同，但设备中产生和接收、检测高频信号的基本备中产生和接收、检测高频信号的基本电路大致相同。电路大致相同。第一章第一章 绪论绪论w 本课程将以无线通信系统为主要研究对象，本课程将以无线通信系统为主要研究对象，着重讨论无

2、线电设备中的着重讨论无线电设备中的高频放大器高频放大器和和高高频功率放大器、振荡器、频率变换器频功率放大器、振荡器、频率变换器等电等电子电路的基本原理和应用。子电路的基本原理和应用。1.1 信息技术信息技术w 信息技术包括：信息传输和信息处理。信息技术包括：信息传输和信息处理。w 信息传输信息传输的要求主要是提高可靠性和有的要求主要是提高可靠性和有效性。效性。信息处理信息处理的目的就是为了更有效、的目的就是为了更有效、更可靠地传递信息更可靠地传递信息。w 高频电子线路所涉及的正是高频电子线路所涉及的正是信息传输信息传输和和信息处理信息处理方面的基本电路。方面的基本电路。1.1 信息技术信息技术

3、w 所谓所谓“高频高频”，广义上讲就是，广义上讲就是适于无线适于无线电传播的无线电频率，电传播的无线电频率，通常通常又称又称“射频射频”。为什么无线电传播要用高频？为什么无线电传播要用高频？12 通信系统通信系统w 将信息从发送者传到接收者的过程称将信息从发送者传到接收者的过程称通通信信。w 实现传送过程的系统称实现传送过程的系统称通信系统通信系统。w 通信系统基本组成框图通信系统基本组成框图通信过程通信过程w 信息源是指需要传送的原始信息信息源是指需要传送的原始信息，如语言、，如语言、音乐、图像、文字等，一般是非电物理量。音乐、图像、文字等，一般是非电物理量。w 原始信息经换能器转换成电信号

4、（称为基带原始信息经换能器转换成电信号（称为基带信号）后，送入发送设备，将其变成适合于信号）后，送入发送设备，将其变成适合于信道传输的信号，然后送入信道信道传输的信号，然后送入信道。w 信道是信号传输的通道，也就是传输媒介。信道是信号传输的通道，也就是传输媒介。w 接收设备把有用信号从众多信号和噪声中选接收设备把有用信号从众多信号和噪声中选取出来，经换能器恢复出原始信息取出来，经换能器恢复出原始信息。通信系统的分类（通信系统的分类（P2）w 按传输的信息的物理特征，可以分为按传输的信息的物理特征，可以分为电话、电电话、电报、传真通信系统，广播电视通信系统，数据报、传真通信系统，广播电视通信系统

5、，数据通信系统等；通信系统等；w 按信道传输的信号传送类型，可以分为按信道传输的信号传送类型，可以分为模拟和模拟和数字通信系统；数字通信系统；w 而按传输媒介（信道）的物理特征，可以分为而按传输媒介（信道）的物理特征，可以分为有线通信系统和无线通信系统有线通信系统和无线通信系统。w 在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。为什么无线电传播要用高频为什么无线电传播要用高频？w 由天线理论可知，要将由天线理论可知，要将无线电信号有效地发射无线电信号有效地发射，天线的尺寸必须和电信号的波长为同一数量级天线的尺寸必须和电信号的波长为同一数量级。w 由原始非电

6、量信息经转换而成的原始电信号一由原始非电量信息经转换而成的原始电信号一般是低频信号，波长很长。例如音频信号仅在般是低频信号，波长很长。例如音频信号仅在l5kHz以内，对应波长为以内，对应波长为20km以上，要制造出以上，要制造出相应的巨大天线是不现实的。相应的巨大天线是不现实的。w 另外，若各发射台发射的均为另外，若各发射台发射的均为同一频段的低频同一频段的低频信号，信道中会互相重叠、干扰，接收设备信号，信道中会互相重叠、干扰，接收设备也也无法接收信号无法接收信号。为什么无线电传播要用高频为什么无线电传播要用高频？w 因此，为了有效地进行传输，必须采用几因此，为了有效地进行传输，必须采用几百百

7、kHz以上的高频振荡信号作为载体以上的高频振荡信号作为载体，将，将携带信息的低频电信号携带信息的低频电信号“装载装载”到高频振到高频振荡信号上荡信号上(这一过程称为这一过程称为调制调制)，然后经天，然后经天线发送出去。到了接收端后，再把低频电线发送出去。到了接收端后，再把低频电信号从高频振荡信号上信号从高频振荡信号上“卸取卸取”下来下来(这一这一过程称为解调过程称为解调)。为什么无线电传播要用高频？为什么无线电传播要用高频？w 采用调制方式以后，由于传送的是高频振采用调制方式以后，由于传送的是高频振荡信号，所需天线尺寸便可大大下降。同荡信号，所需天线尺寸便可大大下降。同时，不同的发射台可以采用

8、不同频率的高时，不同的发射台可以采用不同频率的高频振荡信号作为载波，这样在频谱上就可频振荡信号作为载波，这样在频谱上就可以互相区分开了。以互相区分开了。几个名词几个名词w 未经调制的高频振荡信号称为未经调制的高频振荡信号称为载波信号载波信号，低，低频电信号称为频电信号称为调制信号（又称基带信号调制信号（又称基带信号），），经过调制的高频振荡信号称为经过调制的高频振荡信号称为已调波信号已调波信号。w 基带信号是宽带信号，基带信号是宽带信号，即该信号频谱范围的即该信号频谱范围的上限频率和下限频率的差与下限频率的比远上限频率和下限频率的差与下限频率的比远大于大于1；已调信号是窄带信号已调信号是窄带信

9、号。宽带信号与。宽带信号与窄带信号是相对而言的。窄带信号是相对而言的。无线通信系统的发送设备框图无线通信系统的发送设备框图高频振荡高频振荡倍频倍频调制器调制器功率放大功率放大音、视频调制信音、视频调制信号号发送设备发送设备w 高频振荡器高频振荡器产生等幅、波长足够短的高频正产生等幅、波长足够短的高频正弦信号，经倍频器后，即成为载波频率信号；弦信号，经倍频器后，即成为载波频率信号；载波频率在适合无线信道传播的频率范围。载波频率在适合无线信道传播的频率范围。w 调制器调制器把调制信号把调制信号“装载装载”到载波上，产生到载波上，产生高频已调信号。高频已调信号。调制分调幅、调频、调相调制分调幅、调频

10、、调相。w 功率放大器功率放大器将高频已调信号放大，获得足够将高频已调信号放大，获得足够的发射功率，作为射频信号发送到空间。的发射功率，作为射频信号发送到空间。无线通信系统的接收设备无线通信系统的接收设备w 高频放大器高频放大器靠调谐电路对天线接收的微弱靠调谐电路对天线接收的微弱信号进行选择和放大；高频放大器的输出信号进行选择和放大；高频放大器的输出是载频为是载频为fc的已调信号。的已调信号。接收设备接收设备w 本地振荡器本地振荡器用来产生用来产生fL = fc fI的高频振荡信号。的高频振荡信号。w 混频器混频器将其与本地振荡器提供的频率为将其与本地振荡器提供的频率为fL的信的信号混频，产生

11、频率为号混频，产生频率为fI的中频信号。的中频信号。w 中频放大器中频放大器是中心频率是中心频率fI固定的放大器，进一固定的放大器，进一步滤除无用信号。步滤除无用信号。w 解调器解调器将得到得中频调制信号变换为原基带信将得到得中频调制信号变换为原基带信号，再经低频或视频放大器放大后从扬声器或号，再经低频或视频放大器放大后从扬声器或显象管输出。显象管输出。本课程主要内容本课程主要内容w 高频放大器、中频放大器都是小信号谐振高频放大器、中频放大器都是小信号谐振放大放大第二章第二章w 功率放大器是谐振功率放大器功率放大器是谐振功率放大器第三章第三章w 高频振荡、本地振荡是正弦波振荡器高频振荡、本地振

12、荡是正弦波振荡器第四章第四章w 幅度调制、解调、混频幅度调制、解调、混频第五章第五章w 角度调制和解调角度调制和解调第六章第六章w 锁相环路是现代通信系统不可缺少的技锁相环路是现代通信系统不可缺少的技术术第七章第七章 13 收音机电路收音机电路w 该收音机电路由两片集成电路芯片与一些该收音机电路由两片集成电路芯片与一些外围辅助电路组成。外围辅助电路组成。TEA5711/T芯片是收芯片是收音机的主要芯片，它将接收到的无线电信音机的主要芯片，它将接收到的无线电信号，经过高频信号接收、放大、变换，然号，经过高频信号接收、放大、变换，然后，再经过立体声功率放大器芯片后，再经过立体声功率放大器芯片CXA

13、l622M，输出声音信号。，输出声音信号。TEA5711/T芯片的电路原理图芯片的电路原理图w 该芯片分成上下两个放大通道。上方的通该芯片分成上下两个放大通道。上方的通道是调频信号接收、放大、转换通道。从道是调频信号接收、放大、转换通道。从引脚引脚16，接收高频调频信号，经过高频放，接收高频调频信号，经过高频放大 ， 再 经 过 调 频 信 号 的 混 频 ， 输 出大 ， 再 经 过 调 频 信 号 的 混 频 ， 输 出10.7MHz的中频信号，经过两级中放和的中频信号，经过两级中放和FM检波，产生检波，产生455KHz中频调频信号，又中频调频信号，又经过锁相环电路鉴频，恢复音频信号，再经过锁相环电路鉴频，恢复音频信号，再经立体声功率放大器，放出声音来。经立体声功率放大器，放出声音来。w 下方的通道是调幅信号接收、放大、转换下方的通道是调幅信号接收、放大、转换通道。从引脚通道。从引脚18，接收高频调幅信号，经，接收高频调幅信号，经过高频放大、混频，输出过高频放大、混频，输出455kHz的中频调的中频调幅信号，经过幅信号，经过AM检波，直接送功率放大器检波，直接送功率放大器放大、输出。该电路包括自动增益控制和放大、输出。该电路包括自动增益控制和自动频率控制电路。自动频率控制电路。w 收音机放大电路集成芯片包括高频电路中收音机放大电路集成芯片