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第一章基礎知識1.1LC諧振回路的選頻特性和阻抗變換特性1.2集中選頻濾波器1.3電雜訊1.4回饋控制電路原理及其方法

1.1LC諧振回路的選頻特性和阻抗變換特性

LC諧振回路是高頻電路裏最常用的無源網路,包括並聯回路和串聯回路兩種結構類型.下麵先給出電阻和電抗元件組成的串聯形式之間的等效轉換關係式。請看動畫由值Q定義可知：統一阻抗轉換公式當Qe>>1時，則簡化為：也可求得：

圖1.1.2LC並聯諧振回路1.1.1選頻特性

對於信號源內阻和負載比較大的情況，宜採用並聯諧振回路。1.

結構：電感線圈、電容C、外加信號源相互並聯的振盪回路

如圖（1）所示：其中由於外加信號源內阻很大，為了分析方便採用恒流源。一.並聯諧振回路2.LC並聯諧振回路主要參數及運算式：(1)回路空載時阻抗的幅頻特性和相頻特性：請看動畫(2)回路諧振電導：(3)回路總導納：(4)諧振頻率：或(6)回路兩端諧振電壓：(5)回路空載Q值：(7)單位諧振曲線：

回路電壓U與外加信號源頻率之間的幅頻特性曲線稱為諧振曲線。諧振時，回路電壓U00最大。任意頻率下的回路電壓U與諧振電壓U00之比稱為單位諧振函數，用N(f)表示。N(f)曲線稱為單位諧振曲線。由N(f)定義可知，它的值總是小於或等於1。因為所以

定義相對失調，當失調不大時，即f與f0相差很小時，所以動畫演示(8)通頻帶、選擇性、矩形係數：所以即(3)矩形係數：K0.1定義為單位諧振曲線N（f）值下降到0.1時的頻帶範圍BW0.1與通頻帶BW0.7之比，即：請看例題：例1.1求並聯諧振回路的矩形係數。解：取

由上式可知，一個單諧調諧振的矩形係數是一個定值，與其回路值和諧振頻率無關，且這個數值較大，接近10，說明單諧振回路的幅頻特性不大理想。圖（1）則

由電感線圈和電容組成的單個振盪回路在諧振頻率和諧振頻率附近工作時稱為串聯或並聯諧振回路。1.結構：由信號源與電容、電感串聯構成的振盪回路。二、串聯諧振回路=圖1.1.4LC串聯諧振回路（1）回路空載時阻抗的幅頻和相頻特性：（2）回路總阻抗：（3）回路空載Q值：（4）回路有載Q值：（6）歸一化諧振函數：（7）通頻帶：（5）諧振頻率：三、串、並聯諧振回路阻抗特性比較

串聯諧振回路諧振頻率點的阻抗小，相頻特性曲線斜率為正；並聯諧振回路諧振頻率點的阻抗大，相頻特性曲線斜率為負。串並聯回路的導納特性曲線正好相反。（如圖所示）串聯諧振回路：並聯諧振回路：串聯諧振回路並聯諧振回路1.1.2阻抗變換電路

阻抗變換電路是一種將實際負載阻抗變換為前級網路所要求最佳負載阻抗的電路。阻抗變換電路對於提高整個電路的性能有重要的作用。空載有載1）自耦變壓器電路或

圖示(a)為自耦變壓器阻抗變換電路，(b)為考慮次級後的初級等效電路，R’L是RL等效到初級的電阻。1.純電感或純電容阻抗變換電路2）變壓器阻抗變換電路或3）電容分壓式電路

其中n是接入係數,在這裏總小於1.如果把RL折合到回路兩端,則等效電阻:4）電感分壓式電路請看例題例1.2某接受機輸入回路的簡化電路如圖例1.2所示。已知C1=5pF，C2=15pF，Rs=75Ω，RL=300Ω。為了使電路匹配，即負載RL等效到LC回路輸入端的電阻R’L=Rs，線圈初、次級匝數比N1/N2應該是多少？解：由圖可見，這是自耦變壓器電路與電容分壓式電路的級聯。RL等效到L兩端的電阻R”L等效到輸入端的電阻如要求，則所以2.LC選頻匹配網路要使Zp=Zs,必須滿足也可求得：由值Q定義可知：統一阻抗轉換公式當Qe>>1時，則簡化為：1.4.2選頻匹配原理LC選頻匹配網路有倒L型、T型、∏型等幾種不同組成形式，其中倒L型是基本形式。在X1與Xp並聯諧振時有：所以選頻匹配網路電抗值在X1與Xs串聯諧振時：T型網路和π型網路各由三個電抗元件組成，它們都可以分別看作兩個倒L型網路的組合。(a)T型網路；(b)π型網路1.2集中選頻濾波器

然後在2.3節介紹的諧振放大器可用於對窄帶信號的選頻放大。為了提高增益，一般常採用多級放大電路。對於多級放大電路，要求每級均有LC諧振回路，故不易獲得較寬的通頻帶，選擇性也不夠理想。隨著電子技術的發展，窄帶信號的放大越來越多地採用集中選頻放大器。在集中選頻放大器裏，先採用矩形係數較好的集中濾波器進行選頻，利用單級後多級集成寬頻放大電路進行信號放大。前者以集中預選頻代替了逐級選頻，減小了調試的難度，後者可充分發揮線性積體電路的優勢。集中濾波器的任務是選頻，要求在滿足通頻帶指標的同時，矩形係數要好。其主要類型有集中LC濾波器、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器等。下一頁返回

集中LC濾波器通常由一節或若干節LC網路組成，根據網路理論，按照帶寬、衰減特性等要求進行設計，目前已得到了廣泛應用。陶瓷濾波器是由壓電陶瓷材料做成的具有選頻特性的器件。它具有無需調諧、體積小、加工方便等優點，但工作頻率不太高（幾十兆赫茲以下），相對頻寬較窄。目前，應用最普遍的集中濾波器是聲表面波濾波器。聲表面波濾波器SAWF是利用某些晶體的壓電效應和表面波傳播的物理特性製成的一種新型電—聲換能器件。所謂壓電效應是指：當晶體受到應力作用時，在它的某些特定表面上將出現電荷，而且應力大小與電荷密度之間存在著線性關係，這是正壓電效應；當晶體受到電場作用時，在它的某些特定方向上將出現應力變化，而且電場強度與應力變化之間存在著線性關係，這是逆壓電效應。下一頁上一頁返回

當把輸入電信號加到發送換能器上時，叉指間便會產生交變電場。由於逆壓電效應的作用，基本材料將產生彈性變形，從而產生聲波振動。向基片內部傳送的體波會很快衰減，而表面波則向垂直於電極的左、右兩個方向傳播。向左傳送的聲表面波被塗於基片左端的吸聲材料所吸收，向右傳送的聲表面波由接受換能器接收，由於正壓電效應，在叉指對間產生電信號，並由此端輸出。聲表面波濾波器的濾波特性，如中心頻率、頻帶寬度、頻響特性等一般由叉指換能器的幾何形狀和尺寸決定。這些幾何尺寸包括叉指對數、指條寬度a、指條間隔b、指條有效長度B和週期長度M等。下一頁上一頁返回圖2.5.3聲表面波濾波器與放大器連接上一頁返回1.3電雜訊1.3.1電阻熱雜訊1.3.2電晶體雜訊1、熱雜訊2、散彈雜訊3、分配雜訊4、閃爍雜訊1.3.3場效應管雜訊1.3.4額定功率和額定功率增益額定功率增益是指一個線性四端網路的輸出額定功率和輸入額定功率的比值返回所謂信噪比：四端口網路某一端口處信號功率和早雜訊功率。1、雜訊係數定義放大器的雜訊係數定義為輸入信噪比和輸出信噪比2、雜訊係數的計算式雜訊係數可以改寫成各種不同的表達的表達形式。或3、放大內部雜訊運算式1.3.5線型四端口網路的雜訊係數4、級聯雜訊係數5、無源四端網路的雜訊係數1.3.6等效輸入雜訊溫度除了雜訊係數外，等效輸入雜訊溫度是衡量線性四端網路雜訊性能的另一個參數。1.3.7接受靈敏度接受靈敏度是指接收機正常工作時，輸入端必須得到的最小信號電壓和功率。顯然，靈敏度越高，能夠接受的信號越微弱。1.4回饋控制電路的基本原理與分析方法1.4.1基本工作原理

根據參考信號的不同狀況，回饋控制電路的工作情況有兩種。回饋控制系統的組成參考信號r(t)不變，恒定為r0

假定電路以處於穩定狀態，輸入信號x(t)恒為x0，輸出信號y(t)恒為y0，誤差信號恒為e0

。

現由於輸入信號x(t)或可控器件本身的特性發生變化，導致輸出信號y(t)發生變化，產生一個增量△y，從而產生一個新的回饋信號f(t)，經與恒定的參考信號r0比較，必然使誤差信號發生變化，產生一個增量△e。誤差信號的變化將使可控器件的特性發生變化，從而使y(t)變化的方向與原來變化的方向相反，也就是使△y減小。經過不斷的迴圈回饋，最後環路達到新的穩定狀態，輸出y(t)趨近於原穩定狀態y0。

由此可見，回饋控制電路在這種工作情況下，可以使輸出信號y(t)穩定在一個預先規定的參數上。2.參考信號r(t)變化

由於r(t)變化，無論輸入信號x(t)或可控器件本身特性有無變化，輸出信號y(t)一般均要發生變化。從y(t)中提取所需分量並經回饋後與r(t)比較，如果二者變化規律不一致或不滿足預先設置的規律，則將產生誤差信號，使y(t)向減小誤差信號方向變化，最後使y(t)和r(t)的變化趨勢一致或滿足預先設置的規律。

由此可見，這種回饋控制電路可使輸出信號y(t)跟蹤參考信號r(t)的變化。1.4.2分析方法回饋控制系統的數學模型

比較器輸出的誤差信號r(t)通常與r(t)和f(t)的差值成正比，設比例係數為kb，則有：寫成拉氏變換式，有：將可控器件作為線形器件對待，有：kc是比例係數。寫成拉氏變換式，有：

比較器輸出的誤差信號r(t)通常與r(t)和f(t)的差值成正比，設比例係數為kb，則有：寫成拉氏變換式，有：將可控器件作為線形器件對待，有：kc是比例係數。寫成拉氏變換式，有：傳遞函數分別為：閉環傳遞函數誤差傳遞函數1.4章末小結(1)LC並聯諧振回路幅頻曲線所顯示的選頻特性在高頻電路裏有著非常重要的做用其選頻特性的好壞可由通頻帶和選擇性這兩個相互矛盾的指標來衡量。

(2)LC並聯諧振回路阻抗的相頻特性是條有負斜率的單調變化曲線，這一點在分析LC正弦波振盪電路的穩定性時有很大作用，而且可以利用曲線中的線性部分進行頻率與相位的線性轉換，這在相位鑒頻電路裏得到了應用。(3)LC串聯諧振回路的選頻特性在高頻電路裏也有應用。

(4)LC阻抗變換電路和選頻匹配電路都可以實現信號源內阻或負載的阻抗匹配變換，這對於提高放大電路的增益是必不可少的。課後作業：P15習題1.1，1.2，1.3第二章高頻小信號放大電路2.1概述2.2諧振放大器2.3寬頻帶放大器2.4集成高頻小信號放大電路2.5章末小結

2.1概述小信號放大電路分為窄頻帶放大電路和寬頻帶放大電路兩大類。窄頻帶放大電路由雙極型電晶體、場效應管或積體電路等有源器件提供電壓增益，LC諧振回路、陶瓷濾波器、石英晶體濾波器或聲表面濾波器等器件實現選頻功能。它有兩種主要類型：以分立組件為主的諧振放大器和以積體電路為主的集中選頻放大器。返回2.2諧振放大器諧振放大器的主要性能指針標是電壓增益、通頻帶和矩形係數。現以共發射極接法的電晶體為例，將其看做一個雙口網路，如圖2.2.1所示，相應的Y參數方程為式2.2.1所示。返回2.2.1單管單調諧放大器

1.電路組成及特點返回圖2.2.2單管單調諧放大電路2.電路性能分析

圖2.2.3單管單調諧放大器的等效電路動畫演示單管單調諧放大器的電壓增益為:因為負載的接入係數為，電晶體的接入係數為所以負載等效到回路兩端的導納為

設從集電極和發射極之間向右看的回路導納為，則:返回由於是上的電壓,且相位相反,所以與由Y參數方程可知:代入得:根據自耦變壓器特性因此代入得其中,是等效到諧振回路兩端的導納,它包括回路本身元件L、C、返回和負載導納總的等效值,即諧振回路總電導和總電容:諧振頻率或返回回路有載Q值以上幾個公式說明,考慮了電晶體和負載的影響之後,放大器諧振頻率和Q值均有變化.

諧振頻率處放大器的電壓增益其電壓增益振幅

另一種運算式

返回下一頁上一頁單位諧振函數

另外，由上述公式可知，電壓增益振幅與電晶體參數、負載電導、回路諧振電導和接入係數有關：(1).為了增大,應選取\yfe\大，goe小的電晶體。(2).為了增大要求負載電導小，如果負載是下一級放大器，則要求其gie小。(3).回路諧振電導geo越小,越大。而取決於回路空，與成反比。載Q值

(4).與接入係數有關，但不是單調遞增或單調遞減關係。由於

返回和

還會影響回路有載Q值

，

帶，所以

而又將影響通頻與的選擇應全面考慮，選取最佳值。

例2.1在圖2.2.2中，已知工作頻率。和工作頻率處的數值如

電晶體採用3DG47型高頻管。其Y參數在上述工作條件下:

,接入系

回路電感,數,,一級相同的放大器。求諧振電壓增益振幅Au0和通頻帶求回路電容C是多少時，才能使回路諧振？負載是另，並返回返回解：忽略yre的作用。

因為所以從而因為又

所以

下一頁上一頁返回由

可得

返回2.2.2多級單調諧放大器如果多級放大器中的每一級都調協在同一頻率上，則稱為多級單調諧放大器。設放大器有n級，各級電壓增益振幅分別為,,…,,則總電壓增益振幅是各級電壓增益振幅的乘積,即如果每一級放大器的參數結構均相同，則總電壓增益振幅返回單位諧振函數n級放大器通頻帶例2.2某中頻放大器的通頻帶為6MHz，現採用兩級或三級相同的單調諧放大器，兩種情況下對每一級放大器的通頻帶要求各是多少？返回解:當n=2時，因為所以，要求每一級帶寬同理，當n=3時，要求每一級帶寬根據矩形係數定義，當時，,可求得：所以，n級單調諧放大器的矩形係數返回2.2.3諧振放大器的穩定性為了提高放大器的穩定性，通常從兩個方面著手。一是從電晶體本身想辦法，減小其反向傳輸導納值.

的大小主要取決於集電極與基極間的結電容（由混合π型等效電路圖可知，跨接在輸入、輸出端之間），所以製作電晶體時應儘量使其減小，使回饋容抗增大，回饋作用減弱。二是從電路上設法消除電晶體的反向作用，使它單向化。具體方法有中和法與失配法。返回為了使通過的外部電流和通過的內部回饋電流相

位相差從而能互相抵消，通常在電晶體輸出端添加一個反相的耦合變壓器。是其交流等效電路。為了直觀，將電晶體內部電容電晶體外部。圖2.3.3（a）所示為收音機常用的中和電路，（b）畫在了失配法通過增大負載電導電路的穩定。，進而增大總回路電導，使輸出電路嚴重失配，輸出電壓相應減小，從而回饋到輸入端的電流減小，對輸入端的影響也就減小。可見，失配法是用犧牲增益而換取中和法是在電晶體的輸出端與輸入端之間引入一個附加的外部回饋電路，以抵消電晶體內部參數yre的回饋作用。由於yre的實部通常很小，可以忽略，所以常常只用一個電容CN來抵消yre的虛部的影響，就可以達到中和的目的。圖2.2.4放大器的中和電路上一頁返回2.3寬頻帶放大器寬頻帶放大器既要有較大的電壓增益，又要有很寬的通頻帶，所以常用電壓增益和通頻帶BW的乘積作為衡量其性能的重要指針，稱為增益帶寬積，寫成此處的通頻帶用上限截止頻率表示，因為寬頻帶放大器的下限截止頻率一般很低或為零頻。是電壓增益幅值。增益帶寬積越大的寬頻帶放大器的性能越好。返回2.3.1展寬放大器頻帶的方法在實際寬頻帶放大電路中，要展寬通頻帶，也就是要提高上限截止頻率，主要有組合法和回饋法兩種方法。1.組合電路法2.負回饋法返回3.電感串並聯補償法

2.3.1單級差分寬頻帶放大器集成寬頻帶放大器常採用單級或多級差分電路形式。圖2.3.1共射電路的交流通路和高頻等效電路返回圖2.4.1（a）、（b）分別是共射電路的交流通路和高頻等效電路。設是交流負載，且則返回所以其中即上限截止頻率圖2.4.2是一個雙端輸入雙端輸出的差分放大電路。它的差模電壓增益與單管共射電路的電壓增益相同增益帶寬積圖2.4.2雙入雙出差分電路返回例2.3在圖2.4.2所示差分放大器中，管和

管的參數相同，在時均為計算差分放大器的差模電壓增益、上限截止頻率和增益帶寬積。解：先求電晶體混合π型參數。根據式2.2.2和式2.2.1可以得出：下一頁上一頁返回然後求差模電壓增益、上限截止頻率和增益帶寬積。可求得：可得到：上一頁返回2.4集成高頻小信號放大電路實例介紹然後在2.2節介紹的諧振放大器可用於對窄帶信號的選頻放大。為了提高增益，一般常採用多級放大電路。對於多級放大電路，要求每級均有LC諧振回路，故不易獲得較寬的通頻帶，選擇性也不夠理想。隨著電子技術的發展，窄帶信號的放大越來越多地採用集中選頻放大器。在集中選頻放大器裏，先採用矩形係數較好的集中濾波器進行選頻，利用單級後多級集成寬頻放大電路進行信號放大。前者以集中預選頻代替了逐級選頻，減小了調試的難度，後者可充分發揮線性積體電路的優勢。集中濾波器的任務是選頻，要求在滿足通頻帶指標的同時，矩形係數要好。其主要類型有集中LC濾波器、陶瓷濾波器和聲表面波濾波器等。下一頁返回集中LC濾波器通常由一節或若干節LC網路組成，根據網路理論，按照帶寬、衰減特性等要求進行設計，目前已得到了廣泛應用。陶瓷濾波器是由壓電陶瓷材料做成的具有選頻特性的器件。它具有無需調諧、體積小、加工方便等優點，但工作頻率不太高（幾十兆赫茲以下），相對頻寬較窄。目前，應用最普遍的集中濾波器是聲表面波濾波器。聲表面波濾波器SAWF是利用某些晶體的壓電效應和表面波傳播的物理特性製成的一種新型電—聲換能器件。所謂壓電效應是指：當晶體受到應力作用時，在它的某些特定表面上將出現電荷，而且應力大小與電荷密度之間存在著線性關係，這是正壓電效應；當晶體受到電場作用時，在它的某些特定方向上將出現應力變化，而且電場強度與應力變化之間存在著線性關係，這是逆壓電效應。下一頁上一頁返回當把輸入電信號加到發送換能器上時，叉指間便會產生交變電場。由於逆壓電效應的作用，基本材料將產生彈性變形，從而產生聲波振動。向基片內部傳送的體波會很快衰減，而表面波則向垂直於電極的左、右兩個方向傳播。向左傳送的聲表面波被塗於基片左端的吸聲材料所吸收，向右傳送的聲表面波由接受換能器接收，由於正壓電效應，在叉指對間產生電信號，並由此端輸出。聲表面波濾波器的濾波特性，如中心頻率、頻帶寬度、頻響特性等一般由叉指換能器的幾何形狀和尺寸決定。這些幾何尺寸包括叉指對數、指條寬度a、指條間隔b、指條有效長度B和週期長度M等。下一頁上一頁返回上一頁返回2.5章末小結（1）在分析高頻小信號諧振放大器時，Y參數等效電路是描述電晶體工作狀況的重要模型，使用時必須注意，Y參數不僅與靜態工作點有關，而且是工作頻率的函數。在分析小信號寬頻帶放大器時，混合π型等效電路是描述電晶體工作狀況的重要模型，混合π型參數同樣與靜態工作點有關。（2）單管單調諧放大電路是諧振放大器的基本電路。為了增大回路的有載Q值，提高電壓增益，減少對回路諧振頻率特性的影響，諧振回路與信號源和負載的連接大都採用部分接入方式，即採用LC分壓式阻抗變換電路。（3）集中選頻放大器由集中濾波器和集成寬頻放大器組成，其性能指標優於分立組件組成的多級諧振放大器，且調試簡單。展寬放大器工作頻帶的主要方法有組合法與回饋法。第三章高頻功率放大電路3.1概述3.2丙類諧振功率放大電路3.3寬頻高頻功率放大電路與功率合成電路3.4集成高頻功率放大電路及應用簡介3.5章末小結3.1概述

與低頻功率放大電路一樣，輸出功率、效率和非線性失真同樣是高頻功率放大電路的三個最主要的技術指標。不言而喻，安全工作仍然是首先必須考慮的問題。在通信系統中高頻功率放大電路作為發射機的重要組成部分，用於對高頻已調波信號進行功率放大，然後經天線將其輻射到空間，所以要求輸出功率很大。輸出功率大，從節省能量的角度考慮，效率更加顯得重要。因此，高頻功放常採用效率較高的丙類工作狀態，即電晶體集電極電流導通時間小於輸入信號半個週期的工作狀態。同時，為了濾除丙類工作時產生的眾多高次諧波分量，採用LC諧振回路作為選頻網路，故稱為丙類諧振功率放大電路。顯然，諧振功放屬於窄帶功放電路。對於工作頻帶要求教寬，或要求經常迅速更換選頻網路中心頻率的情況，可採用寬頻功率放大電路。寬頻功放工作在甲類狀態，利用傳輸線變壓器等作為匹配網路，並且可以采功率合成技術來增大輸出功率。3.2丙類諧振功率放大電路。3.2.1工作原理圖3.2.1諧振功率放大電路原理圖。

假定輸入信號是單頻正弦波，輸出回路調諧在輸入信號的相同頻率上。根據基爾霍夫電壓定律，可得到以下運算式：

其中ub

和uc

分別是輸入信號和輸出信號，R是回路等效總電阻，IC0和Ic1m

分別是集電極電流ic中的直流分量和基波振幅。

由此可以得到集電極電源提供的直流功率PD，諧振功放輸出交流功率Po、集電極效率η和集電極功耗Pc:

圖3.2.2是三種不同靜態工作點情況時電晶體轉移特性分析。其中QA、QB和QC分別是甲類、乙類和丙類工作時的靜態工作點。甲、乙、丙三種工作狀態下的轉移特性分析

在乙類工作狀態時，集電極電流是在半個週期內導通的尖頂余弦脈衝，可以用傅氏級數展開為：

其中ICm是尖頂余弦脈衝的高度，即集電極電流最大值。由此可求得在時的最高效率

在甲類工作狀態時，為保證不失真，必須滿足,又（忽略電晶體飽和壓降），所以由公式（3.2.5）可知，最高效率為50%。

由圖3.2.3可以得到集電極電流ic的分段運算式：在放大區：圖3.2.3丙類狀態轉移特性分析當ωt=θ時：當ωt=0時：所以，也可寫成：波形係數：集電極效率和輸出功率分別為：若ICm固定，則只是θ的函數：，，，…3.2.2性能分析

若丙類諧振功放的輸入是振幅為Ubm的單頻余弦信號，那麼輸出單頻余弦信號的振幅Ucm與Ubm有什麼關係?Ucm的大小受哪些參數影響？圖3.2.5折線化轉移特性和輸出特性分析放大區內動態線AB的運算式可用以下步驟求出。由式（3.2.1）和（3.2.2）可以寫出：代入式（3.2.6），經過整理可得到動態線運算式：其中由圖（3.2.5）可以寫出斜率值gd的另一種形式：因為所以1、負載特性諧振功放負載特性曲線2、放大特性放大特性分析3、調製特性基極調製特性4、小結根據以上對丙類諧振功放的性能分析，可得到以下幾點結論：（1）若對等幅信號進行功率放大，應使功放工作在臨界狀態，此時輸出功率最大，效率也接近最大。比如對第七章將介紹的調頻信號進行功率放大。（2）若對非等幅信號進行功率放大，應使功放工作在欠壓狀態，但線性較差。若採用甲類或乙類工作，則線性較好。比如對第六章將介紹的調幅信號進行功率放大。（3）丙類諧振功放在進行功率放大的同時，也可進行振幅調製。若調製信號加在基極偏壓上，功放應工作在欠壓狀態；若調製信號加在集電極電壓上，功放應工作在過壓狀態。（4）回路等效電阻R∑直接影響功放在欠壓區內的動態線斜率，對功放的各項性能指標關係很大，在分析和設計功放時應重視負載特性。例3.2某高頻功放工作在臨界狀態，已知VCC=18V,gcr=0.6A/V,θ=60°,R∑=100Ω,求輸出功率Po直流功率PD和集電極效率η。由圖3.2.6可以寫出以下關係式：解：由式（3.2.14）可求得：所以故所以3.2.3直流饋電線路和匹配網路1.直流饋電線路（1）集電極饋電線路

（2）基極饋電線路

為了使諧振功放的輸入端能夠從信號源或前級功放得到有效功率，輸出端能夠向負載輸出不失真的最大功率或滿足後級功放的要求，在諧振功放的輸入和輸出端必須加上匹配網路。匹配網路的作用是在所要求的信號頻帶內進行有效的阻抗變換（根據實際需要使功放工作在臨界點、過壓區或欠壓區），並充分濾除無用的雜散信號。2.匹配網路3.3寬頻高頻功率放大電路與功率合成電路

寬頻高頻功率放大電路採用非調諧寬頻網路作為匹配網路，能在很寬的頻帶範圍內獲得線性放大。常用的寬頻匹配網路是傳輸線變壓器，它可是功放的最高頻率擴展到幾百兆赫甚至上千兆赫，並能同時覆蓋幾個倍頻程的頻帶寬度。由於無選頻濾波性能，故寬頻高頻功放只能工作在非線性失真較小的甲類或乙類狀態，頻率較低。所以，寬頻高頻功放是以犧牲效率來換取工作頻帶的加寬。3.3.1傳輸線變壓器的特性及其應用1.寬頻帶特性2.阻抗變換特性

由此可得到特性阻抗Zc和輸入端輸入阻抗Zi分別為：3.3.2功率合成

利用多個功率放大電路同時對輸入信號進行放大，然後設法將各個功放的輸出信號相加，這樣得到的總輸出功率可以遠遠大於單個功放電路的輸出功率，這就是功率合成技術。利用功率合成技術可以獲得幾百瓦甚至上千瓦的高頻輸出功率。3.4集成高頻功率放大電路及應用簡介

在VHF和UHF頻段，已經出現了一些集成高頻功率放大器件。這些功放器件體積小，可靠性高，外接元件少，輸出功率一般在幾瓦至十幾瓦之間。日本三菱公司的M57704系列、美國Motorola公司的MHW系列便是其中的代表產品。

三菱公司的M57704系列高頻功放是一種厚膜混合積體電路，同樣也包括多個型號，頻率範圍為335MHz~512MHz（其中M57704H為450MHz~470MHz），可用於頻率調製移動通信系統。它的電特性參數為：

當VCC=12.5V,Pin=0.2W,Zo=ZL=50Ω時，輸出功率Po=13W，功率增益Gp=18.1dB,效率35%~40%。M57704系列功放等效電路圖3.5章末小結1.高頻諧振放大電路可以工作在甲類、乙類或丙類狀態。

2.丙類諧振功放效率高的原因在於導通角θ小，也就是電晶體導通時間短，集電極功耗減小。

3.折線分析法是工程上常用的一種近似方法。利用折線分析法可以對丙類諧振功放進行性能分析，得出它的負載特性、放大特性和調製特性。

4.丙類諧振功放的輸入回路常採用自給負偏壓方式，輸出回路有串饋和並饋兩種直流饋電方式。

5.諧振功放屬於窄帶功放。寬頻高頻功放採用非調諧方式，工作在甲類狀態，採用具有寬頻帶特性的傳輸線變壓器進行阻抗匹配，並可利用功率合成技術增大輸出功率。作業：3.1、3.2、3.3、3.6第四章正弦波振盪器4.1概述4.2回饋振盪原理4.3LC振盪器4.4晶體振盪器4.5壓控振盪器4.6積體電路振盪器4.7實例介紹4.8章末小結4.1概述

振盪器是一中能自動地將直流能源轉換為一定波形的交變振盪信號能量的轉換電路。它與放大器的區別在於，無需外加激勵信號，就能產生具有一定頻率、一定波形和一定振幅的交流信號。根據所產生的波形不同，可將振盪器分成正弦波振盪器和非正弦波振盪器兩大類。前者能產生正弦波，後者能產生矩形波、三角波、鋸齒波等。按照選頻網路所採用元件的不同，正弦波振盪器可分為LC振盪器、RC振盪器和晶體振盪器等類型。其中LC振盪器和晶體振盪器用於產生高頻正弦波，RC振盪器用於產生低頻正弦波。4.2回饋振盪原理4.2.1並聯諧振回路中的自由振盪現象4.2.2振盪過程及其中的三個振盪條件

一個回饋振盪器必須滿足三個條件：起振條件（保證接通電源後能逐步建立起振盪），平衡條件（保證進入維持等幅持續振盪的平衡狀態）和穩定條件（保證平衡狀態不因外界不穩定因素影響而受到破壞）。回饋振盪器的組成1.起振過程與起振條件

要使振幅不斷增長的條件：環路增益：也可寫成：（n=0,1,2,···）2.平衡過程與平衡條件

回饋振盪器的平衡條件為：又可寫成：（n=0,1,2,···）滿足起振和平衡條件的環路增益特性3.平衡狀態的穩定性和穩定條件相位的穩定條件：4.2.3回饋振盪電路的判斷方法

根據上述回饋振盪電路的基本原理和應當滿足的起振、平衡和穩定三個條件，判斷一個回饋振盪電路能否正常工作，需考慮以下幾點：

1.可變增益放大器件（電晶體，場效應管或積體電路）應有正確的直流偏置，開始時應工作在甲類狀態，便於起振。

2.開始起振時，環路增益幅值AF(ω0)應大於1。由於回饋網路通常由無源器件組成，回饋係數F小於1，故A(ω0)必須大於1。共射、共基電路都可以滿足這一點。為了增大A(ω0)，負載電阻不能太小。3.環路增益相位在振盪頻率點應為2π的整數倍，即環路應是正回饋。

4.選頻網路應具有負斜率的相頻特性。因為在振盪頻率點附近，可以認為放大器件本身的相頻特性為常數，而回饋網路通常由變壓器、電阻分壓器或電容分壓器組成，其相頻特性和LC串聯回路導納的的相頻特性是負斜率，而LC並聯回路導納的相頻特性和LC串聯回路阻抗的相頻特性是正斜率。請看例題：4.2.4振盪器的頻率穩定度1、頻率穩定度定義

回饋振盪器如滿足起振、平衡、穩定三個條件，就能夠產生等幅持續的振盪波形。當受到外界不穩定因素影響時，振盪器的相位或振盪頻率可能發生些微變化，雖然能自動回到平衡狀態，但振盪頻率在平衡點附近隨機變化這一現象卻是不可避免的。

通常所講的頻率穩定度一般指短期頻穩讀，定義為：2、提高LC振盪器頻率穩定度的措施（1）減少外界因素變化的影響（2）提高電路抗外界因素變化影響的能力其中是第i次測試時的絕對頻率偏差。是絕對頻率偏差的平均值，也就是絕對頻率準確度。

可見，頻率穩定度是用均放誤差值來表示的相對頻率偏差程度。4.3LC振盪器

採用LC諧振回路作為選頻的網路的回饋振盪器統稱為LC振盪器。LC振盪器可以用來產生幾時千赫到幾百兆赫的正弦波信號。實際上，高頻正弦波振盪器幾乎都是採用LC回路進行選頻，不過有些高頻正弦波振盪器，如晶體振盪器、壓控振盪器、積體電路振盪器等，分別在結構和工作原理上具有自己的特點，所以另外各分一節予以介紹。本節介紹以單個電晶體作為放大器，以LC分立元件作為選頻網路的LC振盪器。其中電晶體也可以改用場效應管，工作原理基本相同。LC振盪器按其回饋網路的不同，可分為互感耦合、電容耦合和自耦變壓器耦合三種類型，其中後兩種通常統稱為三點式振盪器。4.3.1互感耦合振盪器此電路採用共發射極組態，LC回路接在集電極上。

互感耦合振盪器是依靠線圈之間的互感耦合實現正回饋，所以，應注意耦合線圈同名端的正確位置。同時，耦合係數M要選擇合適，使之滿足振幅起振條件。

集電級調諧型互感耦合振盪電路如圖示:請看例題：4.3.2三點式振盪器電路組成法則

三點式振盪器是指LC回路的三個端點與電晶體的三個電極分別連接而組成的一種振盪器。三點式振盪器電路用電容耦合或自耦變壓器耦合代替互感耦合，可以克服互感耦合振盪器振盪頻率低的缺點，是一種廣泛應用的振盪電路，其工作頻率可達到幾百兆赫。三點式振盪器的原理電路如動畫所示

假定LC回路由純電感元件組成，其電抗阻值分別為Xce、Xbe和Xbc，同時不考慮電晶體的電抗效應，則當回路諧振(ω=ω0)時，回路成純阻性，有：Xce+Xbe+Xbc=0,因此-Xce=Xbe+Xbc由於Uf是Uc在XbeXbc支路分配在Xbe上的電壓，有因為這是一個由反相放大器組成的正回饋電路,Ui與Uf

同相,Uc與Ui反相，所以即Xbe與Xce必須是同性質電抗,因而Xbc必須是異性質電抗。

結論：在三點式電路中，LC回路中與發射極相連接的兩個電抗元件必須為同性質，另外一個電抗元件必須為異性質。這就是三點式電路組成的相位判據或稱為三點式電路的組成法則。與發射極相連接的兩個電抗元件同為電容時的三點式電路，稱為電容三點式電路，也稱為考畢茲電路。與發射極相連接的兩個電抗元件同為電感時的三點式點路，稱為電感三點式電路，也稱為哈特萊電路。2.電容三點式電路（又稱為考畢茲電路，Coplitts）本電路的回饋係數：(a)(b)(a)(b)(c)電容三點式振盪器的交流等效電路3.電感三點式電路（也稱為哈特萊電路，Hartley）本電路的回饋係數：(a)(b)比較電容三點式振盪器和電感三點式振盪器的優缺點：

電容三點式振盪器的優點是：回饋電壓取自C2,而電容對電晶體非線性特性產生的高次諧波呈現低阻抗，所以回饋電壓中高次諧波分量很小，因而輸出波形好，接近於正弦波。缺點是：回饋係數因與回路電容有關，如果用改變回路電容的方法來調整振盪頻率，必將改變回饋係數，從而影響起振。

電感三點式振盪器的優點:便於改變電容的方法來調整振盪頻率，而不會影響回饋係數，缺點是回饋電壓取自L2,而電感線圈對高次諧波呈現高阻抗，所以回饋電壓中高次諧波分量很多，輸出波形較差。兩種振盪器共同的缺點是：電晶體輸入輸出電容分別和兩個回路電抗元件並聯，影響回路的等效電抗元件參數，從而影響振盪頻率。由於電晶體輸入輸出電容值隨環境溫度、電源電壓等因素而變化，所以三點式電路的頻率穩定度不高，一般在10-3量級。4.克拉波(Clapp)電路(a)克拉波電路的實用電路(b)高頻等效電路

電晶體c、b兩端與回路A、B兩端之間的接入係數所以，A、B兩端的等效電阻RL’=RL||Re0，折算到c、b兩端後為：5.西勒(Seiler)電路(a)實用電路(b)高頻等效電路4.4晶體振盪器4.4.1石英晶體及其特性1、石英晶體諧振器

石英是礦物質矽石的一種，化學成分是SiO2形狀是成角錐形的六棱結晶體。2、石英晶振的阻抗頻率特性安裝電容C0約1pF~10pF動態電感Lq約10-3H~102H動態電容Cq約10-4pF~10-1pF動態電阻rq約幾十歐到幾百歐由以上參數可以看到：(1)石英晶振的Q值和特性阻抗ρ都非常高。Q值可以達到幾萬到幾百萬，因為而Lq較大,Cq與rq很小的緣故。

綜合以上兩點，不難理解石英晶振的頻率穩定度是非常高的。(2)由於石英晶振的接入係數n=Cq/(C0+Cq)很小，所以外接元器件參數對石英晶振的影響很小。串聯諧振頻率並聯諧振頻率4.4.2晶體振盪器電路

將石英晶振作為高Q值諧振回路元件接入正回饋電路中，就組成了晶體振盪器。根據石英晶振在振盪器中的作用原理，晶體振盪器可分成兩類。一類是將其作為等效電感元件作用在三點式電路中，工作在感性區，稱為並聯型晶體振盪器；另一類是將其作為一個短路元件串接於正回饋支路上，工作在它的串聯諧振頻率上，稱為串聯型晶體振盪器。1、皮爾斯（Pierce）振盪電路(1)振盪回路與電晶體、負載之間的耦合很弱。電晶體c、b端，c、e端和e、b端的接入係數分別是動畫演示(2)振盪頻率幾乎由石英晶振的參數具有高度的穩定性。振盪頻率其中CL是和晶振兩端並聯的外電路各電容的等效值，即根據產品要求的負載電容。在實用時，一般需加入微調電容，用以微調回路的諧振頻率，保證電路工作在晶振外殼上所注明的標稱頻率fN上。(4)由於晶振的Q值和特性阻抗都很高，所以晶振的諧振電阻也很高，一般可達1010Ω以上。這樣即使外電路接入係數很小，此諧振電阻等效到電晶體輸出端的阻抗仍很大，使電晶體的電壓增益能滿足振幅起振條件的要求。(3)由於振盪頻率f0一般調諧在標稱頻率fN上，位於晶振的感性區內，電抗曲線陡峭，穩頻性能個很好。2.密勒（Miller）振盪電路密勒振盪電路3.泛音晶振電路(a)並聯型泛音晶體振盪電路;(b)LC1回路的電抗特性(a)(b)4.串聯型晶體振盪器串聯型晶體振盪電路(a)(b)4.5壓控振盪器4.5.1變容二極體變容二極體結電容可表示為：變容管上的電壓為：則靜態結電容結電容調製度4.5.2變容二極體壓控振盪器

將變容二極體作為壓控電容接入LC振盪器中，就組成了LC壓控振盪器。4.5.3晶體壓控振盪器晶體壓控振盪高頻等效電路4.6積體電路振盪器4.6.1差分對管振盪電路動畫演示4.6.2單片集成振盪器電路E16484.6.3運放振盪器振盪頻率：振盪頻率：4.7實例介紹請參考書中99頁~101頁4.8本章小結

本章介紹了回饋振盪原理和回饋型正弦波振盪器的幾種常用電路類型，要點如下：

(1)回饋振盪器是由放大器和回饋網路主成的具有選頻能力的正回饋系統。回饋振盪器必須滿足起振、平衡和穩定三個條件，每個條件中應分別討論起振幅和相位兩個防買內的要求。在振盪頻率點，環路增益的幅值在起振時必須大於1，且具有負斜率的增益—振幅特性，這是振幅方面的要求。在振盪頻率段，環路增益的相位應為2π整數倍，且具有負斜率的相頻特性，這是相位方面的要求。(2)三點式振盪電路是LC正弦波振盪器的要求形式，可分為電容三點式和電感三點式兩種基本類型。頻率穩定度是振盪器的主要性能指標之一。為了提高頻率穩定度，必須採取一系列措施，包括減小外界因素變化的影響和提高電路抗外界因數變化影響的能力兩個方面。克拉潑電路和西勒電路是兩種較實用的電容三點式改進電路，前者使用於作固定頻率振盪器，後者可作波段振盪器。(3)晶體振盪器的頻率穩定度很高，但振盪頻率的可調範圍很小。泛音音頻可用於產生較高頻率振盪，但需採取措施抑制低次諧波震盪，保證起只諧振在所需要的工作頻率上。採用變容二極體組成的壓控振盪器可使振盪頻率隨外加電壓而變化，這在調頻和鎖相環路裏有很大的用途。(4)積體電路正弦波振盪器電路簡單，調試方便，但需外加LC元件組成選頻網路。(5)振盪器是應用在低頻段的正弦波振盪器，經常使用的是運算放大器組成的文氏電橋振盪器。

學習本章內容之後，要能夠識別常用正弦波振盪器的類型並判斷其能夠正常工作。在明確各種類型振盪器優缺點和適用場合的基礎上，既要掌握實用振盪電路的分析和參數計算，也要學會常用振盪電路的設計和調試。作業：4.1、4.2、4.3、4.6、4.11

例4.1判斷圖例4.1所示各回饋振盪電路能否正常工作。其中(a)、(b)是直流等效電路，(c)是實用電路。(a)(b)(c)解：

(a)圖由兩級共射回饋電路組成，其暫態極性如圖中所標注，所以是正回饋。LC並聯回路同時擔負選頻和回饋作用，且在諧振頻率點阻抗最大，回饋電壓最強。在討論選頻網路的相頻特性時，一定要注意應採用其阻抗特性還是導納特性。對於(a)圖，LC並聯回路輸入是V2管集電極電流ic2，輸出是回饋到V1管b-e兩端的電壓ube1，所以應採用其阻抗特性。且並聯回路的阻抗相頻特性是負斜率。所以，(a)圖電路也滿足相位條件，因此能夠正常工作。(b)圖由共基--共集兩極回饋組成。(c)圖與(b)圖不同之處在於用串聯回路置換了並聯回路。

例4.2判斷圖例4.2所示兩級互感耦合振盪電路能否起振。解：在V1的發射極與V2的發射極之間斷開。從斷開處向左看，將V1的eb結作為輸入端，V2的be結作為輸出端，可知這是一個共基—共集回饋電路，振幅條件是可以滿足的，所以只要相位條件滿足，就可起振。利用暫態極性判斷法，根據同名端位置，有，可見是負回饋，不能起振。如果把變壓器次級同名端位置換一下，則可該為正回饋。而變壓器初級回路是並聯LC回路，作為V1的負載，此處應考慮其阻抗特性滿足相位穩定條件，因此可以起振。第五章頻率變換電路的特點及分析方法5.1概述5.2非線性元器件頻率變換特性的分析方法5.3頻率變換電路的特點與非線性失真分析5.4章末小結5.1概述

在通信系統和其他一些電子設備中，需要一些能實現頻率變換的電路。這些電路的特點是其輸出信號的頻譜中產生了一些輸入信號頻譜中沒有的頻率分量，即發生了頻率分量的變換，故稱為頻率變換電路。頻率變換電路屬於非線性電路，其頻率變換功能應由非線性元器件產生。本章以晶體二極體伏安特性為例,介紹了非線性元器件頻率變換特性的幾種分析方法，然後進一步的介紹平率變換電路的特點及實現方法。5.2非線性元器件頻率變換特性的分析方法

晶體二極體的非線性伏安特性通常可用三種函數來近似表示或逼近，即指數函數、折線函數和冪級數，故對應有三種分析方法。1.指數函數分析方法2.折線函數分析方法3.冪級數分析法1.指數函數分析方法2.折線函數分析方法3.冪級數分析法5.3頻率變換電路的特點與非線形失真分析返回5.3.1頻率變換電路的分類與非線形失真5.3.2線性時變工作狀態5.3.1

頻率變換電路的分類與要求

信號頻率的某個固定倍數，即（如倍頻電路），

頻率變換電路可分為兩大類，即線性頻率變換電路與非線性頻率變換電路。應該是輸入線性頻率變換電路或者要求輸出信號頻率或者要求輸出信號頻率應該是兩個輸入信號頻率和的和頻或差頻，即（如調幅電路、檢波電路和混頻電路）。這些電路的特點是輸出信號頻譜與輸入信號頻譜有簡單的線性關係，或者說，輸出信號頻譜只是輸入信號頻譜在頻率軸上的搬移，故又被稱為頻譜搬移電路。下一頁返回

非線性頻率變換電路的特點是輸出信號頻譜和輸入信號頻譜不再是簡單的線性關係，也不是頻譜的搬移，而是產生了某種非線性變換，如模擬調頻電路與鑒頻電路。

電晶體是頻率變換電路裏常用的非線性器件。由上一節例5.3的分析可知，當兩個交流信號相加輸入時，電晶體輸出電流裏含有輸入信號頻率的無窮多個組合分量。而在調幅、檢波、混頻電路中，要求輸出信號頻率只是輸入信號頻率的和頻或差頻，因此，必須採取措施減少輸出信號中大多數無用的組合頻率分量。常用措施有以下幾條：①採用具有平方律特性的場效應管代替電晶體。由例5.1可知，當輸入是單頻信號時，場效應管的輸出頻譜中無二次以上的諧波分量。如果輸入信號包含兩個頻率分量和，可以推知輸出信號頻譜中將只有直流，，，，和幾個分量。下一頁上一頁返回④採用濾波器來濾除不需要的頻率分量。實際上，濾波器已成為頻率變換電路中不可缺少的組成部分。在以後的章節介紹的各種頻率變換電路裏，我們將會看到各種不同類型濾波器所起的重要作用。返回上一頁②採用多個電晶體組成平衡電路，抵消一部分無用組合頻率分在以後章節將具體介紹有關電路。量。③使電晶體工作線上性時變狀態或開關狀態，可以大量減少無用的組合頻率分量。5.3.2線性時變工作狀態由例5.3可以看到，若兩個不同頻率的交流信號同時輸入，電晶體輸出信好的頻譜是由式（5.2.6）決定的眾多組合分量。如果其中一個交流信號的振幅遠小於另一個交流信號的振幅，那麼會產生什麼結果呢？5.4

章末小結本章作為學習第6、7兩章的入門，介紹了以下基礎知識：⑴頻率變換電路的輸出能夠產生輸入信號中沒有的頻率分量。頻率變換功能必須由非線性元器件實現，所以非線性元器件特性分析是頻率變換電路分析的基礎。⑵非線性元器件的特性分析建立在函數逼近的基礎上。一般可採用超越函數（如指數函數、雙曲函數等）、折線函數或冪級數來逼近，但要注意工作信號大小不同或偏置電壓不同時，適用的函數可能不一樣。⑶當輸入是單一交流信號時，電晶體的輸出是輸入信號頻率的各次諧波；當輸入是兩個交流信號疊加時，電晶體的輸出是輸入兩信號頻率的各次諧波的組合分量。然而，實際頻率返回下一頁變換電路要求產生的頻率分量或組合分量只是其中極少數。所以，需要採取一些措施來減少或抑制輸出頻率中的無用組合分量。其中，以差分電路為代表的平衡電路可抵消很大一部分無用頻率分量，工作線上性時變狀態（開關狀態是其中一個特例）的電晶體也可使輸出無用頻率分量大大減少。⑷模擬乘法器是頻率變換電路中廣泛應用的一種積體電路，它除了能夠產生和頻與差頻信號之外，還具有其他一些功能。返回上一頁第六章調幅、檢波與混頻電路（線性頻率變換電路）６.１概述６.２振幅調製與解調原理６.３調幅電路６.４檢波電路

６.５混頻６.６倍頻６.8實例介紹（158-159）６.9章末小結６.7

接受機中的自動增益控制電路６.１概述調製電路與解調電路是通信系統中的重要組成部分．正如緒論中所介紹的，調製是在發射端將調製信號從低頻段變換到高頻段，便於天線發送或實現不同信號源、不同系統的頻分複用；解調是在接收端將已調波信號從高頻段變換到低頻段，恢復原調製信號．在模擬系統裏，按照載波波形的不同，可分為脈衝調製和正弦波調製兩種方式．脈衝調製是以高頻矩形脈衝為載波，用低頻調製信號分別去控制矩形脈衝的幅度、寬度或位置三個參量，分別稱為脈幅調製（ＰＡＭ），脈寬調製（ＰＤＭ）和脈位調製（ＰＰＭ）．正弦波調製是以高頻正弦波為載波，用低頻調製信號分別去控制正弦波的振幅、頻率或相位三個參量，分別稱為調幅（ＡＭ）、調頻（ＦＭ）和調相（ＰＭ）．返回６.２振幅調製與解調原理振幅調製可分為普通調幅（ＡＭ）、雙邊帶調幅（ＤSB－ＡＭ）、單邊帶調幅（ＳＳＢ－ＡＭ）與殘留邊帶調幅（ＶＳＢ－ＡＭ）幾種不同的方式．６.２.１普通調幅方式６.２.２雙邊帶調幅方式６.２.３單邊帶調幅方式６.２.４殘留邊帶調幅方式返回6.2.5

正交調幅方式６.２.１普通調幅方式１.普通調幅信號的運算式、波形、頻譜和功率譜設載波為，調製信號為單頻信號既，則普通調幅信號為：

其中調幅指數，k為比例係數．還可以得到調幅指數的運算式：動畫演示載頻分量產生的平均功率：兩個邊頻分量產生的平均功率相同，均為：調頻信號總平均功率：返回２.普通調幅信號的產生和解調方法普通調幅信號的解調方法有兩種，即包絡檢波和同步檢波．（１）包絡檢波．利用普通調幅信號的包絡反映了調製信號波形變化這一特點，如能將包絡提取出來，就可以恢復原來的調製信號．這就是包絡檢波原理．下圖給出了包絡檢波的原理圖．返回

低電平調幅原理圖

包絡檢波原理圖非線性器件輸出電流為:(2)同步檢波.同步檢波必須採用一個與發射端載波同頻同相(或固定相位差)的本地載波，稱為同步信號。返回同步檢波可由乘法器和低通濾波器實現,其原理如下圖:同步檢波原理圖乘法器另一輸入同步信號為:返回乘法器輸出為:其中是乘法器增益.

綜上所述,包絡檢波與同步檢波都是利用普通調幅信號中的邊頻分量與載波信號分量進行處理,其差頻就是調製信號的頻率分量.返回6.2.2雙邊帶調幅方式設載波為,單頻調製信號為,則雙邊帶調幅信號為:其中k為比例係數．１．雙邊帶調幅信號的特點此動畫顯示了單頻調製雙邊帶調幅信號的有關波形與頻譜圖.其中是乘法器增益．返回上一頁２.雙邊帶調幅信號的產生與解調方法同步信號為，則乘法器輸出為：6.2.3單邊帶調幅方式單邊帶調幅方式是指僅發送上、下邊帶中的一個.如以發送上邊帶為例，則單頻調製單邊帶調幅信號為：由上式可見，單頻調製單邊帶調幅信號是一個角頻率為的單頻正弦波信號，但是，一般的單邊帶調幅信號波形卻比較複雜．不過有一點是相同的，即單邊帶調幅信號的包絡已不能反映調製信號的變化．單邊帶調幅信號的帶寬與調製信號帶寬相同，是普通調幅和雙邊帶調幅信號帶寬的一半．產生單邊帶調幅信號的方法主要有：１.濾波法２.相移法３.相移濾波法返回６.２.４殘留邊帶調幅方式殘留邊帶調幅是指發送信號中包括一個完整邊帶、載波及另一個邊帶的小部分（即殘留一小部分）．這樣，既比普通調幅方式節省了頻帶，又避免了單邊帶調幅要求濾波器衰減特性陡峭的困難，發送的載頻分量也便於接收端提取同步信號．殘留邊帶調幅發送和接收濾波器幅頻(a)發送(b)接收返回例6.1一直調製信號頻率範圍為300Hz～4kHz，分別採用普通

調幅（平均調幅指數調幅三種方式，如要求邊帶功率為10W，分別求出每種調幅方式的頻帶寬度、發射總功率及功率利用率。）、雙邊帶調幅和單邊帶解：普通調幅：由式（6.2.6）可得邊帶功率故

所以

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雙邊帶調幅：

單邊帶調幅：

返回上一頁

返回下一頁６.２.5正交調幅方式1.正交調幅信號的特點

正交調幅信號是兩個頻率相同但相位差為90度的正弦波，以雙邊帶調幅的方法同時傳送兩路相互獨立信號的一種特殊調製方式2.正交調幅信號的產生與解調的方法對正交調幅信號分別用兩個相差為90度的本地載波進行同步檢波，就可以恢復原來的兩路調製信號6.3

調幅電路高電平調幅是指在高電平狀態下進行調幅，輸出功率大．調幅電路分為高電平調幅與低電平調幅兩種類型．

6.3.1高電平調幅電路6.3.2低電平調幅電路返回

丙類諧振功放的調製特性分為基極調製特性和集電極調製特性兩種，據此可以分別組成基極調幅電路和集電極調幅電路．現以集電極調幅電路為例，說明高電平調幅的原理．6.3.1高電平調幅電路集電極調幅電路原理基極調幅電路原理返回6.3.2低電平調幅電路模擬乘法器是低電平調幅電路的常用器件，它不僅可以實現普通調幅，也可以實現雙邊帶調幅與單邊帶調幅．既可以用單片集成模擬乘法器來組成低電平調幅電路，也可以直接採用含有模擬乘法器部分的專用集成調幅電路．1.單片集成模擬乘法器模擬乘法器可實現輸出電壓為兩個輸入電壓的線性積，典型應用包括：乘、除、平方、均方、倍頻、調幅、檢波、混頻、相位檢測等．2.模擬乘法器調幅電路下圖是用MC1596組成的普通調幅電路．返回下一頁MC1596組成的普通調幅或雙邊帶調幅電路返回上一頁6.4

檢波電路

6.4.1包絡檢波電路

6.4.2同步檢波電路返回6.4.1包絡檢波電路

1.工作原理①由於，故上升快，下降慢．②除了起始幾個週期外，二極體導通時間均在輸入高頻振盪信號的峰值附近，如，，，且時間很短，或者說，其導通角θ很小．③在正常情況下，導通角θ越小，曲線與的包絡線越接

近．若θ→０，則曲線就幾乎完全反映了的包絡線即調制信號波形，此時檢波效率最高，失真最小．檢波效率動畫2.性能指標１）檢波效率．由式（６.４.２）可知，大，則越小，越大．如果考慮到二極體的實際壓不為零，以及充電電流在二極體微變等效電阻上的電降等因素，實際檢波效率比以上公式計算值要小．２）等效輸入電阻．由於二極體在大部分時間處於截止狀態，僅在輸入高頻信號的峰值附近才導通，所以檢波器的暫態輸入電阻是變化的．３）惰性失真．返回或R越導通電單頻調幅波的包絡線運算式為：其下降速率為：因為電容通過Ｒ放電時，電容電流與電阻電流大小相同，即：所以電容電壓的減小速率４）底部切割失真．返回在開始放電時刻，電容電壓可近似視為包絡電壓，故避免惰性失真的不等式可寫為：即又可寫成：在時有最大值．此時不等式的解為：６.４.２同步檢波電路返回MC1496組成的同步檢波電路６.５混頻在通信接收機中，混頻電路作用在於將不同載頻的高頻調波信號變換為同一個固定載頻（一般稱為中頻）的高頻已調波信號，而保持其調製規律不變．例如，在超外差式廣播接收機中，把載頻位於535kHz～1605kHz中波波段各電臺的普通調幅信號變換為中頻為465kHz的普通調幅信號，把載頻位於88MHz的各調頻臺信號變換為中頻為10.7MHz的調頻信號，把載頻位於四十幾兆赫至近千兆赫頻段內各電視臺信號變換為中頻為38MHz的視頻信號．由於設計和製作增益高，選擇性好，工作頻率較原載頻低的固定中頻放大器比較容易，所以採用混頻方式可大大提高接受機的性能．返回６．５．１混頻原理及特點６．５．２混頻干擾６．５．3混頻器的性能指標６．５．4混頻電路返回6.5.1混頻原理及特點混頻電路原理圖普通調頻信號混頻頻譜圖動畫演示特點：（１）混頻電路的輸入輸出均為高頻已調波信號．（２）混頻電路通常位於接受機前端，不但輸入已調波信號很小，而且若外來高頻干擾信號能夠通過混頻電路之前的選頻網路，則也可能進入混頻電路．選頻網路的中心頻率通常是輸入已調波信號的載頻．返回６.５.２混頻干擾混頻電路的輸入除了載頻為的已調波信號和頻率為還可能有從天線進來的外來干擾信號．的本振信號之外,外來干擾信號包括其他發射機發出的已調波信號和各種雜訊.假定有兩個外來干擾信號和,設其頻率分別為和.

、和、以下分別簡稱為信號、本振和外來干擾.

下麵以音頻調幅信號為例,對混頻干擾的幾種不同形式和來源進行討論,最後給出瞭解決措施.1.信號和本振產生的組合頻率干擾2.一個外來干擾和本振產生的組合頻率干擾若外來干擾和本振產生的無用組合頻率分量滿足則也會產生干擾作用.返回1)中頻干擾.當p=0,r=1時,,即外來干擾頻率與中頻相同.2)鏡頻干擾.當p=r=1時,.因為,所以與在頻率軸上對稱分列於的兩旁,互為鏡像,故稱為鏡像頻率(簡稱鏡頻).3.兩個外來干擾和本振產生的組合頻率干擾若兩個外來干擾能夠進入混頻電路,並且和本振共同產生的組合頻率分量滿足則也會產生干擾作用,通常稱為互相調製干擾(簡稱互調幹擾).其中,r=1,s=2和r=2,s=1兩個組合頻率分量影響最大,由於r+s=3,故稱為三階互調幹擾.顯然,其中兩個外來干擾頻率與載頻的關係分別為:

返回4.外來干擾和信號，本振產生的交叉調製干擾5.包絡失真和強信號阻塞干擾6.減小或避免混頻干擾的措施（１）選擇合適的中頻（２）提高混頻電路之前選頻網路的選擇性減少進入混頻電路的外來干擾，這樣可減小交調幹擾和互調幹擾．（３）採用具有平方律特性的場效應管，模擬乘法器或利用平衡抵消原理組成的平衡混頻電路或環行混頻電路，可以大大減少無用組合頻率分量的數目，尤其是靠近有用頻率的無用組合頻率分量，從而降低了各種組合頻率分量干擾產生的可能性.返回6.5.3混頻的性能指標1、混頻增益

混頻增益定義為混頻器輸出中頻信號與輸入信號大小之比。2、雜訊係數

混頻器的雜訊係數定義為混頻器輸入信噪功率比和輸出中頻信號雜訊功率的比值。3、隔離度4、1dB壓縮點功率和三階互調截點功率返回6.5.4混頻電路電晶體混頻電路具有增益高，雜訊低的優點，但混頻干擾大．場效應管混頻電路由於其平方律特性，受混頻幹擾小．二極體平衡和環行混頻電路結構簡單，雜訊低，受混頻干擾小，工作頻率高（可達近千兆赫）．採用模擬乘法器組成的集成混頻電路，不但受混頻干擾小，而且調整容易，輸入信號動態範圍較大．１．電晶體混頻電路如下圖是電晶體混頻電路原理圖．圖中調諧於輸入，調諧於中頻信號的載頻，本振與迭加後作為偏置電壓．由於振幅很小，振幅較大，所以可以視為線形時變工作狀態．採用５.3節的分析方法，參照式(5.3.4)可以看到，中含有的組合頻率分量為：返回

其中中頻電流分量為:若定義混頻跨導,即中頻電流振幅與輸入信號振幅電晶體混頻電路原理圖之比,則有:返回若回路總諧振電導為,則可以求得混頻電壓增益

給混頻電路提供的本振信號可以由單獨的振盪電路產生,也可以由混頻電晶體本身產生.由一個電晶體同時產生本振信號、實現混頻的電路通常稱為變頻器.下圖給出了一個典型收錄機變頻器電路.返回上一頁下一頁電晶體變頻器例6.4在圖6.5.3所示電晶體混頻電路中，已知本振電壓。，且，電晶體轉移特性為，輸出回路諧振,求混頻跨導和混頻電壓增益解：先求時變跨導g(t)，然後再根據式（5.3.2）對g(t)積分，求g(t)傅裏葉展開式中的基波振幅,再由式(6.5.7)和(6.5.8)得到和。電阻是因為所以

將代入，得到

由此可求得：

返回上一頁下一頁2.二極體混頻電路下圖(a)是二極體平衡混頻電路原理圖,(b)是其等效電路.二極體平衡混頻電路原理圖返回若忽略輸出電壓的回饋作用,則加在兩個二極體上的電壓分別是:

流過兩個二極體的電流可分別寫成:

輸出回路電流