《期末总复习》课件.ppt

1、期末总复习,第1章 绪论,考核知识点 1. 了解通信系统中的信号的变换过程，无线电波的传播方式和频段划分。 2. 掌握通信系统的基本原理及信号传输的框图。,1、通信和通信系统,通信系统：完成信息传输的系统。 通信系统的基本模型,信源,发送设备,信道,接收设备,收信者,变换器,变换器,噪声,2、通信系统中信号的三种形式,(1)基带信号：也称消息信号或调制信号，表示信息的电信号。例如：话音、图象信号。,(2)高频载波信号：确知的单一频率的正弦波信号。,(3)已调波信号：已载有基带信号的高频载波信号。,调制：用需要传输的基带信号去控制高频载波信号的某一参数振幅、角频率或相位，使其随基带信号的变化而变

2、化，这一过程称为调制。 通俗地说，就是用高频振荡信号作为运载工具，将携带信息的低频信号“装载”到高频振荡信号上。 解调：从已调信号中还原出基带信号的过程。,调制的概念,3、无线电广播的发射与接收,高频谐振 放大器,消息信号,（1）发送设备,（2）接收设备,fo-fs=fi,（2）视距传播（直射波） 特点：收、发信高架（高度比波长大的多）。主要用于超短波、微波波段的通信和电视广播。例如，卫星通信采用视距传播。,（1）地波传播（绕射波） 特点：波长愈长，传播损耗愈小。主要用于中、长波无线电通信和导航。例如，收音机接收的广播电台中波信号。,4、无线电波的传播方式和频段划分,（3）天波传播，也称电离层

3、传播（反射波） 特点：损耗小，传播距离远；因电离层状态不断变化使天波传播不稳定；因要满足从电离层返回地面的条件，工作频率受到限制。主要用于短波、中波的远距离通信和广播。例如，收音机接收的广播电台短波信号或军用短波电台。,三种传播方式示意图如下,无线电波的波段划分,第2章 通信电子线路基础,1. 掌握BJT的高频小信号模型 2.掌握串联与并联谐振回路的主要性能：谐振条件与谐振曲线，通频带，Q值的意义； 2. 掌握两种谐振回路的阻抗互换与抽头的阻抗变换。 3. 熟悉石英晶体滤波器的特性，其他形式的滤波器作一般了解。,2. 1 BJT的高频小信号模型,一、混合等效电路,混合型等效电路,二、三极管的Y

4、参数等效电路,三极管处在小信号线性放大状态时，可以近似为线性器件。因此，我们避开三极管的内部结构，将其看成一个线性二端口网络，如下图所示，从而可以用网络参数等效电路来等效三极管。,Y参数等效电路,三极管的二端口模型,2.2 无源谐振网络,任务：信号传输、频率选择和阻抗变换等。,一、LC串联谐振回路：r是L和C的损耗之和,（1）串联谐振频率：,（2）品质因数：回路谐振时无功功率 与损耗功率之比,（3）特性阻抗： 谐振时容抗或感抗的值,（4）广义失谐：能够清楚的反映失谐的大小,通信电路中用到的谐振电路多为窄带电路，即与0很接近，则有,a、并联谐振频率,b、品质因数,c、广义失谐,二、并联谐振回路,

5、1、基本概念： LC理想，g0是L和C的损耗之和。,2、并联谐振回路的幅频特性和相频特性,d、 通频带,e、 矩形系数,BW0.7,曲线越窄，选频特性越好，定义当U下降到U0的 时，对应的频率范围为通频带BW0.7,例：已知并联谐振回路的 fo=465KHz，C=200pF，BW0.707=8kHz，求: (1) 回路的电感L和品质因数QL； (2) 如将通频带加宽为10kHz，应在回路两端并 接一个多大的电阻？,解:（1）,谐振时的阻抗： Ro=QLoL 98.4K,（2）设要并接的电阻为RL，由题意知,例：对于收音机的中频放大器，其中心频率f0=465kHz，BW0.707=8kHz，回路

6、电容C=200 PF， （1）试计算回路电感和 QL值。（2）若电感线圈的 QO=100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求。,解(1)：,答：回路电感为0.586mH,有载品质因数为58.125,这时需要并联237.66k的电阻。,(2),电感的等效损耗电阻,解得,电路总的等效损耗电阻,例：图示为波段内调谐用的并联振荡回路，可变电容 C的变化范围为 12260 pF，Ct为微调电容，要求此回路的调谐范围为 5351605 kHz，求回路电感L和Ct的值，并要求C的最大和最小值与波段的最低和最高频率对应。,解：,答：电容Ct为19pF，电感L为0.3175mH.,解得,Ct=19pF,L=

7、0.3175mH,3、部分接入的并联谐振回路（抽头并联谐振回路）,目的：实现阻抗匹配；减小负载对谐振回路的影响,a、自耦变压器部分接入电路,1、电感抽头接入回路L1与L2间无互感,2、电感抽头接入回路L1与L2间有互感M,3、电感抽头接入回路L1与L2间完全耦合,接入系数：,接入系数：,接入系数：,接入系数：,信号源的匹配: Rs=R0,可以通过改变电感抽头的位置来实现信号源的阻抗匹配。,从功率相等的关系看：,b、电容抽头部分接入电路,可以通过改变电容的分压比来实现信号源的阻抗匹配。,接入系数:,信号源的匹配:,负载部分接入电路实现阻抗变换,接入系数：,接入系数：,例：图示电路是一电容抽头的并

8、联振荡回路，信号角频率=10106rad/s。试计算谐振时回路电感L和有载QL值（设线圈Qo值为100）。,解：由题意知,2.2.2 无源固体组件(固体滤波器) 一、石英晶体谐振器 1、电器特性,利用石英晶体的压电效应和逆压电效应可以将其制成晶体谐振器。通常把基频谐振称为基音谐振，把高次谐波上的谐振称为泛音谐振。 一般的用图示的LC谐振回路来模拟石英晶体的电特性。,容性,感性,2.3 干扰和噪声,通信电子线路处理的信号，多数是微弱的小信号，因而很容易受到内部和外界一些不需要的电压、电流及电磁骚动的影响，这些影响称为干扰（或噪声），当干扰（或噪声）的大小可以与有用信号相比较时，有用信号将被它们所

9、“淹没”。为此，研究干扰问题是电子技术的一个重要课题。 一般来讲，除了有用信号之外的任何电压或电流都叫干扰（或噪声），但习惯上把外部来的称为干扰，内部固有的称为噪声。,2.3.1 外部干扰,一、外部干扰的来源,外部干扰分为自然干扰和人为干扰。自然干扰是大气中的各种扰动。人为干扰是各种电器设备和电子设备产生的干扰。,2.3.2 内部噪声,内部噪声分为人为噪声和固有噪声两类,固有噪声是一种起伏型噪声，它存在于所有的电子线路中，其主要来源是电阻热噪声和半导体器件的噪声。,一、电阻热噪声,1、电阻热噪声的基本概念,当温度大于300K时，作随机运动的自由电子，穿越电阻的运动过程，会在电阻两端产生的随机的

10、起伏噪声电压，下图是电阻起伏噪声电压波形的示意图。,起伏噪声电压是时间上连续的随机过程，根据概率统计理论，起伏电压的强度可以用其均方值表示。电阻R两端起伏噪声电压的均方值和均方根值为,功率谱密度定义是：单位频带内噪声电压（或电流）的均方值：,噪声电压的功率谱密度SU=4kTR 噪声电流的功率谱密度SI=4kTG,SU常用在串联电路中计算噪声，SI常用在并联电路中计算噪声,2、电路中电阻热噪声的计算,（1）单个电阻的热噪声强度,（2）多个电阻的热噪声强度,二、半导体器件的噪声,1、散粒噪声,2、分配噪声,三、信噪比和噪声系数,1、信噪比,2、噪声系数,3、噪声温度,3、闪烁噪声,作用：放大各种无

11、线电设备中的高频小信号（微弱），通常是窄带放大器，以各种选频电路作负载（并联、耦合谐振回路等），所以还具有选频或滤波作用。,组成：放大器件+负载回路（非线性）,要求：（1）增益要高 （2）选择性要好 （3）工作要稳定可靠 （4）噪声要小,另外，由于小信号谐振放大器放大的信号幅度很小，电路中用于放大的器件工作在线性范围，因而它们属于线性放大器，通常采用线性模型的等效电路分析法。,3.1.1 概述,3.1 小信号谐振放大器,第3章 小信号放大电路,3.1.2 单调谐回路谐振放大器电路,1、采用分压式稳定偏置电路； 2、输出端采用并联谐振电路，起选频作用，T的集电极采用部分接入，以提高谐振回路的有载

12、Q值； 3、信号输入与输出为实现阻抗匹配、满足最大功率传输均采用变压器耦合。,一、电路和工作原理,二、主要参数分析计算,1、放大器的交流小信号等效等效电路,2、分析计算 （1）电压增益（电压放大倍数）,当输出回路谐振时， =0，即为纯电导。因此，谐振时电压增益Auo为：,（2）功率增益（谐振时功率放大倍数）,a、失配损耗：如果负载失配导致输出功率减小引起的功率损耗。此时，,若谐振回路理想、无损耗，则go=0，当输出端匹配时n12goe=n22gL，输出功率最大，功率增益最大，记为APomax：,b、插入损耗：由于谐振回路的接入而引起功率增益下降，称为谐振回路的插入损耗（1Qe/Q）2 。这样任

13、意态下的功率增益表述为下式：,（3）选择性和通频带 选择性S：任意频率时的放大倍数与谐振时放大倍数之比定义 为放大器的选择性。,（4）矩形系数 矩形系数K：放大器电压增益下降至谐振时增益的0.1倍（或0.01倍）时，相应的通频带放大器通频带之比 ，即,K越接近于1,选频特性越好!,例31：单调谐回路放大器如图所示。已知工作频率f0 =30MHz， L13=1uH， Q0=80 ， N1320圈， N23=5圈，N454圈， Rb1=15k，Rb2=6.2k ，回路并联电阻R=4.3k ，负载电阻RL=620 。BJT的参数为：yie=(1.6+j4.0)mS， yre=0 ， yfe=(36.

14、4-j42.4)mS， yoe =(0.072-j0.60)mS 。 求：（1）画出高频等效电路 （2）计算回路电容 C （3）计算Aou，BW0.7 ，K0.1,解： （1）画高频等效电路,（2）计算回路电容 C,（3）计算Aou，BW0.7 ，K0.1,例32：单调谐回路放大器如图所示。设负载是与该放大器完全相同的下一级放大器，BJT的参数为：gie=1.1103S，goe=1.110-4S，|yfe|0.08S，Cie=25pF，Coe=6pF，N12=16圈，N1320圈， N454圈， L13=1.5uH，C=12pF，Q0=100。 求：f0，Aou，BW0.7,解：,1、负载是与该放大器完全相同的下一级放大器，所以gL=gie，CL=Cie,3.1.3 单调谐放大器的级连,目的：提高增益（各级增益相乘）；改善频率选择性。,一、同步调谐多级放大器（单级级连构成）,电压放大倍数：Au=Au1Au2Aun Au1n （每一级都相同）,矩形系数：,多级单调谐放大器的部分电路,二、参差调谐放大器,将若干个单级谐振放