高频电子线路_张肃文_4版课件(全)ch3.5
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高频电子线路课件第
主要教材
高频电子线路
高等教育出版社 张肃文主编
华侨大学IC设计中心
高频电子线路学习指导与题解
高等教育出版社 张肃文主编
高频通信电子Βιβλιοθήκη 路天津理工大学 高频电子线路教研组编
教辅参考资料
华侨大学IC设计中心
1. 沈琴 非线性电子线路 高等教育出版社 2004年 2. 谢嘉奎 电子线路-非线性部分高等教育出版 2000年 3. 董在望 通信电路原理 高等教育出版 2002年 4. 张肃文 高频电子线路 高等教育出版社 1993年 5. 张凤言 电子线路基础 高等教育出版 1995年 6.高吉祥 高频电子线路 电子工业出版社 2005年 7.曾兴雯 高频电子线路 西安电子科技大学出版社 2000
无线电通信发展史
华侨大学IC设计中心
早期萌发：
古代的烽火 近代的旗语 19世纪电 磁学理论 1864麦克斯韦 电报（1837莫尔斯） 电磁场方程 电话（1876贝尔） 1887赫兹证明 电磁波的 存在
电磁波 传送信息
无线电 通信 无线电通信 实用阶段
马可尼 1895年首次百米距离通信 （意） 1901年首次横渡大西洋通信 发送设备：火花发射机、电弧发生器等 接收设备：粉末检波器
高频电子线路与无线通信系统
华侨大学IC设计中心
电信系统：传送光或电信号的系统 无线通信系统：以无线介质传送光或电信号的系统。
高频电路是通信系统, 特别是无线通信系统的基础, 是无线通信设备的重要组成部分。 各种不同类型的通信系统, 其系统组成和设备的复 杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路 及其原理都是相同的, 遵从同样的规律。 本课程将 以模拟通信为重点来研究这些基本电路, 认识其规 律。 这些电路和规律完全可以推广应用到其它类 型的通信系统。
高频电子线路
高等教育出版社 张肃文主编
华侨大学IC设计中心
高频电子线路学习指导与题解
高等教育出版社 张肃文主编
高频通信电子Βιβλιοθήκη 路天津理工大学 高频电子线路教研组编
教辅参考资料
华侨大学IC设计中心
1. 沈琴 非线性电子线路 高等教育出版社 2004年 2. 谢嘉奎 电子线路-非线性部分高等教育出版 2000年 3. 董在望 通信电路原理 高等教育出版 2002年 4. 张肃文 高频电子线路 高等教育出版社 1993年 5. 张凤言 电子线路基础 高等教育出版 1995年 6.高吉祥 高频电子线路 电子工业出版社 2005年 7.曾兴雯 高频电子线路 西安电子科技大学出版社 2000
无线电通信发展史
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早期萌发：
古代的烽火 近代的旗语 19世纪电 磁学理论 1864麦克斯韦 电报（1837莫尔斯） 电磁场方程 电话（1876贝尔） 1887赫兹证明 电磁波的 存在
电磁波 传送信息
无线电 通信 无线电通信 实用阶段
马可尼 1895年首次百米距离通信 （意） 1901年首次横渡大西洋通信 发送设备：火花发射机、电弧发生器等 接收设备：粉末检波器
高频电子线路与无线通信系统
华侨大学IC设计中心
电信系统：传送光或电信号的系统 无线通信系统：以无线介质传送光或电信号的系统。
高频电路是通信系统, 特别是无线通信系统的基础, 是无线通信设备的重要组成部分。 各种不同类型的通信系统, 其系统组成和设备的复 杂程度都有很大不同。但是组成设备的基本电路 及其原理都是相同的, 遵从同样的规律。 本课程将 以模拟通信为重点来研究这些基本电路, 认识其规 律。 这些电路和规律完全可以推广应用到其它类 型的通信系统。
高频电子线路张肃文第五版Chapter4非线性电路时变参量电路和变频器PPT课件
1. 混频器的组成
混频：对信号进行频率变换，将其载频变换到某一
固定频率上，而保持原信号的特征不变。
中频
混频器的电路组成如图所示
如调幅规律
vs
混频器
非线性器件
滤波器
vi
t
t
fs
f
1.7~6MHz
2020/11/15
v0
本地
t
振荡器
2.165~6.465MHz
f0
f
Copyrights® yaoping. All rights reserved.
以及直流分量，从而实现了变频。
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9
例5.2 若某非线性元件的伏安特性为
ib0b1vb3v3
试问：能否用该元件进行变频、调幅和振幅检波？ 为什么？
分析：v2ω1ω2
v 3 2 ω 1 ω 2 ,ω 1 2 ω 2 ,3 ω 1 ,3 ω 2
若能进行调幅、检波的话，电流 i 中必须含有
igm Vbem cosst
②模拟乘法器电路分析法 利用差分对乘法器组成集成电路的一种分析方法。
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7
2)开关函数法：适用于器件反向偏置的情况。
D
+ -V1 (t)
+V2 (t)
v1(t)V1mco1 st i v2(t)V2mco2 st
RL
i
rd
1 RL
(v1
v2)
v2 0
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5
2)折线分析法
适用于大信号情况。
在大信号条件下，忽略ic～uB非线
ic
性特性尾部的弯曲部分，由AB、BC
两个直线段所组成的折线来近似代 C 替实际的特性曲线，而不会造成多
高频电子线路上课ppt
还原
所传送信息
3. 传输信道（无线信道、有线信道）
下面主要介绍无线信道
电磁波谱
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电 磁波，按波长或频率的不同顺序排列起来，称做电磁波谱． 可见光 无线电波 微波 红外线 X射线 紫外线 射线 f/HZ /m
104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 -4 10-6 10-8 10-10 104 102 100 10-2 10
本书涉及的频率范围：几百kHz ~ 几百MHz 例：300KHz～300MHz 对应波长 1000m ～1m
无线电频谱
课程性质：
电子、通信类专业的重要专业基础课。 与相关课程之间的关系：
先修课程：电路分析、模拟电子线路、信号与系统。 电路（是基础） 模拟电子线路（低频电路） 信号与系统（分析工具）
100～1000m
300～3000KHz
中频 (MF)
高频 (HF)
地波，天波
广播，通信， 导航
广播， 中距离通信 移动通信，电视广播， 调频广播，雷达导，航 等 通信，中继通信，卫星 通信，电视广播，雷达 中继通信，雷达，卫星 通信 微波通信，雷达
10～100m
3～30MHz
天波，地波
1～10m
30～300MHz
信 道 解 码
同 步
保 密 解 码
压 缩 解 码
信 宿
信源编码
噪 声
信源解码
发送端
接收端
数字通信系统模型
（3）按传输媒介（信道）的物理特征可分为： 有线通信系统和无线通信系统
有线(包括光纤)通信系统——利用导线(光导 纤维) 传送信息； 无线通信系统——利用电磁波传送信息； 在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。
高频电子线路课件：第一章
2f 0.7 Q0 f0
2f 0.7 BW0.7
BW0.7 BW0.1
f0 通频带：BW0.7 0.7 Q0
f0 1 1 0.7 1 BW0.7 N ( 0.7 ) Q0 2 1 0.7
BW0.1 0.1 矩形系数：K 0.1 BW0.7 0.7 1 1 N ( 0.1 ) 2 0.1 10 K 0.1 10 10 1 0.1
若 Ig 0 则输出电压相位： arctan
V0 1 归一化谐振曲线：N ( ) 2 V0 m 1
电路参数： 与串联谐振回路完全一样！
f0 通频带： BW0.7 Q0
2
矩形系数：K 0.1 10
2
N ( )
1
2
1 幅频特性
arctan
第一章 高频小信号放大器
一、概述 高频宽带放大器 高频窄带放大器 高频窄带放大器作用：
从所接收的众多电信号中，选出有用信 号并加以放大（或对已调制信号放大），而 对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以 提高信号的质量和抗干扰能力。
应用：广播、电视、 通信、雷达、测量等 设备中。
主要性能指标： 增益（电压增益、功率增益） 通频带
互感耦合谐振 耦合系数：
电容耦合谐振
耦合系数：
Cm k (C1 Cm )(C2 Cm )
k
M ( L1 M )( L2 M )
Cm为耦合电容
为了简化分析和计算，假设初次级 回路完全一样，即： L L L C1 C2 C Rp1 Rp2 Rp
1 2
Cm C
R Rp
2f 0.7 BW0.7
BW0.7 BW0.1
f0 通频带：BW0.7 0.7 Q0
f0 1 1 0.7 1 BW0.7 N ( 0.7 ) Q0 2 1 0.7
BW0.1 0.1 矩形系数：K 0.1 BW0.7 0.7 1 1 N ( 0.1 ) 2 0.1 10 K 0.1 10 10 1 0.1
若 Ig 0 则输出电压相位： arctan
V0 1 归一化谐振曲线：N ( ) 2 V0 m 1
电路参数： 与串联谐振回路完全一样！
f0 通频带： BW0.7 Q0
2
矩形系数：K 0.1 10
2
N ( )
1
2
1 幅频特性
arctan
第一章 高频小信号放大器
一、概述 高频宽带放大器 高频窄带放大器 高频窄带放大器作用：
从所接收的众多电信号中，选出有用信 号并加以放大（或对已调制信号放大），而 对其它无用信号、干扰与噪声进行抑制，以 提高信号的质量和抗干扰能力。
应用：广播、电视、 通信、雷达、测量等 设备中。
主要性能指标： 增益（电压增益、功率增益） 通频带
互感耦合谐振 耦合系数：
电容耦合谐振
耦合系数：
Cm k (C1 Cm )(C2 Cm )
k
M ( L1 M )( L2 M )
Cm为耦合电容
为了简化分析和计算，假设初次级 回路完全一样，即： L L L C1 C2 C Rp1 Rp2 Rp
1 2
Cm C
R Rp
高频电子线路张肃文版全ch优秀课件
通信的传输媒质
图 1.3.1 电磁波传播的几种方式
《
1.3 高
频 电
通信的传输媒质
子 线
高频电子线路的工作频段
路
》
（
第
四
版பைடு நூலகம்
）
张 肃 文
音频
射频
微波
主
编
高
等
教
育 出
300KHz
300MHz
版
社
End
高频电子线路张肃文版全ch优 秀课件
1.3 《
高 频
通信的传输媒质
电
子
线 发送设备
传输媒质
接收设备
路
》
（
图 1.2.3 通信系统框图
第
四
版 有线通信传输媒质有：
）
张 肃
双线对电缆
文
主 编
同轴电缆
高
等 教
光纤（光缆）
育 出
无线通信的传输媒质是自由空间。
版
社
《
1.3 高
频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
上海交通大学张肃文高频课件
通常用波形图或数学表达式描述，f(t) 2.频谱特性
(角)频率和振幅之间的关系。F(ω) 有幅频特性和相频特性。 周期信号离散的频谱；非周期信号连续的 频谱。 较复杂的信号用频谱表示较为方便。 重要参数是频带宽度。 例：语音范围在 100HZ-6KHZ， 一般在 300-3400HZ，
调幅带宽为 9KHZ， 调频带宽为 200KHZ， 电视带宽为 8MHZ。 频分复用是无线通信采用高频原因之一。 三.频率特性 指无线电信号的频率或波长。 无线电波在电磁波频谱中的位置看p5，在 电磁波中无线电波频率相对较低，波长相 对较长。 无线电波波段划分：p5
规律变化。 调频(FM): 高频载波的频率按调制信号的
规律变化。 调相(PM): 高频载波的相位按调制信号的
规律变化。 脉冲调制: 当载波信号为脉冲信号时的上述
调制的总称。 解调(检波、鉴频、鉴相): 调制的逆过程。
• § 1.3 本课程的特点 一.功能多样化
放大、振荡、频变。 二.电路多样化，分立为基础
二极管、三极管、场效应管、变容二极管。 三.概念多，分散
章与章之间联系少。 四.非线性电路分析方法
除高频小信号谐振放大器外，都属于非线 性电路，所以不能用线性电路的分析方法和
定理，如微变等效电路法，叠加定理。而 非线性分析不成熟或无分析法，只有特定 的解。 多采用工程估算，高一级可采用CAD辅助 分析，EAD辅助设计。 要求： 1.典型基本电路工作原理, 工程估算。 2.基本概念。 3.非线性电路分析方法。
发射：
语 低频 音 放大器
3003400HZ
载波 振荡器
调制器
高频电路
高频小信号 放大器
高频功率 放大器
接收：
高频小信号 放大器
高频电子线路课件
第1章 绪 论
各部分作用： 各部分作用： (1)振荡器 ) 的高频振荡信号，几十千赫以上。 产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。
调幅广播发射机的组成
(2)高频放大器 ) 多级小信号谐振放大器， 放大振荡信号， 多级小信号谐振放大器 ， 放大振荡信号 ， 使频率倍增 并提供足够大的载波功率。 至 fc，并提供足够大的载波功率。 (3)调制信号放大器 ) 多级放大器，前几级为小信号放大器， 多级放大器 ， 前几级为小信号放大器 ， 放大微音器的 电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。 电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。 (4)振幅调制器 ) 实现调幅功能， 实现调幅功能 ， 将输入的载波信号和调制信号变换为 所需的调幅波信号，并加到天线上。 所需的调幅波信号，并加到天线上。
18
第1章 绪 论
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成
发送设备
接收设备
超外差形式
19
第1章 绪 论
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 图中虚线以上部分为发送设备 发信机 图中虚线以上部分为发送设备(发信机 ， 发送设备 发信机)， 虚线以下部分为接收设备 收信机)， 虚线以下部分为接收设备(收信机 ， 接收设备 收信机 天线及天线开关为收发共用设备。 天线及天线开关为收发共用设备。 为收发共用设备 信道为自由空间。 信道为自由空间。 为自由空间 话筒和扬声器属于通信的终端设备，分别为信源和 话筒和扬声器属于通信的终端设备，分别为信源和 属于通信的终端设备 信宿。 信宿。 接收机一般都采用超外差的形式。 接收机一般都采用超外差的形式。 一般都采用超外差的形式
2
第1章 绪 论
参考书
相关主题
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图3.5.7 次级回路电压归一化 高 等 的频率响应曲线 教 育 一般采用稍大于1，这时在通带内放大均匀，而在 出 版 通带外衰减很大，为较理想的幅频特性。 社
End
V1 I1 (M ) 2 Z11 Z 22 2 (M ) Z f1 Z 22
图3.5.4 初级等效电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
反射阻抗，又称为耦合阻抗，它的物理意义是：次 高 等 教 级电流通过互感Ｍ的作用，在初级回路中感应的电动势 育 对初级电流的影响，可用一个等效阻抗Z 来表示。 f1 出 版 社
由基尔霍夫定律得出回路电压方程为
V1 I1 Z11 jM I 2 0 I 2 Z 22 jM I 1
解得
V1 I1 2 (M ) Z11 Z 22
V2 jM Z11 I2 2 (M ) Z 22 Z11
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编
图 3.5.1 各式耦合电路
《 高 频 电 子 在耦合回路中接有激励信号源的回路称为初级回 线 路 路，与负载相接的回路称为次级回路。 》 （ 为了说明回路间的耦合程度，常用耦合系数ｋ来 第 四 表示，它的定义是：耦合回路的公共电抗（或电阻） 版 ） 绝对值与初、次级回路中同性质的电抗（或电阻）的 张 肃 几何中项之比，即 文 主 12 编 高 等 教 育 出 版 社
图3.5.5 次级等效电路的两种形式
在次级回路中反射阻抗Zf2：
Z f2
(M ) Z11
2
End
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
图3.5.6 矩形选频特性与单回路谐振曲线
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编
k
X
X 11 X 22
《 高 频 电 在高频电子线路中，常采用图３.５.２所示的两种耦合回 子 线 路。图３.５.２（ａ）为互感耦合串联型回路；（ｂ）为电容耦 路 》 合并联型回路。 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
图 3.5.2 两种常用的耦合回路
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
图3.5.5 次级等效电路的两种形式
V2 jM Z11 I2 (M ) 2 Z 22 Z11
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
图3.5.3 互感耦合回路的一般形式
由基尔霍夫定律得出回路电压方程为
V1 I1 Z11 jM I 2
0 I 2 Z 22 jM I 1
式中，Z11为初级回路的自阻抗，即Z11=R11+jX11, Z22为次级回路的自阻抗，即Z22=R22+jX22。
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
3.5.1 3.5.2
互感耦合回路的一般性质 耦合振荡回路的频率特性
《 高 频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
耦合回路是由两个或两个以上的电路形成的一个 网络，两个电路之间必须有公共阻抗存在，才能完成 耦合作用。