高频电路原理与分析(精)PPT课件
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高频电路课件
频域分析
以频率为自变量，通过傅里叶变换将 时域信号转换为频域信号，适用于稳 态信号和周期性系统的分析。
电路仿真分析
电路仿真软件
如Multisim、SPICE等，可用于高频 电路的仿真分析，模拟电路的实际工 作情况。
仿真实验
通过电路仿真软件进行实验，可以避 免实际硬件实验的风险和成本，提高 实验效率和精度。
详细描述
滤波器在高频电路中广泛应用，根据不同的需求，可以选择不同的滤波器类型，如低通滤波器、高通 滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。滤波器设计需要考虑信号频率、带宽、插入损耗等因素。
放大器设计
总结词
放大器用于放大高频信号，提高信号的幅度和功率。
详细描述
放大器在高频电路中起着关键作用，其性能直接影响整个系统的性能。放大器设计需要 考虑增益、带宽、线性度、噪声系数等参数，同时还需要考虑散热和电磁兼容等问题。
高频电路应用领域
01
02
03
04
通信系统
高频电路在通信系统中用于信 号传输和处理，如手机、无线
局域网、卫星通信等。
雷达和导航系统
高频电路用于雷达和导航系统 的信号发射和接收，实现目标 探测、定位和跟踪等功能。
广播和电视系统
高频电路用于广播和电视系统 的信号传输和发射，实现音频
和视频信号的传输。
电子对抗系统
高频电路面临的挑战
01
02
03
信号衰减和失真
高频信号在传输过程中容 易发生衰减和失真，对电 路性能产生影响。
噪声干扰
高频电路容易受到各种噪 声的干扰，如热噪声、散 弹噪声等，影响信号的传 输质量。
材料限制
目前可用于高频电路的合 适材料有限，这限制了电 路性能的进一步提升。
高频电路原理和分析课件第7章_频率调制和解调
第7章 角度调制与解调
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调频电路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及附属电路 7.7 调频多重广播
第7章 角度调制与解调
概述
在无线通信中，频率调制和相位调制是又一类重要的 调制方式。
1、频率调制又称调频(FM)——模拟信号调制，它是使 高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化 的大小与调制信号成线性关系)，而振幅保持恒定的一种调 制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf ；
(2) 由于mf=Δ ωm/Ω=Δ fm/F，且Δ ωm=kfUΩ，因此调制指 数mf既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。 (3) 由于相邻两根谱线的间隔为调制信号频率，因此调制信 号频率越大，谱线间隔越大，在相同的调制指数mf时，最 大频偏也越大。
（7-3）
第7章 角度调制与解调
式中， m
m f 为调频指数。FM波的表示式为
u F M ( t ) U C c o s (c t m fs i n t ) R e [ U C e j e t e j m fs i n t ]
(7-4)
图7-1画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及 相应的瞬时频率和瞬时相位波形。
J
2 n
(mf
)
1
n
PFM
1 2RL
Uc2
Pc
（7-14） （7-15）
第7章 角度调制与解调
(7-15)式说明，调频波的平均功率与未调载波的平均 功率相等。当调制指数mf由零增加时，已调制的载波功 率下降，而分散给其他边频分量。这就是说，调频的过 程就是进行功率的重新分配，而总功率不变，即调频器 可以看作是一个功率分配器。
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调频电路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴频电路 7.6 调频收发信机及附属电路 7.7 调频多重广播
第7章 角度调制与解调
概述
在无线通信中，频率调制和相位调制是又一类重要的 调制方式。
1、频率调制又称调频(FM)——模拟信号调制，它是使 高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化(瞬时频率变化 的大小与调制信号成线性关系)，而振幅保持恒定的一种调 制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
些边频对称地分布在载频两边，其幅度取决于调制指数mf ；
(2) 由于mf=Δ ωm/Ω=Δ fm/F，且Δ ωm=kfUΩ，因此调制指 数mf既取决于最大频偏，又取决于调制信号频率F。 (3) 由于相邻两根谱线的间隔为调制信号频率，因此调制信 号频率越大，谱线间隔越大，在相同的调制指数mf时，最 大频偏也越大。
（7-3）
第7章 角度调制与解调
式中， m
m f 为调频指数。FM波的表示式为
u F M ( t ) U C c o s (c t m fs i n t ) R e [ U C e j e t e j m fs i n t ]
(7-4)
图7-1画出了频率调制过程中调制信号、调频信号及 相应的瞬时频率和瞬时相位波形。
J
2 n
(mf
)
1
n
PFM
1 2RL
Uc2
Pc
（7-14） （7-15）
第7章 角度调制与解调
(7-15)式说明，调频波的平均功率与未调载波的平均 功率相等。当调制指数mf由零增加时，已调制的载波功 率下降，而分散给其他边频分量。这就是说，调频的过 程就是进行功率的重新分配，而总功率不变，即调频器 可以看作是一个功率分配器。
高频电路原理与分析PPT课件
•15
第1章 绪论
1.3 本课程的特点
高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起 来的, 也只有通过实践才能得到深入的了解。 因此, 在 学习本课程时必须要高度重视实验环节, 坚持理论联系 实际, 在实践中积累丰富的经验。 随着计算机技术和电 子设计自动化（EDA技术）的发展, 越来越多的高频电 子线路可以采用EDA软件进行设计、 仿真分析和电路 板制作, 甚至可以做电磁兼容的分析和实际环境下的仿 真。因此, 掌握先进的高频电路EDA技术, 也是学习高 频电子线路的一个重要内容。
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成, 从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
•3
第1章 绪论
1.1.2 无线通信系统的类型 按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型: （1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所 谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适合无线电 发射和传播的频率。 无线通信的一个发展方向就是开 辟更高的频段。
•13
第1章 绪论
射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
•14
第1章 绪论
5. 调制特性 无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原 因就是高频适于天线辐射和无线传播。 只有当天线的尺 寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能 有效地接收信号。
第1章 绪论
1.3 本课程的特点
高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起 来的, 也只有通过实践才能得到深入的了解。 因此, 在 学习本课程时必须要高度重视实验环节, 坚持理论联系 实际, 在实践中积累丰富的经验。 随着计算机技术和电 子设计自动化（EDA技术）的发展, 越来越多的高频电 子线路可以采用EDA软件进行设计、 仿真分析和电路 板制作, 甚至可以做电磁兼容的分析和实际环境下的仿 真。因此, 掌握先进的高频电路EDA技术, 也是学习高 频电子线路的一个重要内容。
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成, 从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
•3
第1章 绪论
1.1.2 无线通信系统的类型 按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型: （1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所 谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适合无线电 发射和传播的频率。 无线通信的一个发展方向就是开 辟更高的频段。
•13
第1章 绪论
射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
•14
第1章 绪论
5. 调制特性 无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原 因就是高频适于天线辐射和无线传播。 只有当天线的尺 寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能 有效地接收信号。
高频电路原理与分析(全套课件865P)
– 掌握通信电子线路的基本组成和分析、计算方法；
– 培养通信电子线路的识图、作图和简单设计能力； – 培养分析和解决通信电子线路中实际问题的能力,培养创 新实践精神； – 了解通信电子线路的最新发展动态，为后续电子课程及 电子专业打下基础。
《高频电路原理与分析》
第1章绪论
要求：
1）了解通信电子线路的特点，通信电子信息产生、发射、接收的原理与 方法； 2）熟悉基本通信电子器件的功能特点和用途； 3）掌握基本通信电子线路的电路结构、分析方法和基本设计方法； 4）掌握基本通信电子线路实验技能和安装调试方法。 通过本课程的学习，应达到下列基本要求： (一)掌握以下定义、基本概念和基本原理：串联谐振、关联谐振、接入系 数、频率特性、通频带、选择性、品质因数、松耦合双调谐、参差调谐、 Y参数、截止频率、特征频率、谐振放大倍数、自给偏压、过压状态、欠 压状态、临界状态、阻抗区配、槽路效率、正弦波振荡器、压电效应、晶 体振荡、调幅、检波、抑制载波调幅、同步检波、调频、鉴频、限幅、频 谱图、变容二极管、电抗管、锁相、捕获、锁定、跟踪、变频、混频、干 扰、噪声、输出功率和效率。
第1章绪论
课程名称： 通信电子线路
英文名称：Communication electronic circuit
教材名称及作者：西安电子科技大学出版社 曾兴雯主编《高频电路原理与分析》（第四版） 21世纪高等学校通信类规划教材
《高频电路原理与分析》
第1章绪论
本课程的特点
课程的目的、要求 目的： – 了解通信电子信息产生、发射、接收的原理与方法； – 分析通信电子器件和通信电路的工作原理；
§1-1无线通信系统概述
一、概念 通信：不失真地将信息(消息)从一方传送到另一方。
《高频电子技术》ppt课件
Yie
Ib U b
|U c 0
输出交流短路时的输入
导纳
Y fe
Ic U b
|U c 0
输出交流短路时的正向
传输导纳
Yre
Ib U c
|Ub 0
输入交流短路时的反向
传输导纳
Yoe
Ic U c
|Ub 0
输入交流短路时的输出
导纳
Y参数是任务频率的函数，当任务频率不同时，即使是 同一晶体管，其Y参数也是不一样的。当任务频率比较 低，电容效应的影响可以不思索时，晶体管的Y参数才 可以以为近似不变。假设忽略Y参数的虚部,那么可得到 低频任务的Y参数值。
常用途理方法： 1 、中和法： 晶体管B、C 极之间参与一个电容 2、失配法：使晶体管的负载阻抗与输出阻抗不匹配
图3-9 中和法原理电路
失配法：
图3-10 共射-共基级联放大器交流等效电路
3.4 集中电路高频小信号放大器 由线性集成电路与选频电路相结合方式实现 又称模拟集成电路
3.4.1 线性宽频带集成放大电路 8FZ1 ULN2204
rbb`: 基区体电阻25Ω； rb`e:发射结电阻150Ω； Cb`e: 发射结电容500pF；
Cb`c: 集电结电容5pF ； rb`c:集电结电阻1MΩ ；(反偏， 很大，被Cb`c短接掉)
rce: 集-射极电阻100kΩ； Cce:集电极电容； (很大，被 rce短接掉)
gm: 晶体管跨导，反映放大才干； gm=IEQ/26=β0/rb`e 50ms
噪声 普通指内部噪声，又分自然和人为两类。自 然噪声有热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等，人为噪声有 交流噪声、感应噪声等。
干扰 普通指外部干扰，也分自然和人为两类。自 然干扰有天电干扰、宇宙干扰和大地干扰等。人为干扰 有工业干扰和无线电台干扰。
高频电子线路高频功率放大器教学课件PPT
工程上都采用近似估算和实验调整相结合的方法对高 频功率放大器进行分析和计算。折线法就是常用的一种 分析法。
对谐振功率放大器进行分析计算，关键在于求出电流 的直流分量Ic0和基频分量Icm1。
14
折线分析法的主要步骤：
1、测出晶体管的转移特性曲线ic~ eb及输出特性曲线ic~ ec， 并将这两组曲线作理想折线化处理
ic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+……
11
直流功率： PDC Vcc Ic0
输出交流功率：
Po
1 2
Vcm
Icm1
Vc2m 2R p
1 2
I c2m1R
p
Vcm 回路两端的基频电压
Icm1 基频电流
Rp
回路的谐振阻抗
放大器的集电极效率：
hc
Po PDC
1 2
为了阐明各种工作状态的特点和正确调节放大器，就应该了解 这几个参量的变化会使放大器的工作状态发生怎样的变化。
23
当放大器工作于谐振状态时，它的外
部电路关系式为
ic
eb= –VBB+Vbmcost
ec= VCC–Vcmcost
消去cost可得，
eb=
–VBB+Vbm
VCC Vcm
ec
另一方面，晶体管的折线化方程为
正好落在临界线上。
18
三、集电极余弦电流脉冲的分解
当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极电 流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界状态。
晶体管的内部特性为：
ic=gc(eb–VBZ) 它的外部电路关系式
eb= –VBB+Vbmcost
对谐振功率放大器进行分析计算，关键在于求出电流 的直流分量Ic0和基频分量Icm1。
14
折线分析法的主要步骤：
1、测出晶体管的转移特性曲线ic~ eb及输出特性曲线ic~ ec， 并将这两组曲线作理想折线化处理
ic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+……
11
直流功率： PDC Vcc Ic0
输出交流功率：
Po
1 2
Vcm
Icm1
Vc2m 2R p
1 2
I c2m1R
p
Vcm 回路两端的基频电压
Icm1 基频电流
Rp
回路的谐振阻抗
放大器的集电极效率：
hc
Po PDC
1 2
为了阐明各种工作状态的特点和正确调节放大器，就应该了解 这几个参量的变化会使放大器的工作状态发生怎样的变化。
23
当放大器工作于谐振状态时，它的外
部电路关系式为
ic
eb= –VBB+Vbmcost
ec= VCC–Vcmcost
消去cost可得，
eb=
–VBB+Vbm
VCC Vcm
ec
另一方面，晶体管的折线化方程为
正好落在临界线上。
18
三、集电极余弦电流脉冲的分解
当晶体管特性曲线理想化后，丙类工作状态的集电极电 流脉冲是尖顶余弦脉冲。这适用于欠压或临界状态。
晶体管的内部特性为：
ic=gc(eb–VBZ) 它的外部电路关系式
eb= –VBB+Vbmcost
《高频电路原理与分析(曾兴雯_第四版)》课件3-4
VT
VT
LB LB
UBB
LB U BB
+
Re -
CE
RB
CB
ube
Eb' Eb
Ub
t
ib
t
ic
icmax
t
ub=Ub cosω t ube=Eb+Ub cosω t
ic=Ic0+Ic1cosωt+Ic2cos2ωt+… +Icn cosnωt+… uo=uc=Ic1RL cosωt=Uc cosωt uce=Ec－uo=Ec－Uc cosωt
3.4.1
直流馈电线路
根据直流电源连接方式的不同，可分为： 串联馈电线路：直流电源、匹配网络和晶体管三者形成串 联连接的方式。 并联馈电线路：直流电源、匹配网络和晶体管三者形成并 联连接的方式。
串联馈电
并联馈电
1．集电极馈电电路：
（1） 集电极馈电电路的组成原则：
① i c 的直流分量 I CO 除晶体 管的内阻外，应予以短路， 以保证 E C 全部加在集电极 上，避免管外电路消耗电源 功率，即 PD I CO E C
复习
1、集电极电压利用系数的定义。 2、波形系数的定义。 3、什么是高频功放的动特性？ 4、高频功放有哪几种工作状态？
5、在哪种工作状态下输出功率最大？为什么？
主要内容
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 高频小信号放大器 高频功率放大器的原理和特性 高频功率放大器的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高效功放与功率合成 高频集成功率放大器简介
0r 0 C
2-5
一个5MHz的基频石英晶体谐振器，C0=6pF,
《高频高频电路基础》PPT课件
12 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
第2章 高频电路基础
2.1.2 高频电路中的组件
• 振荡（谐振）回路 • 高频变压器 • 谐振器 • 滤波器 • 平衡调制（混频）器 • 正交调制（混频）器 • 移相器 • 匹配器 • 衰减器 • 分配器与合路器等
13 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
dH( f ) 0 df
1.0 0.8
0.6
通频带外的幅频特性应满足
0.4
2Δf0.7
H(f)0
0.2
理想的幅频特性应是矩形， 0
既是一个关于频率的矩形窗函数。
f1 fo f2 2Δf0.1
理想 实际 f
定义矩形系数K0.1表示选择性：
K0.12 2 ff0 0..7 1
P% P/2
2Δf0.7称为通频带 ：B f 2 f 1 2 ( f 2 f 0 ) 2 f 0 . 7
单振荡回路
振荡回路（由L、C组成）
并联振荡回路
耦合振荡回路
各种滤波器
LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器
17 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
第2章 高频电路基础
要求
选频电路的通频带宽度 传输信号有效频谱宽度
相一致
理想的选频电路通频带内的幅频特性
α(f)=H(f ) / H(fo)
C
Solution:
(a)
1. At f = 5.5MHz, = 2*5.5MHz = 34.56M rad/s,
XL = L = 345.6Ω, XC = 1/C = 289.4Ω,
|ZS|
Hence, Z = 10 + j345.6 - j289.4 = 10 + j56.2 =
第2章 高频电路基础
2.1.2 高频电路中的组件
• 振荡（谐振）回路 • 高频变压器 • 谐振器 • 滤波器 • 平衡调制（混频）器 • 正交调制（混频）器 • 移相器 • 匹配器 • 衰减器 • 分配器与合路器等
13 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
dH( f ) 0 df
1.0 0.8
0.6
通频带外的幅频特性应满足
0.4
2Δf0.7
H(f)0
0.2
理想的幅频特性应是矩形， 0
既是一个关于频率的矩形窗函数。
f1 fo f2 2Δf0.1
理想 实际 f
定义矩形系数K0.1表示选择性：
K0.12 2 ff0 0..7 1
P% P/2
2Δf0.7称为通频带 ：B f 2 f 1 2 ( f 2 f 0 ) 2 f 0 . 7
单振荡回路
振荡回路（由L、C组成）
并联振荡回路
耦合振荡回路
各种滤波器
LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器
17 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
第2章 高频电路基础
要求
选频电路的通频带宽度 传输信号有效频谱宽度
相一致
理想的选频电路通频带内的幅频特性
α(f)=H(f ) / H(fo)
C
Solution:
(a)
1. At f = 5.5MHz, = 2*5.5MHz = 34.56M rad/s,
XL = L = 345.6Ω, XC = 1/C = 289.4Ω,
|ZS|
Hence, Z = 10 + j345.6 - j289.4 = 10 + j56.2 =
《高频电子线路》课件
《高频电子线路 》PPT课件
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路基础知识 • 高频电子线路中的信号传输 • 高频电子线路中的放大器 • 高频电子线路中的滤波器 • 高频电子线路中的混频器与变频
器
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
总结词
高频电子线路是研究高频信号传输、处理和应用的电子线路。其特点包括信号频率高、频带宽、信号传输速度快 、信号失真小等。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻器
用于限制电流，调节电 压，起到分压、限流的
作用。
电容器
用于存储电荷，实现信 号的滤波、耦合和旁路
。
电感器
用于存储磁场能量，实 现信号的滤波、选频和
延迟。
晶体管
高频电子线路中的核心 元件，用于放大和开关
信号。
高频电子线路的基本电路
01
02
03
04
混频器与变频器的应用实例
混频器的应用实例
在无线通信中，混频器常用于将信号从低频转换为高频，或者将信号从高频转 换为低频。例如，在接收机中，混频器可以将射频信号转换为中频信号，便于 后续的信号处理。
变频器的应用实例
在雷达系统中，变频器可以将发射信号的频率改变，从而实现多普勒测速或者 目标识别。在电子对抗中，变频器可以用于干扰敌方雷达或者通信系统。
传输。
音频系统中的扬声器驱动电路
02
利用音频放大器将音频信号放大后驱动扬声器，实现声音的重
放。
测量仪器中的前置放大器
03
利用电压或电流放大器将微弱信号放大后传输至后续电路，实
现信号的处理和分析。
05
高频电子线路中的滤波器
目录
• 高频电子线路概述 • 高频电子线路基础知识 • 高频电子线路中的信号传输 • 高频电子线路中的放大器 • 高频电子线路中的滤波器 • 高频电子线路中的混频器与变频
器
01
高频电子线路概述
高频电子线路的定义与特点
总结词
高频电子线路是研究高频信号传输、处理和应用的电子线路。其特点包括信号频率高、频带宽、信号传输速度快 、信号失真小等。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻器
用于限制电流，调节电 压，起到分压、限流的
作用。
电容器
用于存储电荷，实现信 号的滤波、耦合和旁路
。
电感器
用于存储磁场能量，实 现信号的滤波、选频和
延迟。
晶体管
高频电子线路中的核心 元件，用于放大和开关
信号。
高频电子线路的基本电路
01
02
03
04
混频器与变频器的应用实例
混频器的应用实例
在无线通信中，混频器常用于将信号从低频转换为高频，或者将信号从高频转 换为低频。例如，在接收机中，混频器可以将射频信号转换为中频信号，便于 后续的信号处理。
变频器的应用实例
在雷达系统中，变频器可以将发射信号的频率改变，从而实现多普勒测速或者 目标识别。在电子对抗中，变频器可以用于干扰敌方雷达或者通信系统。
传输。
音频系统中的扬声器驱动电路
02
利用音频放大器将音频信号放大后驱动扬声器，实现声音的重
放。
测量仪器中的前置放大器
03
利用电压或电流放大器将微弱信号放大后传输至后续电路，实
现信号的处理和分析。
05
高频电子线路中的滤波器
高频电路分析与原理
高频电路分析与原理
高频电路是无线通信和射频技术中的重要组成部分。本演示将介绍高频电路 的基本原理、分析方法、主要特点以及应用领域等内容。
高频电路的定义
高频电路是指工作频率在几百千赫至几百兆赫的电子电路，用于处理和传输 高频信号。
高频电路的基本原理
1
阻抗匹配
保证信号在电路中的最大功率传输。
2
反射与功率分配
分析电路中的反射现象，设计合适的功率分配网络。
3
谐振与频率选择
利用谐振器和滤波器实现频率选择和信号放大。
高频电路的分析方法
通过建立等效模型、使用网络参数和稳态分析等方法，对高频电路的特性进 行分析和优化。
高频电路的主要特点
传输线效应
电缆和导线发生纵波和横波传输，影响信号 的传输延迟和幅度。
非线性特性
分析电路的稳定性，进行优化以防止震荡 和不稳定现象。
设计高效率功率放大器以实现信号的最大 增益和能量传输。
高频电路常见问题及解决方法
1
干扰与抗干扰设计
分析和解决高频电路中常见的干扰问题，提高系统抗干扰能力。
2
温度与热管理
高频电路工作时会产生热量，需要进行有效的散热设计和温度控制。
3
保密性与安全性
防止信号泄露和非法入侵，确保高频电路的保密性与安全性。
比低频电路更容易受到非线性效应的影响， 需要特殊处理。
射频功率损耗
高频信号在电路中会发生各种损耗产生电磁辐射干扰，需要采取屏 蔽和滤波措施。
高频电路的应用领域
无线通信
用于手机、卫星通信等无线通信系统的基带和 射频电路。
雷达系统
用于飞机、车辆和导航系统中的信号处理和控 制电路。
医学影像
高频射频电路在核磁共振、超声成像等医学影 像设备中起关键作用。
高频电路是无线通信和射频技术中的重要组成部分。本演示将介绍高频电路 的基本原理、分析方法、主要特点以及应用领域等内容。
高频电路的定义
高频电路是指工作频率在几百千赫至几百兆赫的电子电路，用于处理和传输 高频信号。
高频电路的基本原理
1
阻抗匹配
保证信号在电路中的最大功率传输。
2
反射与功率分配
分析电路中的反射现象，设计合适的功率分配网络。
3
谐振与频率选择
利用谐振器和滤波器实现频率选择和信号放大。
高频电路的分析方法
通过建立等效模型、使用网络参数和稳态分析等方法，对高频电路的特性进 行分析和优化。
高频电路的主要特点
传输线效应
电缆和导线发生纵波和横波传输，影响信号 的传输延迟和幅度。
非线性特性
分析电路的稳定性，进行优化以防止震荡 和不稳定现象。
设计高效率功率放大器以实现信号的最大 增益和能量传输。
高频电路常见问题及解决方法
1
干扰与抗干扰设计
分析和解决高频电路中常见的干扰问题，提高系统抗干扰能力。
2
温度与热管理
高频电路工作时会产生热量，需要进行有效的散热设计和温度控制。
3
保密性与安全性
防止信号泄露和非法入侵，确保高频电路的保密性与安全性。
比低频电路更容易受到非线性效应的影响， 需要特殊处理。
射频功率损耗
高频信号在电路中会发生各种损耗产生电磁辐射干扰，需要采取屏 蔽和滤波措施。
高频电路的应用领域
无线通信
用于手机、卫星通信等无线通信系统的基带和 射频电路。
雷达系统
用于飞机、车辆和导航系统中的信号处理和控 制电路。
医学影像
高频射频电路在核磁共振、超声成像等医学影 像设备中起关键作用。
高频电路原理与分析-PPT课件
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
Y PS1 FL T R IO U T Q O UT Y PS2 D M IP IF O P COM 2 G A IN/ R S S I IF L O
图9―5 AD607的引脚图 《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
AD607 的内部功能框图如图 9―6 所示。它包含了 一个可变增益 UHF 混频器和线性四级 IF放大器 ,可提供 的电压控制增益范围大于90dB。混频级后是双解调器, 各包含一个乘法器 , 后接一个双极点 2MHz 的低通滤波 器,由一锁相环路驱动,该锁相环路同时提供同相和正交 时钟。
AD607为一种3V低功耗的接收机中频子系统芯片 , 它带有自动增益控制（ AGC ）的接收信号强度指示功 能,可广泛应用于GSM、CDMA、TDMA和TETRA等通 信系统的接收机、卫星终端和便携式通信设备中。 AD607 的引脚如图 9―5 所示。它提供了实现完整
的低功耗、单变频接收机或双变频接收机所需的大部
分电路 ,其输入频率最大为 500MHz, 中频输入为 400kHz 到12MHz。
《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
F D IK 1 COM 1 2 PR U P 3 L Q IP 4 R FL O 5 R FH I 6 GREF 7 M X OP 8 V M ID 9 IF H I 1 0
《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
9.2
9.2.1 高频单元集成电路
这里的高频单元集成电路 , 指的是完成某一单一功 能的高频集成电路,如集成的高频放大器（低噪声放大 器、宽带高频放大器、高频功率放大器）、高频集成 乘法器（可用做混频器、调制解调器等）、高频混频 器、高频集成振荡器等,其功能和性能通常具有一定的 通用性。
《高频电路原理与分析(曾兴雯_第四版)》课件3-2
复习
1、高频小信号放大器的特点。 2、高频小信号放大器的分类。
3、对高频小信号放大器的主要要求。
4、放大器的主要性能参数有哪些？
5、提高放大器稳定性的方法有哪几种？
6、多级单调谐放大器的性能参数与单级放大器性
能参数之间的关系。
绪论
第三章
高频谐振放大器
主要内容
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 高频小信号放大器 高频功率放大器的原理和特性 高频功率放大器的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高效功放与功率合成 高频集成功率放大器简介
集成放大器应用举例
3.2
高频功率放大器的原理和特性
Hale Waihona Puke ▼高频信号的功率放大，其实质是在输入高频
信号的控制下将电源直流功率转换成高频功率。 -----------------------------------------------------------------
能量转换效率
输出信号功率 η = -----------------电源供给的直流功率
q
q
2 sin nq cosq q cos nq sin q ic cos ntd (t ) ic max n n 2 1 1 cosq
) I cmax n q
ube
Eb' Eb
Ubm
t
ib
t
ic
Icmax
t
回路输出电压： uo=uc=Ic1RL cosωt=Uc cosωt 集电极电压： uce=Ec－uo=Ec－Uc cosωt
线圈品质因数 Q0=100。在工作频率上晶体管的Y参数为
1、高频小信号放大器的特点。 2、高频小信号放大器的分类。
3、对高频小信号放大器的主要要求。
4、放大器的主要性能参数有哪些？
5、提高放大器稳定性的方法有哪几种？
6、多级单调谐放大器的性能参数与单级放大器性
能参数之间的关系。
绪论
第三章
高频谐振放大器
主要内容
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 高频小信号放大器 高频功率放大器的原理和特性 高频功率放大器的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高效功放与功率合成 高频集成功率放大器简介
集成放大器应用举例
3.2
高频功率放大器的原理和特性
Hale Waihona Puke ▼高频信号的功率放大，其实质是在输入高频
信号的控制下将电源直流功率转换成高频功率。 -----------------------------------------------------------------
能量转换效率
输出信号功率 η = -----------------电源供给的直流功率
q
q
2 sin nq cosq q cos nq sin q ic cos ntd (t ) ic max n n 2 1 1 cosq
) I cmax n q
ube
Eb' Eb
Ubm
t
ib
t
ic
Icmax
t
回路输出电压： uo=uc=Ic1RL cosωt=Uc cosωt 集电极电压： uce=Ec－uo=Ec－Uc cosωt
线圈品质因数 Q0=100。在工作频率上晶体管的Y参数为
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6.1.3 AGC
1． AGC电路是利用电压误差信号去消除输出信号振 幅与要求输出信号振幅之间电压误差的自动控制电路。 2． AGC电路是通过对可控增益放大器增益的控制来 实现对输出信号振幅变化的限制,而增益变化又取决于 输入信号振幅的变化,所以要求AGC电路的反应既要能 跟得上输入信号振幅的变化速度,又不会出现反调制现 象,这就是响应时间特性。
y y0kcuc
(6―5)
6.2.2
对于AFC电路,其主要的性能指标是暂态和稳态响 应以及跟踪特性。
1．
由图8―7可得AFC电路的闭环传递函数
T (s) y(s) kbkcH (s) r(s) 1 kbkcH (s)
由此可得到输出信号角频率的拉氏变换
(6―6)
y
(s)
1
kbkcH (s) kbkcH (s)
6.1.2
根据输入信号的类型、特点以及对控制的要 求,AGC电路主要有以下几种类型。
1．简单AGC
在简单AGC电路里,参考电平Ur＝0。这样,只要输
入信号振幅Ui增加,AGC的作用就会使增益Kv减小,从
而使输出信号振幅Uo减小。图8―4为简单AGC的特性
曲线。
mo
U o max Uomix
(6―2)
r
(s)
(6―7)
2．
由图8―7可求得AFC电路的误差传递函数T（s）,
它是误差角频率Ωe（s）与参考角频率Ωr（s）之比,其 表达式为
Te (s)
e (s) r (s)
1
1 kbkcH (s)
(6―8)
从而可得AFC电路中误差角频率ω的时域稳定误差值
e
l
lim
s0
se
(
s)
lim s0 1
s kbkcH (s)
第6章 反馈控制电路
6.1 自动增益控制电路 6.2 自动频率控制电路 6.3 锁相环的基本原理 6.4 频率合成器
第8章 反馈控制电路
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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ur(t) PD
参考信号
ud(t)
uc(t) LF
VCO
uo(t) 输出信号
图6―10 锁相环的基本构成
设参考信号为
u r(t)U rsin [rt r(t)]
(6―10)
若参考信号是未调载波时,则θr(t)=θr=常数。设
输出信号为
u o(t) U oco s[o to(t)]
(6―11)
两信号之间的瞬时相差为 c ( t ) ( r t r ) ( 0 t 0 ( t ) ) ( r 0 ) t r 0 ( t ) （6―12）
6.1.1
设输入信号振幅为Ui,输出信号振幅为Uo,可控增益 放大器增益为Kv(uc),它是控制电压uc的函数,则有
Uo Kv(uc)Ui
(6―1)
ui
Up
电压比较器 ue 控制信号 uc 可控增益
Uo
Kp
发生器K1
放大器AK
直流放大器 K2
低通 滤波器
电平检测器 K2
图6―3 自动增益控制电路框图
《高频电路原理与分析》
6.1
参考信号 ur(t)
反馈 信号 uf(t)
输入信号
误差信号
ui(t)
控制信号
输出信号
ue(t) 比较器
控制信号 发生器
uc(t)
可控 器件
uo(t)
反馈 网络
图6―1 反馈控制系统的组成
高频 放大器
混频器
中频 至解调器 放大器
直流 放大器
AGC
检波器
ur
图6―2 具有AGC电路的接收机组成框图
6.2
6.2.1 自动频率控制（AFC）电路由频率比较器、低通
滤波器和可控频率器件三部分组成,如图8―7所示。
r r(s)
频 率 比 较 器ue 低 通 滤 波 器uc 可 控 频 率 器 件 r 输 出
Kp
U e(s)
H (s)
U c(s)
Kc
r(s) 信 号
图6―7 自动频率控制电路的组成
可控频率器件通常是压控振荡器（VCO）,其输出 振荡角频率可写成
自中放来 限幅 放大
移相 网络
u2
uo
u1
图6―9 AFT原理方框图
6.3
6.3.1 锁相环是一个相位负反馈控制系统。它由鉴相器
(Phase Detector,缩写为PD)、环路滤波器(Loop Filter,缩 写为LF)和电压控制振荡器(Voltage Controlled Oscillator, 缩写为VCO)三个基本部件组成,如图6―10所示。
C1
R AGC电压 C
R1
图6―6 延迟AGC电路
3．前置AGC、后置AGC与基带AGC 前置AGC是指AGC处于解调以前,由高频（或中频） 信号中提取检测信号,通过检波和直流放大,控制高频 （或中频）放大器的增益。 后 置 AGC是 从解调后提取检测信号来控制高频 （或中频）放大器的增益。 基带AGC是整个AGC电路均在解调后的基带进行 处理。
由频率和相位之间的关系可得两信号之间的瞬时频差为
ddet(t)r0dd0t(t)
(6―13)
锁定后两信号之间的相位差表现为一固定的稳态
值。即
lim de(t) 0
t dt
（6―14
此时,输出信号的频率已偏离了原来的自由振荡频
率ω0(控制电压uc(t)=0时的频率),其偏移量由式(6―13)
mi为AGC电路限定的输入信号振幅最大值与最小 值之比（输入动态范围）,即
则有
mi
U i max U imix
(6―3)
m m o i U U o im m a a x x//U U o im m iix x U U o o m m a a x x //U U o im m a ix x K K v vm m a ix x n v (6―4)
Uo
0 Ui
图6―4 简单AGC特性曲线
Uo
U om a x U om i n
0
U i m in
Uimax
Ui
图6―5 延迟AGC特性曲线
2．延迟AGC 在延迟AGC电路里有一个起控门限,即比较器参考 电压Ur,它对应的输入信号振幅Uimin,如图6―5所示。
－
至信号 检波
＋
VCC VD
延迟 电压
r (s)
(6―9)
6.2.3
1．自动频率微调电路（简称AFC电路） 图6―8是一个调频通信机的AFC系统的方框图。 这里是以固定中频fI作为鉴频器的中心频率,亦作为AFC 系统的标准频率。
fI＝f|s－f0|
中 心 频率fI
fs
混频
中放 fI
鉴频
低放
f0 本振 (压 控 振 )
低通 滤波器
Байду номын сангаас
图6―8 调频通信机的AFC系统方框图