东华大学高频电子电路通信电子电路课件7-4
东华大学电工电子复习(课堂PPT)
• 时间：2016.12.27（周二）和2016.12.29 （周四）
• 地点：综合实验楼B339
• 请准备具体问题，不负责科普！
.
1
直流电路
.
2
重点
• 1.理解电压与电流参考方向的意义；
• 2. 电阻串并联
• 3.理解电功率（P=±IU）的计算并判断器件作用（电源或 负载）；
• 4. 会计算电路中各点的电位（设定参考点,Va=Uao）； • 5.熟练掌握应用欧姆定律（U=±IR）和基尔霍夫定律（
RB 2 RE2
43k 7.5k
+ CE –
AuAu1Au2
.
44
uic=(ui1+ui2)/2
uid=+/-(ui1-ui2)/2
+UCC
RB +
RC + uo – RC T1 RP T2
RB
+
ui1
RE
ui2
–
+–EE
–
• 差分放大电路（放大直流信号）是抑制零点漂移最有效的电路结构。
.
45
共射单管电路输入输出波形
+ ui2
R2
––
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
– +
+
R3
+ uo –
RF
ui2 ui1
Ri2 • 反RF向加法
Ri1
–
+
+
R2
ui1
+ uo
ui2
–
R1
– +
+
+ Ri1
uo –
Ri2
• 同向比例
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。
高频电子电路绪论PPT课件
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。
（2） 按照通信方式来分类, 主要有（全）双工、 半双工和单工方式。
（3） 按照调制方式的不同来划分, 有调幅、 调频、 调相以及混合调制等。
（4） 按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信和数
字通信, 也可以分为话音通信、 图像通信、 数据通 信和多媒体通信等。
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。
无线电波 105
紫外线
红外线
1015
1010 可见光
X射线 宇宙射线
1020
1025
/m
f/Hz
3×10 3
3×10 －2
3×10 －7
(3.8～7.8)×10－7
3×10 －12 3×10 －17
图 1 — 4 电磁波波谱
无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的
频率范围很广。 在自由空间中, 波长与频率存在以下
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成,
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
高频电子线路完整章节课件
作用是将输入的高频载波信号和低频调制信号 变换成高频已调信号，并以足够大的功率输送 到天线，然后辐射到空间；
高频功率放大器与调幅器：
1
把话筒变换的音频信号放大到一定的幅度，以实现一定的调制度。
低频放大器：
3
话筒（拾音器）：
输入变换器，它的作用是把声音信源转变成电信号，称为音频信号，即基带信号或调制信号；
01
04
02
03
无线电波的基本特点
非线性电路的基本概念
通信与通信系统
本课程的主要内容及特点
通信与通信系统
通信系统： 用电信号（或光信号）传输信号的系统 称为通信系统，也称电信系统。
通信系统的组成： 一般通信系统由输入、输出变换器，发 送、接收设备和信道等组成。
1.1、通信与通信系统
无线通信系统组成框图
1.1、通信与通信系统
各部分作用 信息源：提供需要传送的信息； 输入变换器：将信息源（图像、声音等）的信息变换成电信号，把该信号称为基带信号； 发射机：将基带信号进行某种处理，并以足够的功率送入信道，以实现有效的传送，其中最主要的处理为调制，调制后的信号称为已调信号，或已调波；
小 结
5
高频电子线路的典型应用是通信系统；
通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介三部分组成；
电信号的发射与接收的关键是调制与解调；
高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本课程要解决的问题；
了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本知识。
5
课堂练习一
1.如果广播电台发射的信号频率为
高频电子线路
高等教育出版社，胡宴如、耿苏燕主编
课程性质：理论联系实践，突出重点，重应用，强调物理概念，强调工程实践。
高频电子线路PPT课件
6.2 二极管大信号包络检波器
ZL
1. 大信号包络检波的工作原理
(1) 电路组成
+ + VD
ui ui
R C
由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。 - -
RC低通滤波电路有两个作用：
① 对低频调制信号uΩ来说，电容C的容抗
+ ui
1 R ，电容C相当于开路，电阻R就作为 -
3
uo
(t
)
uo uD
θ
Uim
代入有上：u式o (可t) 得 U：im
(1 3
m3a cos
t ) 3
c3oπsrd
U im
cos
maU im
cos
cos
t
UDC gUdRm cos t R
可见 uo (t ) 有两部分：直流分量 ：U DC Uim cos 低频调制分量：u (t ) Um cos t
显(5然) ，底RL部越切小，割U失R分真压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，ma
值 越越 小1连大 ，) 接原， 底如因调 部图：幅 切所一波割示般包失，为络真为了的也能取振越有出幅易效低产m地a频生U传i调。m越输制大检信，波号调后，幅的检波低波包频器络调与的制后负信级峰号低值，频U要放im求大(1：-器m的a)
☺调幅解调的分类
振幅调制
AM调制 DSB调制 SSB调制
包络检波 解调
同步检波
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峰值包络检波 平均包络检波 叠加型同步检波 乘积型同步检波
☺调幅解调的方法
1. 包络检波
调幅波
t 调幅波频谱
非线形电路
ωc-Ω ωc ωc+Ω ω
东华大学高频电子电路通信电子电路课件7-4(DOC)
§7.4 调幅信号的解调（检波）§7.4.1 概述概念：解调、检波、检波器从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。
通常将从已调振幅调制信号中恢复出调制信号的解调过程称为检波。
完成这种解调作用的电路称为振幅检波器，简称检波器。
解调与调制是逆过程。
从频域上看，是将频谱从高端（载波附近）搬移至低频端。
检波是频谱的线性搬移过程。
1检波电路的功能检波电路的功能是从振幅已调信号中不失真的恢复出原调制信号。
(i)当输入信号为高频等幅波时，检波器输出为直流电压,如图6.4.1（a）所示；(ii)当输入信号是正弦调制的调幅信号时，检波器输出电压为正弦波，如图6.4.1（b）所示；(iii)当输入信号为脉冲调制的调幅信号时，检波器输出电压为脉冲波，如图6.4.1（c）所示。
图6.4.1检波器的输入/输出波形从信号的频谱来看，检波电路的功能是将已调波的边频或边带信号频谱从载波附近搬移到原调制信号所处的频谱低端。
在频域，检波完成频谱的线性搬移。
如ωω±Ω，图6.4.2（c），输入信号频谱为,c c而通过检波电路后输出信号的频率为 。
这样的频谱搬移过程正好与振幅调制的频谱搬移过程相反。
图6.4.2 检波器原理框图(a)组成框图(b)检波器输入、输出信号的波形；(c) 检波器输入、输出信号的频谱2检波电路的分类根据输入调制信号的不同特点，检波电路可分为两大类，包络检波和同步检波。
（1）包络检波包络检波是指检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变化规律的一种检波方式。
即，解调器输出电压 输入已调波的包络。
由于AM信号的包络与调制信号成正比。
包络检波只适用于AM波的解调。
（确切地说：只能解调1am 的普通调幅波）特点：包络检波电路实现简单，检波效率高，几乎所有AM 调幅式接收机均采用这种电路。
注意：若AM 波，当1 a m ，无法用此方法检波，可用同步检波法。
（2） 同步检波同步检波主要应用于双边带调幅波（DSB）和单边带调幅波（SSB）的检波。
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§7.4 调幅信号的解调（检波）
§7.4.1 概述
概念：解调、检波、检波器
从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。
通常将从已调振幅调制信号中恢复出
调制信号的解调过程称为检波。
完成这种解调作用的电路称为振幅检波器，简称检波器。
解调与调制是逆过程。
从频域上看，是将频谱从高端（载波附近）搬移至低频端。
检波是频谱的线性搬移过程。
1检波电路的功能
检波电路的功能是从振幅已调信号中不失真的恢复出原调制信号。
(i)当输入信号为高频等幅波时，检波器输出为直流电压,如图6.4.1（a）所示；
(ii)当输入信号是正弦调制的调幅信号时，检波器输出电压为正弦波，如图6.4.1（b）所示；
(iii)当输入信号为脉冲调制的调幅信号时，检波器输出电压为脉冲波，如图6.4.1（c）所示。
图6.4.1检波器的输入/输出波形
从信号的频谱来看，检波电路的功能是将已调波的边频或边带信号频谱从载波附近搬移到原调制信号所处的频谱低端。
在频域，检波完成频谱的线性搬移。
如
ωω±Ω，图6.4.2（c），输入信号频谱为,c c
而通过检波电路后输出信号的频率为 。
这样的频谱搬移过程正好与振幅调制的频谱搬移过程相反。
图6.4.2 检波器原理框图
(a)组成框图
(b)检波器输入、输出信号的波形；
(c) 检波器输入、输出信号的频谱
2检波电路的分类
根据输入调制信号的不同特点，检波电路可分为两大类，包络检波和同步检
波。
（1）包络检波
包络检波是指检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变化规律的一种检波方式。
即，解调器输出电压 输入已调波的
包络。
由于AM信号的包络与调制信号成正比。
包络检波只适用于AM波的解调。
（确切地说：只能解调
1
a
m 的普通
调幅波）
特点：包络检波电路实现简单，检波效
率高，几乎所有AM 调幅式接收机均采用这种电路。
注意：若AM 波，当1 a m ，无法用
此方法检波，可用同步检波法。
（2） 同步检波
同步检波主要应用于双边带调幅波
（DSB）和单边带调幅波（SSB）的检波。
因为双边带调幅波和单边带调幅波的频谱中缺少载波频率分量。
因此不能用包络检波器解调，必须用“同步检波器”实现解调。
原理框图
图6.4.3 检波电路的频谱搬移过程
同步检波又可分为乘积型图（a）和叠加型图（b）（乘积型用的比较普遍，叠加型使用的较少）
（a）
本地载波
( b) 说明：（i）同步检波法适用于AM, DSB，SSB的解调。
由于同步检波比包络检波器复杂，所以很少用于AM 解调，通常只用于解调
DSB 和SSB 信号和1 a m 的AM 解调。
（ii ）为了不失真的恢复原调制信号，
本地载波r u 必须与调制端的载波电压
完全同步。
这是同步检波名称的来由。
3检波电路的组成
检波器必须包含有非线性器件，Why? 振幅调制信号
(1cos )cos cm a C V m t t ω+Ω，
其频谱有载频c c ωω±Ω和边频组成，
其中没有包含调制信号本身的分量。
为了解调出原调制频率Ω，检波器必须包含有非线性器件，以便调幅信号通过它产生新的频率分量Ω。
检波电路由三部分组成，高频输入回路，非线性器件和低通滤波器。
§7.4.2 峰值包络检波（二极管大信号包络检波器）
峰值包络检波只适合于1 a m 的普通调
幅波的解调。
适用条件：峰值包络检波属于大信号检波，要求输入信号幅度>0.5V，通常在1V左右。
由于电路简单、性能好，因而得到广泛应用。
一、大信号包络检波电路的工作原理图6.4.4 (a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。
检波电路的组成
①高频信号输入回路；
②非线性器件：二极管V D（三极管、场效应管）。
③低通滤波器：通常由RC电路组成。
其作用有二个：
(a)作为检波器的负载，其二端产生调制频率的电压 要求：R C >>Ω1，即电容对调制信号阻抗 很大（近似断路），由R 取出调制信号。
(b) 1C R C ω<<,C 对高频载波短路，滤除
高频。
在理想情况下，RC 网络的阻抗Z 应满足：
R Z Z C =Ω=)(,0)(ω
即：对于高频载波，RC 网络短路； 对于直流或低频，RC 网络中的C 开路，
其等效负载为R。
式中,ωc为输入信号的载频。
问题：在调幅超外差接收机中，ωc对应的是什么频率？
为中频ωI，Ω为调制信号频率。
检波过程分析
实质：检波过程是在二极管作为通断开关的控制下，完成对二极管充放电的过程。
(i)充电过程
在输入信号i u正半周，二极管导通，对电容充电。
C 对高频载波近似短路，i u 基本上全
部加在二极管D V 上，D V 导通，C 被充
电，充电时间常数C r D 。
(ii) 放电过程
二极管上的电压o i D u u u -=，当
o i u u <时，如下图所示的BC 段，二极管截止，电容通过R 放电。
放电时间常数RC
C r RC D
∴充电快、放电慢，使电容上的电荷不断积累，电压逐渐升高，最后达到动态平衡。
动态平衡：即D V 导通时对C 的充电电荷等于D V 截止时C 对R 的放电电荷。
此时，电容二端的电压o u近似等于输入信号的峰值电压。
为了便于说明检波原理，先分析高频等幅信号经检波电路后的特性。
i) i u为高频等幅信号
下图为加入等幅波时检波器的波形
i u 刚接入时，R 、C 二端的电压0 o u
a) 在i u 正半周，二极管导通，对电容
C 充电，充电时间常数C r
D （D r 为二极
管正向导通电阻，很小）。
充电速度很
快，这时 RC 二端的电压为o u ，该o u 反
向加在检波二极管上。
b)到达B 时，o i u u =，之后，o i u u <，
二极管截止，电容C 通过R 放电，放电时间常数RC(>>C r D )，电容上的电压下降不多，在C 点处，下一个周期的
高频信号使o i
u u =。
之后，o i u u >，二
极管导通，又开始充电过程。
如此充放电过程循环往复。
c)由于充电快、放电慢，使C上的电荷不断积累，导通的时间不断减小，直至达到平衡状态：即D V导通时对C的充电电荷等于D V截止时C对R的放电
电荷。
这时，o u值近似等于输入信号的峰值电压，二极管的导通时间很短，导通角很小，电容上的电压是一个脉动电压，。
脉动的频率就是载波频率C
d)平衡时检波器输出电压o u基本上与
输入电压i u的包络相等，所以这种检波器称包络检波器。
检波过程可以概括为以下几点
:
(1)检波过程就是信号源通过二极管这个开关的控制给电容充电和电容对
电阻R放电的过程。
(2)由于电容充电时间常数r D C远小于电容放电的时间常数RC，使得电容上的电压接近于高频正弦波的峰值电压，所以叫二极管峰值包络检波器。
①输入信号是高频等幅波时，检波输出
为
, o DC
u u u =+∆
DC
u
其中为反映输入载波信号的幅值的直流电平u
∆脉动反映充放电过程的高频成分。
②二极管导通时间非常短，电流导通角
很小，为一系列尖顶余弦脉冲，二极管电流i D包含平均直流分量I av及高频分量。
ii) 输入信号i u为调幅波时
当输入为调幅波时的检波器工作波形如图6.4.6所示。
结论：
(a)二极管电流d i 中包含平均直流成分
是Ω+I I DC （低频调制分量）及高频分量。
平均直流分量是
Ω+I I DC 流经电阻R ，形成检波电压输出)()(t u u t u D C ΩΩ+=；高频
电流分量大部分被电容C 滤除，部分
会在R 上产生很小的高频滤波电压u ∆。
因此，⇒
(b)检波输出的电压由三部分构成：u t u u u D C o ∆++=Ω)(。
实际上，如果电路元件选择得合适，高频滤波电压u ∆将很小，可以忽略。
检波电压输出
中只包括低频调制分量是
D C u t u 和直流)( ，如下图所示，
其中，DC u （即图中的AV u ）反映输入调幅波的幅度平均值，
)(t u ：与调制信号幅度成比例。
(c)峰值包络检波器的实用输出电路
图（a）：c C隔直作用，滤除检波器输出u直流分量，电路输出原调制信号DC
)(t u Ω的解调信号。
图（b ）：C φ为滤除检波输出的调制信
号)(t u Ω，输出直流信号DC u 。
这种电路
一般可用作自动增益控制电路（AGC 信号）的检测电路。