高频总结
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
重新画出正确的线路。
第二级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直 流电源，应加扼流圈LC2 及滤波电容CC2 ；此时， 直流电源将被输出回路的电感短路，加隔直电容CC3.
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第二级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直 流电源，应加扼流圈LC2 及滤波电容CC2 ；此时， 直流电源将被输出回路的电感短路，加隔直电容CC3.
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第一级放大器的基极回路：输入的交流信号将流过 直流电,应加扼流圈和滤波电容CB2；直流电源VBB被 输入互感耦合回路的电感短路，应加隔直电容 CB1。
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第一级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直 流电源VCC，应加扼流圈LC1；加上扼流圈后，交流 没有道路，故还应增加一旁路电容CC1。
3.2.4 高频功率放大器的工作状态
1、高频功放的动特性（动态线）
iC iCmax iC A
uBE uBE
st 0
uBEmax
动态线
0
UCC
0
t
B Q
C u CE
st
2
UBB
-
0
iC max gCUbm ( 1 cos )
U BB U BB cos U bm
例： 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知 C1=50pF ， C2=100pF ，
C3=10～ 260pF，要求工作在波段范围，即f =10～ 20MHz，试计算回路电感L 和电容C。 设回路无载Q0=100，负载电阻RL=1kΩ，晶体管输入电阻Ri=500Ω．若要求 起振时环路增益KkF=3，问要求的跨gm和静态工作电流 IcQ必须多大？
相等，此 和 I 如果中和电路使 I 1 2
时，正反馈的影响被抵消。起到使 放大器稳定工作的作用。
I 1
N1
U i
I 2
N2
CN
根据电桥平衡有：
1 1 j0 L1 j0 L2 j0 C n j0 Cbc
U i
Cb c
I 1 I 2
N1
N2
中和条件： L1 N1 Cn Cbc Cbc L2 N2
3.1.4 高频谐振放大器的稳定性
一、谐振放大器稳定性分析
在前面对小信号谐振放大器的分析中把三极管当成单向化器件对待, 但是实际上三极管的高频小信号模型是双向传输的。
二、 提高放大器稳定性的方法
（1）选择高频性能好的三极管。 通常Cbc (即C)越小越好。 （2）中和法。在晶体管外部接一个中和电容CN来抵消内部反馈有害 的影响。 C b c
解:
f0
43.33 C 0 总电容： C C 1 // C 2 C 0 C 3 293.33 C 0
1 2 LC
C 3 10 pF C 3 260 pF
解得： L 0.77 μH
C0 40 pF
反馈系数： kF
C1 1 C2 2
p
C2 2 C1 C 2 3
第三章 高频谐振放大器
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 高频小信号放大器 高频功率放大器的原理和特性 高频功放的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高频功放、功率合成与射频模块放大器
3.1.2 放大电路组成与工作原理
一、电路结构与特点
上偏置电 阻
下偏置电阻
高频旁路电容
高频旁路电 容
1、采用分压式稳定偏置电路； 特点： 2、V工作在甲类放大状态； 3、输出端采用并联谐振电路，起选频作用，V的集电极采用部分 接入，以提高谐振回路的有载Q值； 4、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。
-
UBB
Ubm
t
0
uCEmin
uCE
Ucm
st
uBE U BB ub ( t ) U BB U bm cos s t
t
uCE U CC uc U CC U cm cos s t
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
1 1 2 0
iC max
I C 0 iC max 0( )
I c 1m 1 ( )iC max 0.419 1255 525.9 mA
U bm U U BB 0.5 0.5 BB 2.46 V cos 0.407
U BB U BB cos U bm
通频带： Bn 2
1/ n
f 1 0 QL
K 0.1 矩形系数：
1001/ n 1 21/ n 1
随着n的增加，总带宽将减小，矩形系数有所改善。
二、参差调谐放大器
将若干个单级谐振放大器级连,但每个谐振放大器的调谐频率不同，称 为参差调谐放大器。参差调谐放大器可以增加带宽，同时又得到边沿较陡 峭的频率特性。因此，它用于宽带和高选择性的场合。
C
Pl 6 83.3% P0 7.2
PC P0 Pl 7.2 6 1.2 W
C
1 2 1.75 0 查表得知： 66 cos 0.407 1 ( ) 0.419 0 ( ) 0.239
IC 0 300 1255 mA 0 ( ) 0.239
移到适合传输的某一个频段上，再送入信道）。
2）实现信道复用（把多个信号分别安排在不同的频 段上同时进行传输）。 3）调制可以提高通信系统抗干扰能力。
解调：
调制的逆过程，将已调波信号变换为携有信息的电信号。
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的基本电路 2.3* 电子噪声及其特性 2.4* 噪声系数和噪声温度
例：晶体管高频功率放大器，电源UCC=24V，IC0=300mA，电压利用系数
=0.95, UBB=0.5V，输出功率Pl=6W，
（1）求电源提供的功率P0，峰值iCmax 和导通角。
（2）若偏置UBB=-0.5V，求输入信号所需的振幅Ubm。
解
P0 IC 0UCC 0.3 24 7.2 W
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第二级放大器的基极回路：没有直流道路，加 一扼流圈LB2..
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第二级放大器的基极回路：没有直流道路，加 一扼流圈LB2..
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
C1 C 2
LC
已知信号角频率:107rad/s 已知忽略回路本身的固有损耗 电阻R1的接入系数：p
LC回路谐振 R0=
C1 0.5 C1 C 2
1 R1 2000 2 p
等效到回路两端的电阻：R
例 2-2 如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本身的固有
损耗，试求回路输出电压 u1(t) 的表示式及回路带宽。
（4）
1 C1 C 2 p 1 C1 C 2 C 1C 2 C1 C 2
U R U T
2 R p R0 0
2
（5）
例 2-2 如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本身的固有
损耗，试求回路输出电压 u1(t) 的表示式及回路带宽。
R
1 C 1C 2 解： 0 107 rad / s 回路总电容： C 1000pF 固有角频率：
(h) 信号源内阻及负载电阻对回路的影响
iS 信号 源
RS
C
R0
L
RL
负 载
谐振频率： 0
1 LC
R0 0 L
f0 Q0
谐振频率： 0
1 LC
RS // R0 // RL 0 L
f0 QL
Q值： Q0
有载Q值： QL
带宽： B0.707
带宽： B0.707
（1）接入系数 p (或称抽头系数)：
中和法的局限性：
CN
① 中和电容Cn只能在某一个频率点起到完全中和的作用，对 其它频率只能有部分中和作用。 ② 如果再考虑到分布参数的作用和温度变化等因素的影响，
则中和电路的效果是很有限的。
③ 中和法应用较少，一般用在某些收音机电路中。
3.1.5 多级谐振放大器
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） 各级放大器的谐振频率相同 电压放大倍数：Au=Au1•Au2……Aun＝ Au1n （每一级都相同）
与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比 用电感表示（忽略互感）：p 用线圈匝数表示：p
N1 N
C1 C1 C 2
L1 L
（2）
（1）
R
（3）
L1 N1
电容分压式接入系数：p
U p 可用电压比表示：p UT
2 UT U2 从功率相等关系有： 2 R0 2 R
一、高频振荡回路
分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡回路 完成功能：阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相 等功能，并可直接作为负载使用。 1、简单振荡回路
并联谐振回路 串联谐振回路
iS
RS
C
R0
L
RL
谐振频率： 0
1 LC
R0 0 L
f0 Q0
Q值： Q0
带宽： B0.707
|K|
双参差
fs fs
三参差
|K|
fo1 fo fo2
f fo1 合成曲线更接近于矩形
fo
fo2
f
3.2 高频功率放大器的原理和特性 3.2.1 概述
一、主要功能
放大高频信号，以高效输出大功率为目的，主要应用于各 种无线电发射机中。 二、与低频功率放大器的异同 共同之处:都要求输出功率大和效率高。 不同之处:低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在 甲类或乙类工作状态； 窄带高频功率放大器以谐振回路为负载，工作 状态通常选为丙类工作状态 宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。
分析：这是一个两级功放，分析时可以一级一级地考虑，且 要分别考虑输入回路，输出回路是否满足交流要有交流通路, 直流要有直流通路，而且交流不能流过直流电源的原则。
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第一级放大器的基极回路：输入的交流信号将流过 直流电,应加扼流圈和滤波电容CB2；直流电源VBB被 输入互感耦合回路的电感短路，应加隔直电容 CB1。
第1章
绪论
4、调制、解调的定义及作用
调制信号 载波信号 振幅 频率 相位
调制：由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数，使该参数 按照电信号的规律而变化的一种处理方式。 经过调制后的高频振荡信号-----称已调波信号
调幅 调频 调相
如：
调制信号
载波信号
调幅波
Leabharlann Baidu
第1章
绪论
调制的主要作用：
1）进行频谱搬移（将原来不适宜传输的基带信号搬
第1章
绪论
自由空间，不同频率的电磁波 传输方式不同 辐射电磁波 将电信号变换为携带 声信息的高频信号 将电磁波变换为高频信号
换 能 器
发射装置
发 射 机
传 输 媒 质
将高频信号 还原为电信号
接 收 机
换 能 器
接收装置
将声信号转变为电信号
将电信号还原为声信号
借助线性和非线性器件对携有信息的电信号进行变换和处理。
4.8356kΩ f 0 10MHz 回路谐振电阻： Re 0 2f 0 LQ0 9.6712kΩ f o 20MHz
2 R L p ( RL // Reo ) //
Ri 2 kF
例1：在下图所示的晶体振荡电路中，试分析晶体的作用。已知晶体与
CL构成并联谐振回路，其谐振电阻Re0=80K ，Rf / R1= 2，试问：为满足 起振条件，R应小于何值？设集成运放是理想的。
R
解： 回路谐振时，呈电阻性，电压与电流同相，且电压振幅为：
U IR 2V
u( t ) 2 cos( 107 t )V
u1 ( t ) pu( t ) cos( 107 t )V 输出电压：
Q 品质因数： R 2000 20 0 L 100
回路带宽： Bw
0
Q
5 105 rad / s
3.2.2 谐振功率放大器的工作原理
一、功率管的工作状态 iC ICQ 0 iC
甲类状态： 在信号的一个周期内都导通
iC ICQ
甲乙类状态： 介于甲、乙之间
t
乙类状态： 仅在信号的半个周期内导通
0
丙类状态：
t
在小于信号的半个周期内导通
iC
0
t
0
t
丁类状态：开关状态
功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
第二级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直 流电源，应加扼流圈LC2 及滤波电容CC2 ；此时， 直流电源将被输出回路的电感短路，加隔直电容CC3.
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第二级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直 流电源，应加扼流圈LC2 及滤波电容CC2 ；此时， 直流电源将被输出回路的电感短路，加隔直电容CC3.
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第一级放大器的基极回路：输入的交流信号将流过 直流电,应加扼流圈和滤波电容CB2；直流电源VBB被 输入互感耦合回路的电感短路，应加隔直电容 CB1。
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第一级放大器的集电极回路：输出的交流将流过直 流电源VCC，应加扼流圈LC1；加上扼流圈后，交流 没有道路，故还应增加一旁路电容CC1。
3.2.4 高频功率放大器的工作状态
1、高频功放的动特性（动态线）
iC iCmax iC A
uBE uBE
st 0
uBEmax
动态线
0
UCC
0
t
B Q
C u CE
st
2
UBB
-
0
iC max gCUbm ( 1 cos )
U BB U BB cos U bm
例： 图示是一电容反馈振荡器的实际电路，已知 C1=50pF ， C2=100pF ，
C3=10～ 260pF，要求工作在波段范围，即f =10～ 20MHz，试计算回路电感L 和电容C。 设回路无载Q0=100，负载电阻RL=1kΩ，晶体管输入电阻Ri=500Ω．若要求 起振时环路增益KkF=3，问要求的跨gm和静态工作电流 IcQ必须多大？
相等，此 和 I 如果中和电路使 I 1 2
时，正反馈的影响被抵消。起到使 放大器稳定工作的作用。
I 1
N1
U i
I 2
N2
CN
根据电桥平衡有：
1 1 j0 L1 j0 L2 j0 C n j0 Cbc
U i
Cb c
I 1 I 2
N1
N2
中和条件： L1 N1 Cn Cbc Cbc L2 N2
3.1.4 高频谐振放大器的稳定性
一、谐振放大器稳定性分析
在前面对小信号谐振放大器的分析中把三极管当成单向化器件对待, 但是实际上三极管的高频小信号模型是双向传输的。
二、 提高放大器稳定性的方法
（1）选择高频性能好的三极管。 通常Cbc (即C)越小越好。 （2）中和法。在晶体管外部接一个中和电容CN来抵消内部反馈有害 的影响。 C b c
解:
f0
43.33 C 0 总电容： C C 1 // C 2 C 0 C 3 293.33 C 0
1 2 LC
C 3 10 pF C 3 260 pF
解得： L 0.77 μH
C0 40 pF
反馈系数： kF
C1 1 C2 2
p
C2 2 C1 C 2 3
第三章 高频谐振放大器
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 高频小信号放大器 高频功率放大器的原理和特性 高频功放的高频效应 高频功率放大器的实际线路 高频功放、功率合成与射频模块放大器
3.1.2 放大电路组成与工作原理
一、电路结构与特点
上偏置电 阻
下偏置电阻
高频旁路电容
高频旁路电 容
1、采用分压式稳定偏置电路； 特点： 2、V工作在甲类放大状态； 3、输出端采用并联谐振电路，起选频作用，V的集电极采用部分 接入，以提高谐振回路的有载Q值； 4、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。
-
UBB
Ubm
t
0
uCEmin
uCE
Ucm
st
uBE U BB ub ( t ) U BB U bm cos s t
t
uCE U CC uc U CC U cm cos s t
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
1 1 2 0
iC max
I C 0 iC max 0( )
I c 1m 1 ( )iC max 0.419 1255 525.9 mA
U bm U U BB 0.5 0.5 BB 2.46 V cos 0.407
U BB U BB cos U bm
通频带： Bn 2
1/ n
f 1 0 QL
K 0.1 矩形系数：
1001/ n 1 21/ n 1
随着n的增加，总带宽将减小，矩形系数有所改善。
二、参差调谐放大器
将若干个单级谐振放大器级连,但每个谐振放大器的调谐频率不同，称 为参差调谐放大器。参差调谐放大器可以增加带宽，同时又得到边沿较陡 峭的频率特性。因此，它用于宽带和高选择性的场合。
C
Pl 6 83.3% P0 7.2
PC P0 Pl 7.2 6 1.2 W
C
1 2 1.75 0 查表得知： 66 cos 0.407 1 ( ) 0.419 0 ( ) 0.239
IC 0 300 1255 mA 0 ( ) 0.239
移到适合传输的某一个频段上，再送入信道）。
2）实现信道复用（把多个信号分别安排在不同的频 段上同时进行传输）。 3）调制可以提高通信系统抗干扰能力。
解调：
调制的逆过程，将已调波信号变换为携有信息的电信号。
第2章 高频电路基础
2.1 高频电路中的元器件 2.2 高频电路中的基本电路 2.3* 电子噪声及其特性 2.4* 噪声系数和噪声温度
例：晶体管高频功率放大器，电源UCC=24V，IC0=300mA，电压利用系数
=0.95, UBB=0.5V，输出功率Pl=6W，
（1）求电源提供的功率P0，峰值iCmax 和导通角。
（2）若偏置UBB=-0.5V，求输入信号所需的振幅Ubm。
解
P0 IC 0UCC 0.3 24 7.2 W
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第二级放大器的基极回路：没有直流道路，加 一扼流圈LB2..
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第二级放大器的基极回路：没有直流道路，加 一扼流圈LB2..
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
C1 C 2
LC
已知信号角频率:107rad/s 已知忽略回路本身的固有损耗 电阻R1的接入系数：p
LC回路谐振 R0=
C1 0.5 C1 C 2
1 R1 2000 2 p
等效到回路两端的电阻：R
例 2-2 如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本身的固有
损耗，试求回路输出电压 u1(t) 的表示式及回路带宽。
（4）
1 C1 C 2 p 1 C1 C 2 C 1C 2 C1 C 2
U R U T
2 R p R0 0
2
（5）
例 2-2 如图， 抽头回路由电流源激励，忽略回路本身的固有
损耗，试求回路输出电压 u1(t) 的表示式及回路带宽。
R
1 C 1C 2 解： 0 107 rad / s 回路总电容： C 1000pF 固有角频率：
(h) 信号源内阻及负载电阻对回路的影响
iS 信号 源
RS
C
R0
L
RL
负 载
谐振频率： 0
1 LC
R0 0 L
f0 Q0
谐振频率： 0
1 LC
RS // R0 // RL 0 L
f0 QL
Q值： Q0
有载Q值： QL
带宽： B0.707
带宽： B0.707
（1）接入系数 p (或称抽头系数)：
中和法的局限性：
CN
① 中和电容Cn只能在某一个频率点起到完全中和的作用，对 其它频率只能有部分中和作用。 ② 如果再考虑到分布参数的作用和温度变化等因素的影响，
则中和电路的效果是很有限的。
③ 中和法应用较少，一般用在某些收音机电路中。
3.1.5 多级谐振放大器
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） 各级放大器的谐振频率相同 电压放大倍数：Au=Au1•Au2……Aun＝ Au1n （每一级都相同）
与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比 用电感表示（忽略互感）：p 用线圈匝数表示：p
N1 N
C1 C1 C 2
L1 L
（2）
（1）
R
（3）
L1 N1
电容分压式接入系数：p
U p 可用电压比表示：p UT
2 UT U2 从功率相等关系有： 2 R0 2 R
一、高频振荡回路
分简单振荡回路、抽头并联振荡回路和耦合振荡回路 完成功能：阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相 等功能，并可直接作为负载使用。 1、简单振荡回路
并联谐振回路 串联谐振回路
iS
RS
C
R0
L
RL
谐振频率： 0
1 LC
R0 0 L
f0 Q0
Q值： Q0
带宽： B0.707
|K|
双参差
fs fs
三参差
|K|
fo1 fo fo2
f fo1 合成曲线更接近于矩形
fo
fo2
f
3.2 高频功率放大器的原理和特性 3.2.1 概述
一、主要功能
放大高频信号，以高效输出大功率为目的，主要应用于各 种无线电发射机中。 二、与低频功率放大器的异同 共同之处:都要求输出功率大和效率高。 不同之处:低频功率放大器的负载为无调谐负载，工作在 甲类或乙类工作状态； 窄带高频功率放大器以谐振回路为负载，工作 状态通常选为丙类工作状态 宽带高频功率放大器以宽带传输线为负载。
分析：这是一个两级功放，分析时可以一级一级地考虑，且 要分别考虑输入回路，输出回路是否满足交流要有交流通路, 直流要有直流通路，而且交流不能流过直流电源的原则。
例题:改正下图所示线路中的错误，不得改变馈电形式，
重新画出正确的线路。
第一级放大器的基极回路：输入的交流信号将流过 直流电,应加扼流圈和滤波电容CB2；直流电源VBB被 输入互感耦合回路的电感短路，应加隔直电容 CB1。
第1章
绪论
4、调制、解调的定义及作用
调制信号 载波信号 振幅 频率 相位
调制：由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数，使该参数 按照电信号的规律而变化的一种处理方式。 经过调制后的高频振荡信号-----称已调波信号
调幅 调频 调相
如：
调制信号
载波信号
调幅波
Leabharlann Baidu
第1章
绪论
调制的主要作用：
1）进行频谱搬移（将原来不适宜传输的基带信号搬
第1章
绪论
自由空间，不同频率的电磁波 传输方式不同 辐射电磁波 将电信号变换为携带 声信息的高频信号 将电磁波变换为高频信号
换 能 器
发射装置
发 射 机
传 输 媒 质
将高频信号 还原为电信号
接 收 机
换 能 器
接收装置
将声信号转变为电信号
将电信号还原为声信号
借助线性和非线性器件对携有信息的电信号进行变换和处理。
4.8356kΩ f 0 10MHz 回路谐振电阻： Re 0 2f 0 LQ0 9.6712kΩ f o 20MHz
2 R L p ( RL // Reo ) //
Ri 2 kF
例1：在下图所示的晶体振荡电路中，试分析晶体的作用。已知晶体与
CL构成并联谐振回路，其谐振电阻Re0=80K ，Rf / R1= 2，试问：为满足 起振条件，R应小于何值？设集成运放是理想的。
R
解： 回路谐振时，呈电阻性，电压与电流同相，且电压振幅为：
U IR 2V
u( t ) 2 cos( 107 t )V
u1 ( t ) pu( t ) cos( 107 t )V 输出电压：
Q 品质因数： R 2000 20 0 L 100
回路带宽： Bw
0
Q
5 105 rad / s
3.2.2 谐振功率放大器的工作原理
一、功率管的工作状态 iC ICQ 0 iC
甲类状态： 在信号的一个周期内都导通
iC ICQ
甲乙类状态： 介于甲、乙之间
t
乙类状态： 仅在信号的半个周期内导通
0
丙类状态：
t
在小于信号的半个周期内导通
iC
0
t
0
t
丁类状态：开关状态
功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。