第10章射频信号产生电路无线通信射频电路技术与设计[.pptx
《无线射频技术》课件
工业自动化
城市智能化
无线射频技术在工业自动化领域的应用将 逐渐普及,实现设备的远程监控和管理。
无线射频技术将助力城市智能化建设,为 智慧交通、智慧安防等领域提供技术支持 。
2023
PART 04
无线射频技术的实际应用 案例
REPORTING
物流与供应链管理
总结词
无线射频技术在物流和供应链管理中发挥了重要作用,提高了物流效率,降低了 成本。
详细描述
无线射频技术通过识别特定标签的信息,实现了快速、准确的身份验证和门禁控制。在门禁系统中,无线射频技 术可以自动识别持有特定标签的人员或车辆,控制门的开关和通行权限。在身份识别领域,无线射频技术可以用 于电子护照、信用卡等身份证明的快速验证,提高了安全性和便利性。
自动收费系统
总结词
无线射频技术应用于自动收费系统,提高了收费效率和便利性。
2023
《无线射频技术》 ppt课件
REPORTING
2023
目录
• 无线射频技术简介 • 无线射频技术的组件与设备 • 无线射频技术的优势与限制 • 无线射频技术的实际应用案例 • 安全与隐私问题 • 如何选择与使用无线射频技术
2023
PART 01
无线射频技术简介
REPORTING
定义与特性
相关法规与标准
相关法规
针对无线射频技术的安全与隐私问题,各国政府和国际组织 制定了相关的法规和标准,如欧盟的GDPR、美国的CCPA等 。
标准组织
一些标准组织也制定了相关的标准,如IEEE、ISO等,旨在规 范和促进无线射频技术的安全与隐私保护。
2023
PART 06
如何选择与使用无线射频 技术
定义
射频电路原理ppt课件
防止邻近信道的干扰,提高邻近信道的选择性。
射频收发信机(U602)
2)、发射机(Transmitter):提供射频信号的上行链路, 将IQ基带信号调制成发射射频信号。
包含2个发射压控振荡器(TXVCO)、缓冲放大器、下变 频混频器、正交调制器、带Charge Pump和环路滤波器的 鉴相器(PD),另一路分频器和环路滤波器用于正交调制 器与下变频混频器完成产生合适的TX调制中频。
双工滤波器(U601)
器件引脚排列及名称:
表1:器件引脚排列及名称
双工滤波器(U601)
表2:双工滤波器的开关控制模式
双工滤波器(U601)
图3:双工滤波器相关电路
声表面滤波器
3、声表面滤波器(Z600、Z602、Z603): 是一个带通滤波器,只允许接收频段的射频信号进入接收
机电路,其它频段的信号将会得到抑制。
射频收发信机(U602)
MT6129系列采用非常低中频结构(与零中频相比,能够改 善阻塞抑制、AM抑制、邻道选择性,不需DC偏移校正,对 SAW FILTER共模平衡的要求降低),采用镜像抑制(35dB 抑制比)混频滤波下变频到IF,第1中频频率为:GSM 200KHZ,DCS/PCS 100KHZ。第1IF信号通过镜像抑制滤 波器和PGA(每步2dB共78dB动态范围)进行滤波放大,经 第2混频器下变频到基带IQ信号,频率为67.708KHz。
射频收发信机(U602)
在GSM 系统中,有一个公共的广播控制信道(BCCH), 它包含频率校正信息与同步信息等。手机一开机,就会在 逻辑电路的控制下扫描这个信道,从中获取同步与频率校 正信息,如手机系统检测到手机的时钟与系统不同步,手 机逻辑电路就会输出AFC 信号。AFC 信号改变 13MHz/26MHz 电路中VCO 两端的反偏压,从而使该 VCO 电路的输出频率发生变化,进而保证手机与系统同 步。
无线射频技术PPT课件
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PK传统条码识别技术
• 1.快速扫描 条形码一次只能有一个条形码受到扫描; RFID辨识器可同时辨识
读取数个 RFID标签。 • 2.体积小型化、形状多样化
RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制,不需为了读取精确度 而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外, RFID标签更可往小型化 与多样形态发展,以应用于不同产品。 • 3.抗污染能力和耐久性
传统条形码的载体是纸张,因此容易受到污染,但 RFID对水、油 和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外,由于条形码是附于塑料袋 或外包装纸箱上,所以特别容易受到折损; RFID卷标是将数据存在 芯片中,因此可以免受污损。 4.可重复使用
现今的条形码印刷上去之后就无法更改, RFID标签则可以重复地新 增、修改、删除RFID卷标内储存的数据,方便信息的更新。
由于 RFID承载的是电子式信息,其数据内容可经由密 码保护,使其内容不易被伪造及变造。
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谢谢!
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无线 射频技术
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1
概念
• 无线射频译自英文Radio Frequency Identification, 简称为RFID,是20世纪90年代兴起的一种非接触 式的自动识别技术。射频技术(RFID) 相对于传 统的磁卡及IC卡技术具有非接触、阅读速度快、 无磨损等特点。 无线射频技术在阅读器和射频卡 之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别 和数据交换的目的。与传统的条型码、磁卡及IC 卡相比,射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨 损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和 具有防冲突功能,能同时处理多张卡片。
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• 5.穿透性和无屏障阅读 在被覆盖的情况下, RFID能够穿透纸张、木材和塑料
第10章射频信号产生电路无线通信射频电路技术与设计[
0 L 13C 11C 12G C i1 R L 13C 11 C 12
C 1 的定义为:
C1
1
C1 RGi
第十页,共三十10六页。
考毕兹晶体振荡器电路(diànlù)
§10.1 射频(shèpín)振荡器
10.1.4 晶体振荡器
由于振荡器的谐振频率由振荡条件决定,即要求晶体管的输入和输出之间到 达180°相移。为了使振荡器的频率稳定性好,可以采用石英晶体,特别是频率 低于几百MHz时,LC谐振电路的Q值很难超过(chāoguò)几百,而石英晶体的Q值 可以高达100000,并且频率漂移小于%/℃,所以晶体控制振荡器广泛用做RF系 统的稳定频率源。
隧道二极管振荡电路(zhèn dànɡ diàn lù)及其小信号等效电路
第七页,共三十7六页。
§10.1 射频(shèpín)振荡器
10.1.2 共反射(fǎnshè)极的双极型晶体管振荡器 许多振荡电路采用双极型晶体管或场效应晶体管,结构可以是共发射极 /源极、共基极/栅极或共集电极/漏极。根据反响网络形式(xíngshì)的反响 网络形式(xíngshì)的不同,可分为哈特莱〔Hartley〕、考毕兹〔Colpitts〕、 克拉普〔Clapp〕和皮尔斯〔Pierce〕振荡器。以下图所示的振荡电路可 用来描述所有这些不同的电路。
教学 能力(nénglì) 要重求点
掌握:射频振荡器的稳定振荡条件;固定频率振荡器的类 型,典型电路拓扑结构和特点,参数计算方法、性 能仿真方法等设计技术。
了解:可调谐射频振荡器的类型,电路拓扑结构和特点。 熟悉:频率合成器的类型与原理,基本电路拓扑结构等。
第一页,共三十1六页。
本章 目录 (běn zhānɡ)
变容器调谐介质谐振器
无线通信射频电路技术与设计课程设计 (2)
无线通信射频电路技术与设计课程设计一、课程简介本课程旨在深入了解无线通信射频电路技术,掌握射频电路的基本原理和设计方法,以及射频系统的特点和设计思路。
通过本课程的学习,学生将会了解无线通信射频电路的基本概念和特点,熟悉常用的射频电路设计方法和技巧,能够根据通信系统的需求进行射频电路的设计和优化。
二、课程目标本课程主要目标如下:1.掌握无线通信射频电路的基本概念和特性;2.熟悉射频电路的基本原理和设计方法;3.能够根据需求进行射频电路的设计和优化;4.了解射频系统的特点和设计思路;5.掌握一定的实验操作技能,能够独立完成一定难度的射频电路设计。
三、实验设计3.1 实验一:微波透镜设计微波透镜是一种常见的微波元器件,用于聚焦和分散微波信号。
本实验旨在通过设计微波透镜来熟悉射频电路的基本原理和设计方法。
具体步骤如下:1.根据实验要求确定透镜的工作频率和焦距;2.根据透镜的工作频率和材料参数,计算出透镜的几何尺寸和曲率半径;3.使用仿真软件进行透镜的仿真设计,并进行参数分析和优化调整;4.根据仿真结果制作透镜模型,并进行实验测量和分析。
3.2 实验二:射频功率放大器设计射频功率放大器是无线通信系统中的重要元器件,用于对信号进行放大和传输。
本实验旨在通过设计射频功率放大器来深入了解射频电路的设计思路和技巧。
具体步骤如下:1.确定放大器的工作频率和功率要求;2.根据放大器的工作原理和公式,计算出放大器的基本参数和指标;3.使用仿真软件进行放大器的仿真设计,并进行参数调整和优化;4.根据仿真结果制作放大器模型,并进行实验测量和分析。
四、参考资料1.《射频电路设计与实践》;2.《微波透镜原理与设计》;3.《射频功率放大器设计》;4.《无线通信系统设计与实践》。
以上参考资料为本课程核心参考教材,学生在学习过程中应结合实际情况进行适度参考,并注重方法论和实践能力的培养。
五、总结本课程旨在培养学生的无线通信射频电路设计能力,通过实验设计的方式在理论学习基础上深入了解射频电路的特点和设计方法,并能够根据实际需求进行射频电路的设计和优化。
《无线射频技术》课件
智能工业
无线射频技术在工业自动 化领域的应用,如设备状 态监测、生产流程控制等 。
物流领域应用
物流跟踪
无线射频技术用于实时跟踪物流 运输状态,提高物流效率和准确
性。
智能仓储
无线射频技术实现仓库物品的快速 识别、分类和盘点,提高仓储管理 效率。
智能配送
通过无线射频技术实现配送路线的 优化、配送员的管理和物品的快速 识别。
物联网领域
无线射频技术是物联网的重要 组成部分,用于实现物品之间 的信息传输和通信。
物流领域
无线射频技术用于物流管理、 货物跟踪、供应链管理等领域 。
通信领域
无线射频技术广泛应用于移动 通信、无线宽带接入、卫星通 信等领域。
智能交通领域
无线射频技术用于车辆识别、 不停车收费、智能交通监控等 领域。
身份识别领域
挑战
传输距离限制
无线射频信号的传输距离受到 多种因素的影响,如环境、障
碍物等。
信号衰减
随着传输距离的增加,无线射 频信号的强度会逐渐衰减,影 响接收质量。
多径效应
无线射频信号在传输过程中可 能会经过多个路径到达接收端 ,形成多径效应,影响信号的 稳定性。
安全性问题
无线射频信号容易受到窃听和 干扰,需要采取额外的安全措
提升生活品质
无线射频技术将为人们的生活带来更多便利,如 无线充电、智能家居等,提升人们的生活品质。
THANKS
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微波无线射频技术
总结词
微波无线射频技术适用于长距离通信和高速数据传输,如卫星电视广播和微波中继通信 。
详细描述
微波无线射频技术通常工作在极高的频率上,具有极大的波长和极高的传输速率。由于 其极高的频率,微波无线射频技术具有极强的传输能力和极快的传输速率,适用于长距 离通信和高速数据传输。常见的微波无线射频技术包括卫星电视广播和微波中继通信等
《射频电路设计一》课件
为确保信号传输效率,设计合适的信号源和负载 匹配网络。
3
设计滤波器、功分器等辅助电路
根据系统需求,设计相应的滤波器、功分器等辅 助电路。
电路版图绘制与仿真验证
使用专业软件绘制电路版图
使用专业软件,如Cadence、Mentor Graphics等,绘制射频电路 的版图。
进行电磁仿真验证
《射频电路设计一 》ppt课件
目 录
• 射频电路概述 • 射频电路的基本元件 • 射频电路的分析方法 • 射频电路的设计流程 • 射频电路的调试与优化 • 案例分析
01
射频电路概述
定义与特点
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电子电路,通常用于无线通信、 雷达、导航等领域。
特点
射频电路具有高频率、高带宽、 高灵敏度等特点,能够实现高速 、远距离的无线信号传输。
具有通直流阻交流的特性,常用于滤波、 振荡、延迟等电路中。
种类
包括空心电感、磁芯电感、变压器等。
应用
在射频电路中,电感常用于调谐、匹配、 滤波等电路中。
电阻
定义
导体对电流的阻碍作用称为电阻,是一个物理量,符号为R。
特性
具有消耗电能的作用,常用于限流、分压等电路中。
种类
包括碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
传输线近似分析法
总结词
传输线近似分析法适用于分析传输线和微波网络,通过将电路简化为传输线模型 ,便于理解和计算。
详细描述
传输线近似分析法主要应用于传输线和微波网络的射频电路设计。该方法将电路 简化为传输线模型,通过求解传输线和微波网络的参数来分析电路性能。该方法 计算简便,精度较高,适用于对信号传输特性要求较高的场合。
《手机射频电路原理》课件
信号放大
对发射信号进行功率放大,提 高信号的传输距离和接收灵敏 度。
信号发射与接收
通过天线将调制后的信号发射 出去,并接收来自基站的信号
,进行解调和处理。
手机射频电路的重要性
重要性
通话质量
手机射频电路是实现手机通信功能的关键 部分,其性能直接影响手机的通话质量、 信号强度、数据传输速率等。
射频电路的信号处理能力和稳定性决定了 通话的音质、语音清晰度和无杂音干扰等 关键因素。
调制解调器
调制解调器是实现调制和解调功能的电路,通常集成在手机的主芯 片中。
频谱的利用与控制
频谱资源
01
无线通信频谱是有限的资源,需要合理分配和利用。
频谱控制
02
为了防止干扰和保证通信质量,需要对频谱进行控制和管理。
频谱感知
03
手机需要具备感知周围频谱的能力,以便选择最佳的通信信道
。
信号的传播与衰减
负责信号的接收和发送的核心组件
详细描述
射频收发器是手机射频电路中的核心组件,负责信号的接收和发送。它能够将信 号从模拟信号转换为数字信号,或者从数字信号转换为模拟信号,确保手机能够 进行无线通信。
功率放大器
总结词
放大信号的组件
详细描述
功率放大器是手机射频电路中的重要组件,用于放大信号的功率。在发射信号时,功率放大器将信号放大到足够 的功率,以便能够有效地传输。在接收信号时,功率放大器对微弱的信号进行放大,使其能够被进一步处理。
信号接收
手机通过天线接收射频信 号,经过解调过程从中提 取出低频信号。
调制与解调
调制是将低频信号转换为 适合传输的射频信号,解 调则是将射频信号还原为 原始的低频信号。
射频电路理论与设计(第2版)-第10章
射频电路理论与设计 (第2版)
《射频电路理论与设计(第2版)》
第10章 振荡器的设计
《射频电路理论与设计(第2版)》
振荡器是所有射频系统中最基本的 部件之一,它可以将直流功率转化成射频 功率,在特定的频率点建立起稳定的正弦 振荡,成为所需的射频信号源。早期的振 荡器在低频下使用,随着现代通信系统的 出现,频率不断升高,现代射频系统的载 波常常超过1GHz,这就需要有与之相适 应的振荡器。
《射频电路理论与设计(第2版)》
双端口的振荡器有稳态振荡的条件。若使双端口 振荡器产生振荡,需要满足3个条件。 条件1:存在不稳定有源器件
k 1
in S 1
条件2:振荡器左端满足
条件3:振荡器右端满足
out T 1
《射频电路理论与设计(第2版)》
振荡器与放大器的差异如下。 (1) 对放大器,稳定性因子k>1。在振荡器的情形, 稳定性因子k<1。 (2)对放大器,Γin<1、Γout<1。在振荡器的情形, 振荡器调谐网络和终端网络由无源网络构成,有
《射频电路理论与设计(第2版)》
《射频电路理论与设计(第2版)》
《射频电路理论与设计(第2版)》
《射频电路理论与设计(第2版)》
《射电路理论与设计(第2版)》
10.2.3 二极管振荡器
可以使用隧道二极管、雪崩渡越二极管和耿氏二 极管等负阻器件构建单端口振荡电路。 这些振荡电路的缺点是输出波形较差,噪声也比 较高,但使用这些二极管构建的振荡电路可以方便地获 得射频高端频段的振荡信号,例如耿氏二极管可以用于 制造工作频率在1~100GHz的小功率振荡器。下面举例 说明这类振荡电路的设计方法。
射频电路设计理论与应用课件
目录
• 射频电路设计概述 • 射频电路设计基础理论 • 射频电路核心组件设计 • 射频电路应用技术 • 射频电路设计案例分析与实践
01
射频电路设计概述
射频电路的定义与应用领域
定义
射频电路是指工作在射频频段的 电路,通常包括无线收发系统、 微波电路、射频放大器、混频器 等。
应用领域
射频电路广泛应用于通信、雷达 、电子对抗、医疗电子、测量仪 器等领域。
射频电路设计的挑战与重要性
挑战
射频电路设计面临诸多挑战,如频率高、波长短、信号幅度 小、易受干扰等。此外,还需要考虑电路的稳定性、线性度 、效率等因素。
重要性
随着无线通信技术的飞速发展,射频电路作为无线通信系统 的核心组成部分,其性能直接影响到整个系统的传输质量、 可靠性以及功耗等方面。因此,研究射频电路设计理论与应 用具有重要意义。
4. 设计收发机控制电路,实 现自动增益控制、频率合成、
校准等功能。
5. 制作并调试收发机系统硬 件,编写并烧录相关控制软件
。
6. 对收发机系统进行综合测 试与性能评估,确保满足设计
要求。
THANKS
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射频电路在雷达系统中的应用
发射链路
射频电路在雷达系统的发射链路中起 到关键作用。它负责产生高频大功率 信号,并通过天线辐射出去,用于探 测目标。
接收链路
射频电路在雷达接收链路中用于接收 反射回来的微弱信号。它需要具备高 灵敏度和低噪声性能,以确保准确的 目标探测和距离测量。
射频电路在微波工程中的应用
03
射频电路核心组件设计
滤波器设计
频率选择
滤波器类型
滤波器是射频电路中用于频率选择的核心 组件,能够实现对特定频率信号的通过或 抑制。
射频电路基础知识PPT课件
Γz=(Zi-Z0)/(Zi+Z0) ▪ 驻波比(VSWR):传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅之比
为电压驻波比,或称为驻波系数ρ.
ρ =|U|MAX/|U|MIN=(1+ |Γz|)/(1-| Γz|)
A=10x(log10(B/1mW)=10x(log10B)+30
(其中A为对数功率,B为线性功率)
1. 线性功率为1W时, 对数功率为30dBm 2. 线性功率为1uW时,对数功率为-30dBm
▪ dBm为绝对功率,dB用来计算相对功率,主要用来计算
功率的改变量,如增益和损耗的单位.
2.4 不连续端口的功率分布(a)
落后,其抗干扰能力较弱,点用带宽较多,但系统较为简单,主要用 于较早开发的系统中,如:电视(当前制式),音频广播(收音机),第一 代的手机通信系统等.
2. 数字RF通信系统,由于其有较多优点,已经广泛使用于多种通信
系统中,如Wireless LAN,GSM手机,蓝牙系统,卫星通信系统等.
1.4 射频电路应用和分类(d)
噪声系数(Noise Figure):放大器输出信号的信噪比(信号与噪声的比值)与输入信号信噪比的差值.
5 RF功率放大器(b)
1dB压缩点:由于放大器本身特性和工作环境,随着功率放大器输入功率增加到一定范围,放大器增益开始减小,当增益减小1dB时,此时的输
入功率称为1dB压缩点.
2.1 射频(RF)电路的定义
可让多个使用者同时复用一个频段.
0
3. RF功率定义和计算 衰减器另一重要的参数为输入信号功率,由于RF信号功率绝大多数都会转化为热功率,因此较大功率的衰减器都会有散热片,并且功率越
电路中的无线通信与射频技术
电路中的无线通信与射频技术无线通信技术在现代社会中起着重要的作用。
它通过无线电波的传输,实现了人与人之间、设备与设备之间的信息交流。
在无线通信中,射频技术是其中的核心内容之一。
本文将从电路中的无线通信和射频技术的基本原理、应用场景以及未来发展等方面进行论述。
一、无线通信和射频技术的基本原理无线通信是指通过无线电波进行信息的传输和交流的技术。
在无线通信的过程中,射频技术起着至关重要的作用。
射频技术是指处于射频频段范围内的电磁波信号处理和传输技术。
它包括射频信号的调制、解调、放大、发射、接收等一系列操作。
射频技术主要基于电路的设计和实现。
电路中的无线通信需要借助射频天线将射频信号从电路中发送出去,并通过接收天线接收外界的射频信号。
在电路设计上,需要合理选择电路的工作频率,以及进行信号的调制和解调。
常见的射频技术调制方式有调幅(AM)、调频(FM)等。
二、无线通信和射频技术的应用场景无线通信和射频技术在现代社会中有着广泛的应用场景。
1. 移动通信无线通信技术是现代移动通信的基础。
无线通信技术使人们能够随时随地进行语音通话、短信传输以及互联网接入等操作。
无线通信技术的发展使得移动通信设备逐渐普及,社交媒体的快速发展以及移动支付的普及也离不开无线通信技术的支持。
2. 无线局域网无线局域网(WLAN)是指通过无线技术将计算机、手机等设备连接到局域网中。
它在家庭、工作环境等地方提供了更方便的无线上网方式。
无线局域网利用射频技术将数据传输到无线路由器,再由路由器连接到互联网。
3. 无线电视和广播传统的有线电视和广播正逐渐被无线电视和广播所取代。
通过射频技术,无线电视和广播可以在无需布线的情况下,将电视和广播内容传输到用户家中的电视机和收音机中。
4. 远程监控射频技术被广泛应用于远程监控领域,在安防、交通、环境监测等方面发挥着重要作用。
例如,通过射频技术可以远程监控家庭安防系统,实时观察家中的情况。
三、无线通信和射频技术的未来发展随着科技的不断进步和社会需求的不断增长,无线通信和射频技术在未来还有许多发展空间和机会。
无线通信射频电路技术与设计课程设计
无线通信射频电路技术与设计课程设计背景近年来,随着移动互联网的普及以及5G时代的到来,无线通信技术得到了飞速的发展。
其中,射频电路技术是支撑无线通信系统的重要技术之一,它涉及到高频电路、天线设计、信号处理等多方面知识。
本课程旨在通过对无线通信射频电路技术的介绍和实践,让学生掌握射频电路的设计方法和技能,从而满足现代无线通信系统的需求。
目标•掌握无线通信射频电路的基本概念和理论知识;•熟悉射频电路设计相关工具的使用;•了解天线设计和网络分析的基本方法;•进行小型射频电路的设计和实验,加深对射频电路技术的理解和应用。
内容1.射频电路基础知识–射频电路概述–信号传输模式–射频系统的构成要素2.射频电路设计方法–高频放大电路–混频电路–振荡电路–滤波电路–收发天线电路3.射频电路设计工具–ADS软件的使用–CST软件的使用–HFSS软件的使用–GENESYS软件的使用4.天线设计基础知识–天线的基本结构和分类–天线的特性参数5.网络分析基础知识–网络分析的原理–S参数的定义和计算–网络分析仪的使用6.射频电路实验–信号发生器和频谱仪的使用–射频功率放大器设计和测试–射频混频器设计和测试–射频滤波器设计和测试教学模式本课程采用理论授课和实验相结合的教学模式。
理论授课旨在介绍射频电路的基本概念和理论知识,以及相关设计方法和工具的使用。
实验部分将通过小型电路的设计和测试,让学生亲历亲为地掌握射频电路的设计和实践技能。
考核方式本课程的考核主要分为两个部分,理论成绩和实验成绩。
理论成绩包括平时的课堂表现、作业和考试成绩。
实验成绩包括实验报告和小组设计和测试的电路成绩。
结语射频电路技术是现代无线通信系统支撑的重要技术之一。
本课程旨在通过理论和实践相结合的教学方式,培养学生的射频电路设计和实践技能,为他们今后从事相关工作打下坚实的基础。
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在R趋于零的极限状态下,就会出现无阻尼的正弦振荡。
我们要找到电压-电流响应为 v(i) v0 R1i R2i2 的...非线性器件, 那么将此表达式中的某些项做调整用来恰好补偿R。将此级数展 开式中的前两项代入方程式可得:
L
d2i(t) dt 2
R
di(t) dt
1 C
i(t)
dv(t) dt
R1
di(t) dt
合并一阶导数的系数,并根据要求令衰减系数为零,可得:
R1 R
显然,该器件具有负的微分电阻。另外,如果要建立初始振 荡,需要衰减系数具有正值,这意味着必须 小于R 。
6
§10.1 射频振荡器
实现负阻的最直接方法就是利用隧道二极管,这种二极管是 以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管,一般应用在某些 开关电路或者高频振荡电路中,它由极高摻杂产生极窄的空间电 荷区。
了解:可调谐射频振荡器的类型,电路拓扑结构和特点。 熟悉:频率合成器的类型与原理,基本电路拓扑结构等。
1
本章目录
❖第一节 射频振荡器 ❖第二节 固定频率振荡器 ❖第三节 可调谐射频振荡器 ❖第四节 频率合成器
2
知识结构
射频振荡器
射
频
信
号
固定频率振荡器
产
生
电
路
可调谐射频振荡器
频率合成器
振荡器电路分析方法 共反射极的双极型晶体管振荡器
一般晶体管振荡电路
8
§10.1 射频振荡器
(1)考毕兹振荡器
振荡器频率0
1 L3
C1 C2 C1C2
振荡的必要条件: C2 gm
C1 Gi
(2)哈特莱振荡必要条件: L1 gm
L2 Gi
9
考毕兹振荡器 哈特莱振荡器
§10.1 射频振荡器
C1
1
C1 RGi
考毕兹晶体振荡器电路
10
§10.1 射频振荡器
10.1.4 晶体振荡器
由于振荡器的谐振频率由振荡条件决定,即要求晶体管的输 入和输出之间达到180°相移。为了使振荡器的频率稳定性好,可 以采用石英晶体,特别是频率低于几百MHz时,LC谐振电路的Q 值很难超过几百,而石英晶体的Q值可以高达100000,并且频率 漂移小于0.001%/℃,所以晶体控制振荡器广泛用做RF系统的稳 定频率源。
隧道二极管振荡电路及其小信号等效电路
7
§10.1 射频振荡器
10.1.2 共反射极的双极型晶体管振荡器 许多振荡电路采用双极型晶体管或场效应晶体管,结构可以是 共发射极/源极、共基极/栅极或共集电极/漏极。根据反馈网络 形式的反馈网络形式的不同,可分为哈特莱(Hartley)、考毕 兹(Colpitts)、克拉普(Clapp)和皮尔斯(Pierce)振荡器。 下图所示的振荡电路可用来描述所有这些不同的电路。
(5)使加性噪声与最低可用信号功率之比给出的相位噪声最小。
(6)选择低闪烁噪声f
1 m
的有源器件
(7)使闪烁噪声调制有源器件的跨导、输入和输出阻抗影响最小。
(8)从谐振回路耦合输出信号(功率)。
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§10.2 固定频率振荡器
常用介质谐振型晶体管振荡器(TDRO)可分为两类:一类 用作串联反馈元件,另一类用作并联反馈元件,如下图所示:
当电流增加时,电压反而减少而不是增加,称为负电阻。
传输电压与增益特性的关系
由图可得方程:
压控源的串联谐振电路
L
d2i(t) dt 2
R
di(t) dt
1 C
i(t)
dv(i) dt
5
§10.1 射频振荡器
标准解为: i(t) et (I1e jQt I2e jQt )
式中: R / 2L Q 1 / (LC) (R / 2L)2
3
§10.1 射频振荡器
10.1.1 振荡器电路分析方法 振荡器的核心电路是一个能够在特定的频率上实现正反馈的
环路。
闭环电路模型
网络表达方式
闭环传递函数:
H () Vo
HA ()
Vi 1 HF ()HA ()
起振条件:
HF ()HA () 1
4
§10.1 射频振荡器
我们通过负阻的产生来揭示振荡器的内在机理,具体通过考察 一个包含电阻R,电感L和电容C的串联谐振电路来说明。
其中:
S
1 LC
p
1
L
C0C C0 C
晶体等效电路及晶体谐振器的输入电抗
11
§10.1 射频振荡器
10.1.5 振荡器相位噪声分析
假定信号从放大器输出端取出,并着重考虑半带宽的单边带
相位噪声L( fm )。
L(
fm
)
1 8
FkT Pm
f0 fm
2
Pi
0We
1 QUL
Po QUL
10.1.3 共栅极场效应晶体管振荡器 振荡器设计需要考虑到一些诸如晶体管特性随温度的变化、
晶体管偏置和去耦电路以及电感损耗等的影响,在此利用计算机 软件进行辅助设计将会有很大帮助。
考毕兹振荡器的谐振频率为:
0
1 L3
1 C1
1 C2
Gi R C1
1 L3
1 C1
1 C2
C1 的定义为:
2 1
f0 fm
式中,0We 为电抗功率,0为谐 振 输 出 频 率 ,Po 为 信 号 输 出 功 率 , Pi 为 反 馈 输 入 的 信 号 功 率 ,PR 为 谐 振 回 路 电 阻 消耗的功率。
实际振荡器电路
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§10.1 射频振荡器
设计原则:
(1)使谐振回路的 QUL最大。 (2)使储存在谐振回路中的电抗能量最大。 (3)要尽量使振荡器的限幅不降低 QUL。 (4)选择低噪声系数F的有源器件。
第10章 射频信号产生电路
教学 重点
本章重点介绍了射频振荡器起振条件与稳定振荡条件的反 馈法和负电阻分析法,以及二极管/三极管基射频振荡器的 类型与结构;介绍了固定频率式和可调谐式振荡器的类型 ,典型电路拓扑结构和设计技术;介绍了频率合成器的类 型与原理基本电路拓扑结构和特点。
能教力学 要重求点
掌握:射频振荡器的稳定振荡条件;固定频率振荡器的类 型,典型电路拓扑结构和特点,参数计算方法、性 能仿真方法等设计技术。
共栅极场效应晶体管的振荡器 晶体振荡器
振荡器相位噪声分析 TDRO作为串联反馈元件 TDRO作为并联反馈元件
串联反馈与并联 振荡器最大输出功率
TDRO温度稳定 TDRO的调谐 传输线谐振腔振荡器 YIG调谐振荡器 压控振荡器(VCO) 分频器“延时” 带有静态模数的频率合成器 带有抖动模数的频率合成器 组合式频率合成器 直接数字合成器