高频电子线路课件第七章.

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高频电子线路完整章节完整课件(胡宴如版)

第2章小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路
小信号谐振放大器
集中选频放大器
2.1 LC谐振回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用的无源选频网络，包括并联回路和串联回路两种结构类型。
利用LC谐振回路的幅（度）频（率）特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进行选频，即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以
1.1、通信与通信系统
4）信道：信息的传送通道，又称传输媒介。信道可分为无线信道和有线信道两大类；
5）接收机：把由信道传送过来的已调信号取出并进行处理，得到与发送相对应的原基带信号，把这一过程称为解调；
6）输出变换器：把基带信号恢复成原来形式的信息。
1.1、通信与通信系统
通信系统按传输的基带信号不同，分为模拟通信系统和数字通信系统两大类。 1）模拟通信系统：直接传输模拟信号（即基带信号为模拟信号）的通信系统,称为模拟通信系统。典型的模拟通信系统的发送设备的组成框图和接收设备的组成框图分别如图2和图3所示。图2为调幅发射机的组成框图。图3为超外差式调幅接收机的组成框图。 2）数字通信系统：传输数字信号（即基带信号为数字信号）的通信系统,称为数字通信系统。
2.1.1 并联谐振回路的选频特性
谐振回路
谐振回路由电感线圈和电容器组成，它具有选择信号及阻抗变换作用。
LC并联谐振回路
图2.1.1是电感L、电容C和外加信号源组成的
并联谐振回路。r是电感L的等效损耗电阻，电容的
.
损耗一般可以忽略。 I
S
为电流源，U
为并联回路两
O
端输出电压。

第七章角度调制与解调

角度调制角度解调
角度调制包括： ①频率调制(FM)：调制信号对载波频率进行调制，使载波的瞬时频率随调制信号作线性变化；频率解调称为鉴频或频率检波。
t t dt
0
信息科学技术学院电子信息科学与技术系高频电子线路第 7章 3
t
②相位调制(PM)：调制信号对载波相位进行调制，使载波的瞬时相位随调制信号作线性变化；相位解调称为鉴相或相位检波。
信息科学技术学院电子信息科学与技术系高频电子线路第 7章 16
振幅根据调制指数 mf m 变化，可分为二种情况。 ①左侧图形：调制频率Ω不变，mf 随频偏 Δωm 增加而增加，频谱间隔 Ω 不变，边频分量增加，频谱展宽； ②右侧图形：频偏Δωm不变，mf随调制频率 Ω 减小而增加，频谱间隔 Ω 变小，边频分量增加，但频谱不展宽； ③mf相同时，左右二侧的频谱包络形状一致。
n
调制信号uΩ Ω FM /频谱 ωc-3Ω ωc-Ω Ω ωc 载波uc ωc ωc+Ω Ω ω
ωc+3Ω ωc+4Ω ω
频谱的非线性变化
ωc-4Ω
ωc-2Ω
ωc+2Ω
调频信号频谱
单频调制信号的调频将单一调制频率调制为频率由载波 ωc 和无穷对边频 ωcnΩ 组成，谱线间隔为 Ω ，幅度为 Jn(mf) 的余弦波的线性组合，对称分布在载波ωc两侧，是频谱的非线性变换； •n 为奇数时，上下边频分量振幅相等，相位相反； •n 为偶数时，上下边频分量振幅相等，相位相同。
信息科学技术学院电子信息科学与技术系高频电子线路第 7章 4
π 2 例题：已知信号为 u t cos 2 π 1000 t 2t ， 2

(高频电子线路)第七章频率调制与解调

02
频率调制
定义与原理
定义
频率调制是一种使载波信号的频率随调制信号线性变化的过程。
原理
通过改变振荡器的反馈电容或电感，使其等效谐振频率随调制信号变化，从而得到调频信号。
调频信号的特性
线性关系
调频信号的频率与调制信号成线性关系，即f(t)=f0+m(t)，其中f(t)是瞬时频率， f0是载波频率，m(t)是调制信号。
介绍了多种调频解调的方法，包括相干解调和非相干解调，并比较了它们
的优缺点和应用场景。
调频信号的特性分析
详细分析了调频信号的频率、幅度和相位特性，以及这些特性如何影响信号的传播和接收。
频率调制与解调的应用
讨论了频率调制与解调在通信、雷达、电子战等领域的应用，并给出了具体的应用实例。
未来研究方向与挑战
带宽增加
调频指数
调频指数是调频信号的最大瞬时频率与载波频率之差与调制信号幅度之比的绝对值，表示调频信号的频率变化范围。
调频信号的带宽随着调制信号的增加而增加，因此具有较好的抗干扰性能。
调频电路实现
01
02
03
直接调频电路
通过改变振荡器元件的物理参数实现调频，具有电路简单、调频范围较窄的优点。
调频系统集成化与小型化研究
随着电子技术的进步，未来的研究将更加注重调频系统的集成化和小型化。这涉及到系统架构的设计、电路的优化以及新型材料的应用等多个方面。
调频技术的跨领域应用探索
除了传统的通信和雷达领域，频率调制与解调技术还有望在物联网、无人驾驶、生物医疗等领域发挥重要作用。未来的研究将探索这些新的应用场景，并寻求技术与具体领域的结合点。

高频电子线路第7章

❖ (1) 动态范围。给定输出信号的变化范围，容许输入信号变化的范围称为动态范围。显然AGC电路的动态范围越大，性能越好。
❖ (2) 响应时间。AGC电路的控制响应跟随输入信号变化的速度，根据响应时间的长短，分为慢速AGC 和快速AGC。由于AGC电路是一个反馈控制系统，环路带宽越宽，响应时间越短，反之则越长。响应时间短可以很好地跟随输入信号的变化，但易引起反调制，如对调幅信号，过短的AGC响应时间会抵消调幅效果。
7.1.2 自动增益控制电路的类型
❖ 1、简单AGC电路
❖ (1) 在简单AGC电路中，参考信号ur=0。这时，只要
输入信号增大，AGC电路就会使可控增益放大器的增益减小，反之，则会使可控增益放大器的增益增加
简单AGC电路特性曲线
含有简单AGC电路的电视视频信号接收机原理框图
❖ 2．延迟AGC电路
7.1 自动增益控制电路
❖ 自动增益控制(AGC)电路的作用：在输入信号的幅度变化很大的情况下，通过对前端可控增益放大电路增益的控制，以使输出信号的幅度电平基本恒定
或在规定的较小范围内变化。
7.1.1 自动增益控制电路的作用
❖ 1、AGC电路原理
AGC电路原理图
❖ 2、AGC电路的性能指标
学习本课程有何意义？
❖ 无线电报的发明开始了无线电通信的时代，并逐步涉及陆地、海洋、航空、航天等固定和移动无线通信领域，从1920年的无线电广播、1930年的电视传输，直到1980年的移动电话和1990年的全球定位系统及当今的移动通信和无线局域网，无线通信市场还在飞速发展，移动通信手机、有线电视调制解调器以及射频标签的电信产品迅速地渗入我们的生活，变成大众不可缺少的工具。
d

(高频电子线路)第七章锁相环

2. 使用示波器观测输入信号、输出信号以及误差信号的波形。
测试原理及步骤说明
3. 调整信号发生器的频率和幅度，观察锁相环电路的输出变化。
4. 使用频率计测量输入信号和输出信号的频率，记录数据。
5. 使用电压表测量输入信号、输出信号以及误差信号的电压幅度，记录数据。
数据处理与结果分析
数据处理：根据实验记录的数据，计算输入信号和输出信号的频率差、相位差以及误差信号的电压幅度等指标。
VS
组成结构
锁相环主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三个基本部分组成。其中，鉴相器用于检测输入信号与本地振荡器输出信号的相位差；环路滤波器用于滤除误差信号中的高频噪声，保证环路稳定性；压控振荡器则根据误差信号调整本地振荡器的频率和相位。
性能指标及分类方法
性能指标
滤波特性
滤除鉴相器输出电压中的高频成分，保证环路稳定性。
电路设计要点
根据锁相环的带宽和稳定性要求，选择合适的滤波器类型和参数，优化滤波器的幅频特性和相频特性。
压控振荡器设计
振荡器类型
LC振荡器、晶体振荡器等。
振荡特性
描述振荡器输出频率与输入控制电压之间的关系。
电路设计要点
选择合适的振荡器类型，确定振荡器的频率范围和稳定性要求，优化振荡器的线性范围和灵敏度，以及减小相位噪声和杂散。
集成化趋势
集成化是锁相环发展的另一个重要趋势。通过高度集成化设计，可以减小锁相环的体积和重量，降低成本，提高可靠性和稳定性。
面临的技术挑战和解决方案
技术挑战
锁相环在发展过程中面临着一些技术挑战，如相位噪声、杂散抑制、快速锁定等。这些挑战限制了锁相环的性能和应用范围。

高频电子线路课件_(7).ppt

以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。
25
本书的内容：
（1）信号的放大（第3章）（2）信号的产生（第4章）
（3）信号的频率变换（第5、6、7章）
这些基本单元电路的组成、原理及有关技术问题，就是本书的研究对象。
26
1.1 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型可根据不同的方法来划分： (1) 按工作频段或传输手段有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。工作频率主要指发射与接收的射频(RF)频率。
21
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成在接收设备中有相应的两种反变换。（1）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称为解调(Demodulating) 。（2）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。
22
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成分析三种信号：调制信号、载波、已调波。（1）调制后的信号称为已调信号(Modulated Signal)；
1.2 无线电信号与调制不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的分析方法和应用范围也不同。表中关于传播方式和用途的划分是相对而言的，相邻频段间无绝对的分界线。
32
1.2 无线电信号与调制
高频的解释：频段划分中的“高频”段，其范围为3～30 MHz，这是“高频”的狭义解释，它指的就是短波频段。
9
振荡器：产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。高频放大器：多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。调制信号放大器：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。振幅调制器：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。

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振荡器平衡状态和稳定
以上分析了保证振荡器由弱到强地建立起振荡的起振条件；保证振荡器进入平衡状态、产生等幅振荡的平衡条件。
实际上，平衡状态下的振荡器仍然受到外界因素变化的影响而可能引起幅度和频率不稳。因此，还应该分析保证振荡器的平衡状态不因外界因素变化而受到破坏的稳定条件。
稳定条件也分为振幅稳定与相位稳定两种。以下分别讨论。
振荡器的振荡频率应低于L1和C1支路的串联谐振频率，此时，该支路呈容性，整个回路满足电容三端的相位条件。
振荡器的振荡频率
End 第七章讲义点击下载此文件高频电子线路[1]
7 振荡器的频率稳定问题评价振荡器频率的主要指标有两个，即：准确度与稳定度。振荡器实际工作频率f与标称频率 f 0之间的偏差，称为振荡频率准确度。通常分为绝对频率准确度与相对频率准确度两种，其表达式为
7.5.1 振荡器的平衡条件 # 振荡电路是单口网络，无须输入信号就能起振，起振的信号源来自何处？
接通电源瞬间引起的电压、电流突变，电路器件内部噪声等。
初始信号中，满足相位平衡条件的某一频率0的信号应该
被保留，成为等幅振荡输出信号。（从无到有）
然而，一般初始信号很微弱，很容易被干扰信号淹没，不能形成一定幅度的输出信号。因此，起振阶段要求
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7 振荡器的频率稳定问题 2.西勒电路
C2
C1
L
C3
B
A
C4
图 7.7.1 西勒电路的交流等效电路
End 第七章讲义点击下载此文件高频电子线路[1]
7.8 石英晶体振荡器
7.8.1 并联谐振型晶体振荡器 7.8.2 串联谐振型晶体振荡器 7.8.3 泛音晶体振荡器

高频电子线路概要课件

高频电子线路的未来展望
5G及未来通信技术
随着5G及未来通信技术的不断发展，高频电子线路将发挥更加重要的作用，为通信
技术的发展提供有力支撑。
人工智能技术
人工智能技术的发展将促进高频电子线路的智能化发展，为高频电子线路的应用提
供更加广阔的领域。
物联网技术
物联网技术的发展将促进高频电子线路的应用，高频电子线路将在物联网领域发挥更加重要的作用。
高效化
随着通信技术的发展，高频电子线路需要更高的传输效率和更低的功耗，高效化已成为高频电子线路的重要发展方向。
集成化
随着集成电路制造工艺的不断进步，高频电子线路的集成化程度越来越高，芯片级集成的高频电子系统已成为趋势。
智能化
随着人工智能技术的不断发展，高频电子线路正逐渐向智能化方向发展，智能化高频电子系统将具有更高的自适应性、灵活性和可靠性。
高频电子线路进入高速发展阶段，广泛应用于移动通信、无线局域网等领域。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻
用于限制电流，调节电压，起到分压、限流的
作用。
电容
用于储存电荷，实现电场能量的交换和存储。
电感
用于储存磁场能量，实现磁场能量的交换和存
储。
二极管
用于单向导电，实现整流、开关等作用。
高频电子线路的基本电路
放大电路
用于放大信号，提高信号的幅度和功率。
滤波电路
用于滤除信号中的噪声和干扰，提高信号的纯度。
振荡电路
用于产生高频信号，用于高频电子线路的信号源。
调制解调电路
用于调制和解调信号，实现信号的传输和接收。
高频电子线路的基本原理

《高频电子线路》PPT课件

uo(t)
uΩ(t)
Δuc
uo(t)=uΩ(t)+UDC
包含了直流及低频调制分量。
峰值包络检波器的应用型输出电路
+ （a） ui
-
VD
Cd
+
+UDC -
+
C uo R
RL uΩ
-
-
（b）
+ ui
-
VD
Rφ
+
C uo R Cφ
-
t
UDC t
+ UDC -
图(a)：电容Cd的隔直作用，直流分量UDC被隔离，输出信号为解调恢复后的原调制信号uΩ，一般常作为接收机的检波电路。图(b)：电容Cφ的旁路作用，交流分量uΩ(t)被电容Cφ旁路，输出信号为直流分量UDC，一般可作为自动增益控制信号（AGC信号）的检测电路。
rd C R
②对高频载波信号uc来说，电容C的容抗
1 R ，电容C相当于短
cC
路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。
理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为分析
+ uD -
当输入信号ui(t)为调幅波时，那么载波正半 +
周时二极管正向导通，输入高频电压通过二 ui
☺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
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
低通滤波器
包络检波输出
t 输出信号频谱

高频电子线路(非线性电路分析法和混频器)资料课件

高频电子线路的未来展望
高频电子线路的发展趋势
5G/6G通信技术
随着5G/6G通信技术的快速发展，高频电子线路在天线、滤波器、功率放大器等方面的应用将更加广泛。
物联网与智能家居
物联网与智能家居的普及将推动高频电子线路在传感器、无线通信和数据处理等方面的应用。
雷达与卫星通信
高频电子线路在雷达、卫星通信、导航系统等领域的应用也将得到进一步发展。
噪声系数反映了混频器的噪声水平，对信号的信噪比有直接影响。
动态范围表示混频器可以处理的信号强度的范围，是评估混频器性能的重要指标。
线性度反映了混频器对大信号的线性响应能力，是评估混频器性能的重要指标。
对混频器的性能指标进行测试时，通常采用信号源、频谱分析仪、功率计等测试设备，通过测量混频器的频率响应、噪声系数、动态范围等参数来评估其性能。
高频电子线路的未来发展方向
毫米波与太赫兹技术
01
随着毫米波与太赫兹技术的不断发展，高频电子线路将在这些
领域发挥更大的作用。
集成化与小型化
02
高频电子线路将向集成化和小型化方向发展，实现更高效、更
紧凑的电路系统。
智能化与自动化
03
高频电子线路将与人工智能、机器学习等先进技术相结合，实
现智能化和自动化的发展。
设计匹配网络
为了减小信号反射和损耗，需要设计合适的匹配网络，使输入信号和本地振荡信号能够有效地传输到非线性元件。
优化电路结构
根据实际需求，优化混频器的电路结构，以提高其性能指标，如变频损耗、噪声系数、动态范围等。
混频器的应用与实例
混频器的应用领域
通信领域
混频器在通信领域中广泛应用于信号的变频处理，实现信号在不同频段之间的转换。

高频电子线路张肃文第5版课件第7章

检波
信号大小
工作特点
7.2.1
调幅波的数学表示式与频谱
7.2.2
调幅波中的功率关系
• 调幅波是载波振幅按照调制信号大小成线性变化的高频振荡。 • 由于载波频率不变，所以波形疏密程度均匀一致。 • 通常传送信号(语音，音乐等)的波形复杂，包含很多频率成分，但这些复杂波形都可以分解成许多正弦波分量的叠加。 • 因此，为了简化分析，我们总是认为调制信号为正弦波。 • 对（非）正弦波调制，调幅波包络线是与（非）正弦调制信号完全相似。

2. 双边带信号在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到, 其表示式为
uDSB (t ) k f (t ) uc
在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uDSB (t ) kUc U cost cosct g (t ) cosct
输出没有载波分量只有边带和调制信号这些电路都要求二极管特性完全相同实际上是做不到的会加入平衡装置741742产生双边带图图741741斩波调幅器方框图斩波调幅器方框图coscos斩波调幅是将调制信号通过一个受载波频率控制的的开关电路斩波电路使调制信号输出波形被斩成周期为2载波周期的脉冲输出波形就包含频率成分及其谐波开关函数与载波周期相同图图742742斩波调幅器工作图解斩波调幅器工作图解coscos图图744744二极管二极管电桥斩电桥斩波调幅波调幅电路电路可产生可产生dsbdsbscsc如图742图图743743平衡斩波调幅及其图解平衡斩波调幅及其图解前面使用的是不对称开关电路的斩破调幅实际上更多时候使用对称开关电路形成平衡斩波调幅
u S SB(t) U 0
fc＋F
t
单音调制的SSB信号波形

高频电子线路第7章PPT课件

9
调相波是其瞬时相位以未调载波相位φc为中心按调制信号规律变化的等幅高频振荡。如uΩ(t)=UΩcosΩt, 并令φ0=0, 则其瞬时相位为
φ(t)=ωct+Δφ(t)=ωct+kpuΩ(t)
=ωct+ΔφmcosΩt=ωct+mpcosΩt
（7.1.6）
从而得到调相信号表达式为
u P U M c c ω c t o k p u Ω ( s U t c c ) c t o m p c s t ) o (
对于宽带调制， Δfm>>F，即mf >>1，有
BW = 2 Δfm
（7.1.10）
对于窄带调制， mf <<1，有
BW = 2 F
（7.1.11）
精选PPT课件
13
7.1.4 调频波与调相波的比较
u 积分
调相 FM u 微分
PM 调频
(a)
(b)
调频与调相的关系
精选PPT课件
14
调频波与调相波的比较表
精选PPT课件
4
7.1.1 瞬时相位和瞬时频率的概念
对于简谐振荡可以写成一般形式
a( t)Amcos(t)
式中，Am为简谐振荡的幅度， t 为简谐振荡的总相角
t
t
0
ωt
dt
0
ωt d(t)
dt
式中 (t) 为瞬时角频率， 0 为初始相位。
如果 (t)是随时间变化的，瞬时相位为 t0tωtdt0
第7章角度调制与解调
• 7.1 调角波的性质 • 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 调频收发信机及特殊电路