高频电子线路-复习

2 ＋
. U2 RL 4 －
＋ . UL － RS . ES ＋ － ＋ 1 . U1 . － 3
. I1 . I2
RL _ 2 ＋ 2 . U2
＋ . U1
R 4 － _L 2
2 － ＋ . U1 2 －
(a)高频反相器
. I . I ＋ . U2 4
(b)不平衡——平衡变换器
1 ＋ . RL UL RS . ES － ＋ . I1 2 A ＋ . UL － ＋ . UL －
第二章 高频电路基础
• 第一节 高频电路中的元器件 • 一、高频电路中的元件 高频元件包括：电阻，电容，电感。
• 二、高频振荡回路
高频振荡回路包括并联谐振回路和串联谐振回路。
振荡回路的谐振特性
简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最 小值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。
• 1并联谐振回路
第三章 高频谐振放大器
• 高频小信号放大器按频带宽度可以分为窄带放大器和宽带 放大器。 • 按有源器件可以分为以分立元件为主的高频放大器和以集 成电路为主的集中选频放大器。 • 对高频小信号放大器的主要要求是： ⑴增益要高。 ⑵频率选择性要好。 ⑶ 噪声系数要小。 ⑷工作稳定可靠。
• 高频小信号放大器的主要性能指标
• 失配法是用牺牲增益来换取电路的稳定。 • 多级谐振放大器
增益、带宽、矩形系数
(2f 0.7 ) m 2 1 2 △ f 0.7
1 m
f0 f0 2 1 x QL QL
1 m
第二节 高频功率放大器的原理和特性
• 高频功率放大器的主要功用是放大高频信 号，并且以高效输出大功率为目的。高频功
第一章 绪论
无线通信系统的基本组成
话 筒 音频放大 调制器 激励放大 输出功 率放大
载波 振荡器 天线开关 扬 声 器 中频放大 与滤波
音频放大
解调器
混频器
¸ 高频放大
本地 振荡器
• 调制特性
所谓调制，就是把信号变换成适合于 在信道（传输链路）中进行传输的形式的 一种过程。
调制在无线通信中的作用至关重要：
i f (u )
用泰勒级数展开,可得
i a0 a1 (u1 u2 ) a2 (u1 u2 ) 2 an (u1 u2 ) n an (u1 u2 ) n
n 0
u1＝U1cosω1t,u2＝U2cosω2t
i
p q
V
C3 C1
L
C2
克拉泼振荡器电路
Ro
• 西勒振荡器
由图可知，回路的总电容为
1 C C 4 C3 C 4 1 1 1 C1 C 2 C3
U CC
R1
R2
Rc
C3
V
Cb
C1
Re
C4
L
C2
C3
振荡器的振荡频率为
1 0
1 LC 1 L(C 3 C 4 )
V
C1
RS . ES ＋
＋ . U1
1
2
＋ . U1
－
RL 3
. I2
4
Rb B RL
－
－
3
. I
－
－
(c)1:4阻抗变换器
(d)3分贝耦合器
4) 耦合振荡回路
石英晶体谐振器 晶体谐振器与一般振荡回路比较，有几个明显 的特点: （1）晶体的谐振频率非常稳定。 （2）有非常高的品质因数。 （3）接入系数非常小。 （4）晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很 高的并联 谐振阻抗。
C


p ,q
cos(p1 q2 )t
p ,q | p1 q2 |
• 线性时变电路分析法 • 如果U2》U1， 在EQ+u2 上对u1 用泰勒级数 展开,有
i f ( EQ u1 u2 ) 1 f ( EQ u2 ) f ( EQ u2 )u1 f ( EQ u2 )u12 2! 1 (n) f ( EQ u2 )u1n n!
Lb
V
R1
R2
Cb
E
发射极自给偏压
基极组合偏压
零偏压
输出匹配网络 常用的输出线路主要有两种类型：LC匹配网络和耦合回路。
第四章正弦波振荡器
• 振荡器：能在没有激励信号的情况下产生周期性 振荡信号的电子电路。
平衡条件 T ( j) K ( j) F ( j) 1 振幅平衡条件可以表示为
I c1
基极调制特性是指仅改变EB时，放大器电 流、电压、功率及效率的变化特性。
欠压区
过压区
Eb
0
I c1
集电极调制特性是指仅改变Ec，放大器电 流、电压、功率及效率的变化特性。
0
过压区
I c0
Ec
欠压区
• 高频功放的调谐特性
Uc
I c1
I c0
111
0
感性失谐 容性失谐
高频功放的调谐特性
C
功放管的高频效应主要有以下几方面： 一、少数载流子的渡越时间效应 二、非线性电抗效应 三、发射极引线电感的影响 四、饱和压降的影响
K ( 2t )
VD ＋ － ＋ － u1
iD ＋ H(j) uo －
2n

2
2 3 2n 2t 2n 2 2
2t 2n

u2
1 2 2 2 cos 2t cos 3 2t cos5 2t 2 3 5 2 ( 1) n 1 cos(2n 1) 2t (2n 1)
I S 0
y re y fe Ys yie
.
4)通频带B0.707与矩形系数K0.1
B0.707 f o / QL

.

Yre U c
. .
Ys
U b Yie
Y fe U b
Yoe U c

YL

• 提高放大器稳定性的方法 一是从晶体管本身想办法，减小其反向传输导纳 。 二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化， 具体方法有中和法和失配法
Pc P0 P 1
集电极效率为
P 1 I c1 U c 1 1 P0 2 I c 0 U cc 2
• 高频谐振功率放大器的工作状态
1.欠压状态 2.过压状态 3.临界状态
ic A
A
ube
ube ube max
ic
ube max
ic
ub
0
B
C C
Q
uce
Eb
0
Eb
1.高频适于天线辐射和无线传播。 2.可以实现信道的复用，提高信道利用率。
• 无线通信中基本的调制方法： 使高频载波信号的一个或几个参数（振幅、频率或相位） 按照基带调制信号的规律而变化。 根据载波受调参数的不同，调制分为三种基本方式： 振幅调制（调幅） AM 频率调制（调频） FM 相位调制（调相） PM • 在高频电路中，我们要处理的无线电信号主要有三种： 1.消息（基带）信号 ——低频信号 没有进行调制之前的原始信号，也称调制信号 2.高频载波信号 ——高频信号 用于调制的高频振荡（载波）信号和用于解调的本地 振荡信（或称恢复载波），一般为单一频率的正弦（或余 弦）信号或脉冲信号高频信号 3.已调信号 ——高频信号 调制信号对载波信号进行调制以后的信号
T ( j) KF 1
相位平衡条件
T k F 2n
n 0,1,2,
• 振荡的起振条件
T ( j ) 1
称为自激振荡的起振条件，也可写为
T ( j) Y f RL F 1 T f L F 2n • 稳定条件


t
0
Ec
uce min
uce 0
Eb
t
0
Uc Uc
Ec
uce
0
uc
uce
t
t
• 高频功放的外部特性
高频功放的负载特性
负载特性是指只改变负载电阻RL，高频功放电流、电压、 功率及效率η变化的特性。 按照欠压状态，临界状态和过压状 态讨论。
I c1
P0
Uc

I c0
Pc
P1
Q 1>Q 2 Q2 Q1
0
L
O
r C
0


0
2
0
wk.baidu.com

幅频特性
电路组成
电抗特性
辐角特性（相频特性）
（3）. 抽头并联振荡回路
UT U 2 R 2 RL UT 1 R 2 RL 2 RL U p
2
2
2


L1
U
C
UT
L2
负载部分接入
R

RL
传输线变压器的应用
＋ 1 RS . ES ＋ － . U1 － 3 . I2 . I1
• 中和法通过在晶体管的输出端与 输入端之间引入一个附加的外部 反馈电路(中和电路)来抵消晶体 管内部参数Yre 的反馈作用。 • 中和条件为：
CN L1 N Cbc 1 Cbc L2 N2
Cb1
.
Uc
V
N1
Ce
N2
CN
.
Un
VCC
Cb
• 失配法通过增大负载导纳，进而增大总回路导 纳，使输出电路失配，输出电压相应减小，对 输入端的影响也就减小。
C2
C4
L
西勒振荡器电路
提高频率稳定度的措施 1、提高振荡回路的标准性 2、减少晶体管的影响 3、提高回路的品质因数 4、减少电源、负载等的影响
二、石英晶体振荡器电路
• 1．并联型晶体振荡器（等效电感）
• 2．串联型晶体振荡器（等效短路线）
V
C1
L
C2
第5章 频谱的线性搬移电路
• 非线性函数的级数展开分析法
0
RL cr
RL
0
RLcr
RL
欠压区
过压区
欠压区
过压区
高频功放的振幅特性 高频功放的振幅特性是指只改变激励信号振幅Ub时， 放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。
U c I c1 I c 0
Uc
I c1
I c0
0
Ub
• 高频功放的调制特性 改变它的某一电极直流电压来改变高频信号的振幅， 从而实现振幅调制。 高频功放的调制特性分为基极调制特性和集电极调制 特性。
i f ( EQ u2 ) f ( EQ u2 )u1
i I 0 (t ) g (t )u1
u1
线性时变 器 件 u2
滤波器
uo
u1
线性时变 器 件 u2
滤波器
uo
5.2 二极管电路
• 单二极管电路
iD g (t )uD g D K (2t )uD
1 K ( 2t ) 0
第四节 高频功率放大器的实际线路
• 直流馈电线路 直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。
1. 集电极馈电线路 下图是集电极馈电线路的两种形式：串联馈电线路 和并联馈电线路。
Cb
V
Cb
C
Lb
V
Ec
Lb
C
L1
Ec
串联馈电
Cb1
并联馈电
2.基极馈电线路 基极馈电线路也有串馈和并馈两种形式
V
Re
V
Cb
Cb
L
C
C
R0
L
r
图2-4（a）并联谐振回路
1
Q1 Q2
图2-4（b）并联谐振回路等效电路
Q1
Q1 Q2
1
2
Q2
Q1
Q2
感性 容性

0 B
L Q R0 Q0 L Cr 0 C
B0.707
f0 2 f Q
• （2）串联谐振回路
I I0
0
X
容性 感性
1 LC


2
U CC
R1
Rc
V
R2
C1
Re
C3
Cb
C2
L
假设电感两端的电阻为 R0 ，则由图可知 等效到晶体管CE两端的负载电阻 R L 为 C RL p 2 R0 ( 3 ) 2 R0 C1 1 1 1 0 振荡器的振荡频率为 LC LC 3 C kF 1 反馈系数的大小为 C2
振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。 振幅稳定条件为： U 又可写为
K U i
n 0,1,2,
T
i U i U iA
0
L
L f F

0
U i U iA
1 2
0
相位稳定条件为
L 0
1
f F
率放大器多工作在C类(丙类）状态
• 高功放与低功放；高功放与高频小信号放大器
• 工作原理
ib
ic


_
uc
u ( )
ub
ube


uce
C

L
R
Eb
Ec
• 高频功放的能量关系 输出功率P1为 1
1 2 1 U c2 P I c1U c I c1 RL 1 2 2 2 RL
集电极电源供给的直流输入 功率P0为 P0 I c 0 Ec • 集电极损耗功率PC


振荡器稳定工作时回路的相频特性
LC振荡器 • 互感耦合振荡器判断 • 振荡器的组成原则
三端式振荡器组成原则 （1）X1和X2电抗性质相同； （2）X3与X1,X2电抗性质相反。
X1
X3
三端式振荡器的组成
X2
简记为“射同余异”
(a)电容反馈振荡器 (b)电感反馈振荡器
• 克拉泼振荡器
在克拉泼振荡器中，晶体管以部分接入的 形式与回路联接，减弱了晶体管与回路之 间的耦合。接入系数p为 C C3 p C1 C1
1)电压放大倍数K
y fe U K c Ub yoe YL
1
4
VCC
RL
Rb1
V
2
C
L
3
5
2)输入导纳Yi
Yi y re y fe Ib yie y oe YL Ub
Ic Uc
Rb 2
Cb Re
Ce
3)输出导纳Yo
Y0 yoe