高频电路原理与分析(全套课件1298P)
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高频电路原理与分析PPT课件
•15
第1章 绪论
1.3 本课程的特点
高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起 来的, 也只有通过实践才能得到深入的了解。 因此, 在 学习本课程时必须要高度重视实验环节, 坚持理论联系 实际, 在实践中积累丰富的经验。 随着计算机技术和电 子设计自动化（EDA技术）的发展, 越来越多的高频电 子线路可以采用EDA软件进行设计、 仿真分析和电路 板制作, 甚至可以做电磁兼容的分析和实际环境下的仿 真。因此, 掌握先进的高频电路EDA技术, 也是学习高 频电子线路的一个重要内容。
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成, 从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
•3
第1章 绪论
1.1.2 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。
•13
第1章 绪论
射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
•14
第1章 绪论
5. 调制特性 无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原 因就是高频适于天线辐射和无线传播。 只有当天线的尺 寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能 有效地接收信号。
第1章 绪论
1.3 本课程的特点
高频电子线路是在科学技术和生产实践中发展起 来的, 也只有通过实践才能得到深入的了解。 因此, 在 学习本课程时必须要高度重视实验环节, 坚持理论联系 实际, 在实践中积累丰富的经验。 随着计算机技术和电 子设计自动化（EDA技术）的发展, 越来越多的高频电 子线路可以采用EDA软件进行设计、 仿真分析和电路 板制作, 甚至可以做电磁兼容的分析和实际环境下的仿 真。因此, 掌握先进的高频电路EDA技术, 也是学习高 频电子线路的一个重要内容。
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成, 从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
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第1章 绪论
1.1.2 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。
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第1章 绪论
射线
(a) 电离层
(b) 对流层
(c)
(d)
图1— 5
（a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; （d） 散射传播
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第1章 绪论
5. 调制特性 无线电传播一般都要采用高频（射频）的另一个原 因就是高频适于天线辐射和无线传播。 只有当天线的尺 寸到可以与信号波长相比拟时, 天线的辐射效率才会较高, 从而以较小的信号功率传播较远的距离, 接收天线也才能 有效地接收信号。
高频电路原理与分析-PPT课件
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
Y PS1 FL T R IO U T Q O UT Y PS2 D M IP IF O P COM 2 G A IN/ R S S I IF L O
图9―5 AD607的引脚图 《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
AD607 的内部功能框图如图 9―6 所示。它包含了 一个可变增益 UHF 混频器和线性四级 IF放大器 ,可提供 的电压控制增益范围大于90dB。混频级后是双解调器, 各包含一个乘法器 , 后接一个双极点 2MHz 的低通滤波 器,由一锁相环路驱动,该锁相环路同时提供同相和正交 时钟。
AD607为一种3V低功耗的接收机中频子系统芯片 , 它带有自动增益控制（ AGC ）的接收信号强度指示功 能,可广泛应用于GSM、CDMA、TDMA和TETRA等通 信系统的接收机、卫星终端和便携式通信设备中。 AD607 的引脚如图 9―5 所示。它提供了实现完整
的低功耗、单变频接收机或双变频接收机所需的大部
分电路 ,其输入频率最大为 500MHz, 中频输入为 400kHz 到12MHz。
《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
F D IK 1 COM 1 2 PR U P 3 L Q IP 4 R FL O 5 R FH I 6 GREF 7 M X OP 8 V M ID 9 IF H I 1 0
《高频电路原理与分析》
第9章 高频电路的集成化与EDA
9.2
9.2.1 高频单元集成电路
这里的高频单元集成电路 , 指的是完成某一单一功 能的高频集成电路,如集成的高频放大器（低噪声放大 器、宽带高频放大器、高频功率放大器）、高频集成 乘法器（可用做混频器、调制解调器等）、高频混频 器、高频集成振荡器等,其功能和性能通常具有一定的 通用性。
通信原理知识高频电路ppt课件
图4.3.1 单调谐回路谐振放大器的 原理性电路与等效电路
几十μV～几mV
fo–fs=fi
1V左右
高频放大 混频
fs
fs
中频放大 检波 低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
通常需要多级放大器来提供足够高的增益和足够好的选择 性，从而为下一级（例如混频和检波）提供性能良好的有用信 号。
高频小信号放大器的电路分析包括：1. 多级分单级，2. 静 态分析，3. 动态分析，4. 整合系统几个基本步骤。
高频小信号放大器的主要质量指标
4) 工作稳定性：指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管 参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特 性的稳定。
F
A
A
低频小信号模型
高频小信号模型
出于分析的方便，将把稳定性问题及其改善放至最后讨论。
End
高频小信号放大器的分析方法
几十μV～几mV
fo–fs=fi
yre yfe yie Ys
yre 表示输出电压对输入电流的控制作用（反向控制）； 表示输y入fe 电压对输出电流的控制作用（正向控制）。ｙfe越大,
表示晶体管的放大能力越强；ｙre越大, 表示晶体管的内部反 馈越强。ｙre的存在, 对实际工作带来很大危害, 是谐振放大器 自激的根源, 同时也使分析过程变得复杂, 因此应尽可能使其
放大器输入导纳Yi
•
I1
•
yie V1
•
yre V2
•
I2
•
yfe V1
•
yoe V2
•
•
I2 YL V2
Yi
yie
yre yfe yoe YL
•
2024年《高频电路教案》PPT课件
互感耦合正弦波振荡器的一个绕组是选频网络中的电感L，另 一个绕组作为反响网络。
判断互感耦合振荡器能否起振，就是要判断互感绕组能否 满足相位条件，即能否保证电路构成正反响。
课题一 高频正弦波振荡器 实际电路分析
Developmen t
判断电路能否起振：根据相位平衡条件〔即正反响条件〕判断
➢ 判断放大电路的组态：一般在振荡器中为共基/共射电路。 共基：基极、射极输入，基极、集电极输出，输入输出同相。 共射：射极、基极输入，射极、集电极输出，输入输出反相。
➢ 接通直通电源时的电脉冲； ➢ 内部噪声等。
② 如果放大器不加选择地放大全部输入信号，那么输出包含不 同频率的分量，得不到固定频率的信号输出。
③ 为了保证输出信号的频率单一固定，使用选频网络作为放大 器的负载，确保只输出特定频率的信号。
选频网络
LC谐振回路 石英晶体
LC正弦波振荡器 石英晶体振荡器
b) 根据同名端定义，L 1 下端应 为负。L 1 中间抽头信号应为 正，此为反馈信号，则反馈 信号与输入信号同相，为正 反馈。因此，电路能振荡。
课题一 高频正弦波振荡器
Developmen
t
互感耦合振荡器的实际电路分析〔判断电路能否振荡〕
实例3：发射极调谐型振荡器
(+) (+)
(+)
(+)
(+)
课题一 高频正弦波振荡器
反馈振荡器的基本工作原理
Developmen t
+
uo
-
并联谐振回路
小结：当谐振即 f f0 时，回路阻抗Z 最大且为纯电阻，失谐
时阻抗变小，f f0 时，φ>0，回路呈感性，f f0 时，φ<0,
《高频电路原理与分析》电子教案PPT课件
《高频电路原理与分析》
第1章绪论
第一章 绪论
简介
§1-1无线通信系统概述 §1-2 信号、频谱与调制
§1-2-1 通信系统中的基本信号 §1-2-2 调幅信号及其频谱 §1-2-3 调角信号及其频谱 §1-2-4 数码调制信号及其频谱 §1-2-5 多路通信及已调波比较
《高频电路原理与分析》
第1章绪论
v(t)Vco(s0t0)
电流的瞬时表达式：
《高频电路原理与分析》
AMFM PM
第1章绪论
调制方式分类
《高频电路原理与分析》
第1章绪论
四、通信系统的波段划分
《高频电路原理与分析》
第1章绪论
五、电波传输特性 直射传播（视距） 绕射波（地波） 反射波（天波） 折射传播 散射传播
《高频电路原理与分析》
3 高频谐振放大器（8） 3.1高频小信号放大器 3.2 高频功率放大器的原理与特性 3.3 高频功放的高频效应 3.4 高频功率放大器的实际线路 3.5 高频功放、功率合成与射频模块放大器
《高频电路原理与分析》
第1章绪论
4 正弦波振荡器（6） 4.1 反馈振荡器的原理 4.2 LC振荡器 4.3 振荡器频率的稳定度 4.4 LC振荡器的设计方法 4.5 石英晶体振荡器 4.6 振荡器中的几种现象
第1章绪论
六、通信系统共同的基本特性
（1） 通信容量 一个信道（有线或无线）可同时传送的独立已调信号 的路数。 *与传输媒介有关（空间、电缆、光缆等） *与通信方式有关（AM,SSB,FM等)
（2）信号失真度 通信系统中接收到的信号不同于原信号的程度。
减小信号失真度的措施： *合理的收、发设备的整体设计； *优选单元电路； *精调各电路的工作状态。
高频电路原理与分析(第六版)课件：振幅调制、 解调及混频
振幅调制、解调及混频
图 6-1 AM调制过程中的信号波形
振幅调制、解调及混频
图 6-1 AM调制过程中的信号波形
振幅调制、解调及混频
上面的分析是在单一正弦信号作为调制信号的情况下
进行的，而一般传送的信号并非为单一频率的信号，例如
是一连续频谱信号f(t)，这时，可用下式来描述调幅波:
uAM(t)=UC［1+mf(t)］cosωct
振幅调制、解调及混频
振幅调制、解调及混频
6.1 振幅调制 6.2 调幅信号的解调 6.3 混频 6.4 混频器的干扰 思考题与习题
振幅调制、解调及混频
振幅调制、解调及混频电路都属于频谱的线性搬移电路， 是通信系统及其它电子系统的重要部件。第 5 章介绍了频谱 线性搬移电路的原理电路、工作原理及特点，旨在为本章具 体的频谱线性搬移的原理及实现打下基础。本章的重点是各 种频谱线性搬移电路的概念、原理、特点及实现方法，并在 第 5 章的基础上，介绍一些实用的频谱线性搬移电路。
振幅调制、解调及混频
图6-5 语音信号及已调信号频谱 (a)语音频谱；(b) 已调信号频谱
振幅调制、解调及混频
单频调制时，调幅波占用的带宽BAM＝2F，F=Ω/2π。 如调制信号为一连续谱信号或多频信号，其最高频率为 Fmax，则AM信号占用的带宽BAM=2Fmax。信号带宽是决定 无线电台频率间隔的主要因素，如通常广播电台规定的带 宽为9 kHz，VHF电台的带宽为25 kHz。
由式(6-5)可以看出，要完成AM调制，可用图6-3的原 理框图来完成，其关键在于实现调制信号和载波的相乘。
振幅调制、解调及混频
图6-2 实际调制信号的调幅波形
振幅调制、解调及混频
图 6-3 AM信号的产生原理图
教学课件：第三章-高频电子电路ppt超好
通信原理
讲解了模拟通信和数字通信的基本原 理，包括调制解调技术、多路复用等。
高频电子电路基础
重点讲述了高频电子电路的基本概念、 组成元件及其工作原理，如振荡器、 滤波器等。
无线通信系统
概述了无线通信系统的基本组成、无 线信道特性以及无线通信技术的发展 趋势。
未来发展趋势与展望
5G和6G技术
集成电路与系统集成
状态变量分析法的局限性在于建立状态方程的过程较为复杂，需要较高的数学水平，且对于 复杂的高频电子电路，可能存在难以建立准确的状态方程的问题。
04 高频电子电路中的元件
电感元件
电感元件定义
01
电感元件是一种能够存储磁场能量的电子元件，通常由线圈绕
在磁芯上制成。
电感元件特性
02
电感元件具有阻止电流变化的特性，即当电流发生变化时，会
性，适用于分析线性时不变的高频电子 对于非线性或时变电路，需要采用其他
电路。
分析方法。
信号流图分析法
信号流图分析法是一种基于图论的高频电子电路分析方法，通过建立电 路的信号流图，利用图论的原理对电路进行分析。
信号流图分析法的优点在于能够直观地表示电路中信号的传递和处理过 程，便于理解电路的工作原理。
高效性
确保电路在高频下稳定、高效地 工作。
可靠性
选用高质量的元件和材料，保证 电路的长期稳定性。
设计原则与步骤
• 经济性：在满足功能需求的前提下，尽量降低成 本。
设计原则与步骤
需求分析
明确电路的功能需求和技术指标。
元件选择
根据需求选择适当的元件，如电阻、电容、电感等。
设计原则与步骤
电路布局
合理安排元件的位置，确保信号路径 最短、干扰最小。
《高频电路原理与分析》课件第5章
π
k 1,2,3,
(5-18)
也可从式(5-11)中获得
I0k
1 22 nk 1
C a U n
2 nk 1
2nk 2nk 2
n0
k 0,1,2,
gk1
(2n k)
nk 22nk2
C a U n
2 nk 1
2nk 2nk 2
n0
(5-19) k 0,1,2,
因此，线性时变电路输出信号的频率分量仅有非线性器件产
生的频率分量式(5-10)中p为0和1，q为任意数的组合分量，去
除了q为任意，p大于1的众多组合频率分量。其频率分量为
q2
q2 1
(5-20)
即ω2的各次谐波分量及其与ω1的组合分量。
例 1 一个晶体二极管，用指数函数逼近它的伏安特性，即
u
u
i
I
s
e
VT
1 IseVT
在线性时变工作状态下，上式可表示为
图 5-2 非线性电路完成频谱的搬移
若作用在非线性器件上的两个电压均为余弦信号，即u1＝
U1cosω1t，u2＝U2cosω2t，利用式(5-7)和三角函数的积化和差公
式
cosx cosy 1 cos(x y) 1 cos(x y)
2
2
(5-9)
由式(5-5)不难看出，i中将包含由下列通式表示的无限多个频率
(5-6)
n0
n0
利用三角公式
n 1
1
2n
Cnn / 2
2
Cnk cos(n 2k)x
cosn
x
k 0
1 (n1)
1
2n1
2 k 0
Cnk
k 1,2,3,
(5-18)
也可从式(5-11)中获得
I0k
1 22 nk 1
C a U n
2 nk 1
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n0
k 0,1,2,
gk1
(2n k)
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C a U n
2 nk 1
2nk 2nk 2
n0
(5-19) k 0,1,2,
因此，线性时变电路输出信号的频率分量仅有非线性器件产
生的频率分量式(5-10)中p为0和1，q为任意数的组合分量，去
除了q为任意，p大于1的众多组合频率分量。其频率分量为
q2
q2 1
(5-20)
即ω2的各次谐波分量及其与ω1的组合分量。
例 1 一个晶体二极管，用指数函数逼近它的伏安特性，即
u
u
i
I
s
e
VT
1 IseVT
在线性时变工作状态下，上式可表示为
图 5-2 非线性电路完成频谱的搬移
若作用在非线性器件上的两个电压均为余弦信号，即u1＝
U1cosω1t，u2＝U2cosω2t，利用式(5-7)和三角函数的积化和差公
式
cosx cosy 1 cos(x y) 1 cos(x y)
2
2
(5-9)
由式(5-5)不难看出，i中将包含由下列通式表示的无限多个频率
(5-6)
n0
n0
利用三角公式
n 1
1
2n
Cnn / 2
2
Cnk cos(n 2k)x
cosn
x
k 0
1 (n1)
1
2n1
2 k 0
Cnk
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收信机
2017/8/12
11
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•
话筒和扬声器属于通信的终端设备，分别为信源和信宿。 音频放大器分别是为放大话筒输出信号和推动扬声器工作而设置 的，属低频部件，本书不讨论。 调制：低频→高频；改变信号的某个参数。解调（检波）：高频 →低频 (调制的逆过程)。 变频：已调制信号的频率若不够高，可根据需要进行倍频或上混 (变)频；若幅度不够，可根据需要进行若干级(通常有预放、激励 和输出三级)放大，经天线辐射出去。接收机一般都采用超外差 的形式，在通过高频选频放大(初步的选择放大并抑制其它无用 信号)后进行下混(变)频，取出中频后再进行中频放大(主选择放 大，具有较大的放大增益和较强的滤波能力)和其它处理，然后 进行解调。
2017/8/12
12
•
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发送设备主要完成调制、上变频、功率放大和滤波等功能。
发送设备存在的两种变换：
• 将信源产生的原始信息变换成电信号，该信号的频谱通常靠近零频
附近，属于低频信号，称为基带(Baseband)信号； • 调制(Modulating)，是将基带信号变换成适合在信道中传输的信号
形式(一般为射频或高频的带通信号)。调制后的信号称为已调信号
《高频电路原理与分析》课程所涉及的相关理论、技术在通 信工程中的具体应用举例：
频谱资源的分配、管理、开发与应用。（频分复用、时分复用等） 信号的频谱搬移及频谱(结构)变换。（调制、解调及变频应用） 无线电信号发送与接收。（高频谐振功率放大与弱小信号的选择放大） 扩频通信技术(Spread Spectrum Communication Technology 包括数字调制与解调应用）
(Modulated Signal)，调制之前的基带信号也可称为调制信号 (Modulating Signal)。调制时还需要一个高频振荡信号，称为载波
(Carrier)，它可由高频振荡器(Oscillator)或频率合成器(Frequency
Synthesizer)产生。载波通常为单一频率的正弦信号或脉冲信号。
2017/8/12
3
HX108-2七管半导体收音机 原理图
0.18~0.22 mA 0.4~0.8 mA 1~2 mA R12 220 C13 223 B2 红 3~5 mA 4~10 mA R11 1K R10 51K V4 9018H V5 9014 C11 223 B6
D1 ~D2 IN4148 R1 100K B1 V1 9018H C3 103 R2 2K C1 B R8 1K C6 223 C5 223 R7 51 C7 223
《高频电子线路（第二版）》，高吉祥，电子工业出版社，2007
《通信电路原理》，董在望，高等教育出版社，2002
2017/8/12
2
课程目的：
高频电子线路是电子、通信类各专业的一门主要专业基础课，课程目的是通过对高频 条件下电子元器件和特性参数的再认识，以及对选频传输网络、高频小信号谐振放大、高 频谐振功率放大、非线性器件的应用、信号的调制与解调、频谱变换技术和锁相环技术等 的教学，使学生掌握基本的高频电路（非线性电子线路或通信电子线路）特点、结构、原 理和分析方法，为后续专业课程打下必要的基础。
2017/8/12
8
考核方式
平时成绩：<=30%
考试成绩：>=70%
2017/8/12
9
第 1章
绪
论
1.1 无线通信系统概述 1.2 信号、 频谱与调制 1.3 本课程的特点 思考题与习题
2017/8/12
10
1.1 无线通信系统概述
1.1.1 无线通信系统的组成
典型的无线通信系统基本组成方框图 发信机
2017/8/12
13
接收设备的任务主要是有选择地放大空中微弱电磁信号(同 时要尽可能保证信息的质量)，并恢复有用信息。 在接收设备中有相应的两种反变换。将接收到的已调信号 变换(恢复)为基带信号的过程称为解调(Demodulating)，把实现 解调的部件称为解调器(Demodulator)。解调时一般也需要一个
(1) 高频振荡器(信号源、载波信号或本地振荡信号)； (2) 放大器(高频小信号放大器及高频功率放大器)； (3) 混频或变频(高频信号变换或处理)； (4) 调制与解调(高频信号变换或处理)。
本地的高频振荡信号，称为恢复载波(或插入载波)。有时将收发
设备中的调制器和解调器合称为调制解调器(Modem)。
2017/8/12
14
2017/8/12
返回
15
第一章绪论
2017/8/12
返回
16
第一面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成，
从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
C10 + 4.7μ
D3
W 5K
IN4148
C1 CBM223P
2017/8/12
4
H X 1 0 8 | 2 装 配 图
2017/8/12 5
先修课程：
《高等数学》、《电路基础》、《低频电子线路》
电路分类
低频 模拟电路 电子线路 高频 数字电路 线性电路 电子线路 非线性电路
2017/8/12
6
教学内容
绪论
高频电路基础 高频谐振放大器
第 1章
第 2章 第 3章
第 4章
第 5章 第 6章
正弦波振荡器
频谱的线性搬移电路 振幅调制、解调与混频
第 7章
第 8章 第 9章
频率调制与解调
反馈控制电路 高频电路的集成化与EDA
学时安排
实验学时：18学时
7
授课学时：54学时
2017/8/12
+
+
R13 24K B3 黄 R4 20K V2 9018H B4 白 R6 62K V3 9018H B5 黑
C14 100μ
C15 100μ
V6 9013H B7
R3 100 Y 8Ω C12 223 V7 9013H K DC 3V
C1 A C2 223
C+
4.7μ R5 150
4
C8 R9 223 680 C9 223
2017/8/12
1
选用教材：
《高频电路原理与分析（第四版）》，曾兴雯等， 西安电子科技大学 出版社，2006
参考书
《电子线路（非线性部分）》，谢嘉奎等，高等教育出版社，2000
《高频电子线路》， 张肃文 高等教育出版社，2004 《高频电子线路》，杨霓清，机械工业出版社，2007