高频电子线路(总复习)

《高频电子》总复习
复习内容： 各章的重要知识点和公式
第0章
期末总复习
要求掌握通信系统的基本概念
•通信系统的构成 •各模块完成的功能 •信道特性 •无线电波的传输方式 •非线性元件的频率变换作用
第一章 噪声与干扰
噪声和干扰的基本概念
来源、特性等
热噪声的定量分析
噪声电压均方谱密度、噪声电压均方值、噪声 电压有效值
重点18：克服干扰的措施
提高前端电路的选择性 合理选择中频 合理选用电子器件与工作点
第五章 反馈控制系统
1.反馈控制系统的概念 1）一般反馈控制系统的构成 包括：比较器、控制信号发生器、可控器件和反馈网络四部分
2）反馈控制系统的分类
自动增益控制（AGC）
自动频率控制（AFC）
自动相位控制（APC） 2.AGC
(3) ud(t)、uc(t)均与时间无关，即成为直流电压
Lim
t→∞
u
d
(t)
= U d Sinθ e∞
= U d (0)
Lim
t→∞
uc
(Biblioteka Baidu)
=
F (0)U d
Sinθ e∞
=
UC
(0)
(4) Ad A0 AF (0)Sinθe∞ = ∆ωi
第五章 反馈控制系统
3.PLL 5）PLL的同步带与捕捉带 （1）同步带 把在环路锁定状态下，能维持锁定所允许的最大固有频差的2倍称为 跟踪带或同步带
输入额定噪声功率 信噪比、噪声系数、等效噪声温度、灵敏度
低噪声器件
第二章 高频放大电路
选频网络
重点1：LC回路谐振的条件
ω0
L
=
1
ω0C
推广：当回路有多个LC器件时，谐振条件为
XΣ = 0
重点2：品质因数Q的计算
对于串联谐振回路
r
Q = ω0L = 1 = 1 L r rω0C r C
P= = VCC IC 0
IC0 = iC α max 0 (θC ) Icm1 = iC α max 1(θC )
重点3：负载线的表达式
iC
=
−gc
Vbm Vcm
[vC
− (VCC
− Vcm
cosθC )]
截距
重点4：欠压、临界、过压状态
三种状态的定义
Rp变化时对输出电流、电压、功率、效率的影 响（即所谓负载特征曲线）
= I2 V2
称为输入短路时的输出 导纳
V1 =0
I1 = yiV1 + yrV2
I2 = y f V1 + yoV2
重点3：截至频率、特征频率、最高振荡频率
定义 大小关系
fmax > fT > f β 。
重点6：多级单调谐放大器的特点
m级总增益增大为单级增益的 m次方
1
通频带缩小为原来的 2m −1
ILp = − jQp IS ICp = jQp IS IRp = IS
重点5：谐振曲线的表达式
无论对于串联还是并联，表达式都为
1
1
, 取振幅为
1+ jξ
1+ξ 2
其中
ξ
=
Qo
ω ωo
−
ωo ω
称为广义失谐
小失谐时ξ
≈
Q0
•
2∆ω ω0
=
Q0
•
2∆f f0
重点6：并联谐振回路的通频带的计算
高频小信号放大器
重点1：主要指标的名称
增益 通频带 选择性 工作稳定性 噪声系数
重点2：4个Y参数的表达式和名称
yi
= I1 V1
称为输出短路时的输入 导纳
V2 =0
yf
= I2 V1
称为输出短路时的正向 传输导纳
V2 =0
yr
= I1 V2
称为输入短路时的反向 传输导纳
V1 =0
yo
具体等量关系为
Rp = ωpL = Q ωpL r
IS
经过进一步推导还可得
rC
IS
L
LC
Rp
Rp
=
Q2
•r
=
L rC
重点4：谐振时的电路特点
对于串联谐振回路，谐振时阻抗最小，因而输 出电流最大
VL0 = jQVS VC0 = − jQVS VR = VS
对于并联谐振回路，谐振时阻抗最大，因而输 出电压最大
并联谐振型晶体振荡器
利用晶振的在fq和fp间的大电感特性
串联谐振性晶体振荡器
利用晶振在fq的短路特性
第四章 调制与解调
重点1：调制的3个基本种类及定义
调幅
调频 调相
合称调角
重点2：振幅调制的分类
标准调幅（AM） 抑制载波的双边带调幅（DSB-SC） 单边带调幅（SSB） 残留边带调幅（VSB）
ma22
+ ...)P0T
其中载波功率P0T
=
1 V02 2 RL
重点5：低电平调幅电路种类
平方律和平衡调幅 斩波调幅 模拟乘法器调幅
重点6：高电平调幅的种类及其特点
集电极调幅（始终处于过压状态）
效率高、注入功率大
基极调幅（始终处于欠压状态）
效率低、注入功率小
重点7：包络检波的主要指标
L
C
对于并联谐振回路
rC
Q
=
ω0 L
r
=
1
rω0C
=
1 r
L C
IS
L
=
Rp
ωpL
=
Rpω pC
IS
LC
Rp
= 1 = ωpC Gpω p L Gp
重点3： Rp与r的区别
r是客观存在的L上的内阻，很小
Rp是谐振是LC两端 等效的阻抗，很大
它们的大小关系是：
Rp >> ω p L >> r
二极管混频器
三极管混频器
优点：1、动态范围较大
优点：变频增益大于1
2、组合频率干扰少 缺点：1、动态范围较小
3、噪声较小
2、组合频率干扰严重
4、不存在本地辐射
3、噪声较大
缺点：变频增益小于1
4、存在本地辐射
重点17：混频器中干扰的种类
组合干扰 副波道干扰 交调干扰 互调干扰 阻塞现象和相互混频
第五章 反馈控制系统
4.频率合成技术
（1）性能指标 （2）简单锁相频率合成器
设计前置分频和可变分频器的分频比 （3）多环锁相频率合成器
为了减小频率间隔而又不降低参考频率
第五章 反馈控制系统
4.本章要求
1）掌握反馈系统的构成及分类； 2）掌握AGC电路的构成、原理、类型（简单、延
迟）、 控制增益的方法（调节放大器参量、电控 衰减器）； 3）掌握 PLL电路的构成、原理、数学模型、基本方 程、锁定特征、两种调节过程（同步带、捕捉带） 线性分析及其应用分析； 4）要求能根据PLL应用电路所给参数，求出待求参 数或根据指标要求构建出PLL应用电路。
2∆
f 0.7
=
f0 QL
IS
RS L C
Rp
RL
其中QL
=
1 +
Q0 RP + RS
RP RL
(Q0为空载Q值)
同时可以看出QL < Q0
重点7：串并电路互相变换时的公式
RP ≈ Q2RS XP ≈ XS
如果电路中的电抗元件是电感X P = X S = ω0L
如果电路中的电抗元件是电容X P
=
XS
=
−1
ω0C
重点8：抽头系数p的计算
抽头所夹元件阻抗 p=
抽头所在支路总阻抗
重点9：抽头变换
阻抗的关系 Zbc = p2 Z ac
a
L2
b
C
c
L1
电压的关系 Vbc = p Vac
电阻去抽头
∴ Ri′ =
1 p2
Ri
电流源去抽头
∴ IS′ = pIS
电容去抽头
Ci′ ≈ p2Ci
第二章 高频放大电路
∆ωH= ± ∆ωVmax= ± KV= ±KdKoF(0) （2）捕捉带
保证环路由失锁经捕捉而进入锁定的最大允许值∆ωVmax, 称为捕捉带
∆ωp =∆ωVmax= ±KdKoF(0)
第五章 反馈控制系统
3.PLL 6）PLL的应用 （1）锁相接收机 （2）相干解调 （3）同步检波器 （4）锁相调制器 （5）数字频率合成系统
电压传输系数
Kd
= cos(3
3πRd
R
)
输入等效电阻
Rid
≈R 2
失真（惰性、负峰切割、非线性、频率）及其 避免条件
重点8：同步检波（又称相干解调）的特点 和基本方法
特点（也是定义）：接收端需要产生频率和相 位都与载波一样的振荡信号，可以解调DSBSC和SSB信号
基本方法：叠加法和相乘法
三极管be间阻抗Xbe与ce间阻抗Xce必须同性质 且它们与bc间阻抗Xbc必须不同性质
c
b
e
Xbe
Xce
Xcb
重点4：影响振荡器稳定的主要因素
振荡回路参数L与C LC回路的Q值（Q值越高越稳定） 回路负载（负载越重、Q越小，稳定性越差） 有源器件的参数
重点5：晶体振荡器的主要类型
Vcm Ic1 Ic0
0
欠压 临 过压 Rp 0
界
ηc P= Po
Pc
欠压 临 界
过压 Rp
重点5：Rp、Vbm、VBB、VCC各变量变化对
功放状态的影响
Rp、Vbm增大 功放从欠压到临界再到过压 VBB、VCC增大 功放从过压到临界再到欠压
重点6：临界状态的特殊之处
VCsat
=
iC max gcr
重点3：标准调幅波的波形（会读会画）
maV0
V0
maV0
Vmax = V0 (1+ ma )
Vmin = V0 (1− ma )
重点4：标准调幅波的表达式和功率
V0 (1+ ma1 cos Ω1t + ma2 cos Ω2t + ...) cosω0t
∴总功率PO
=
(1 +
1 2
ma21
+
1 2
有阴影的波形为iC
vBmax
ωt
5π 2
vB
(b)
重点2：功率关系和其他重要公式
η=C
P=O P=
1 2
Vcm
I
cm1
=
VCC IC 0
1 Vcm Icm1 2 VCC IC0
=
1 2
ξ
•
g1 (θ C
)
Rp
=
Vcm I cm1
PO
=
1 2
Vcm
I
cm1
=
1 2
I
2 cm1
Rp
=
1 2
Vc2m Rp
重点7：双调谐回路放大器的特点
通频带 增加了 矩形系数 减小了（改善了）
第二章 高频放大电路
高频功率放大器
重点1：通过图 5.2.2（b）理解各变量的关系
电 流
或 电 压
Vcm
iC
iCmax vCmin o θc
vC VCC
vc iC
VBZ
π π 3π
2
–VBB 2
2π
vB
Vbm vb
vC
1）AGC电路的构成
2）AGC电路的类型
①简单AGC ②延迟AGC
3）控制增益的方法
①用AGC电压去调节放大器的参量
②在放大级间插入可控衰减器
第五章 反馈控制系统
3.PLL
1）PLL电路的构成
包括：鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)、压控振荡器(VCO)
2）PLL的数学模型
θe(t)
ud(t)
uC(t)
平衡 （振幅恒定）
稳定 （维持平衡）
A0 • F > 1 A • F =1
∂A < 0 ∂Vom
ϕ环路 = 2nπ ϕ环路 = 2nπ
∂ϕ环路 < 0 ∂ω
重点2：反馈时振荡器的主要类型
互感耦合振荡器 三端式振荡器
电感反馈式三端振荡器 电容反馈式三端振荡器
重点3：三端式振荡器相位判断法则
重点12：调制指数（即最大相移）与最大 频偏的概念和关系
mf
=
k f VΩ Ω
∆ω max调频 = k f VΩ
mp = k pVΩ
∆ω max调相 = k pVΩΩ
无论调频还是调相，总有最大频偏 ∆ω = m • Ω max
重点13：带宽的计算、并能解释为什么模 拟调相不常用
BW = 2(m +1) f = 2(∆ fmax + f )
（因为 ∆ω max调相 = k pVΩΩ 所以调相波的带
宽随调制信号带宽变化而变化，不利于频段的 规划和使用）
重点14：调频与调相的关系
对一个信号先求导再调频等于直接调相 对一个信号先积分再调相等于直接调频
重点15：混频器的主要电路类型
三极管混频 二极管混频 模拟乘法器混频
重点16：二极管混频与三极管混频的比较
VC min = VCsat
Vcm + VC min = Vcm + VCsat = VCC
做题时常用此方法求Vcm
重点7：过压和欠压时的不变量
过压时 Vcm基本不变 欠压时 Icm1 基本不变
第三章 正弦波振荡器
重点1：反馈式振荡器的起振、平衡、稳定 条件
振幅条件
相位条件
起振 （由静到动）
θ2(t)
U d sinθe (t)
F(P)
Ko/P
θ2(t)
结论：（1）PLL是一个相位反馈系统。
（2）F(p)、Ao在较大变化范围内可近似认为是线性的，但PD的传输特性是 非线性的，所以PLL系统是非线性系统。
第八章 反馈控制系统
3.PLL
3）PLL的基本方程 （1）动态相位平衡方程 （2）动态相位平衡方程 4）PLL的锁定特征
θe (t) +θ2 (t)=
θe
(t
)
+
U
d
Sinθe
(t
)
⋅
F
(
p)
⋅
Ao P
=
θ1 (t )
pθe (t) + Ad AoSinθe (t) ⋅ F ( p) = pθ1(t)
(1) ωV=ωS，即VCO信号与目标信号频率同步。
(2)
Limθ
t→∞
e
(t
)
= θ e∞
= 常数。θe∞：PLL剩余相位误差。
重点9：单边带产生的方法
滤波法 相移法 修正的移相滤波法
重点10：瞬时相位与瞬时频率的概念与计 算
A0 cosθ (t)
dθ (t) = ω(t)
dt
重点11：调制信号为单一余弦波时调频与 调相的表达式
UFM (=t) A0 cos[ω0t + mf sin Ωt]
UPM (=t) A0 cos[ω0t + mp cos Ωt]