高频电子线路PPT第优秀课件
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第1章 绪论
高频电子线路PPT第优秀课件
第1章 绪论
《通信电子线路》课程的目的:
为通信工程专业学生将来在通信信号发送、接收与处 理设备的设计、制造、测试与使用奠定基础。 1. 使学生具有分析与设计高频/非线性电子线路的能力; 2. 能灵活运用有/无源的元器件进行高频信号放大、调 制 与解调、高频信号源功能电路的设计与实现； 3. 高频/非线性电子线路性能的测试与分析能力; 4. 进一步学习射频电子线路的能力和高频/非线性电子线 路的语言表达和交流能力。
gm
iC uBE
Q
(1.2―2)
当输入信号ui=Uimcosωt，晶体管的集电极电流 为余弦脉冲时(见图1.1(b))，利用傅立叶级数展开
i C I 0 I 1 m c o st I 2 m c o s 2 t
第1章 绪论
其中包含有直流、基波和各次谐波分量。取其中一个 谐波分量的幅值Inm与输入电压幅值Uim相比，得到的比值 gcn就是第n次谐波的平均跨导。如二次谐波的平均跨导为
u i＝ U imcos t
(a )
iC
t
图1.1 非线性工作的晶 体三极管集电极电流输 入信号大小的关系
第1章 绪论
iC
iC
Q
0
uBE
0
t
0
uBE
u
＝
i
U
i
mc
o
s
t
(b ) t
图1.1 非线性工作的晶体三极管集电极电流与静态工作点 的关系。
第1章 绪论
4. 描述非线性有源器件特性的参量有三种：
第1章 绪论
1.4 本课程的特点与要求
特点：1. 高频，非线性 2. 是具体功能和性能的硬件实现 3. 多采用工程近似分析法
要求：1. 理解并掌握具体功能的实现原理; 2. 熟练掌握各有源器件和无源网络的状态特性; 3. 学会非线性电子线路的分析方法; 4. 清楚近似的条件。
第1章 绪论
要点回顾： 1. 通信电子线路的定义； 2. 通信电子线路的主要特点，与前所学的比较； 3. 非线性现象及其数学描述； 4. 主要困难。
第1章 绪论
四. 按元件性质: 线性性和参数恒定性 1）线性电子线路：由线性元件组成的电子线路。用线性
代数方程、线性微分方程或线性差分方程来描述。 2）非线性电子线路：由非线性元件组成的电子线路。用非 线性代数方程、非线性微分方程或非线性差分方程来描述
3) 恒定参数电子线路：由恒定参数元件组成的电子线路。 4) 变参(时变)电子线路：含有时变参数元件的电子线路。
第1章 绪论
1. 非线性电子线路不具有叠加性和均匀性，没有叠加定理。
y ax2
xx1y1a12x
xx2y2a22x xk1x1k2x2 ya(k1x1k2x2)2k1y1k2y2
第1章 绪论
2. 在稳定状态下，非线性电子线路输出变量中含有新的频 率分量。如：
yax2
xsin1t ya2a2cos21t
1）静态参量，也称为直流参量；设置与设计工作 2）动态参量，也称为交流参量；设置下的动态特性
3）折合参量，也称为平均参量。频率相关的参量
例如：晶体三极管在非线性状态下工作，它的跨导要用直流 跨导、交流跨导和平均跨导三个参量来表述。
第1章 绪论
直流跨导 就是静态工作点的电流与静态工作点的电压之
比。如图1.2(a)所示
第1章 绪论
1.3 非线性电子线路的应用
非线性电子线路是通信系统, 特别是无线通信系统的基础, 是无线通信设备的重要组成部分。
1.3.1 无线通信系统的组成
Fig.1.3 发射机典型结构
第1章 绪论 Fig.1.4 接收机典型结构
第1章 绪论
本课程内容
1. 绪论 2. 高频功率放大器 3. 正弦波振荡器 4. 噪声与高频小信号放大器 5. 振幅调制与解调 6. 混频 7. 角度调制与解调 8. 反馈控制电路
g0
I CQ U BEQ
(1.2―1)
iC
tan ＝g0
iC
ຫໍສະໝຸດ Baidutan ＝gm
ICQ
Q
ICQ
Q iC
uBE
0
UBEQ
uBE
0
UBEQ
uBE
(a)
(b)
图1.2 直流跨导与交流跨导
(a)直流跨导示意图；(b)交流跨导示意图
第1章 绪论
交流跨导是在静态工作点处的电流增量与电压增量之比。 如图1.2(b)所示，交流跨导
x sin1t sin2t
y
a
a 2
cos21t
a 2
cos22t
acos(1 2)t acos(1 2)t
第1章 绪论
3. 处于非线性状态工作的有源器件，如晶体三极 管、场效应管、运算放大器等，它们的输出响应 与输入信号的大小和器件工作点的选取有关。
iC
iC
Q
0 0
t
UBE Q
u BE
0
u BE
本课程：通信电子线路是 高频 模拟 非线性 变参 工作频率和信号形式---应用对象
集成度和元件性质---内部结构特性
第1章 绪论
1.2 线性与非线性电子线路
1）线性与非线性指的是输入与输出关系。 这一输入与输出关系是由它的内部结构状态（丙类）和 它的外部输入（大信号）决定的。 2) 非线性---即不具有线性电子线路的线性特性：叠加性 和均匀性，叠加定理不适用。从一般到具体主要有以下 五点不同。
短波通信等。 4）微波电子线路：频率高于300MHz。卫星电视、微波中
继通信、导航等。
第1章 绪论
二. 按信号形式 1) 模拟电子线路：完成模拟信号的产生、放大、变换、 处理和传输的电子线路。 2）数字电子线路：完成数字信号产生、放大、变换、 处理和传输的电子线路。
三. 按集成度
1）集成电路：体积小、性能稳定、可靠性高、维修使用方 便等优点。 2）分立电路：高频、大功率电子线路还是以分立为主。
第1章 绪论
第1章 绪论
➢1.1 电子线路的分类 ➢1.2 线性与非线性电子线路 ➢1.3 非线性电子线路的应用 ➢1.4 本课程的特点与要求
第1章 绪论
1.1 电子线路的分类
一. 按工作频率 1) 低频电子线路：工作频率低于300kHz。 2) 中频电子线路：工作频率在300kHz～6MHz 。广播 3) 高频电子线路：工作频率在6MHz ～ 300MHz。电视、
gc2
I2m U im
(1.2―3)
第1章 绪论
5.非线性电子线路的数学描述是非线性方程。非线性微分方 程的精确求解是一个难题，时至今日，二阶以上的非线性 微分方程还没有实用的求解方法。在工程上一直沿用的是 近似解法，本书也将采用这种方法。随着计算技术的发展， 二阶以下的非线性微分方程可以采用计算机数值解法，这 种方法将会逐步走向实用。
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第1章 绪论
《通信电子线路》课程的目的:
为通信工程专业学生将来在通信信号发送、接收与处 理设备的设计、制造、测试与使用奠定基础。 1. 使学生具有分析与设计高频/非线性电子线路的能力; 2. 能灵活运用有/无源的元器件进行高频信号放大、调 制 与解调、高频信号源功能电路的设计与实现； 3. 高频/非线性电子线路性能的测试与分析能力; 4. 进一步学习射频电子线路的能力和高频/非线性电子线 路的语言表达和交流能力。
gm
iC uBE
Q
(1.2―2)
当输入信号ui=Uimcosωt，晶体管的集电极电流 为余弦脉冲时(见图1.1(b))，利用傅立叶级数展开
i C I 0 I 1 m c o st I 2 m c o s 2 t
第1章 绪论
其中包含有直流、基波和各次谐波分量。取其中一个 谐波分量的幅值Inm与输入电压幅值Uim相比，得到的比值 gcn就是第n次谐波的平均跨导。如二次谐波的平均跨导为
u i＝ U imcos t
(a )
iC
t
图1.1 非线性工作的晶 体三极管集电极电流输 入信号大小的关系
第1章 绪论
iC
iC
Q
0
uBE
0
t
0
uBE
u
＝
i
U
i
mc
o
s
t
(b ) t
图1.1 非线性工作的晶体三极管集电极电流与静态工作点 的关系。
第1章 绪论
4. 描述非线性有源器件特性的参量有三种：
第1章 绪论
1.4 本课程的特点与要求
特点：1. 高频，非线性 2. 是具体功能和性能的硬件实现 3. 多采用工程近似分析法
要求：1. 理解并掌握具体功能的实现原理; 2. 熟练掌握各有源器件和无源网络的状态特性; 3. 学会非线性电子线路的分析方法; 4. 清楚近似的条件。
第1章 绪论
要点回顾： 1. 通信电子线路的定义； 2. 通信电子线路的主要特点，与前所学的比较； 3. 非线性现象及其数学描述； 4. 主要困难。
第1章 绪论
四. 按元件性质: 线性性和参数恒定性 1）线性电子线路：由线性元件组成的电子线路。用线性
代数方程、线性微分方程或线性差分方程来描述。 2）非线性电子线路：由非线性元件组成的电子线路。用非 线性代数方程、非线性微分方程或非线性差分方程来描述
3) 恒定参数电子线路：由恒定参数元件组成的电子线路。 4) 变参(时变)电子线路：含有时变参数元件的电子线路。
第1章 绪论
1. 非线性电子线路不具有叠加性和均匀性，没有叠加定理。
y ax2
xx1y1a12x
xx2y2a22x xk1x1k2x2 ya(k1x1k2x2)2k1y1k2y2
第1章 绪论
2. 在稳定状态下，非线性电子线路输出变量中含有新的频 率分量。如：
yax2
xsin1t ya2a2cos21t
1）静态参量，也称为直流参量；设置与设计工作 2）动态参量，也称为交流参量；设置下的动态特性
3）折合参量，也称为平均参量。频率相关的参量
例如：晶体三极管在非线性状态下工作，它的跨导要用直流 跨导、交流跨导和平均跨导三个参量来表述。
第1章 绪论
直流跨导 就是静态工作点的电流与静态工作点的电压之
比。如图1.2(a)所示
第1章 绪论
1.3 非线性电子线路的应用
非线性电子线路是通信系统, 特别是无线通信系统的基础, 是无线通信设备的重要组成部分。
1.3.1 无线通信系统的组成
Fig.1.3 发射机典型结构
第1章 绪论 Fig.1.4 接收机典型结构
第1章 绪论
本课程内容
1. 绪论 2. 高频功率放大器 3. 正弦波振荡器 4. 噪声与高频小信号放大器 5. 振幅调制与解调 6. 混频 7. 角度调制与解调 8. 反馈控制电路
g0
I CQ U BEQ
(1.2―1)
iC
tan ＝g0
iC
ຫໍສະໝຸດ Baidutan ＝gm
ICQ
Q
ICQ
Q iC
uBE
0
UBEQ
uBE
0
UBEQ
uBE
(a)
(b)
图1.2 直流跨导与交流跨导
(a)直流跨导示意图；(b)交流跨导示意图
第1章 绪论
交流跨导是在静态工作点处的电流增量与电压增量之比。 如图1.2(b)所示，交流跨导
x sin1t sin2t
y
a
a 2
cos21t
a 2
cos22t
acos(1 2)t acos(1 2)t
第1章 绪论
3. 处于非线性状态工作的有源器件，如晶体三极 管、场效应管、运算放大器等，它们的输出响应 与输入信号的大小和器件工作点的选取有关。
iC
iC
Q
0 0
t
UBE Q
u BE
0
u BE
本课程：通信电子线路是 高频 模拟 非线性 变参 工作频率和信号形式---应用对象
集成度和元件性质---内部结构特性
第1章 绪论
1.2 线性与非线性电子线路
1）线性与非线性指的是输入与输出关系。 这一输入与输出关系是由它的内部结构状态（丙类）和 它的外部输入（大信号）决定的。 2) 非线性---即不具有线性电子线路的线性特性：叠加性 和均匀性，叠加定理不适用。从一般到具体主要有以下 五点不同。
短波通信等。 4）微波电子线路：频率高于300MHz。卫星电视、微波中
继通信、导航等。
第1章 绪论
二. 按信号形式 1) 模拟电子线路：完成模拟信号的产生、放大、变换、 处理和传输的电子线路。 2）数字电子线路：完成数字信号产生、放大、变换、 处理和传输的电子线路。
三. 按集成度
1）集成电路：体积小、性能稳定、可靠性高、维修使用方 便等优点。 2）分立电路：高频、大功率电子线路还是以分立为主。
第1章 绪论
第1章 绪论
➢1.1 电子线路的分类 ➢1.2 线性与非线性电子线路 ➢1.3 非线性电子线路的应用 ➢1.4 本课程的特点与要求
第1章 绪论
1.1 电子线路的分类
一. 按工作频率 1) 低频电子线路：工作频率低于300kHz。 2) 中频电子线路：工作频率在300kHz～6MHz 。广播 3) 高频电子线路：工作频率在6MHz ～ 300MHz。电视、
gc2
I2m U im
(1.2―3)
第1章 绪论
5.非线性电子线路的数学描述是非线性方程。非线性微分方 程的精确求解是一个难题，时至今日，二阶以上的非线性 微分方程还没有实用的求解方法。在工程上一直沿用的是 近似解法，本书也将采用这种方法。随着计算技术的发展， 二阶以下的非线性微分方程可以采用计算机数值解法，这 种方法将会逐步走向实用。