高频电子线路(张肃文)总复习资料
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功率放大电路与电压放大电路的区别是： 前者比后者效率高 。 一、掌握谐振功率放大器的作用、特点及 其与高频小信号放大器和低频功率放大的相同点 和不同点。 1. 谐振功率放大器主要用来放大高频大信 号，其目的是为了获得高功率和高效率输出的有 用信号。
2. 谐振功率放大器的特点是晶体 管基极为负偏压，即工作在丙类工作状 态（θ＜90° ），其集电极电流为余弦脉 冲状，由于负载为LC回路，则输出电压 为完整正弦波。
Vcm VCC
I cm1 波形系数: g1 ( c ) Ic0
g1(c)是通角c的函数；c越小，g1(c)越大。
第六章 正弦波振荡器
振荡器与放大器的区别是：振荡器无需外加激 励信号，放大器需要外加激励信号。
1. 振荡器是无线电发送设备和超外差接收 机的心脏部分，也是各种电子测试仪器的主要 组成部分，因此，学好本章十分重要。 2. 反馈型正弦波振荡器主要由决定振荡频 率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成 ，按照选频网络平衡条件：所采用元件的不同 ，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和 晶体振荡器等。
m级放大器的通频带：
2f0.7 m 2f0.7
2
1
m
1
第四章 非线性电路
振幅调制与解调、混频等电路是 通信系统的基本组成电路。它们的共 同特点是利用非线性器件将输入信号 进行频率变换，以获得具有所需新频 率分量的输出信号，因此，这些电路 都属于频谱搬移电路。
第五章 高频功率放大器
谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路。
4. 谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处 相同之处：放大的信号均为高频信号， 放大器的负载均为谐振回路。 不同之处：激励信号幅度大小不同； 放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。 高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处 相同之处: 都要求输出功率大和效率高。 不同之处：工作频率与相对频宽不同； 放大器的负载不同； 放大器的工作状态不同,分析方法不同
二、掌握谐振功率放大器的分析方法 丙类谐振功率放大器根据集电极 电流波形的不同，可分为三种工作状 态，分别为欠压状态、临界状态、过 压状态；欲使功率放大器高效率输出 最大功率，应使放大器工作在临界状 态。
三、掌握谐振功率放大器的负载特性、各极电压对工作 状态的影响。
当负载电阻Rp变化时，其工作状态发生变化，由 此引起放大器输出电压、功率、效率的变化特性称为 负载特性。
– + vi v1 C1 + – C2 +
（b）
L vf
（a）
电容三端式振荡电路
串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路) ＋VCC
A
Rb1
Rs
C3 A C1
Ccb c
C3 Cce C1 Reo Cbe C2 B L
b e
L RL
Cb
Rb2
Re
C2 B
Re
（a）克拉泼电路的实用电路
（b）高频等效电路
平衡稳定条件：
振幅稳定：
A 0 v v oQ
靠有源器件工作在非线性区来完成。
Z 相位稳定： 0
靠并联谐振回路来完成。
4. 反馈型LC振荡器主要有互感耦合 振荡器、电感反馈式三端振荡器、电 容反馈三端振荡器、改进型电容三端 振荡器。其中，电容反馈三端振荡器 比电感反馈式三端振荡器的输出波形 好。
电感反馈式三端振荡器(哈特莱电路)
＋VCC Rb1 v1 Cb Rb2 Ce
(a) 共发电感反馈三端式振荡器电路
– + vi v1 L1 N1 + C – vf L2 N2 +
(b) 交流等效电路
Re
CL
L1 L2
电容反馈式三端振荡器(考毕兹电路)
＋VCC Rs v1 Cb Ce Cc C1 L Re C2
b Xbe + + vi e – – + Xcb Xce vo –
vf
何时起振？ 类型？
6. 石英晶体振荡器的主要优点是频率稳 定度高，但振荡频率的可调范围很小。 常用的石英晶体振荡电路有串联型和并 联型两种。
第七章 调幅、检波与混频
1. 本章内容主要包含三个主要部分——调幅、 检波和混频。它们在时域上都表现为两信号的相乘；
3.工作状态
功率放大器根据功放管静态工作点选择情况，一 般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了 进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。
表 2-1 不同工作状态时放大器的特点 工作状态 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类 半导通角 c=180 c=90 90＜c＜180 c＜90 开关状态 理想效率 50% 78.5% 50%＜＜78.5% ＞78.5% 90%~100% 负 载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路 应 用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
第一章 绪论
根据受控参数不同，调制可分为：
在波形上，普通调幅波的包络与调制信号 形状完全相同的。振幅调制信号的解调电路称 为振幅检波电路 ，它的作用是从调幅信号中 不失真地还原出调制信号。 无论是调频信号还是调相信号，它们的ω （t）和 （t）都同时受到调变，其区别仅在 于按调制信号规律线性变化的物理量不同，这 个物理量在调相信号中是 （t） ，在调频信 号中是 （t） 。
2
1 2 I cm1 R p 2R p 2
2 Vcm
Vcm ----- 回路两端的基频电压 Icm1 ----- 基频电流 Rp ------ 回路的谐振阻抗
放大器的集电极效率：
1 Vcm I cm1 1 Po 2 c g1 ( c ) P VCC I c 0 2
集电极电压利用系数:
石英晶片之所以能做成谐振器是 因为它具有正压电和反压电特性。
第三章 高频小信号放大器
高频小信号调谐放大器主要工作在甲类。 小信号谐振放大器的主要特点是以调谐回 路作为放大器的交流负载，具有放大和选频/ 滤波功能。 放大器的噪声系数NF是指输入端的信噪 比/输出端的信噪比。
Psi / Pni ( 输入信噪比) NF Pso / Pno ( 输出信噪比)
混频器与变频器的区别：变频器包括了本 振电路，混频器则没有。
通常，将携带有信息的电信号称 为调制/基带信号，未调制的高频振荡 信号称为载波，通过调制后的高频振 荡信号称为已调波。 通信系统由输入变换器、发送设 备 、 传输信道 、 接受设备以及输 出变换器组成。
第二章 选频网络
串联谐振回路
并联谐振回路
三种振幅调制信号
电压 表达式 V0 (1 ma cost ) cos0t m V cost cos t a 0 0
vo
普通调幅波
双边带调幅波
单边带调幅波
ma V0 cos( 0 ) t 2
(或
ma V0 cos( 0 )t ) 2
波形图
t
频谱图
0- 0+
0-
p
QP
1 LC
Qp QL Rp Rp 1 1 fp Rs RL 2 LC
p L
R
Rp
p L
RppC
Байду номын сангаас
Rp
Rp QP
B 2 f0.7 2 0.7
f0 Qp
不论是串联谐振回路， 还是并联谐振回路，当外加 信号频率等于回路谐振频率 时，回路呈阻性 。
ma V0 2
0
V0
ma V0 2
0
0
0 ω
2
1 maVo 1 2 1 m 2P 上边频或下边频:P(0 ) P(0 ) a oT 2 R 4 在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
PAM PoT P( 0 )
Po Po c P Po Pc
谐振功率放大器工作在丙类工作状态时，c＜90， 集电极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：
ic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+„„
直流功率： P==VCC Ic0
输出交流功率： P 1 V I o cm cm1
3. 反馈振荡器要正常工作必须满足起 振条件、平衡条件、平衡稳定条件。每 个条件中都包含振幅和相位两个方面的 要求。
起振条件：
A0 F 1 Ao F 1 A F 2n
AF 1 平衡条件： F 1 A A F 2n
并联型改进电容三端式振荡器(西勒(Seiler)电路)
VCC Rb1 Rs C3
C1
C1
C3
Rb2
Cb Re C2 C4 L
C2
C4
L
(a)实际电路
(b)高频等效电路
5. LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准 则为xbe、xce电抗性质相同，xcb与xbe、 xce电抗性质相反，LC三端电路只有满足 判断准则才能起振。 c
回路抽头时阻抗的变化（折合）关系
L1 N1 P L1 L2 N1 N 2
1 C C2 p n C1 C1 C2
C1C2 其中C C1 C2
低抽头折合到回路的高端时
1 Rs 2 Rs P
石英谐振器
电路符号
等效电路
电抗曲线
f<fs电抗呈容性，f＝fs电抗呈阻性， fs<f<fp电抗呈感性，f>fp电抗呈容性。
在频域上则是频谱的线性搬移。这三种电路的工作
原理和基本组成相同，都是由非线性器件实现频率
变换和用滤波器来滤除不需要的频率分量。不同之
处是输入信号、参考信号、滤波器特性在实现调幅、
检波、混频时各有不同的形式，以完成特定要求的
频谱搬移。
2. 调幅有四种方式： 普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。 普通调幅波的载波振幅随调制信号大小线性变化. 双边带调幅是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有 用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。 单边带则是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带 仅 用另一个边带传送有用信息。 单边带通信突出的优点:节省了频带和发射功率，从 调幅实现电路的角度来看，单边带调幅电路最复杂。 这三种调幅波的数学表达式、波形图、功率分配、 频带宽度等各有区别，其对应的解调方式也各有不同。 调幅方法可分为低电平调幅和高电平调幅两大类。
VC Ic1 Ic0 P= Po Pc 0 欠压 临 界 过压 Rp 0 欠压 临 界 过压 Rp c
负载特性曲线
谐振功率放大器的调制特性是指保持Vbm及Rp 不变的情况下，放大器的性能随VBB变化，或随 VCC 变化的特性。
i p Icm1 IC0 P= Po Pc O 欠压状态 过压状态 VBB (a) O 欠压状态 过压状态 VBB (b)
无线通信系统接收设备中的高放部分 和中放部分采用都是谐振放大电路。
单调谐放大器经过级联后电压增益增大、 通频带变窄 。 在调谐放大器的LC回路两端并上一个电 阻R，可以降低Q值，加宽放大器的通频带。 为了克服自激常采用“中和法”和“失配 法”使晶体管单向化。
单级单调谐放大器是小信号放大器的基本 电路，其电压增益主要决定于管子的参数、信 号源和负载，为了提高电压增益，谐振回路与 信号源和负载的连接常采用部分接入方式。
P= Icm1 Ic0 Po Pc
0
过压状态
欠压状态 VCC 0 (a)
过压状态
欠压状态 VCC (b)
四、原理电路
ic iB + vb – VBE – – + VBB + vcE – iE – VCC + C – vc + L 输出
外部电路关系式：
vBE VBB Vbm cost vCE VCC Vcm cost
1 m aV0 m 2
0+
1 maV0 m 2
0- 0+
信号 带宽
2
2
普通调幅波的功率关系
v ( t ) Vo (1 ma cost ) cos ot
如果将普通调幅波的功率输 送至电阻R上，则载波与两个边 频将分别得出如下的功率： 2 1 Vo 载波功率: PoT 2 R
晶体管的内部特性：
ic gc (vBE VBZ )
五、谐振功率放大器的功率关系和效率 有一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成 为集电极耗散功率。为了表示晶体管放大器的转换能 力，引入集电极效率ηc。
P==直流电源供给的直流功率； 根据能量守衡定理： Po=交流输出信号功率； P== Po+ Pc Pc=集电极耗散功率； 故集电极效率：
1 2 (1 ma ) PoT 2
1 (Vmax Vmin ) V V V V o min ma 2 max o Vo Vo Vo
2. 谐振功率放大器的特点是晶体 管基极为负偏压，即工作在丙类工作状 态（θ＜90° ），其集电极电流为余弦脉 冲状，由于负载为LC回路，则输出电压 为完整正弦波。
Vcm VCC
I cm1 波形系数: g1 ( c ) Ic0
g1(c)是通角c的函数；c越小，g1(c)越大。
第六章 正弦波振荡器
振荡器与放大器的区别是：振荡器无需外加激 励信号，放大器需要外加激励信号。
1. 振荡器是无线电发送设备和超外差接收 机的心脏部分，也是各种电子测试仪器的主要 组成部分，因此，学好本章十分重要。 2. 反馈型正弦波振荡器主要由决定振荡频 率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成 ，按照选频网络平衡条件：所采用元件的不同 ，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和 晶体振荡器等。
m级放大器的通频带：
2f0.7 m 2f0.7
2
1
m
1
第四章 非线性电路
振幅调制与解调、混频等电路是 通信系统的基本组成电路。它们的共 同特点是利用非线性器件将输入信号 进行频率变换，以获得具有所需新频 率分量的输出信号，因此，这些电路 都属于频谱搬移电路。
第五章 高频功率放大器
谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路。
4. 谐振功率放大器与小信号谐振放大器的异同之处 相同之处：放大的信号均为高频信号， 放大器的负载均为谐振回路。 不同之处：激励信号幅度大小不同； 放大器工作点不同； 晶体管动态范围不同。 高频功率放大器与低频功率放大器的异同之处 相同之处: 都要求输出功率大和效率高。 不同之处：工作频率与相对频宽不同； 放大器的负载不同； 放大器的工作状态不同,分析方法不同
二、掌握谐振功率放大器的分析方法 丙类谐振功率放大器根据集电极 电流波形的不同，可分为三种工作状 态，分别为欠压状态、临界状态、过 压状态；欲使功率放大器高效率输出 最大功率，应使放大器工作在临界状 态。
三、掌握谐振功率放大器的负载特性、各极电压对工作 状态的影响。
当负载电阻Rp变化时，其工作状态发生变化，由 此引起放大器输出电压、功率、效率的变化特性称为 负载特性。
– + vi v1 C1 + – C2 +
（b）
L vf
（a）
电容三端式振荡电路
串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路) ＋VCC
A
Rb1
Rs
C3 A C1
Ccb c
C3 Cce C1 Reo Cbe C2 B L
b e
L RL
Cb
Rb2
Re
C2 B
Re
（a）克拉泼电路的实用电路
（b）高频等效电路
平衡稳定条件：
振幅稳定：
A 0 v v oQ
靠有源器件工作在非线性区来完成。
Z 相位稳定： 0
靠并联谐振回路来完成。
4. 反馈型LC振荡器主要有互感耦合 振荡器、电感反馈式三端振荡器、电 容反馈三端振荡器、改进型电容三端 振荡器。其中，电容反馈三端振荡器 比电感反馈式三端振荡器的输出波形 好。
电感反馈式三端振荡器(哈特莱电路)
＋VCC Rb1 v1 Cb Rb2 Ce
(a) 共发电感反馈三端式振荡器电路
– + vi v1 L1 N1 + C – vf L2 N2 +
(b) 交流等效电路
Re
CL
L1 L2
电容反馈式三端振荡器(考毕兹电路)
＋VCC Rs v1 Cb Ce Cc C1 L Re C2
b Xbe + + vi e – – + Xcb Xce vo –
vf
何时起振？ 类型？
6. 石英晶体振荡器的主要优点是频率稳 定度高，但振荡频率的可调范围很小。 常用的石英晶体振荡电路有串联型和并 联型两种。
第七章 调幅、检波与混频
1. 本章内容主要包含三个主要部分——调幅、 检波和混频。它们在时域上都表现为两信号的相乘；
3.工作状态
功率放大器根据功放管静态工作点选择情况，一 般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了 进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。
表 2-1 不同工作状态时放大器的特点 工作状态 甲类 乙类 甲乙类 丙类 丁类 半导通角 c=180 c=90 90＜c＜180 c＜90 开关状态 理想效率 50% 78.5% 50%＜＜78.5% ＞78.5% 90%~100% 负 载 电阻 推挽，回路 推挽 选频回路 选频回路 应 用 低频 低频，高频 低频 高频 高频
第一章 绪论
根据受控参数不同，调制可分为：
在波形上，普通调幅波的包络与调制信号 形状完全相同的。振幅调制信号的解调电路称 为振幅检波电路 ，它的作用是从调幅信号中 不失真地还原出调制信号。 无论是调频信号还是调相信号，它们的ω （t）和 （t）都同时受到调变，其区别仅在 于按调制信号规律线性变化的物理量不同，这 个物理量在调相信号中是 （t） ，在调频信 号中是 （t） 。
2
1 2 I cm1 R p 2R p 2
2 Vcm
Vcm ----- 回路两端的基频电压 Icm1 ----- 基频电流 Rp ------ 回路的谐振阻抗
放大器的集电极效率：
1 Vcm I cm1 1 Po 2 c g1 ( c ) P VCC I c 0 2
集电极电压利用系数:
石英晶片之所以能做成谐振器是 因为它具有正压电和反压电特性。
第三章 高频小信号放大器
高频小信号调谐放大器主要工作在甲类。 小信号谐振放大器的主要特点是以调谐回 路作为放大器的交流负载，具有放大和选频/ 滤波功能。 放大器的噪声系数NF是指输入端的信噪 比/输出端的信噪比。
Psi / Pni ( 输入信噪比) NF Pso / Pno ( 输出信噪比)
混频器与变频器的区别：变频器包括了本 振电路，混频器则没有。
通常，将携带有信息的电信号称 为调制/基带信号，未调制的高频振荡 信号称为载波，通过调制后的高频振 荡信号称为已调波。 通信系统由输入变换器、发送设 备 、 传输信道 、 接受设备以及输 出变换器组成。
第二章 选频网络
串联谐振回路
并联谐振回路
三种振幅调制信号
电压 表达式 V0 (1 ma cost ) cos0t m V cost cos t a 0 0
vo
普通调幅波
双边带调幅波
单边带调幅波
ma V0 cos( 0 ) t 2
(或
ma V0 cos( 0 )t ) 2
波形图
t
频谱图
0- 0+
0-
p
QP
1 LC
Qp QL Rp Rp 1 1 fp Rs RL 2 LC
p L
R
Rp
p L
RppC
Байду номын сангаас
Rp
Rp QP
B 2 f0.7 2 0.7
f0 Qp
不论是串联谐振回路， 还是并联谐振回路，当外加 信号频率等于回路谐振频率 时，回路呈阻性 。
ma V0 2
0
V0
ma V0 2
0
0
0 ω
2
1 maVo 1 2 1 m 2P 上边频或下边频:P(0 ) P(0 ) a oT 2 R 4 在调幅信号一周期内，AM信号的平均输出功率是
PAM PoT P( 0 )
Po Po c P Po Pc
谐振功率放大器工作在丙类工作状态时，c＜90， 集电极余弦电流脉冲可分解为傅里叶级数：
ic=Ico+ Icm1cost+Icm2cos2t+Icm3cos3t+„„
直流功率： P==VCC Ic0
输出交流功率： P 1 V I o cm cm1
3. 反馈振荡器要正常工作必须满足起 振条件、平衡条件、平衡稳定条件。每 个条件中都包含振幅和相位两个方面的 要求。
起振条件：
A0 F 1 Ao F 1 A F 2n
AF 1 平衡条件： F 1 A A F 2n
并联型改进电容三端式振荡器(西勒(Seiler)电路)
VCC Rb1 Rs C3
C1
C1
C3
Rb2
Cb Re C2 C4 L
C2
C4
L
(a)实际电路
(b)高频等效电路
5. LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准 则为xbe、xce电抗性质相同，xcb与xbe、 xce电抗性质相反，LC三端电路只有满足 判断准则才能起振。 c
回路抽头时阻抗的变化（折合）关系
L1 N1 P L1 L2 N1 N 2
1 C C2 p n C1 C1 C2
C1C2 其中C C1 C2
低抽头折合到回路的高端时
1 Rs 2 Rs P
石英谐振器
电路符号
等效电路
电抗曲线
f<fs电抗呈容性，f＝fs电抗呈阻性， fs<f<fp电抗呈感性，f>fp电抗呈容性。
在频域上则是频谱的线性搬移。这三种电路的工作
原理和基本组成相同，都是由非线性器件实现频率
变换和用滤波器来滤除不需要的频率分量。不同之
处是输入信号、参考信号、滤波器特性在实现调幅、
检波、混频时各有不同的形式，以完成特定要求的
频谱搬移。
2. 调幅有四种方式： 普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。 普通调幅波的载波振幅随调制信号大小线性变化. 双边带调幅是在普通调幅的基础上抑制掉不携带有 用信息的载波，保留携带有用信息的两个边带。 单边带则是在双边带调幅的基础上，去掉一个边带 仅 用另一个边带传送有用信息。 单边带通信突出的优点:节省了频带和发射功率，从 调幅实现电路的角度来看，单边带调幅电路最复杂。 这三种调幅波的数学表达式、波形图、功率分配、 频带宽度等各有区别，其对应的解调方式也各有不同。 调幅方法可分为低电平调幅和高电平调幅两大类。
VC Ic1 Ic0 P= Po Pc 0 欠压 临 界 过压 Rp 0 欠压 临 界 过压 Rp c
负载特性曲线
谐振功率放大器的调制特性是指保持Vbm及Rp 不变的情况下，放大器的性能随VBB变化，或随 VCC 变化的特性。
i p Icm1 IC0 P= Po Pc O 欠压状态 过压状态 VBB (a) O 欠压状态 过压状态 VBB (b)
无线通信系统接收设备中的高放部分 和中放部分采用都是谐振放大电路。
单调谐放大器经过级联后电压增益增大、 通频带变窄 。 在调谐放大器的LC回路两端并上一个电 阻R，可以降低Q值，加宽放大器的通频带。 为了克服自激常采用“中和法”和“失配 法”使晶体管单向化。
单级单调谐放大器是小信号放大器的基本 电路，其电压增益主要决定于管子的参数、信 号源和负载，为了提高电压增益，谐振回路与 信号源和负载的连接常采用部分接入方式。
P= Icm1 Ic0 Po Pc
0
过压状态
欠压状态 VCC 0 (a)
过压状态
欠压状态 VCC (b)
四、原理电路
ic iB + vb – VBE – – + VBB + vcE – iE – VCC + C – vc + L 输出
外部电路关系式：
vBE VBB Vbm cost vCE VCC Vcm cost
1 m aV0 m 2
0+
1 maV0 m 2
0- 0+
信号 带宽
2
2
普通调幅波的功率关系
v ( t ) Vo (1 ma cost ) cos ot
如果将普通调幅波的功率输 送至电阻R上，则载波与两个边 频将分别得出如下的功率： 2 1 Vo 载波功率: PoT 2 R
晶体管的内部特性：
ic gc (vBE VBZ )
五、谐振功率放大器的功率关系和效率 有一部分功率以热能的形式消耗在集电极上，成 为集电极耗散功率。为了表示晶体管放大器的转换能 力，引入集电极效率ηc。
P==直流电源供给的直流功率； 根据能量守衡定理： Po=交流输出信号功率； P== Po+ Pc Pc=集电极耗散功率； 故集电极效率：
1 2 (1 ma ) PoT 2
1 (Vmax Vmin ) V V V V o min ma 2 max o Vo Vo Vo