高频电子线路复习PPT
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《高频电子线路》
发射机的组成框图
0.2
《高频电子线路》
典型的接收机框图（超外差式）
0.2
《高频电子线路》
无线电信号的传播 1、无线电波的划分
超长波 长 中 波 波 10km-30km 1km-10km 100m-1km
无线电波划分为
短 波
超短波
10m—100m
0.3mm-10m
2、无线电波的传播方式
1 M aVcm 2 1 2 ( ) M a Po 2 RL 2 4
边频总功率为：
PSB 2 Pc
n n
An A1 A 2 An
二wenku.baidu.com通频带
2fQe ) g 1 ( fo
1 f0 ( BW0.7 )n (2f 0.7 ) n 2 1 2 n 1 BW0.7 Qe 1 n
三、矩形系数
( BW0.1 ) n 100 n 1 ( K r 0.1 ) n 1 ( BW0.7 ) n 2 n 1
1.1.2
《高频电子线路》
串联谐振回路的谐振特性：
N ( j ) I 1 1 I 0 1 jQ 2 1 j 0
0
由此得到回路的幅频特性
N ( ) 1 1 (Q0 2 )
2
1 1 2
0
2 arctan( Q ) arctan 相频特性 0 0
3.2.2
振荡器频率稳定度
提高频率稳定度的措施
《高频电子线路》
1、减小外界因素变化的影响
加恒温槽，稳压电源。 加减振装置，减少负载的变化（加缓冲）及对Q值的影响。
2、提高电路抗外界因素变化影响的能力。
•A、提高回路的标准性。 •B、选取合理的电路形式。 3、减少晶体管的影响
4、提高回路的品质因数
谐振频率
0 2 f 0
1 LC
(o L)2 L 1 谐振电阻： Reo Cr ( C )2 r r Zmax 0
回路的空载品质因数：
0 L Re 0 0C 1 1 Q0 0CRe 0 0Cr r 0 L 0 Lge0 ge0
图1.1.2 并联等效电路
（2）波形图
VAM (t ) Vcm (1 M a cos t )cos ct
4.1.1
《高频电子线路》
（3）频谱图：
VAM (t ) Vcm (1 M a cos t )cos ct
M aVcm AM (t ) Vcm cos ct cos(c )t cos(c )t 2
RC正弦波振荡器
《高频电子线路》
频谱搬移电路包括
振幅调制电路 调幅信号解调电路 混频电路
这些电路的共同特点是： 将输入信号进行频谱变换，以获得所需要的频 谱输出信号。故称之为频率（频谱）变换电路。
4.1
《高频电子线路》
振幅调制的原理及电路组成模型
调制的定义：在发射端将调制信号从低频 端搬移到高频端, 便于天线发送或实现不同信 号源、不同系统的频分复用。
解决的方法
1、从晶体管制造工艺的着手，减小 Cbc达到减小
反向 传输导纳 yre 的目的。 单向化的方法有两种，即中和法和失配法。
2.3.2
《高频电子线路》
振荡器的定义： 振荡器是一种能自动的将直流电源的能量 转变为特定频率和振幅的正弦交变能量的电路。 分类：
•按输出波形分 正弦波振荡器
非正弦波振荡器
1.1.1
《高频电子线路》
1.1.1
《高频电子线路》
通频带： BW0.7 f 2 - f1 f 0 Q0 矩形系数：
BW0.1 K 0.1 99 BW0.7
K0.1 = 1
通常理想情况下
1.1.1
《高频电子线路》
串联谐振回路
阻抗
谐振频率 谐振电阻：
1 Z S r j ( L ) C
1.1.2
《高频电子线路》
负载和信号源内阻对并联谐振回路的影响
回路的空载品质因数
Reo 1 Q0 0 L geo0 L
R R 回路的有载品质因数： Qe
0 L
Q0 Re 0 Re 0 1 RS R L
Q0
回路的3dB带宽为
BW0.7
f0 Qe
《高频电子线路》
3.1.3
《高频电子线路》
三、振荡器平衡状态的稳定条件 1.振幅稳定条件：
T (osc ) 0 Vi V V
i iA
2、相位（频率）稳定条件
z ( ) 0 osc
《高频电子线路》
电路基本组成
选频网络：进行能量交换的储能元件，并决定频率。 放大器件：进行能量转换。 反馈网络：补充回路能量，抵消其损耗。
地面波
传播方式有三种
空间波
天 波
地波
0.2
《高频电子线路》
并联谐振回路
1 Vo 1 1 jC Z p (r j L) // 1 Cr 1 IS jC (r j L ) j (C ) j c L L (r j L)
阻抗
图1.1.1 并联谐振回路
所以
图3.1.2
反馈型振荡器组成框图
(振荡原理分析动画)
Vf k f ( j)Vo A( j)k f ( j)Vi
j Vf Vi A( j )k f ( j ) Ak f e
j ( A k )
环路增益： T
3.1.2
《高频电子线路》
反馈振荡的条件
一、起振条件
0 2 f 0
1 LC
ZS r Zmin
0 L 1 Q0 0Cr r
回路的空载品质因数：
1.1.2
《高频电子线路》
回路阻抗的幅频特性 Z S r 1 (Q0
2f 2 ) r 1 2 f0
回路阻抗的相频特性 z arctan arctan Q0 2f f0
电容三点式：反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形好， 接近正弦波。 反馈系数因与回路电容有关，如果用该变回路电容的方法 来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。 电感三点式： 便于用改变电容的方法来调整振荡频率，而不会影响 反馈系数，但反馈电压中高次谐波分量较多，输出波 形差。
1.3
《高频电子线路》
高频小信号调谐放大器的主要质量指标 1、增益 2．通频带
BW0.7
3、选择性 4、工作稳定性
5、噪声系数
2.1.1
《高频电子线路》
2.2
高频小信号调谐放大器
高频小信号调谐放大器的电路组成：
晶体管和LC谐振回路。 2.2.1晶体管高频等效电路
一是物理模拟（混合
）等效电路。
另一是形式等效电路（ y 参数等效电路）。
《高频电子线路》
例：对于收音机的中频放大器，其中心频率 f0 =465kHz， BW =8kHz，回路电容C=200pF，
0.7
试计算回路电感L和 Qe 的值。若电感线圈的
Q0 =100，问在回路上应并联多大的电阻
才能满足要求？
《高频电子线路》
常见典型滤波器 石英晶体滤波器
陶瓷滤波器 表面声波滤波器
2.2
《高频电子线路》
单管单调谐放大器 一、电路组成及工作原理
2.2.2
《高频电子线路》
二、电路性能分析
1、放大器的小信号等效电路及其简化
图2.2.6 单管放大器的小信号 （a）小信号等效电路 （b）简化电路 2.2.2
《高频电子线路》
2、电路性能分析 （1）电压放大倍数（增益）
n1n2 y fe n1n2 y fe Vo A 2f Vi g j (C 1 ) g (1 jQe ) L f0
RC振荡器 LC振荡器 反馈振荡器 负阻振荡器
•按选频回路元件分
•按原理、性质分
《高频电子线路》
一、振荡的建立
各信号电压具有如下关系
Vo j A ( ) A ( j ) A ( ) e Vi k ( j ) V f k ( )e jk f f V o
n n y V 1 2 fe o 0 谐振电压放大倍数（增益） A 0 Vi g
2.2.2
《高频电子线路》
（2）、放大器的频率特性
A 1 N ( jf ) A 0 1 jQ 2f e f0
A N( f ) Ao 1 2fQe 2 1 ( ) f0
图2.2.7 放大器的谐振曲线
3.3.3
改进型电容反馈振荡器 一、克拉泼（Clapp）电路 二、西勒（Selier）电路 晶体振荡电路
《高频电子线路》
串联型晶体振荡器：将石英晶体作为一个短路元件串接 在正反馈支路上，工作在它的串联谐振频率上。 并联型晶体振荡器：将石英晶体作为等效电感元件用在 三点式电路中，工作在感应区。
2.2.2
《高频电子线路》
（3）放大器的通频带
BW0.7 f1 f2 f0 Qe
（4）放大器的增益带宽积
A 0 BW0.7
（5）矩形系数
n1n2 y fe 2 C
2.2.2
《高频电子线路》
多级单调谐回路谐振放大器
一、电压增益
An An1 n1n2 y fe
Zp Vo 1 1 N ( j ) Voo Reo 1 j 1 jQ 2f 0 fo
其中：幅频特性
N( f ) 1 1 2 1 1 Q0 2 ( 2f 2 ) fo
相频特性
( f ) -arctan -arctan Q0 (
2f ) fo
普通振幅调制：AM（Amplitude Modulation） 抑制载波的双边带调制：DSB(Double Sideband Modulation) 振幅调制： 抑制载波的单边带调制：SSB(Single Sideband Modulation) 残留边带调制：VSB(Vestigial Sideband Amplitude Modulation)
2.2.3
1
《高频电子线路》
单调谐 回路放大器 的选择性较 差，增益和 通频带的矛 盾比较突出， 为此，可采 用双调谐回 路放大器。
调谐放大器的稳定性 yre 0 主要原因
影响： 一、放大器调试困难
二、放大器工作不稳定
《高频电子线路》
图2.3.1 晶体管内部负反馈对频率特性的影响
《高频电子线路》
LC正弦波振荡器分类
互感耦合振荡器 三点式振荡器 集成电路LC振荡器
LC振荡器可用来产生几十千赫到几 百兆赫的正弦波信号。
3.1.4
《高频电子线路》
三点式振荡电路
一、电路组成法则（相位条件） 射同基反 二、 电容三点式电路 三、 电感三点式电路
3.2.2
《高频电子线路》
三点式电路的特点
（4）频谱宽度：
BWAM 2F , F 2
AM信号频谱动画
结论：将 (t )的频谱搬移到了载频的左右两边，形成了 上、下边频。
4.1.1
《高频电子线路》
（5）功率谱
2 1 Vcm 载频功率为: P o 2 RL
两个边频分量产生的平均功率相同, 均为:
P c P c
4.1.1
《高频电子线路》
一. 普通调幅信号
（1）普通调幅信号表达式：
AM (t ) (Vcm kaVm cos t )cos ct
Vcm (1 M a cos t )cos ct
Vm M a ka Vcm ，0 M a 1 调幅指数
4.1.1
《高频电子线路》
T (osc ) 1 T 2n
二、平衡条件
Ak f 1(振幅起振条件） （n=0,1,2,…） 或 （相位起振条件） A k 2n
T (osc ) 1 振幅平衡条件 T (osc ) 2n 相位平衡条件
Ak f 1 振幅平衡条件 A k 2n 相位平衡条件
1.1.1
《高频电子线路》
阻抗幅频特性 Z P
Re 0 2 2 1 (Q0 )
Re 0 1 2
0
阻抗相频特性 z arctan(Q0 2 ) arctan
0
图1.1.3
并联谐振回路阻抗频率特性曲线 1.1.1
《高频电子线路》
回路的谐振特性曲线
发射机的组成框图
0.2
《高频电子线路》
典型的接收机框图（超外差式）
0.2
《高频电子线路》
无线电信号的传播 1、无线电波的划分
超长波 长 中 波 波 10km-30km 1km-10km 100m-1km
无线电波划分为
短 波
超短波
10m—100m
0.3mm-10m
2、无线电波的传播方式
1 M aVcm 2 1 2 ( ) M a Po 2 RL 2 4
边频总功率为：
PSB 2 Pc
n n
An A1 A 2 An
二wenku.baidu.com通频带
2fQe ) g 1 ( fo
1 f0 ( BW0.7 )n (2f 0.7 ) n 2 1 2 n 1 BW0.7 Qe 1 n
三、矩形系数
( BW0.1 ) n 100 n 1 ( K r 0.1 ) n 1 ( BW0.7 ) n 2 n 1
1.1.2
《高频电子线路》
串联谐振回路的谐振特性：
N ( j ) I 1 1 I 0 1 jQ 2 1 j 0
0
由此得到回路的幅频特性
N ( ) 1 1 (Q0 2 )
2
1 1 2
0
2 arctan( Q ) arctan 相频特性 0 0
3.2.2
振荡器频率稳定度
提高频率稳定度的措施
《高频电子线路》
1、减小外界因素变化的影响
加恒温槽，稳压电源。 加减振装置，减少负载的变化（加缓冲）及对Q值的影响。
2、提高电路抗外界因素变化影响的能力。
•A、提高回路的标准性。 •B、选取合理的电路形式。 3、减少晶体管的影响
4、提高回路的品质因数
谐振频率
0 2 f 0
1 LC
(o L)2 L 1 谐振电阻： Reo Cr ( C )2 r r Zmax 0
回路的空载品质因数：
0 L Re 0 0C 1 1 Q0 0CRe 0 0Cr r 0 L 0 Lge0 ge0
图1.1.2 并联等效电路
（2）波形图
VAM (t ) Vcm (1 M a cos t )cos ct
4.1.1
《高频电子线路》
（3）频谱图：
VAM (t ) Vcm (1 M a cos t )cos ct
M aVcm AM (t ) Vcm cos ct cos(c )t cos(c )t 2
RC正弦波振荡器
《高频电子线路》
频谱搬移电路包括
振幅调制电路 调幅信号解调电路 混频电路
这些电路的共同特点是： 将输入信号进行频谱变换，以获得所需要的频 谱输出信号。故称之为频率（频谱）变换电路。
4.1
《高频电子线路》
振幅调制的原理及电路组成模型
调制的定义：在发射端将调制信号从低频 端搬移到高频端, 便于天线发送或实现不同信 号源、不同系统的频分复用。
解决的方法
1、从晶体管制造工艺的着手，减小 Cbc达到减小
反向 传输导纳 yre 的目的。 单向化的方法有两种，即中和法和失配法。
2.3.2
《高频电子线路》
振荡器的定义： 振荡器是一种能自动的将直流电源的能量 转变为特定频率和振幅的正弦交变能量的电路。 分类：
•按输出波形分 正弦波振荡器
非正弦波振荡器
1.1.1
《高频电子线路》
1.1.1
《高频电子线路》
通频带： BW0.7 f 2 - f1 f 0 Q0 矩形系数：
BW0.1 K 0.1 99 BW0.7
K0.1 = 1
通常理想情况下
1.1.1
《高频电子线路》
串联谐振回路
阻抗
谐振频率 谐振电阻：
1 Z S r j ( L ) C
1.1.2
《高频电子线路》
负载和信号源内阻对并联谐振回路的影响
回路的空载品质因数
Reo 1 Q0 0 L geo0 L
R R 回路的有载品质因数： Qe
0 L
Q0 Re 0 Re 0 1 RS R L
Q0
回路的3dB带宽为
BW0.7
f0 Qe
《高频电子线路》
3.1.3
《高频电子线路》
三、振荡器平衡状态的稳定条件 1.振幅稳定条件：
T (osc ) 0 Vi V V
i iA
2、相位（频率）稳定条件
z ( ) 0 osc
《高频电子线路》
电路基本组成
选频网络：进行能量交换的储能元件，并决定频率。 放大器件：进行能量转换。 反馈网络：补充回路能量，抵消其损耗。
地面波
传播方式有三种
空间波
天 波
地波
0.2
《高频电子线路》
并联谐振回路
1 Vo 1 1 jC Z p (r j L) // 1 Cr 1 IS jC (r j L ) j (C ) j c L L (r j L)
阻抗
图1.1.1 并联谐振回路
所以
图3.1.2
反馈型振荡器组成框图
(振荡原理分析动画)
Vf k f ( j)Vo A( j)k f ( j)Vi
j Vf Vi A( j )k f ( j ) Ak f e
j ( A k )
环路增益： T
3.1.2
《高频电子线路》
反馈振荡的条件
一、起振条件
0 2 f 0
1 LC
ZS r Zmin
0 L 1 Q0 0Cr r
回路的空载品质因数：
1.1.2
《高频电子线路》
回路阻抗的幅频特性 Z S r 1 (Q0
2f 2 ) r 1 2 f0
回路阻抗的相频特性 z arctan arctan Q0 2f f0
电容三点式：反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形好， 接近正弦波。 反馈系数因与回路电容有关，如果用该变回路电容的方法 来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。 电感三点式： 便于用改变电容的方法来调整振荡频率，而不会影响 反馈系数，但反馈电压中高次谐波分量较多，输出波 形差。
1.3
《高频电子线路》
高频小信号调谐放大器的主要质量指标 1、增益 2．通频带
BW0.7
3、选择性 4、工作稳定性
5、噪声系数
2.1.1
《高频电子线路》
2.2
高频小信号调谐放大器
高频小信号调谐放大器的电路组成：
晶体管和LC谐振回路。 2.2.1晶体管高频等效电路
一是物理模拟（混合
）等效电路。
另一是形式等效电路（ y 参数等效电路）。
《高频电子线路》
例：对于收音机的中频放大器，其中心频率 f0 =465kHz， BW =8kHz，回路电容C=200pF，
0.7
试计算回路电感L和 Qe 的值。若电感线圈的
Q0 =100，问在回路上应并联多大的电阻
才能满足要求？
《高频电子线路》
常见典型滤波器 石英晶体滤波器
陶瓷滤波器 表面声波滤波器
2.2
《高频电子线路》
单管单调谐放大器 一、电路组成及工作原理
2.2.2
《高频电子线路》
二、电路性能分析
1、放大器的小信号等效电路及其简化
图2.2.6 单管放大器的小信号 （a）小信号等效电路 （b）简化电路 2.2.2
《高频电子线路》
2、电路性能分析 （1）电压放大倍数（增益）
n1n2 y fe n1n2 y fe Vo A 2f Vi g j (C 1 ) g (1 jQe ) L f0
RC振荡器 LC振荡器 反馈振荡器 负阻振荡器
•按选频回路元件分
•按原理、性质分
《高频电子线路》
一、振荡的建立
各信号电压具有如下关系
Vo j A ( ) A ( j ) A ( ) e Vi k ( j ) V f k ( )e jk f f V o
n n y V 1 2 fe o 0 谐振电压放大倍数（增益） A 0 Vi g
2.2.2
《高频电子线路》
（2）、放大器的频率特性
A 1 N ( jf ) A 0 1 jQ 2f e f0
A N( f ) Ao 1 2fQe 2 1 ( ) f0
图2.2.7 放大器的谐振曲线
3.3.3
改进型电容反馈振荡器 一、克拉泼（Clapp）电路 二、西勒（Selier）电路 晶体振荡电路
《高频电子线路》
串联型晶体振荡器：将石英晶体作为一个短路元件串接 在正反馈支路上，工作在它的串联谐振频率上。 并联型晶体振荡器：将石英晶体作为等效电感元件用在 三点式电路中，工作在感应区。
2.2.2
《高频电子线路》
（3）放大器的通频带
BW0.7 f1 f2 f0 Qe
（4）放大器的增益带宽积
A 0 BW0.7
（5）矩形系数
n1n2 y fe 2 C
2.2.2
《高频电子线路》
多级单调谐回路谐振放大器
一、电压增益
An An1 n1n2 y fe
Zp Vo 1 1 N ( j ) Voo Reo 1 j 1 jQ 2f 0 fo
其中：幅频特性
N( f ) 1 1 2 1 1 Q0 2 ( 2f 2 ) fo
相频特性
( f ) -arctan -arctan Q0 (
2f ) fo
普通振幅调制：AM（Amplitude Modulation） 抑制载波的双边带调制：DSB(Double Sideband Modulation) 振幅调制： 抑制载波的单边带调制：SSB(Single Sideband Modulation) 残留边带调制：VSB(Vestigial Sideband Amplitude Modulation)
2.2.3
1
《高频电子线路》
单调谐 回路放大器 的选择性较 差，增益和 通频带的矛 盾比较突出， 为此，可采 用双调谐回 路放大器。
调谐放大器的稳定性 yre 0 主要原因
影响： 一、放大器调试困难
二、放大器工作不稳定
《高频电子线路》
图2.3.1 晶体管内部负反馈对频率特性的影响
《高频电子线路》
LC正弦波振荡器分类
互感耦合振荡器 三点式振荡器 集成电路LC振荡器
LC振荡器可用来产生几十千赫到几 百兆赫的正弦波信号。
3.1.4
《高频电子线路》
三点式振荡电路
一、电路组成法则（相位条件） 射同基反 二、 电容三点式电路 三、 电感三点式电路
3.2.2
《高频电子线路》
三点式电路的特点
（4）频谱宽度：
BWAM 2F , F 2
AM信号频谱动画
结论：将 (t )的频谱搬移到了载频的左右两边，形成了 上、下边频。
4.1.1
《高频电子线路》
（5）功率谱
2 1 Vcm 载频功率为: P o 2 RL
两个边频分量产生的平均功率相同, 均为:
P c P c
4.1.1
《高频电子线路》
一. 普通调幅信号
（1）普通调幅信号表达式：
AM (t ) (Vcm kaVm cos t )cos ct
Vcm (1 M a cos t )cos ct
Vm M a ka Vcm ，0 M a 1 调幅指数
4.1.1
《高频电子线路》
T (osc ) 1 T 2n
二、平衡条件
Ak f 1(振幅起振条件） （n=0,1,2,…） 或 （相位起振条件） A k 2n
T (osc ) 1 振幅平衡条件 T (osc ) 2n 相位平衡条件
Ak f 1 振幅平衡条件 A k 2n 相位平衡条件
1.1.1
《高频电子线路》
阻抗幅频特性 Z P
Re 0 2 2 1 (Q0 )
Re 0 1 2
0
阻抗相频特性 z arctan(Q0 2 ) arctan
0
图1.1.3
并联谐振回路阻抗频率特性曲线 1.1.1
《高频电子线路》
回路的谐振特性曲线