新高频电子技术 第2版 教学课件 黄亚平 主编 高频电子技术9
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高频电子线路(第二版)课件 第二章
CR LR R
图 2-1 电阻的高频等效电路
3
2、电容
由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的等 效电路却如图2-2（a）所示。 理想电容器的阻抗1/(jωC), 如图2-2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。 高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容，因
为其高频特性较好。
L Qr C
（2-5）
4）谐振电阻：回路在谐振时的阻抗最大, 为一纯电阻R0：
L Q R0 Q0 L Cr 0C
（2-6）
由前面分析可知，若电感的耗损电阻越小，回路的Q值越 高，其谐振电阻R0越大。
14
5）阻抗特性
高Q时，由式(2-1)可得： Z p
并联回路通常用于窄带系统, 此时ω与ω0 相差不大, 式 （2-13）可进一步简化为
9
2.2 高频电路中的基本电路
本节将介绍高频电路中常用的基本（无源）电路，
也称无源组件或无源网络，这些无源组件或无源网络主要 包括：高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤 波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功 能。
10
一、高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也是 构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要部件, 在电 路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作为负载使 用。
SRF
感性区
相角
容性区
阻抗与相角
阻抗
0
频率 f
图 2-3 高频电感器的自身谐振频率SRF
6
二、高频电路中的有源器件
用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1、二极管 二极管的作用：半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。
图 2-1 电阻的高频等效电路
3
2、电容
由介质隔开的两导体即构成电容。 一个电容器的等 效电路却如图2-2（a）所示。 理想电容器的阻抗1/(jωC), 如图2-2（b）虚线所示, 其中, f为工作频率, ω=2πf。 高频电路中常常使用片状电容和表面贴装电容，因
为其高频特性较好。
L Qr C
（2-5）
4）谐振电阻：回路在谐振时的阻抗最大, 为一纯电阻R0：
L Q R0 Q0 L Cr 0C
（2-6）
由前面分析可知，若电感的耗损电阻越小，回路的Q值越 高，其谐振电阻R0越大。
14
5）阻抗特性
高Q时，由式(2-1)可得： Z p
并联回路通常用于窄带系统, 此时ω与ω0 相差不大, 式 （2-13）可进一步简化为
9
2.2 高频电路中的基本电路
本节将介绍高频电路中常用的基本（无源）电路，
也称无源组件或无源网络，这些无源组件或无源网络主要 包括：高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤 波器等, 它们完成信号的传输、 频率选择及阻抗变换等功 能。
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一、高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络, 也是 构成高频放大器、 振荡器以及各种滤波器的主要部件, 在电 路中完成阻抗变换、 信号选择等任务, 并可直接作为负载使 用。
SRF
感性区
相角
容性区
阻抗与相角
阻抗
0
频率 f
图 2-3 高频电感器的自身谐振频率SRF
6
二、高频电路中的有源器件
用于低频或其它电子线路的器件没有什么根本不同。 1、二极管 二极管的作用：半导体二极管在高频中主要用于检波、 调制、 解调及混频等非线性变换电路中, 工作在低电平。
《高频电子技术(第2版)》电子教案 课程思政PPT 4.1反馈振荡器的工作原理
EXIT
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
（3）爱祖国的灿烂文化
• 文化传统作为一个民族群体意识的载体，常常被称为 国家和民族的“胎记”，是一个民族得以延续的“精神 基因”，是培养民族心理、民族个性、民族精神的“摇 篮”，是民族凝聚力的重要基础。人们在现实生活中， 或许会背井离乡，或许会彼此隔绝，但对祖国灿烂文化 和历史传统的认同总会把人们的心连在一起。
4.1 反馈振荡器的工作原理
振荡条件讨论与小结
振荡条件：同时满足起振条件和平衡条件
引入正反馈是构成振荡器的关键。
同时T必须具有随振荡电压Ui 增大而下降的特性
平衡点
为获得这样的
环路增益特性，反 馈环路中要有非线 性环节。
为获得正弦波，振荡电 路中要有选频环节。振荡频 率通常就由选频环节确定。
O
UiA
EXIT
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4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.3 振荡的稳定条件
干扰破坏原平衡状态后， 振荡器自动回到原平衡状态所需条件
EXIT
高频电子线路
4.1 反馈振荡器的工作原理
4.1.3 振荡的稳定条件
一、 振幅稳定条件
T
T
0
U i U i U iA
B 1
A 当反馈网络为线性网络时，
O UiB
Uf
Fu
.
.
要满足 Uf Ui
Uo 起始信号来自电扰动
.
.
起振时要满足 Uf Ui
输出信号大小满足要求
放大器 Ui Ui Au
时，要能自动稳定输出电压，
.
.
Uo
实现 Uf Ui ，使电路进入
稳定状态，输出幅度和频率
教学课件 高频电子技术(第二版)周绍平
本章小结
• 1．通信系统可以简单称为传输信息的系统，是 实现信息传递所需的一切设备和传输媒质的总 和，它包括信号源、调制器、信道、解调器和 终端装置，数字通信系统和模拟通信系统相比， 在发送端增加了加密器和编码器，在接收端增 加了译码器和解密器。
• 2．调幅发送设备包括载波产生电路、调制信号 产生电路、幅度调制器和高频功率放大器，它 的功能是将调制信号“加载”到载波的幅度上， 使载波信号的幅度按调制信号的变化规律而变 化。接收设备包括高频放大器、本机振荡器、
1.2 本课程的特点及学习方法
• 本课程具有以下一些特点，学习时应掌握 相应的正确方法。
• （1）“高频电子技术”以“模拟电子技术” 为其主要先修课程，所以读者一定要先牢 固掌握“模拟电子技术”中的基本概念、 原理、电路组成和坌析方法，才能进一步 学好本课程。另外，“信号与系统”课程 中的傅里叶频谱分析方法、线性系统的拉 氏变换法等有关内容也是“高频电子技术” 的理论分析基础。高频电子研究的对象主
本章小结
• 3．根据无线电波的传播特点，将无线电的 频率范围划分为若干频段，也叫做波段。 当电磁波自波源发出后，要经过各种途径 到达接收天线，几种主要的传播途径分别 为空间波传播、地波传播和天波传播。
• 4．本课程是一门实践性很强的课程，在学 习中要加强实验和实习，通过实践性环节 来加强对理论的认识。
2． 无线电接收设备
1.1.2 无线电发送与接收设备
• （1） 高频放大器 • 高频放大器的主要任务有两个：一是从接
收到的众多电台中选择出一个所需要的电 台信号；二是对所选中的信号进行放大。 也就是说，高频放大器是选频放大器，放 大器的谐振频率调谐于该电台的载频上， 选出这个电台的已调信号，并加以放大。
《高频电子技术(第2版)》电子教案 课程思政PPT 4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
三、提高频率稳定度的主要措施
1. 减小外界因素变化的影响
将决定振荡频率的主要元件或整个振荡器置于恒温槽 采用高稳定度直流稳压电源 采用金属屏蔽罩
采用减震器 采用密封工艺减小大气压力和湿度的影响
在振荡器和负载之间加缓冲器
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
主要由于器件老化。
短期频率稳定度 一天之内振荡频率的相对变化量 主要由于温度、电源电压等外界因素变化
瞬时频率稳定度 秒或毫秒内振荡频率的相对变化量
由电路内部噪声或突发性干扰引起。
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
4.3.1 频率稳定度
一、频率稳定度的概念
中波广播电台发射机的频率稳定度为 105
三、提高频率稳定度的主要措施
1. 减小外界因素变化的影响 2. 提高谐振回路的标准性
谐振回路在外界因素变化时，保持其谐振频率不变 的能力，称为谐振回路的标准性。
回路标准性越高，频率稳定度越好。
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
三、提高频率稳定度的主要措施
1. 减小外界因素变化的影响
EXIT
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
二、导致频率不稳定的因素
外因： 温度、电源电压和负载等外界因素的影响
主要利用谐振回路的相频特性实现。振荡频率 处相频特性曲线越陡，稳频效果越好。
内因： 振荡电路的稳频能力 1. 提高回路Q值；2. 使振荡频率接近回路谐振频率。
EXIT
高频电子线路
高频电子线路
4.3 振荡器的频率和振幅稳定度
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1.1 通信与通信系统概述
图1一1中的发送设备和接收设备是直接为远距离信号流动 提供技术支持的设备，基带信号是需要传送的信息信号，信 道是信号流动的物理通路。基带信号本身可以是通过电话机、 电报机、话筒或摄像机等物体前端的“输入变换器”得到的 输出电信号，也可以是数字终端或其他电子设备输出的电信 号。
1.4 实训1：函数信号发生实验
外接电容C可由两个恒流源充电和放电，电压比较器A、B 的阈值分别为总电源电压(指UCC+UEE)的2/3和1/3 。恒流源I2 和I1的大小可通过外接电阻调节，但必须I2 > I1 。当触发器的 输出为低电平时，恒流源I2断开，恒流源I1给C充电，它的两 端电压UC随时间线性上升，当达到电源电压的2/3时，电压比 较器A的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高 电平，恒流源I2接通，由于I2 > I1(设I2 =2 I1 )I2将加到C上进行 反充电，相当于C由一个净电流I放电，C两端的电压UC又转 为直线下降。
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1.2 无线电波的传播方式和频段划 分
4.散射传播 利用对流层折射指数随机不均匀体对入射无线电波的再辐
射，将无线电波传送到视线距离以外的一种传播方式。 特点:可以实现超视距传输;同时具有适中的传输容量、传
输性能和可靠度，以及特别强的抗核爆能力。在特殊地区通 信、干扰协调距离计算、对流层介质遥感、远距离侦察接收 和超视距雷达等方面，仍有广泛的应用前景。
高频放大器、中频放大器都是小信号谐振放大器，功率放 大器是谐振功率放大器，调制器和解调器进行幅度调制、角 度调制及其解调。上述电路以及振荡器、混频器都是本课程 所讨论的重点。
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1.2 无线电波的传播方式和频段划 分
1.1 通信与通信系统概述
图1一1中的发送设备和接收设备是直接为远距离信号流动 提供技术支持的设备，基带信号是需要传送的信息信号，信 道是信号流动的物理通路。基带信号本身可以是通过电话机、 电报机、话筒或摄像机等物体前端的“输入变换器”得到的 输出电信号，也可以是数字终端或其他电子设备输出的电信 号。
1.4 实训1：函数信号发生实验
外接电容C可由两个恒流源充电和放电，电压比较器A、B 的阈值分别为总电源电压(指UCC+UEE)的2/3和1/3 。恒流源I2 和I1的大小可通过外接电阻调节，但必须I2 > I1 。当触发器的 输出为低电平时，恒流源I2断开，恒流源I1给C充电，它的两 端电压UC随时间线性上升，当达到电源电压的2/3时，电压比 较器A的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高 电平，恒流源I2接通，由于I2 > I1(设I2 =2 I1 )I2将加到C上进行 反充电，相当于C由一个净电流I放电，C两端的电压UC又转 为直线下降。
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1.2 无线电波的传播方式和频段划 分
4.散射传播 利用对流层折射指数随机不均匀体对入射无线电波的再辐
射，将无线电波传送到视线距离以外的一种传播方式。 特点:可以实现超视距传输;同时具有适中的传输容量、传
输性能和可靠度，以及特别强的抗核爆能力。在特殊地区通 信、干扰协调距离计算、对流层介质遥感、远距离侦察接收 和超视距雷达等方面，仍有广泛的应用前景。
高频放大器、中频放大器都是小信号谐振放大器，功率放 大器是谐振功率放大器，调制器和解调器进行幅度调制、角 度调制及其解调。上述电路以及振荡器、混频器都是本课程 所讨论的重点。
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1.2 无线电波的传播方式和频段划 分
高频电子技术1-1PPT课件
短波（short wave）的波长较短，地面绕射 能力弱，且地面吸收损耗较大，不宜地面传播， 但短波能被天空的电离层（ionosphere）反射 到远处，因此短波的通信和广播主要以天波方 式传播。
2021
14
波长比短波更短的无线电波称为超短波
（ultra short wave）。超短波的波长很
（2）调频（Frequency Modulation，FM）
载波的振幅不变，载波的瞬时频率按基带信号
的变化规律变化。调频获得的已调波称为调频
波。调频广播和电视的高频伴音信号都是调频
波。2021Fra bibliotek21（3）调相（Phase Modulation，PM） 载波振幅不变，载波的瞬时相位按基带 信号的变化规律变化。调相获得的已调 波称为调相波。调频和调相又统称为调 角。
2021
4
无线电通信系统
无线电通信在信息传输中的重要作用，下面 对无线电通信系统进行简要介绍。
无线电通信系统由发射装置(transmitting set)、 传输媒质(transmission medium)和接收装置 (receiver)构成，如图1－1所示。
2021
5
图1—1 无线电通信系统组成框图
λ= c/f
式中，λ是波长（m）；c是传播速度 （m/s）；f是频率（Hz）
由上式可知，因传播速度固定不变，
频率越高，波长越短；频率越低，波长
越长。
2021
9
无线电波的频率相差很大，因而波长变 化很大。不同波长的无线电波传播规律 不同，应用范围也不同，因此通常把无 线电波划分成不同波段。表1-1列出了常 见的波段名称、波长范围、频段名称、 频率范围和主要用途。
短，往往小于地面障碍物（如山峰、建
2021
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波长比短波更短的无线电波称为超短波
（ultra short wave）。超短波的波长很
（2）调频（Frequency Modulation，FM）
载波的振幅不变，载波的瞬时频率按基带信号
的变化规律变化。调频获得的已调波称为调频
波。调频广播和电视的高频伴音信号都是调频
波。2021Fra bibliotek21（3）调相（Phase Modulation，PM） 载波振幅不变，载波的瞬时相位按基带 信号的变化规律变化。调相获得的已调 波称为调相波。调频和调相又统称为调 角。
2021
4
无线电通信系统
无线电通信在信息传输中的重要作用，下面 对无线电通信系统进行简要介绍。
无线电通信系统由发射装置(transmitting set)、 传输媒质(transmission medium)和接收装置 (receiver)构成，如图1－1所示。
2021
5
图1—1 无线电通信系统组成框图
λ= c/f
式中，λ是波长（m）；c是传播速度 （m/s）；f是频率（Hz）
由上式可知，因传播速度固定不变，
频率越高，波长越短；频率越低，波长
越长。
2021
9
无线电波的频率相差很大，因而波长变 化很大。不同波长的无线电波传播规律 不同，应用范围也不同，因此通常把无 线电波划分成不同波段。表1-1列出了常 见的波段名称、波长范围、频段名称、 频率范围和主要用途。
短，往往小于地面障碍物（如山峰、建
《高频电子技术(第2版)》电子教案 课程思政PPT 第 1 章 绪 论
第1章 绪论
通信与通信系统 无线电波段的划分与无线电波的传播 非线性电子线路的基本概念 思政目标：中国精神是兴国强国之魂 本章小结
1.1通信与通信系统
主要要求：
掌握通信系统的基本组成及各组成部分的作用 了解调幅广播通信系统的基本组成及各组成部 分的作用 了解数字通信系统的基本组成及各组成部分的 作用 理解通信系统中为何要采用调制技术
数字调制：用数字基带信号对高频正弦波进行的调制
用数字基带信号去控制高频信号的振幅，称为振幅键控 ASK 频率，称为频率键控 FSK 相位，称为相位键控 PSK
数字通信系统抗干扰、抗噪声能力强，易利用计算机进 行处理。
六、通信系统的基本单元电路
高频小信号放大电路、高频功率放大电路、振荡电路、
调制电路、解调电路、混频器、倍频器、低频放大电路
模拟通信系统 数字通信系统 广播通信系统 电视通信系统
接收者 如电话 接收者 如广播、电视 接收者 如对讲
一、重精神是中华民族的优秀传统
道德理想，也称人格理想，指人们在做人方面所向往和追求 的目标。道德与信念密切相关，它是靠内在的信念和社会舆 论来维系的，人的良心就是一种道德信念的形式。一个人认 为自己应具有什么样的道德品质，形成什么样的人格形象， 学习什么样的理想人格，这是人们在道德修养方面的理想追 求。追求高尚的理想人格，使自己富有人格的魅力，成为一 个为社会所需要、为他人所喜欢的人，既是事业成功的关键， 又是生活幸福的根本。
一、通信系统的基本组成
通信： 发送者与接收者之间的信息传递 通信系统：利用电信号或光信号实现信息传递的系统
信源
已调信号
调制 (高频信号) 解调
输入 发送 变换器 设备
信道
接收 设备
通信与通信系统 无线电波段的划分与无线电波的传播 非线性电子线路的基本概念 思政目标：中国精神是兴国强国之魂 本章小结
1.1通信与通信系统
主要要求：
掌握通信系统的基本组成及各组成部分的作用 了解调幅广播通信系统的基本组成及各组成部 分的作用 了解数字通信系统的基本组成及各组成部分的 作用 理解通信系统中为何要采用调制技术
数字调制：用数字基带信号对高频正弦波进行的调制
用数字基带信号去控制高频信号的振幅，称为振幅键控 ASK 频率，称为频率键控 FSK 相位，称为相位键控 PSK
数字通信系统抗干扰、抗噪声能力强，易利用计算机进 行处理。
六、通信系统的基本单元电路
高频小信号放大电路、高频功率放大电路、振荡电路、
调制电路、解调电路、混频器、倍频器、低频放大电路
模拟通信系统 数字通信系统 广播通信系统 电视通信系统
接收者 如电话 接收者 如广播、电视 接收者 如对讲
一、重精神是中华民族的优秀传统
道德理想，也称人格理想，指人们在做人方面所向往和追求 的目标。道德与信念密切相关，它是靠内在的信念和社会舆 论来维系的，人的良心就是一种道德信念的形式。一个人认 为自己应具有什么样的道德品质，形成什么样的人格形象， 学习什么样的理想人格，这是人们在道德修养方面的理想追 求。追求高尚的理想人格，使自己富有人格的魅力，成为一 个为社会所需要、为他人所喜欢的人，既是事业成功的关键， 又是生活幸福的根本。
一、通信系统的基本组成
通信： 发送者与接收者之间的信息传递 通信系统：利用电信号或光信号实现信息传递的系统
信源
已调信号
调制 (高频信号) 解调
输入 发送 变换器 设备
信道
接收 设备
高频电子技术课件第9章3
End
9.3.1
9.3.2
工作原理
平衡调幅器
调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量，也 就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。 这里将调制信号vΩ 与载波信号vω0相加后，同时加入非线 性器件，然后通过中心频率为ω0的带通滤波器取出输出电压vo 中的调幅波成分。
图 9.3.1
非线性调幅方框图
1. 普通调幅波的数学表示式 首先讨论单音调制的调幅波。 载波信号： v 0 V0 cos0t 调制信号： v V cost
调 幅信号（已调波）： v AM Vm (t ) cos0t
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
Vm (t ) V0 kaV cost ，式中 ka 为比例常数
0- 0+
0-
1 maV0 2
0 ) 2π
2(
Ω ) 2π
Ω 2π
双边带调制
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅
v AM (t ) V0 (1 ma cos Ωt) cos0t V0 cos0t
调制信号 Ω
1 1 ma cos(0 Ω )t ma cos(0 Ω )t 2 2
i2 a0 a1 (V0 cos0t V cosΩt) a2 (V0 cos0t V cosΩt)2
总的输出电流 总的输出电压
i i1 i2 v o i1 i2 R
v o i1 i2 R 2 R[V cos Ωt a 2V0V cos(0 Ω) a 2V0V cos(0 Ω)]
即：
Vm (t ) V0 (1 kaV cost ) V0 (1 ma cost ) V0 k aV V0
9.3.1
9.3.2
工作原理
平衡调幅器
调幅波的共同之处都是在调幅前后产生了新的频率分量，也 就是说都需要用非线性器件来完成频率变换。 这里将调制信号vΩ 与载波信号vω0相加后，同时加入非线 性器件，然后通过中心频率为ω0的带通滤波器取出输出电压vo 中的调幅波成分。
图 9.3.1
非线性调幅方框图
1. 普通调幅波的数学表示式 首先讨论单音调制的调幅波。 载波信号： v 0 V0 cos0t 调制信号： v V cost
调 幅信号（已调波）： v AM Vm (t ) cos0t
由于调 幅信号的振幅与调制信号成线性关系，即有：
Vm (t ) V0 kaV cost ，式中 ka 为比例常数
0- 0+
0-
1 maV0 2
0 ) 2π
2(
Ω ) 2π
Ω 2π
双边带调制
2. 普通调幅波的频谱 （1）由单一频率信号调 幅
v AM (t ) V0 (1 ma cos Ωt) cos0t V0 cos0t
调制信号 Ω
1 1 ma cos(0 Ω )t ma cos(0 Ω )t 2 2
i2 a0 a1 (V0 cos0t V cosΩt) a2 (V0 cos0t V cosΩt)2
总的输出电流 总的输出电压
i i1 i2 v o i1 i2 R
v o i1 i2 R 2 R[V cos Ωt a 2V0V cos(0 Ω) a 2V0V cos(0 Ω)]
即：
Vm (t ) V0 (1 kaV cost ) V0 (1 ma cost ) V0 k aV V0