高频电子线路-李福勤-第六章
《高频电子线路》 高等教育出版社 课后答案
F
= 0.0356 × 109 Hz = 35.6 MHz
R p = Qρ = 100 BW0.7 = fρ Q =
35.6 × 106 Hz = 35.6 × 104 Hz = 356 kH z 100
[解]
f0 ≈ 1
= 100 kΩ//114. kΩ//200 kΩ=42 kΩ R 42 kΩ 42 kΩ = = 37 Qe = e = ρ 390 μH/300 PF 1.14 kΩ BW0.7 = f 0 / Qe = 465 kHz/37=12.6 kHz
课
Re = Rs // R p // RL
后
R p = Qρ = 100
390 μH = 114 k66.7 BW0.7 150 × 103
2 2
⎛ 2Δf ⎞ ⎛ 2 × 600 × 103 ⎞ 1 66.7 = 1+ ⎜Q = + ⎟ ⎜ ⎟ = 8.1 f0 ⎠ 10 × 106 ⎠ ⎝ ⎝
2.3
个多大的电阻? [解]
L=
ww
w.
Q=
Up Uo
• •
已知并联谐振回路的 f 0 = 10 MHz, C=50 pF, BW0.7 = 150 kHz, 求回路的 L 和 Q 以及 Δf = 600 kHz 时电压衰减倍数。如将通频带加宽为 300 kHz，应在回路两端并接一
1 1 = = 5 × 10−6 H = 5 μ H 2 6 2 −12 (2π f 0 ) C (2π × 10 × 10 ) × 50 × 10
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目 第２章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章
录
小信号选频放大器 谐振功率放大器 正弦波振荡器 振幅调制、振幅解调与混频电路 角度调制与解调电路 反馈控制电路
高频电子线路复习提纲与习题
《高频电子线路》课程考试大纲课程编号：16632204课程名称：高频电子线路课程英文名：Electronic circuit of high frequency课程类型：本科专业必修课学时.学分：总学时48学时,4学分（其中理论课40学时，实验课8学时）开课单位：信息学院开课学期：三年级第二学期考试对象：电子信息工程专业本科生考试形式：闭卷考试所用教材：1.张肃文，高频电子线路（第五版），高教出版社；2.《高频电子线路》（第二版），高吉祥主编，电子工业出版社；3.《高频电路原理与分析》（第三版）曾兴雯等编著，西安电子科技大学出版社。
一.学习目的和任务《高频电子线路》课程是高等学校电子信息工程.通信工程等专业的必修专业基础课。
本课程以分立元件构成的基本非线性电路为基础，以集成电路为主体，通过课堂讲授使学生理解无线通信系统中的各种主要的高频电子电路的组成.电路功能.基本工作原理，并掌握其分析方法及应用；通过实验教学.开放实验室.课外实验等实践环节使学生加深对基本概念的理解，掌握基本电路的设计.仿真与调试方法（用计算机采用EDA软件）。
同时为后续专业课的学习打好基础。
二.制定考试大纲的目的和依据制定《高频电子线路》课程的考试大纲是为了使教师和学生在教与学的过程中共同建立明确的目标和要求，使考试成绩能比较正确和客观地反映学生掌握本课程的水平，同时还能起到检验教师教学效果的作用。
按照考试大纲考试能够进一步促进课程教学的改革，并为提高教学质量提供了依据。
本大纲制定的考核要求，主要是依据《高频电子线路》课程所使用的电子工业出版社出版.高吉祥编著的《高频电子线路》一书，并依据该门课程的教学大纲而制定的。
三.考试大纲内容1、考试形式：分为闭卷.开卷.闭卷+开卷.实验操作.实验操作+闭卷考试等，本课程采用闭卷考试形式。
2、所用教材：包括书名，作者名，出版社，版次。
3、考试对象：分为年级，学期。
4、考核目标：其中a.b.c，分别表示a：了解；b：掌握；c：熟练掌握。
高频电子线路基础知识
高频电子线路基础知识基本概念•高频电子线路：高频电波信号的产生、放大和接收的电路。
•广义的“高频”指的是射频(Radio Frequency，RF)，它是指适合无线电发射和传播的频率，其频率范围非常宽。
本课程的主要学习内容本课程的第1～7章讨论可用集中参数描述的高频电路，而分布参数分析法在第8章介绍。
只要电路尺寸比工作波长小得多，可用集总参数来分析实现。
当电路尺寸大于工作波长或相当时，应采用分布参数的方法来分析实现。
•第1章系统基础知识•第2章小信号选频放大电路•第3章高频功率放大电路•第4章正弦波振荡电路•第5章振幅调制、解调与混频电路•第6章角度调制与解调电路•第7章反馈控制电路•第8章高频电路的分布参数分析•第9章高频电路的集成与EDA技术简介学习本课程有何意义？•无线电报的发明开始了无线电通信的时代，并逐步涉及陆地、海洋、航空、航天等固定和移动无线通信领域，从1920年的无线电广播、1930年的电视传输，直到1980年的移动电话和1990年的全球定位系统及当今的移动通信和无线局域网，无线通信市场还在飞速发展，移动通信手机、有线电视调制解调器以及射频标签的电信产品迅速地渗入我们的生活，变成大众不可缺少的工具。
•高频电子线路的发展推动了无线通信技术的发展，是当代无线通信的基础，是无线通信设备的重要组成部分。
第1章系统基础知识•无线电频段是如何划分的？无线通信为何要用高频电磁波？•高频电子线路有什么特点？•无线通信系统究竟包括哪些电路？它们都有什么功用？•表征高频电路(系统)性能的参数有哪些？1.1 无线通信系统概述•频段或波段：为了便于分析和应用，人们对电磁波按频率或波长进行分段。
各种频率的电磁波都是不可再生的重要资源，国际社会和任何国家都必须对它进行科学规划、严格管理。
1.1.1 电磁波频段的划分与应用电波利用电离层的折射、反射和散射作用进行传播的方式称为天波沿地球表面进行传播的电波传播模式称为地表面波。
高频电子线路要点
高频电子线路第一章高频电路基础1.基本内容高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。
高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。
高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
掌握本章内容是非常重要的。
2.基本要求(1) 充分了解高频电路基本元件。
(2) 掌握电阻(器)、电容(器)和电感(器)的物理特性 ,等效电路和电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
电阻(器)、电容(器)和电感(器)与基本计算方法。
第一节高频电路中的元器件一、高频电路中的元件（一）电阻一个实际的电阻器,在低频时主要表现为电阻特性,但在高频使用时不仅表现有电阻特性的一面, 而且还表现有电抗特性的一面。
电阻器的电抗特性反映的就是其高频特性。
一个电阻 R 的高频等效电路如图 1—1 所示 , 其中,C R 为分布电容, L R 为引线电感,R 为电阻。
图 1—1 电阻的高频等效电路（二）电容由介质隔开的两导体构成电容。
一个理想电容器的容抗为 1/(j ωC), 电容器的容抗与频率的关系如图 1—2（b）虚线所示, 其中 f 为工作频率,ω =2πf 。
一个实际电容 C 的高频等效电路如图 1—2(a) 所示, 其中 Rc 为损耗电阻， Lc 为引线电感。
容抗与频率的关系如图 1—2（b）实线所示, 其中f为工作频率,ω =2πf 。
图 1 — 2 电容器的高频等效电路(a) 电容器的等效电路 ; （ b ）电容器的阻抗特性（三）电感理想高频电感器L的感抗为jωL,其中ω为工作角频率。
实际高频电感器存在分布电容和损耗电阻，自身谐振频率SRF。
在SRF上,高频电感阻抗的幅值最大，而相角为零,特性如图1—3所示。
图1—3高频电感器的自身谐振频率SRF二、高频电路中的有源器件（一）二极管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。
（二）晶体管与场效应管（FET）在高频中应用的晶体管仍然是双极型晶体管和各种场效应管，在外形结构方面有所不同。
高频电子线路教案
高频电子线路教案信息工程学院高频电子线路教案(总页)第 3 讲时间：第 1 周3.1 高频小信号放大器3.1.1 高频小信号放大器工作原理3.1.2 放大器性能分析3.1.3 高频谐振放大器的稳定性3.1.4 多级谐振放大器3.1.5 高频集成放大器3.2 高频功率放大器的原理和特性3.2.1 丙类功放的工作原理3.2.2 高频谐振功率放大器的工作状态3.2.3 高频功放的外部特性3.3 高频功率放大器的高频效应3.4 高频功率放大器的实际线路3.4.1 直流馈电线路3.4.2 输出匹配网络3.4.3 高频功放的实际线路举例3.5 其他高频功放、功率合成器与射频模块放大器 3.5.1 D（丁）类高频功率放大器3.5.2 功率合成与分配器3.5.3 射频模块放大器3.1 高频小信号放大器高频小信号放大器的特点：（1）增益高（2）▲频带选择性好（3）稳定性高（4）噪音系数小3.1.1 高频小信号放大器工作原理3.1.2 放大器性能分析1．晶体管的高频等效电路2．单调谐放大器的性能参数(1) 电压放大倍数K(2) 输入导纳Y i(3) 输出导纳Y o(4) 通频带B 0.707与矩形系数Kr 0.13.1.3 高频谐振放大器的稳定性1．放大器的稳定性分析2. 提高放大器稳定性的方法（1）选择C‘bc比较小的晶体管，使反馈作用减弱（2）在电路设计上采取措施，减小反馈的作用，实现“单向化”▲中和法▲失配法对上一讲的回顾3.2.3 高频功放的外部特性1．高频功放的负载特性2．高频功放的振幅特性3．高频功放的调制特性（1）基极调制特性（2）集电极调制特性4. 高频功放的调谐特性3.5.2 功率合成器与分配器1. 功率合成器的作用2.魔T混合网络（1）合成网络（2）分配网络6.1 振幅调制6.1.1振幅调制信号分析例6-16.1.2 振幅调制电路6.2 调幅信号的解调6.2.1 调幅解调的方法6.2.2 二极管峰值包络检波器6.2.3 同步检波器例 6-26.3 混频6.3.1 混频的概述6.3.2 混频电路6.4 混频器的干扰6.4.1 信号与本振的自身组合干扰6.4.2 外来干扰与本振的组合干扰6.4.3 交叉调制干扰(交调干扰)6.4.4 互调干扰6.4.5 包络失真和阻塞干扰6.4.6 倒易混频总结本章内容简介6.1 振幅调制6.1.1振幅调制信号分析1.AM调幅波的分析已调波的振幅随调制信号线性变化，即调幅波的包络线性正比于调制信号。
高频电子线路 绪论
绪论所谓“高频”，广义上讲就是适于无线电传播的无线电频率，通常又称“射频”。
高频电子电路的主要内容◆信号的产生：振荡器◆信号的放大：高频小信号放大器、高频功率放大器◆信号的变换：倍频器、变频器、调制器（调幅、调频、调相）、解调器（检波、鉴频、鉴相）调制信号：需要传输的信号（原始信号）载波信号：（等幅）高频振荡信号已调信号（已调波）：经过调制后的高频信号（射频信号）振幅调制：由调制信号去控制载波振幅，使已调信号的振幅随调制信号线性变化。
频率调制：调制信号控制载波频率，使已调波的频率随调制信号线性变化。
相位调制：调制信号控制载波相位，使已调波的相位随调制信号线变化。
高频电子线路：工作频率在300k～300MHz的高频范围。
（张肃文）非线性电子线路：有源器件工作在非线性状态的电子线路。
（谢嘉奎）通信电子电路：通信设备中的高频功能电路。
（清华）归纳：通信设备中的300k～300MHz的高频功能电路。
振幅检波：振幅调制的逆过程；鉴频：调频的逆过程；鉴相：调相的逆过程。
1.1 无线通信发展简史信息传输是人类社会生活的重要内容。
从古代的烽火到近代的旗语。
――――1837年莫尔斯发明了电报――――1876年贝尔发明了电话。
电报、电话部是沿导线传送信号的。
后来就出现在空间传送信号，这就是无线电通信。
莫尔斯发明电报时，创造了莫尔斯电码。
在这种代码系统中，用点、划、空的适当组合来代表字母和数字。
这可以说是“数字通信”的雏形。
现代数字通信就是用0，1的组合来传输信息的。
1864年英国物理学家麦克斯韦发表了论文“电磁场的动力理论”，从理论上证明电磁波的存在。
1887年德国物理学家赫兹以卓越的实验技巧证实了电磁波是客观存在的。
1901年马可尼首次完成了横渡大西洋的通信，无线电通信进入了实用阶段。
★1904年，弗菜明发明电子二极管之后，才开始进入无线电电子学时代。
★1907年李·德·福雷斯特发明了电子三极管。
高频电子线路习题答案
=9
8Ct = 260 × 10−12 − 9 × 12 × 10−12
Ct
=
260 − 8
108 × 10−12
=
19pF
1
L= (
2π × 535× 103 ) (2 260+ 19 )× 10-12
10 6
=
≈ 0.3175mH
3149423435
答：电容 Ct 为 19pF，电感 L 为 0.3175mH.
=
1 2π CRD
arctan(2π
fCRD )
∞ 0
=
1 4CRD
=
1 4 × 100 × 10−12 × 56
1010 = ≈ 44.64MHz
224
U
2 n
=
2
I
0qBn
H
2 0
= 2 × 0.465× 10−3 × 1.6× 10−19 × 44.64× 106× 562 ≈ 2083× (µV 2 )
= 4π 2 × 4652 ×106 × 200 ×10 −12
10 6 = 4π 2 ×4652 ×200 ≈ 0.586mH
B 0.707
=
f0 QL
:
QL
=
f0 B0.707
=
465× 103 8× 103
= 58.125
:
R0
= Q0 ω0C
100 = 2π × 465× 103 × 200× 10−12
=
1+
f0 0.024
12
≈
0.998f0
=
4.99kHz
1
1
109
Q = 2πf0Crq = 2π ×5 ×103 ×0.024 ×10−12 ×15 = 3.6π = 88464260
《高频电子线路》(周选昌)习题解答完整答案
1-6 并联谐振回路如图 P1-6 所示。已知回路电容 C = 10 PF ，电源内阻 RS = 6 KΩ ，回路 空载谐振电阻 R P = 20 KΩ ，回路有载时的通频带 BW0 .7 = 6 MHz ，试求接入的负载电阻 RL。
《高频电子线路》习题解答(周选昌)
5
Is
Rs C R0
P
L
RL
图 P1-6
BW0.7 =
f 0 10 × 10 6 = = 152.44 KHz Q0 65.6
若希望回路的通频带宽展宽一倍，则要求品质因素 Q 降低一倍，即谐振电阻减少一倍，则 应在回路两端并一个与谐振电阻 RP 一样的电阻，即 R L = R P = 18.65 KΩ 。
《高频电子线路》习题解答(周选昌)
I S (ω )
L C Rp RL
.
解：并联谐振回路如图所示：
S =
1 ∆f 1+ 2Q0 f 0
2
→ Q0 =
f0 2∆f 0
1 − 1 = 65.6 S2
f0 =
1 2π LC
→L=
(2πf 0 )
1
2
C
= 4.523µH
RP = ρQ0 =
Q0 = 18.65 KΩ ω0C
率为 f 0 = 465 KHz ，试求： 串联谐振回路的总电感 L0 和总电容 C0 串联谐振回路的总谐振电阻 r0 串联谐振回路的品质因数 Qe
B L Rc A
C
图 P1-1
A
rL
rc
Rc
Cc
解： 在 L 与 rL 组成的支路中有：
C
rL =
r
Q0
=
2πf 0 L = 17.1Ω Q0
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6．1概 述
6．1．1振幅调制电路
幅度调制电路是通信电路，特别是无线电发射机的重要组成部分，按 输出功率的高低，可分为高电平调幅电路和低电平调幅电路。高电平 调幅电路一般置于发射机的最后一级，是在功率电平较高的情况下进 行调制。电路除了实现幅度调制，还具有功率放大的功能，以提供有 一定功率要求的调幅波。一般是使调制信号叠加在直流偏置电压上， 并一起控制丙类工作的末级谐振功放实现高电平调幅，因此只能产生 普通调幅信号。高电平调幅的突出优点是整机效率高，不需要效率低 的线性功率放大器。
(2) 单边带------抑制载波和其中一个边带
(上)边 u S S B 1 2 带 m aU c m cocs ()t
2021/3/10
讲解：XX
11
调幅电路
1、基极调幅电路（欠压状态） (1) 基本原理 用调制信号控制丙类谐振功放的基极偏
压，从而实现调幅。V B(B t)V BB u 0Ω (t)
U cm (1 m aco t)s cocts
(2) 波形
（a）调制信号
（b）载波信号
（c） ma<1时
（d）
2021/3/10
ma>1时
讲解：XX
8
2、调幅波的频谱与带宽
2021/3/10
讲解：XX
9
3、调幅波的功率关系
(1) 载波功率:
Pc
1 U
2 cm
2 RL
(2)
上(下)边频功率:
按采用的非线性器件不同，混频器有三极管混频器、二
极管混频器和用集成模拟乘法器构成的混频器，还有采用 变容二极管等非线性电抗器件构成的参量混频器等。
2021/3/10
讲解：XX
7
6．2幅度调制电路
1、调幅波的数学表达式和波形
(1) 数学表达式
uAM(t) (U C m k a U m c o t)c so c ts
符号： (2) 调幅电路
2021/3/10
讲解：XX
14
模拟乘法器调幅电路实例
2021/3/10
讲解：XX
15
调幅电路
4、二极管平衡调幅电路 (1) 电路组成原理
(2) 电路工作原理 2021/3/10
讲解：XX
16
二极管平衡调幅电路工作原理
分析如下：
设 uΩ (t)U mco Ω ts u c(t)U cm cocts
有： ii1 2 b b 0 0 b b 1 1 u u 1 2 b b 2 2 u u 1 2 2 2
其中 u1ucuΩ u2ucuΩ
则 :uo(i1i2)R2R (b 1 uΩ2b2ucuΩ )
2 R b 1 U m c t b o 2 U c U m m c s c o ) t c s c o ) t (
PSSB
(12maUcm)21 2Βιβλιοθήκη Lm2 a4
Pc
(3)
上下边频总功率:
PDSB
2PSSB
1 2
m
2 a
Pc
(4) 调幅信号总功率:
Pav
Pc
PDSB
(1
1 2
ma2
)Pc
2021/3/10
讲解：XX
10
4、双边带调制与单边带调制 (1) 双边带------抑制载波只传送上下边带
u D S 1 2 B m a U cc mo c s) t (1 2 m a U cc mo c s) t(
讲解：XX
1
调幅电路的类别
2021/3/10
讲解：XX
2
6.1.2 振幅解调电路
调幅信号的解调就是从调幅信号中取出低频调 制信号，它是调幅的逆过程。幅度解调也称为检 波。完成幅度解调作用的电路称为检波器。从频 谱上看，检波就是将幅度调制波中的边带信号不 失真地从载波频率附近搬移到零频率附近，因此， 检波器也属于频谱搬移电路。
上式是在忽略高次方项后得出的，可见含有频率分
量F、fc±F ，只要在输出端用一中心频率为fc 、带
202宽现1/3/1为双0 2边F带的调带制通。滤波器，讲解就：X可X 以取出分量
fc±F
，实 17
6.3幅度解调电路
常用的振幅检波电路有两类，即包络检波和同步 检波电路。输出电压直接反映高频调幅包络变化 规律的检波电路，称为包络检波电路，它只适用 于普通调幅波的检波。同步检波电路又称相干检 波电路，主要用于解调双边带和单边带调幅信号， 有时也用于普通调幅波的解调。
另一类是低电平调幅电路，产生小功率的调幅波。一般在发射机的 前级实现低电平调幅，再由线性功率放大器放大已调幅信号，得到所 要求功率的调幅波。
低电平调幅电路的功率、效率不是主要考虑的问题，其主要性能是 调制的线性度及载波抑制度。这种调幅电路可用来实现普通调幅、双 边带调幅和单边带调幅等。
2021/3/10
混频，又称变频，也是一种频率变换过 程，它使信号自某频率变换成另一个频率， 在频率变换过程中，调制类型（如调幅、 调频等）和调制参数（如调制频率、调制 指数等）均不改变。
2021/3/10
讲解：XX
5
混频器结构及工作原理
2021/3/10
讲解：XX
6
从电路结构来说，混频器有两种形式。如果非线性器件本 身既产生本振信号又实现混频，则称为变频器；如果非线 性器件本身仅实现混频，而本振信号由单独的振荡器提供， 则称为混频器。变频器的优点是电路简单、节省元件，其 缺点是本振信号频率容易受到输入信号频率的牵引，电路 工作状态无法使振荡和混频都处于最佳情况，并且一般工 作频率不高。混频器由于本振和混频由不同的器件完成， 从而便于同时调到最佳工作状态，且本振信号频率不易受 到牵引，其缺点是元件多，电路较复杂。
(2) 电路及波形
2021/3/10
讲解：XX
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调幅电路
2、集电极调幅电路（过压状态）
(1) 基本原理用调制信号控制丙类谐振功放的 集电极电压，从而实现调幅。
(2) 电路及波形
V C(C t)V CC u 0Ω (t)
2021/3/10
讲解：XX
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调幅电路
3、模拟乘法器调幅电路 (1) 模拟乘法器简介 作用：实现两个模拟信号相乘。uOKMuXuY
幅度检波可以用具有频谱搬移作用的相乘器或 其它非线性器件实现。因此，无论是对普通调幅 信号、抑制载波的双边带调幅信号还是单边带调 幅信号，其解调的原理电路模型都可以用下图表 示。
2021/3/10
讲解：XX
3
实现幅度解调的电路模型
（a）
（b）
幅度解调中的频谱搬移
2021/3/10
讲解：XX
4
6．1．3混频电路