高频电子线路课件 第十章
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第2章 小信号选频放大器
主要内容：
LC谐振回路
小信号谐振放大器
集中选频放大器
2.1 LC谐振回路—概述
LC 谐振回路是高频电路里最常用 的无源选频网络，包括并联回路和串联回路 两种结构类型。
利用LC谐振回路的幅（度）频（率） 特性和相（位）频（率）特性，不仅可以进 行选频，即从输入信号中选择出有用频率分 量而抑制掉无用频率分量或噪声（例如在选 频放大器和正弦波振荡器中），而且还可以
1.1、通信与通信系统
4）信道：信息的传送通道，又称传输媒介。信道 可分为无线信道和有线信道两大类；
5）接收机：把由信道传送过来的已调信号取出并 进行处理，得到与发送相对应的原基带信号， 把这一过程称为解调；
6）输出变换器：把基带信号恢复成原来形式的信 息。
1.1、通信与通信系统
通信系统按传输的基带信号不同，分为模拟通信系统和 数字通信系统两大类。 1）模拟通信系统：直接传输模拟信号（即基带信号为 模拟信号）的通信系统,称为模拟通信系统。 典型的模拟通信系统的发送设备的组成框图和接收 设备的组成框图分别如图2和图3所示。 图2为调幅发射机的组成框图。 图3为超外差式调幅接收机的组成框图。 2）数字通信系统：传输数字信号（即基带信号为数字 信号）的通信系统,称为数字通信系统。
2.1.1 并联谐振回路的选频特 性
谐振回路
谐振回路由电感线圈和电容器组成，它具有选择 信号及阻抗变换作用。
LC并联谐振回路
图2.1.1是电感L、电容C和外加信号源组成的
并联谐振回路。r是电感L的等效损耗电阻，电容的
.
损耗一般可以忽略。 I
S
为电流源，U
为并联回路两
O
端输出电压。
高频电子线路课件高频通信
2021/1/4
高频电子线路课件高频通信
•结论：仅当R=0时能产生等幅振荡（起振条 件δ≤0）
•若回路有电阻存在，电流每循环一次，即损 失一部分功率，振幅越来越小，成为衰减振荡。
•为维持等幅振荡，必须不断在正确时间补充 由于回路电阻耗去的电能，采用有源器件与 正反馈电路完成。
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2021/1/4
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2021/1/4
高频电子线路课件高频通信
振幅稳定条件
§ 结论：在反馈型振荡器中，放大器的放大 倍数随振荡幅度的增强而下降，振幅才能 处于稳定平衡状态。
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2021/1/4
高频电子线路课件高频通信
•A •B •1/F
•硬自激
•应避免硬自激
•Q
•VomB
•VomQ •Vom
▪ 稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件
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高频电子线路课件高频通信
振幅稳定条件
§ 振幅稳定条件是指当外界因素造成振荡幅度 变化后，振荡器能够自动恢复原来振荡幅度 所需满足的条件。
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高频电子线路课件高频通信
•平衡状态是不稳定：如果通过放大和反馈的不断 循环, 振荡器越来越偏离原来的平衡状态, 从而导 致振荡器停振或突变到新的平衡状态。
2021/1/4
高频电子线路课件高频通信
§可见, 当谐振电阻Reo较大时, 并联谐振回路 两端的电压变化是一个振幅按指数规律衰减 的正弦振荡。
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高频电子线路课件高频通信
并联谐振回路中自由振荡衰减的原因在于 损耗电阻的存在。
§若回路无损耗, 即Ｒe0→∞, 则衰减系数 α→０。回路两端电压变化将是一个等幅 正弦振荡。
高频电子线路上课ppt
还原
所传送信息
3. 传输信道（无线信道、有线信道）
下面主要介绍无线信道
电磁波谱
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电 磁波，按波长或频率的不同顺序排列起来，称做电磁波谱． 可见光 无线电波 微波 红外线 X射线 紫外线 射线 f/HZ /m
104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 -4 10-6 10-8 10-10 104 102 100 10-2 10
本书涉及的频率范围：几百kHz ~ 几百MHz 例：300KHz～300MHz 对应波长 1000m ～1m
无线电频谱
课程性质：
电子、通信类专业的重要专业基础课。 与相关课程之间的关系：
先修课程：电路分析、模拟电子线路、信号与系统。 电路（是基础） 模拟电子线路（低频电路） 信号与系统（分析工具）
100～1000m
300～3000KHz
中频 (MF)
高频 (HF)
地波，天波
广播，通信， 导航
广播， 中距离通信 移动通信，电视广播， 调频广播，雷达导，航 等 通信，中继通信，卫星 通信，电视广播，雷达 中继通信，雷达，卫星 通信 微波通信，雷达
10～100m
3～30MHz
天波，地波
1～10m
30～300MHz
信 道 解 码
同 步
保 密 解 码
压 缩 解 码
信 宿
信源编码
噪 声
信源解码
发送端
接收端
数字通信系统模型
（3）按传输媒介（信道）的物理特征可分为： 有线通信系统和无线通信系统
有线(包括光纤)通信系统——利用导线(光导 纤维) 传送信息； 无线通信系统——利用电磁波传送信息； 在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。
高频电子线路课件 第十章
IB0 IB1
加射极输出 器的电流源
I C1 1 IR
2 (1 )
IR
若=10，则代入上式可得IC1≈0.982IR。说明即使 很小， 也可以认为IC1≈IR ， IC1与IR保持很好的镜像关系。
2、威尔逊电流源
+Vcc T0 IC0 2IB B IR R T1 A IC1 IE2 T2 IC2
U BE 0 I E 0 R e 0 U BE 1 I E 1 R e1
u BE
+Vcc IR IC0 T0 IB0 IB1 Re0 IE0 IE1 Re1 T1 R IB0+IB1 IC1
I E I se
UT
得
U BE U T ln
IE IS
由于T0、T1为对管，所以
U BE 0 U BE 1 U ln T
V CC U BE R
T1
I C1 I R
当>>2时，输出电流
↗ IC1↑
特点： 镜像电流源具有一定的温度补偿作用： T(℃) ↑
↘ IC0↑ → IR↑→UR(RIR) ↑ →UB↓→IB↓
→ IC1↓
10
I c1 0 . 83I
R
不满足>>2时，输出电流误差大
2、比例电流源
-Vcc (-15V)
利用累试法或图解法求出Ic10≈28A
2
IR 5 0 . 73 mA 0 . 52 mA 52
T12与T13构成镜像电流源， I C 13 I C 12
4.2.4
以电流源为有源负载的放大电路
1、有源负载共射放大电路 （用电流源替代集电极负载电阻RC）
高频电子线路张肃文版全ch优秀课件
通信的传输媒质
图 1.3.1 电磁波传播的几种方式
《
1.3 高
频 电
通信的传输媒质
子 线
高频电子线路的工作频段
路
》
（
第
四
版பைடு நூலகம்
）
张 肃 文
音频
射频
微波
主
编
高
等
教
育 出
300KHz
300MHz
版
社
End
高频电子线路张肃文版全ch优 秀课件
1.3 《
高 频
通信的传输媒质
电
子
线 发送设备
传输媒质
接收设备
路
》
（
图 1.2.3 通信系统框图
第
四
版 有线通信传输媒质有：
）
张 肃
双线对电缆
文
主 编
同轴电缆
高
等 教
光纤（光缆）
育 出
无线通信的传输媒质是自由空间。
版
社
《
1.3 高
频 电 子 线 路 》 （ 第 四 版 ） 张 肃 文 主 编 高 等 教 育 出 版 社
高频电子电路绪论PPT课件
反馈控制电路：自动增益控制、自动频率控制、锁 相环。
无线通信系统的类型
按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型:
（1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频 率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适 合无线电发射和传播的频率。 无线通信的一个发展 方向就是开辟更高的频段。
（2） 按照通信方式来分类, 主要有（全）双工、 半双工和单工方式。
（3） 按照调制方式的不同来划分, 有调幅、 调频、 调相以及混合调制等。
（4） 按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信和数
字通信, 也可以分为话音通信、 图像通信、 数据通 信和多媒体通信等。
各种不同类型的通信系统, 其系统组成和设备 的复杂程度都有很大不同。 但是组成设备的基本电 路及其原理都是相同的, 遵从同样的规律。
无线电波 105
紫外线
红外线
1015
1010 可见光
X射线 宇宙射线
1020
1025
/m
f/Hz
3×10 3
3×10 －2
3×10 －7
(3.8～7.8)×10－7
3×10 －12 3×10 －17
图 1 — 4 电磁波波谱
无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的
频率范围很广。 在自由空间中, 波长与频率存在以下
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成,
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
无线通信系统的类型
按照无线通信系统中关键部分的不同特性, 有以下 一些类型:
（1） 按照工作频段或传输手段分类, 有中波通信、 短波通信、 超短波通信、 微波通信和卫星通信等。 所谓工作频率, 主要指发射与接收的射频（RF）频 率。 射频实际上就是“高频”的广义语, 它是指适 合无线电发射和传播的频率。 无线通信的一个发展 方向就是开辟更高的频段。
（2） 按照通信方式来分类, 主要有（全）双工、 半双工和单工方式。
（3） 按照调制方式的不同来划分, 有调幅、 调频、 调相以及混合调制等。
（4） 按照传送的消息的类型分类, 有模拟通信和数
字通信, 也可以分为话音通信、 图像通信、 数据通 信和多媒体通信等。
各种不同类型的通信系统, 其系统组成和设备 的复杂程度都有很大不同。 但是组成设备的基本电 路及其原理都是相同的, 遵从同样的规律。
无线电波 105
紫外线
红外线
1015
1010 可见光
X射线 宇宙射线
1020
1025
/m
f/Hz
3×10 3
3×10 －2
3×10 －7
(3.8～7.8)×10－7
3×10 －12 3×10 －17
图 1 — 4 电磁波波谱
无线电波只是一种波长比较长的电磁波, 占据的
频率范围很广。 在自由空间中, 波长与频率存在以下
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成,
（1）高频振荡器 （2）放大器 （3）混频或变频 （4）调制与解调
从中也可看出高频电路的基本内容应该包括:
高频电子线路概要课件
高频电子线路的未来展望
5G及未来通信技术
随着5G及未来通信技术的不断发展，高频 电子线路将发挥更加重要的作用，为通信
技术的发展提供有力支撑。
人工智能技术
人工智能技术的发展将促进高频电子线路 的智能化发展，为高频电子线路的应用提
供更加广阔的领域。
物联网技术
物联网技术的发展将促进高频电子线路的 应用，高频电子线路将在物联网领域发挥 更加重要的作用。
高效化
随着通信技术的发展，高频电子线路需要更高的传输效率 和更低的功耗，高效化已成为高频电子线路的重要发展方 向。
集成化
随着集成电路制造工艺的不断进步，高频电子线路的集成 化程度越来越高，芯片级集成的高频电子系统已成为趋势 。
智能化
随着人工智能技术的不断发展，高频电子线路正逐渐向智 能化方向发展，智能化高频电子系统将具有更高的自适应 性、灵活性和可靠性。
高频电子线路进入高速发展阶段，广泛应用于移 动通信、无线局域网等领域。
02
高频电子线路基础知识
高频电子线路的基本元件
电阻
用于限制电流，调节电 压，起到分压、限流的
作用。
电容
用于储存电荷，实现电 场能量的交换和存储。
电感
用于储存磁场能量，实 现磁场能量的交换和存
储。
二极管
用于单向导电，实现整 流、开关等作用。
高频电子线路的基本电路
放大电路
用于放大信号，提高信号的幅度和功率。
滤波电路
用于滤除信号中的噪声和干扰，提高信号的 纯度。
振荡电路
用于产生高频信号，用于高频电子线路的信 号源。
调制解调电路
用于调制和解调信号，实现信号的传输和接 收。
高频电子线路的基本原理
《高频电子线路》PPT课件
uo(t)
uΩ(t)
Δuc
uo(t)=uΩ(t)+UDC
包含了直流及低频调制分量。
峰值包络检波器的应用型输出电路
+ （a） ui
-
VD
Cd
+
+UDC -
+
C uo R
RL uΩ
-
-
（b）
+ ui
-
VD
Rφ
+
C uo R Cφ
-
t
UDC t
+ UDC -
图(a)：电容Cd的隔直作用，直流分量UDC被隔离，输出信号为解调恢复后 的原调制信号uΩ，一般常作为接收机的检波电路。 图(b)：电容Cφ的旁路作用，交流分量uΩ(t)被电容Cφ旁路，输出信号为直 流分量UDC，一般可作为自动增益控制信号（AGC信号）的检测电路。
rd C R
②对高频载波信号uc来说，电容C的容抗
1 R ，电容C相当于短
cC
路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。
理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为分析
+ uD -
当输入信号ui(t)为调幅波时，那么载波正半 +
周时二极管正向导通，输入高频电压通过二 ui
☺调幅解调的分类
振幅调制
AM调 制DSB调制
SSB调制
包络检波 解调
同步检波
峰值包络检波 平均包络检波 叠加型同步检波 乘积型同步检波
☺调幅解调的方法
1. 包络检波
调幅波
t 调幅波频谱
非线形电路
ωc-Ω ωc ωc+Ω ω
低通滤波器
包络检波输出
t 输出信号频谱
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10.4.3 性能指标 稳压系数Sr
Sr U O U O U I U I
R
+
+ rZ RL UO
R L 常数
UI UO
U O U I
R L 常数
UI
-
-
U O U I
rZ // R L R rZ // R L
rZ R rZ
rZ UI U O U I Sr U I U O R rZ U O
22
57 V
[例] 有220V、20W电烙铁，其电源控制电路如图所示，试分析在
以下几种情况下各属何种供电电路？输出电压各为多大？那种
情况下温度最高？那种情况下温度最高？为什么？(1)S1、S2均 接通；(2)S1断开、S2接通， (3)S1接通、S2断开； (4)S1、S2
均断开。
(2)电路为半波整流滤波电路
uO
RLC大 RLC小
0
2
t
C通过RL放电, 放电 R L C →uc↓ u2↑＞ uc
D 1、 D 3导通 ，
u2 ↓ ≤uc 重复上述过程。
C被充电, 充电 R d C →uc ↑
3.输出电压平均值
uO
当 RLC=(3-5)T/2 时，
U O ( AV ) (1 . 1 ~ 1 . 2 )U 2
1
D1 C2 D2 +
+ uO -
2 2U U 22 22U2222 2 2 2 2UU 2
（-） （-） + + ～220V 50Hz
C2 -- + +
D2
2 22 222UU 2 U2 2
2 2U 2
C --- 4 + +
D4
-
C6
+
u2 D1 （+）- + （+） + C1
2U 2 2U 22 2U2 22 2U
多少？（2）各二极管承受的最大反向电压为多少？
解：（1）D1构成半波整流电路 D2构成全波整流电路 UO1≈0.45（U21＋U22）＝31.5V UO2≈0.9U22＝18V （2）D1的最大反向电压 D2、D3的最大反向电压
U R ＞ 2 (U 21 U 22 ) 99 V
U R ＞ 2 2U
uo u2
uo 0
2
3
t
二极管D两端电压uD
2、主要参数
A ～220V 50Hz uO
2U 2
0 . 45 U 2
D + + uD RL uO -
uo
2
U 2 [1
2
cos t
4 3
cos( 2 t ) ]
负载电流的平均值
I O ( AV U O ( AV RL
稳压电路
UZ
O IZ u
IO RL uO -
已知：Uo、ILmax、ILmin 1.稳压电路输入电压UI的选择
U I 2 ~ 3 U O
RL
U R 1 . 1 2U 2
uO1 + A （-）
1
D1
D2
RL1
～220V 50Hz
2 1 2
u2
u2
- B （+）
D4
RL2
D3 uO2
u2
+ D1 u2A u2B u2C D2 D3 RL uO
u2A u2B u2C
0 uD 0 u u u 2AB 2BC 2CA u2AC u2BAu2CB
2U 2 /
2
1 . 57
3.二极管的选择 A D
～220V 50Hz + + uD RL uO B -
二极管的正向平均整流电流
I D ( AV ) I O ( AV
)
0 . 45 U 2 RL
整流二极管承受的最大反向电压
U R max 2U 2
u2
2U 2
在选用二极管时，留有10% 2 3 4 t
t
D6
D5
D4
-
t
10 —3
10.3.1 电容滤波电路 1. 电路组成
A
滤波电路
uO a 0 b c d 2
D4
～220V 50Hz u2 B
D1 D3 D2 +
t
+
uO RL uO C
-
0
2
t
2. 滤波原理（二极管为理想二极管）
设t=0时，电容uc=√2U2
t＞0时，u2↑＞0，
D1 ~ D 4截止
时
0 .8 K
U R min U I U Z I Z max R 16 V L
0 .8 K R L 1 .8 K
10-4 稳压二极管稳压电路
10.4.1 电路的组成
A + ～220V 50Hz R IR ID
Z
i + UZ O IZ u
IO
u2
B
+ C UI
RL uO
( R L rZ )
A +
R
+ IR IDZ DZ
稳压电路
输出电阻定义
IO RL uO Ro U O IO
U I 常数
～220V 50Hz
u2 B
C
+
UI -
R o R // rZ rZ
10.4.4 电路参数的选择
A + ～220V 50Hz u2 B C + UI -
i R + IR IDZ DZ
RL U O ( AV I O ( AV
) )
u2
B
C
RL
uO -
15 100 10
3
150
电容的容量为
3 20 10 1 C (3 ~ 5 ) F 200 ~ 333 F 2 150
2.变压器副边电压有效值为
电容的耐压值为
U2
(-) A +
～220V 50Hz u2 (+)B -
D1
D2
RL
uO
D4
A D4 D1 D3 D2
D3
～220V 50Hz
u2 B
～220V uO 50Hz
-
u2 B
RL
uO -
2、工作原理
A D4 ～220V 50Hz D1 D3 D2 + RL uO u2
2U 2
u2
B
0 iD 0 uO 0 uD 0
U O ( AV 1 .2
)
15 1 .2
V 12 . 5V
U 1 . 1 2U 2 1 . 1
2 12 . 5V 19 . 5V
实际可选取容量为300F、耐压为25V的电容做本电路的滤波电容。
10.3.2 倍压整流电路
(-) A + ～220V 50Hz u2 (+) B - C +
uD2, uD4 uD1, uD3
3.主要参数
uO 0
2
3
4
t
u0
U O ( AV ) 1
2U 2 (
2
4 3
cos 2 t
2 2U 2
4 15
d ( t )
0
0 .9U 2
I O ( AV
)
U O ( AV RL
第十章 直流电源
10—1 直流电源的组成及各部分的作用
10——2 整流电路
10—3 10—4 滤波电路 稳压管稳压电路
10—5
串联型稳压电路
10—6 开关型稳压电路
基本要求
(1) 理解直流稳压电源的组成及各部分的作用。 (2) 能够分析整流电路的工作原理,估算输出电压(流)的平均值。 (3) 了解滤波电路的工作原理,能够估算输出电压的平均值。 (4) 掌握稳压管稳压电路的工作原理，能够合理选择限流电阻。 (5) 正确理解串联稳压电路的工作原理，能够估算输出电压的 调节范围。 (6)了解集成稳压器的工作原理及使用方法。 (7)了解开关型文雅电路的工作原理及特点。
[例10.3.1]在图中所是电路中，已知电网电压的波动范围为±10%， UO(AV)
≈1.2U2。要求输出电压平均值UO(AV)=15V，负载电流平均值IL(AV)=100mA。
试选择合适的滤波电容。 A D4 ～220V 50Hz D1 D 3 D2 + 解：根据UO(AV) ≈1.2U2可知， + RLC=(3-5)T/2
U I 2 2 U 2 28 . 28 V
16 V U R 18 V L
U R RL I Z L
当
IZ IZ
min
时
RL RL
18 10 16 20
U R max U I U Z I Z min R 18 V L
1 .8 K
当
IZ IZ
max
0
S
2
1 4 RLC T
t
电容的耐压值应大于 1 . 1 2U 2
6.电容滤波电路的输出特性和滤波特性
1
4.脉动系数为
UO(AV)
2U 2
5.整流二极管得导通角
uO
RLC减少
0.9U2 0 0 i iD 2 iO 2
输出特性
IO(AV)
t