高频电子技术1_第11章 频率合成电路
《高频电子技术》课件
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带阻滤波器允许除某一频段外的信号通过，抑制该频段信 号。
滤波器的性能指标
通带和阻带性能
插入损耗
通带和阻带的边缘频率、带宽等参数决定 了滤波器的频率选择性和抑制能力。
滤波器对有用信号的衰减程度，以dB为单 位表示。
群时延
稳定性
滤波器对信号相位变化的量度，反映信号 通过滤波器的速度。
振荡原理
高频电子电路中的元件通 过正反馈和负反馈等机制 ，产生振荡信号，实现信 号的调制和解调等功能。
传输线原理
高频电子电路中的信号传 输遵循传输线理论，信号 在传输过程中会受到线路 的分布参数影响。
03
CHAPTER
高频电子技术中的放大器
放大器的分类与特点
分类
按功能可以分为电压放大器、功率放 大器、跨导放大器等；按频率可分为 低频放大器、高频放大器、微波放大 器等。
特点
高频放大器具有较高的增益和带宽， 能够放大微弱的高频信号；低频放大 器具有较低的噪声系数和较好的线性 度，适用于放大低频信号。
放大器的性能指标
增益
放大器的输出信号幅度与输入信号幅 度之比，反映了放大器的放大能力。
带宽
放大器能够正常工作的频率范围，反 映了放大器的频率响应能力。
线性度
放大器在小信号和大信号输入下的性 能差异，反映了放大器的失真程度。
频率范围
高频电子电路的工作频率范围，通常指几百 千赫兹到几百兆赫兹。
带宽
高频电子电路的频率响应范围，通常指电路 能够正常工作的频率范围。
增益
高频电子电路的放大倍数，用于衡量电路的 放大能力。
噪声系数
高频电子电路的噪声与信号比值，用于衡量 电路的噪声性能。
高频高频电路 (VIV)电路
路的一个不可克服的缺点。而用PLL电路进行稳频时，它
Copyright 2002 by TE Dept. of CCT Telecommunications Products Co. Ltd., 11
也是一种以消除频率误差为目的反馈控制电路，它的基本
原理则是利用被控振荡和基准振荡之间相位误差电压去消 除频率误差，所以当电路达到平衡状态之后，虽然有剩余 相位误差存在，但频率误差可以降低到零，从而实现无频 差的频率跟踪和相位控制。因此在实际的稳频电路中，多 数情况是采用锁相技术。 2. 锁相环的构成及工作及原理 锁相环的基本组成框图如图9－2所示。可以看出，锁相环 路PLL主要由鉴相器 PD、环路滤波器LF和压控振荡器12 VCO Copyright 2002 by TE Dept. of CCT
ui(t)=UimSin[vt+i(t)](基准信号电压),
uo(t)=omSin[vt+ o(t)](VCO输出电压),
式中v为VCO的固有振荡角频率，即控制电压为零时的 振荡角频率，则相乘器(鉴相器)的输出电压为 ud(t)=Kmui(t)uo(t)=1/2KmUimUom Sin[2vt+ i(t)+ o(t)]+1/2KmUim Uom Sin[i(t)o(t)] 上式右端第一项为高频分量，将被环路滤波器(低通滤波器)
频系数获取不同的频率输出。
Copyright 2002 by TE Dept. of CCT Telecommunications Products Co. Ltd., 6
由于锁相环集成组件早已实现商品化，性能稳定，价格低 廉，加上微电脑芯片应用的日益普及，锁相环频率合成技 术已经相当成熟。所以现在电子产品使用的频率合成器， 基本上都是锁相环频率合成器。 3. 频率合成器主要技术指标 1). 工作频率范围
(高频电子线路)第一章高频电路中的元器件及基本电路
广泛应用于信号产生、测量和 通信等领域。
放大电路
放大电路
放大电路的组成
利用三极管、场效应管等器件，将输入信 号进行放大，以获得足够大的输出信号的 电路。
一般由输入级、输出级、电压放大级和电 流放大级四部分组成。
放大电路的分类
放大电路的应用
根据工作频率可分为低频放大电路和高频 放大电路；根据电路结构可分为分立元件 放大电路和集成电路放大电路。
调制解调电路的应用
广泛应用于广播、电视、卫星通信、移动通信等领域。
PART 04
高频电路的性能指标与测 试方法
高频电路的性能指标
增益
带宽
衡量高频电路传输信号能力的指 标，通常指电路能够传输信号的 频率范围。
高频电路的放大能力，通常以分 贝(dB)为单位。
噪声系数
衡量高频电路信噪比性能的指标， 表示信号与噪声的相对大小。
PART 03
高频基本电路
振荡电路
振荡电路
利用电路自激振荡的原理，将直 流电能转换为具有一定频率和幅
度的交流电能输出的电路。
振荡电路的组成
一般由放大器、正反馈网络、 选频网络和稳幅环节四部分组 成。
振荡电路的分类
根据电路中元件是否含有电感器或 电容器，可分为RC振荡电路、LC振 荡电路和晶体振荡电路三大类。
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2023 WORK SUMMARY
高频电子线路第一章 ：高频电路中的元器
件及基本电路
REPORTING
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目录
• 高频电子线路概述 • 高频电路中的元器件 • 高频基本电路 • 高频电路的性能指标与测试方法
PART 01
高频电子线路概述
电路中的频率合成与分解方法
电路中的频率合成与分解方法频率合成与分解是电路中的重要技术，它们被广泛应用于通信、无线电、音频处理等领域。
本文将介绍电路中常用的频率合成与分解方法，并探讨它们的原理和应用。
一、频率合成方法1. 直接合成法直接合成法是一种简单直接的合成方法，通过将不同频率的信号输入到混频器中，混频器将这些信号混合在一起，并输出合成后的频率信号。
这种方法适用于需要合成特定频率的场合，但在频率分辨率和相位噪声方面可能存在问题。
2. 锁相环合成法锁相环合成法是一种基于反馈的频率合成方法，它通过调节相位和频率来实现输入和输出信号的同步。
锁相环由相位比较器、低通滤波器、电压控制振荡器和分频器等组成，可以实现多种频率的合成。
3. 直接数字频率合成法直接数字频率合成法是一种采用数字信号处理技术的合成方法，它通过数字相位累加器和数字控制振荡器等组件，将输入的数字信号转换为相应频率的输出信号。
这种方法具有高分辨率、灵活性强的优点，适用于需要高精度和快速切换频率的应用。
二、频率分解方法1. 滤波器分解法滤波器分解法是一种常用的频率分解方法，它利用滤波器的频率选择性，将输入信号的不同频率分离出来。
根据需要可以选择低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等不同类型的滤波器进行频率分解。
2. 频谱分析法频谱分析法是一种基于信号频谱特性的分解方法，它通过将输入信号进行傅里叶变换，将信号的时域表示转换为频域表示。
通过观察频谱图可以获得信号的频率成分，并进行频率分解。
3. 相位锁定环分解法相位锁定环分解法是一种基于相位锁定环原理的频率分解方法，它利用相位比较器和低通滤波器等组件，将输入信号的频率分解为多个相位对应的分量。
这种方法适用于需要分析信号相位信息的应用场合。
结论频率合成与分解是电路设计和信号处理中的重要技术，通过不同的方法可以实现对信号频率进行合成和分解。
直接合成法、锁相环合成法和直接数字频率合成法是常用的频率合成方法，滤波器分解法、频谱分析法和相位锁定环分解法是常用的频率分解方法。
什么是电子电路中的频率合成和频率分割
什么是电子电路中的频率合成和频率分割电子电路中的频率合成和频率分割是非常重要的概念和技术。
频率合成是指通过组合多个简单的频率信号来生成一个复杂的频率信号，而频率分割则是将一个复杂的频率信号拆分为多个简单的频率信号。
这两个概念在电子通信、音频处理、无线通信等领域有广泛的应用。
本文将介绍电子电路中频率合成和频率分割的原理、方法和应用。
一、频率合成频率合成是指通过将多个简单的频率信号进行组合，生成一个较复杂的频率信号。
在实际应用中，频率合成通常用于生成特定频率的信号，例如无线电收发器中的载波信号、频率合成器中的参考信号等。
频率合成的核心思想是利用特定的算法或电路，将不同频率的信号进行混合、相加或者相乘，从而得到所需的频率。
在电子电路中，常用的频率合成方法包括以下几种：1. 直接合成法：直接利用电路中提供的多个频率源，通过开关、滤波和放大等操作，直接合成所需频率的信号。
这种方法简单直接，但需要占用较多的硬件资源，并且对频率源的质量要求较高。
2. 数字频率合成法：利用数字信号处理技术，通过对数字信号进行运算和转换，生成所需频率的信号。
这种方法具有较高的灵活性和精确性，但需要较复杂的算法和数字信号处理器。
3. 锁相环频率合成法：利用锁相环电路实现频率合成。
锁相环是一种反馈控制系统，它通过对输入信号和输出信号进行比较和调节，使得输出信号的频率和相位与输入信号保持同步。
通过调节锁相环中的参数和反馈路径，可以实现频率合成功能。
频率合成在无线通信领域中有着广泛的应用。
例如，手机中的无线芯片利用频率合成技术生成各种不同频率的信号，用于无线信号的调制解调、发射和接收。
在广播和电视信号的发送端，频率合成器用于生成各个电视频道的载波信号。
此外，音频合成器和音乐合成器也是利用频率合成的原理实现的。
二、频率分割频率分割是指将一个复杂的频率信号分解成若干个简单的频率信号。
频率分割在音频处理、信号分析和调频广播等领域有着重要的应用。
高频电子技术1-1PPT课件
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。
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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
高频电子线路完整章节课件
作用是将输入的高频载波信号和低频调制信号 变换成高频已调信号，并以足够大的功率输送 到天线，然后辐射到空间；
高频功率放大器与调幅器：
1
把话筒变换的音频信号放大到一定的幅度，以实现一定的调制度。
低频放大器：
3
话筒（拾音器）：
输入变换器，它的作用是把声音信源转变成电信号，称为音频信号，即基带信号或调制信号；
01
04
02
03
无线电波的基本特点
非线性电路的基本概念
通信与通信系统
本课程的主要内容及特点
通信与通信系统
通信系统： 用电信号（或光信号）传输信号的系统 称为通信系统，也称电信系统。
通信系统的组成： 一般通信系统由输入、输出变换器，发 送、接收设备和信道等组成。
1.1、通信与通信系统
无线通信系统组成框图
1.1、通信与通信系统
各部分作用 信息源：提供需要传送的信息； 输入变换器：将信息源（图像、声音等）的信息变换成电信号，把该信号称为基带信号； 发射机：将基带信号进行某种处理，并以足够的功率送入信道，以实现有效的传送，其中最主要的处理为调制，调制后的信号称为已调信号，或已调波；
小 结
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高频电子线路的典型应用是通信系统；
通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介三部分组成；
电信号的发射与接收的关键是调制与解调；
高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本课程要解决的问题；
了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本知识。
5
课堂练习一
1.如果广播电台发射的信号频率为
高频电子线路
高等教育出版社，胡宴如、耿苏燕主编
课程性质：理论联系实践，突出重点，重应用，强调物理概念，强调工程实践。
《高频电子技术》课程标准
《高频电子技术》课程标准1.课程属性专业基础课2.前导主要专业课程名称《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》3.课程定位《高频电子技术》是根据高等职业技术教育电子信息工程技术专业培养人才的需要而开设的一门专业基础课程，是学习后续的专业课程的基础。
本课程的主要任务是培养学生具备无线电技术必要的理论基础知识，使学生掌握无线电通信系统和无线电通信设备的基本原理、结构及维护的能力，为后续的专业课程的学习打下坚实的基础。
4.后续主要专业课程名称《通信与网络技术》、《系统集成与维护》、《电子产品整机检测与维修》二、课程教学目标1.素质目标（1）具有独立思考问题的能力；（2）具有团队协作精神；（3）具有良好的沟通、表述能力；（4）树立实事求是的工作态度和严谨细致、一丝不苟的工作作风；（5）能承受挫折，勇于改正错误，完善自我。
2.知识目标（1）掌握无线通信系统组成结构；（2）了解信号（电磁波）的传输过程；（3）掌握小信号的放大原理；（4）掌握信号的调制原理；（5）掌握电信号的变换过程；（5）掌握小信号的解调过程；（6）了解反馈控制电路原理；3.能力目标（1）能够分析基本单元电路；（2）具有设计基本电路单元的能力；（3）具有焊接、调试、组装电路的能力；（4）学会分析各种单元高频电路、模拟集成电路、系统电子线路的能力；（5）能解决通信电子线路中各种实际问题；（6）具有理论联系实际能力和实际操作的能力。
三、课程教学内容及学时建议见表1。
表1《高频电子技术》课程主要教学内容及要求1.校内教师标准（1）具有高校教师资格和本专业领域有关证书；（2）有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心；（3）具有电子类相关专业本科及以上学历；（4）具有扎实的电子类专业相关理论功底和实践能力；（5）具有较强信息化教学能力，能够开展课程教学改革和科学研究；（6）每5年累计不少于6个月的企业实践经历。
3．教材选用标准（1）按照国家规定选用优质教材、高职高专规划教材、禁止不合格的教材进入课堂；（2）教学实施单位应建立由专业教师、行业专家和教研人员等参与的教材选用机构，严格教材选用，经过规范程序择优选用教材。
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图11-10 MC145106组成框图
18 脚(USS)为接地端 。
11.4 集成锁相环频率合成器
表11-1 MC145106程序分频器真值表
分频比 N
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2（注）
0
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0
0
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1
3（注）
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0
0
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0
0
0
1
0
2
0
0
0
0
0
0
0
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习题与思考题
11.1 什么是频率合成技术？频率合成的任务是什么？ 11.2 频率合成器有哪些种类？各有什么优缺点？ 11.3 单环锁相频率合成器通常有哪几种形式？各有什么特点？ 11.4 多环锁相频率合成器有什么优缺点？ 11.5 图11-4所示单环锁相频率合成器中，设晶体振荡器的振荡频率 为100kHz，固定分频器分频比R=10，可变分频器分频比N=880～108 0，试求VCO输出频率的范围及频率间隔。 11.6 图11-7所示混频式单环锁相频率合成器中，设晶体振荡器的振 荡频率为50kHz，固定分频器分频比R=10，程序分频器的分频比N=2 00～299，补偿晶体振荡器OSC的频率fm=10MHz,试求VCO的输出频 率范围及频率间隔。
11.2.1 非相干式频率直接合成
图11-1 非相干式频率直接合成的原理图
11.2 频率直接合成
图11-2 实用非相干式频率直接合成器的框图
11.2.2 相干式频率直接合成
11.2 频率直接合成
图11-3 相干式频率直接合成器
11.3 锁相环频率合成
11.3.1 单环锁相频率合成器 1.基本式单环锁相频率合成器
图11-7 混频式单环锁相频率合成器的工作原理框图
11.3.2 多环锁相频率合成器 1.双环式锁相频率合成器
11.3 锁相环频率合成
图11-8 双环式锁相频率合成器的工作原理框图
11.3 锁相环频率合成
图11-9 三环式锁相频率合成器的工作原理框图
2.三环式锁相频率合成器
11.4 集成锁相环频率合成器
11.4 集成锁相环频率合成器
图11-13 800MHz蜂窝式移动电话的频率合成器
本章小结
1.频率合成技术是用频率变换的方法获得大量高稳定性离散频率的技 术。 2.频率直接合成是将石英晶体振荡器产生的两个基准频率直接混频来 获得新频率的合成方法。 3.锁相环频率合成是用锁相技术间接合成高稳定度频率的合成方法。 4.单片集成锁相环频率合成器是在一个芯片上集成了锁相环频率合成 器的主要部件，只需外接少量元器件即可产生大量高稳定度的合成 频率。
图11-4 基本式单环锁相频率合成器的框图
2.固定前置分频式单环锁相频率合成器
11.3 锁相环频率合成
图11-5 固定前置分频式单环锁相频率合成器的框图
3.双模前置分频式单环锁相频率合成器
11.3 锁相环频率合成
图11-6 双模前置分频式单环锁相频率合成器的框图
4.混频式单环锁相频率合成器
11.3 锁相环频率合成
第11章 频率合成电路
第11章 频率合成电路
11.1 概述 11.2 频率直接合成 11.3 锁相环频率合成 11.4 集成锁相环频率合成器 本章小结 习题与思考题
11.1 概述
1. 频率范围 2.频率间隔 3.频率总数 4.频率转换时间 5.频率稳定度和准确度 6.频谱纯度
11.2 频率直接合成
1
3
0
0
0
0
0
0
1
0
0
4
︙
︙
︙
︙︙︙︙ Nhomakorabea︙
︙
︙
0
1
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1
1
1
1
1
1
255
︙
︙
︙
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︙
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1
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1
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11.4 集成锁相环频率合成器
2.典型应用
图11-11 收发通信机单环锁相频率合成器
11.4.2 MC145146电路原理及应用
11.4 集成锁相环频率合成器
1.电路原理
2.典型应用
图11-12 MC145146工作原理框图