西安电子科技大学高频电子线路第7章PPT课件
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西安电子科技大学高频电子线路课件第7章
总结词
电感元件在高频电子线路中起着能量储存和滤波的作用，其性能对电路性能有重要影响。
详细描述
电感元件在高频电子线路中起着能量储存和滤波的作用，它能够储存电能并在需要时释放 出来，从而实现信号的传输和处理。电感元件的性能对电路性能有重要影响，因此选择合 适的电感元件对于高频电子线路的设计至关重要。
总结词
总结词
电容元件的耐压、绝缘和温度稳定性对于高频电子线路的 性能具有重要影响。
详细描述
电容元件的耐压、绝缘和温度稳定性对于高频电子线路的 性能具有重要影响。为了确保电路的安全性和可靠性，需 要选择耐压高、绝缘性好、温度稳定性好的电容元件，并 采取措施减小环境因素对电容元件性能的影响。
高频电子线路的电感元件
西安电子科技大学高频电子线 路课件第7章
CONTENTS
• 引言 • 高频电子线路基础 • 高频电子线路的元件 • 高频电子线路的分析方法 • 高频电子线路的设计 • 高频电子线路的测试与调试 • 总结与展望
01
引言
章节概述
本章主要介绍了高频电子 线路的基本概念、发展历 程和应用领域，为后续章 节的学习打下基础。
未来研究方向
信号处理算法优化 针对信号合成与分解算法，研究 更高效的算法以降低计算复杂度 和提高精度。
滤波器小型化与集成化 研究如何将滤波器小型化并集成 到集成电路中，以满足现代通信 设备对小型化和集成化的需求。
新型调制技术 研究新型的调制技术，如正交幅 度调制（QAM）、偏移四相相移 键控（O-QPSK）等，以提高通 信系统的性能。
9字
时域分析方法适用于非线性 电路和瞬态分析，能够提供 电路的动态性能和瞬态行为 。
9字
时域分析通过建立电路的微 分方程来描述电路的行为， 并求解微分方程以获得电压 和电流的时域响应。
电感元件在高频电子线路中起着能量储存和滤波的作用，其性能对电路性能有重要影响。
详细描述
电感元件在高频电子线路中起着能量储存和滤波的作用，它能够储存电能并在需要时释放 出来，从而实现信号的传输和处理。电感元件的性能对电路性能有重要影响，因此选择合 适的电感元件对于高频电子线路的设计至关重要。
总结词
总结词
电容元件的耐压、绝缘和温度稳定性对于高频电子线路的 性能具有重要影响。
详细描述
电容元件的耐压、绝缘和温度稳定性对于高频电子线路的 性能具有重要影响。为了确保电路的安全性和可靠性，需 要选择耐压高、绝缘性好、温度稳定性好的电容元件，并 采取措施减小环境因素对电容元件性能的影响。
高频电子线路的电感元件
西安电子科技大学高频电子线 路课件第7章
CONTENTS
• 引言 • 高频电子线路基础 • 高频电子线路的元件 • 高频电子线路的分析方法 • 高频电子线路的设计 • 高频电子线路的测试与调试 • 总结与展望
01
引言
章节概述
本章主要介绍了高频电子 线路的基本概念、发展历 程和应用领域，为后续章 节的学习打下基础。
未来研究方向
信号处理算法优化 针对信号合成与分解算法，研究 更高效的算法以降低计算复杂度 和提高精度。
滤波器小型化与集成化 研究如何将滤波器小型化并集成 到集成电路中，以满足现代通信 设备对小型化和集成化的需求。
新型调制技术 研究新型的调制技术，如正交幅 度调制（QAM）、偏移四相相移 键控（O-QPSK）等，以提高通 信系统的性能。
9字
时域分析方法适用于非线性 电路和瞬态分析，能够提供 电路的动态性能和瞬态行为 。
9字
时域分析通过建立电路的微 分方程来描述电路的行为， 并求解微分方程以获得电压 和电流的时域响应。
高频电子线路7PPT
第三十页，共三十二页。
图7-27 MC1596同步(tóngbù)检波电 路
第三十一页，共三十二页。
内容(nèiróng)总结
振幅调制与解调。调幅获得的已调波称为调幅波。调相获得的已调波称为调相波。解调 〔demodulation〕是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段，恢复原调制信号。调幅播送 在实际传送信息时，平均调幅系数为30%。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。振幅解调方法可分为(fēn wéi)包络检波和同步检波两大类
第三十二页，共三十二页。
第五页，共三十二页。
振幅 调制原理 (ห้องสมุดไป่ตู้hènfú)
振幅调制可分为普通调幅、双边带调幅、单 边带调幅与残留边带调幅等几种方式。
普通调幅简称调幅〔AM : amplitude modulation〕
普通调幅〔AM〕信号数学表达式与波形
普通调幅〔AM〕是用低频调制信号去控制(kòngzhì)高
频载波的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线
调幅播送(bō sònɡ)在实际传送信息时，平均 调幅系数为30%。因此，在普通调幅 〔AM〕信号总功率中，不含信息的载波 功率占９５％，而携带信息的边频功率 仅占５％。从能量利用率来看，普通振 幅调制是很不经济的，但因接收机较简 单而且价廉，所以应用还是很广泛。
第十一页，共三十二页。
图7-5 低电平AM调制实现的电 路 模型 (diànlù)
第二页，共三十二页。
调幅 〔AM (diàofú) : amplitude modulation〕
高频载波(zàibō)通常是一个正弦波振荡信号，有振 幅、频率和相位三个参数可以改变。用基带信号 对载波(zàibō)进行调制就有调幅、调频和调相三种 方式。
图7-27 MC1596同步(tóngbù)检波电 路
第三十一页，共三十二页。
内容(nèiróng)总结
振幅调制与解调。调幅获得的已调波称为调幅波。调相获得的已调波称为调相波。解调 〔demodulation〕是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段，恢复原调制信号。调幅播送 在实际传送信息时，平均调幅系数为30%。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。振幅解调方法可分为(fēn wéi)包络检波和同步检波两大类
第三十二页，共三十二页。
第五页，共三十二页。
振幅 调制原理 (ห้องสมุดไป่ตู้hènfú)
振幅调制可分为普通调幅、双边带调幅、单 边带调幅与残留边带调幅等几种方式。
普通调幅简称调幅〔AM : amplitude modulation〕
普通调幅〔AM〕信号数学表达式与波形
普通调幅〔AM〕是用低频调制信号去控制(kòngzhì)高
频载波的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈线
调幅播送(bō sònɡ)在实际传送信息时，平均 调幅系数为30%。因此，在普通调幅 〔AM〕信号总功率中，不含信息的载波 功率占９５％，而携带信息的边频功率 仅占５％。从能量利用率来看，普通振 幅调制是很不经济的，但因接收机较简 单而且价廉，所以应用还是很广泛。
第十一页，共三十二页。
图7-5 低电平AM调制实现的电 路 模型 (diànlù)
第二页，共三十二页。
调幅 〔AM (diàofú) : amplitude modulation〕
高频载波(zàibō)通常是一个正弦波振荡信号，有振 幅、频率和相位三个参数可以改变。用基带信号 对载波(zàibō)进行调制就有调幅、调频和调相三种 方式。
高频电子线路课件_(7).ppt
以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。
25
本书的内容：
（1）信号的放大（第3章） （2）信号的产生（第4章）
（3）信号的频率变换（第5、6、7章）
这些基本单元电路的组成、原理及有关技 术问题，就是本书的研究对象。
26
1.1 无线通信系统概述
二、无线通信系统的类型 可根据不同的方法来划分： (1) 按工作频段或传输手段 有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信 和卫星通信等。 工作频率主要指发射与接收的射频(RF)频率。
21
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 在接收设备中有相应的两种反变换。 （1）将接收到的已调信号变换为基带信号的过程称 为解调(Demodulating) 。 （2）将基带信号通过输出换能器转换为原始信息形式。
22
1.1 无线通信系统概述
一、无线通信系统的组成 分析三种信号： 调制信号、载波、已调波。 （1）调制后的信号称为已调信号(Modulated Signal)；
1.2 无线电信号与调制 不同频段信号的产生、放大和接收的方法 不同，传播的能力和方式也不同，因而它们的 分析方法和应用范围也不同。 表中关于传播方式和用途的划分是相对而 言的，相邻频段间无绝对的分界线。
32
1.2 无线电信号与调制
高频的解释： 频段划分中的“高频”段，其范围为3～30 MHz， 这是“高频”的狭义解释，它指的就是短波频段。
9
振荡器：产生 fosc 的高频振荡信号，几十千赫以上。高 频放大器： 多级小信号谐振放大器，放大振荡信号， 使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率。调制信 号放大器：多级放大器，前几级为小信号放大器，放 大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的 调制信号。振幅调制器：实现调幅功能，将输入的载 波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到 天线上。
西安电子科技大学高频电子线路课件第7章
( t ) c (1 A1m cos t A2 m 2 cos 2 t )
LC
1
c
A2
m c A1m c cos t
2
A2
m 219 c co
7.3.1
f1 f q [1
C
1 L
直接调频电路
]
1 j
二、晶振直接调频电路
24
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
二、斜率鉴频器 1，单失谐
25
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
2，双失谐
26
7.5.0 基于相位鉴频法的鉴频
一、乘积型相位鉴频
设 (f)
2
tg 1 ( 2Q0 f / f 0 )
，us=Us cos(ωct+ mfsin t )
则us’=Us ’cos(ωct+ mfsin t +)
29
7.5.1
叠加型相位鉴频电路
（一）互感耦合相位鉴频器
30
7.5.1
叠加型相位鉴频电路
H ( j ) U 2 / U 1
U2 jA H ( j ) U1 1 jξ
( )
π 2
tg 1 ξ
31
7.5.1
U D1 U 1 U2 2
n AM P 2 2 un
FM
PFM
1 2 U c Pc 2 RL
1 2 2 U c J n (m f ) 2 RL n J (m f ) 1
2 n
RL
PFM
n
1
2
8
7.1.2
西电 高频电子线路 RF6&7
uSSB U cos(C ) t 或U cos(C ) t
U cosΩ t cos C t U sinΩ t sin C t
10
6.1.1
振幅调制信号分析
ˆ (t ) sin t uSSB f (t ) cosC t f C
11
6.1.1
振幅调制信号分析
1 mU C 2 m2 P 1 ( mU )2 m Pc 2 边频功率: P 2 RL ( 2 C ) 4 Pc 1 uC U 2 2 P d2 ct 2R 2 4 1 u 2 c( 1 u AM (t ) 1 t ) 1 L 22 AM 2 R P d t U (1 d m cos t t ) U L c C c C( 2 2 2 2 R 2 R 2 RL 1 uCL RL U C 2 L AM信号平均 1 m Pc d ct 2 ) P Pd t P (1 2 R 2 R 2 2 av c 1 m (周期内): t ) L) L 功率 P P (1 m cos t ) u 2 (t ) 2 1 Pav 2 Pd t P (1 c (1 m cos c AM c P d ct 2 2 2 RL 2 1 u AM (t ) 1 2 2 2 d t U (1 m cos t) c周期内AM功率: P P (1 m cos t ) c C c 2 RL 2 RL
(t ) c t k p U cos t
( t ) d( t ) / dt
c k f U sin t
uPM=UC cos(ωct+ mpcos t )
U cosΩ t cos C t U sinΩ t sin C t
10
6.1.1
振幅调制信号分析
ˆ (t ) sin t uSSB f (t ) cosC t f C
11
6.1.1
振幅调制信号分析
1 mU C 2 m2 P 1 ( mU )2 m Pc 2 边频功率: P 2 RL ( 2 C ) 4 Pc 1 uC U 2 2 P d2 ct 2R 2 4 1 u 2 c( 1 u AM (t ) 1 t ) 1 L 22 AM 2 R P d t U (1 d m cos t t ) U L c C c C( 2 2 2 2 R 2 R 2 RL 1 uCL RL U C 2 L AM信号平均 1 m Pc d ct 2 ) P Pd t P (1 2 R 2 R 2 2 av c 1 m (周期内): t ) L) L 功率 P P (1 m cos t ) u 2 (t ) 2 1 Pav 2 Pd t P (1 c (1 m cos c AM c P d ct 2 2 2 RL 2 1 u AM (t ) 1 2 2 2 d t U (1 m cos t) c周期内AM功率: P P (1 m cos t ) c C c 2 RL 2 RL
(t ) c t k p U cos t
( t ) d( t ) / dt
c k f U sin t
uPM=UC cos(ωct+ mpcos t )
【资料】西安电子科技大学-模电课件-第7章--频率响应汇编
s
p
AuI
1 s
式中
sRC
s
p
A u IR 2 A u o p 1 (R R 1 R 2 )
R 1 R 2
R C
分别为电容短路(即中频)时的传输系数和极点频率。与
高频特性不同的是同时出现一个原点处的零点。
用jω代替s可得正弦传输函数
Au(
j)
AuI
1 j p
j AuI p
1 j
p
这正是单电容低频响应的函数表示式。其幅频和相频
由于C b′e的影响，β将是频率的函数。根据β的定义
(j)I c
g U Uce0
m be
Ib
Ib
gmrboe
b
. Ib
rbb'
rb'e
b' Cb'c
. Cb'eUb'e
e
. gmUb'e
Ube Ib(rbe|| j
1
)Ib
(CbeCbc)
1j
rbe rbe(CbeCbc)
(j)1jrbe(C obeC bc)1jo 1joff
为便于理解，下面用波形图加以说明。
ω1和3ω1按3比 1
组合且初相为零
ω1和3ω1按6比1组 合但相位关系不变
幅频失真
ω1和3ω1按3比1组 合不变但初相相反
相频失真
根据图示的两种失真情况，线性失真可分为
1. 振 幅 频率失真（幅 频失真）：信号各频率分量 间的相位关系保持不变，而各分量幅 度大小的比例关系 发生改变所产生的失真。
实际上，这一条件既苛刻又无必要。因为实际信 号的频带是有限的，即信号带宽
B W S F m a x F m in为一有限值
《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
高频电子线路 张肃文 第5版课件第7章
检波
信号大小
工作特点
7.2.1
调幅波的数学表示式与频谱
7.2.2
调幅波中的功率关系
• 调幅波是载波振幅按照调制信号大小成线性变化的 高频振荡。 • 由于载波频率不变，所以波形疏密程度均匀一致。 • 通常传送信号(语音，音乐等)的波形复杂，包含很 多频率成分，但这些复杂波形都可以分解成许多正 弦波分量的叠加。 • 因此，为了简化分析，我们总是认为调制信号为正 弦波。 • 对（非）正弦波调制，调幅波包络线是与（非）正 弦调制信号完全相似。
2. 双边带信号 在调制过程中,将载波抑制就形成了抑制载波双边带 信号,简称双边带信号。它可用载波与调制信号相乘得到, 其表示式为
uDSB (t ) k f (t ) uc
在单一正弦信号uΩ=UΩcosΩt调制时,
uDSB (t ) kUc U cost cosct g (t ) cosct
输出没有载波分量只有边带和调制信号这些电路都要求二极管特性完全相同实际上是做不到的会加入平衡装置741742产生双边带图图741741斩波调幅器方框图斩波调幅器方框图coscos斩波调幅是将调制信号通过一个受载波频率控制的的开关电路斩波电路使调制信号输出波形被斩成周期为2载波周期的脉冲输出波形就包含频率成分及其谐波开关函数与载波周期相同图图742742斩波调幅器工作图解斩波调幅器工作图解coscos图图744744二极管二极管电桥斩电桥斩波调幅波调幅电路电路可产生可产生dsbdsbscsc如图742图图743743平衡斩波调幅及其图解平衡斩波调幅及其图解前面使用的是不对称开关电路的斩破调幅实际上更多时候使用对称开关电路形成平衡斩波调幅
u S SB(t) U 0
fc＋F
t
单音调制的SSB信号波形
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一、变容二极管直接调频电路
1
1
LC CCj LC j (t)
Cj (1uC/0U) uUQu
u C j (t)
16
7.3.1 直接调频电路
Cj
(
t
)
(1
C0
UQu U
)
CjQ(1mco st)
1
/2
(t ) LC j c(1mco st)
1） =2 ：
(t)cm cco ts u
17
7.3.1 直接调频电路
（一）互感耦合相位鉴频器
30
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
H(j)U 2 /U 1
H(j)U U12
jA 1jξ
()πtg1ξ
2
31
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
(t)
1 LC j
/2
c(1mco st)
2） 2：
18
7.3.1 直接调频电路
C CCC11CCCC1C2122(C1CCCjC2j2m2(C1CcCoj2Csjm Q Ctc)o2Cs QCtQ) CQ
L1C(t)c(1A 1 m co s tA 2 m 2co s2 t) cA 2m 2 cA 1 mcco s tA 2m 2 19 cco
11
7.2.1 调频器
调频器：实现调频的电路或部件称 为调频器。
对调频器的主要要求： （1）调制特性线性度要好 （2）最大频偏满足要求，线性范围大 （3）调制灵敏度要高 （4）载波性能要好
调频特性曲线：u——f 变换曲线 12
7.2.2 调频方法
直接调频法：
振荡器与调制器合二为一。这种方法是用调制信号(电压 或电流)直接控制振荡器的振荡频率。
间接调频法
间接调频时，调制器与振荡器是分开的。这种方法先将 调制信号积分，然后对载波进行调相，即可实现调频。
13
7.3.1 直接调频电路
一、变容二极管直接调频电路
Cj
C0 (1 u/ U )
CjQ(1UQ C0/U )
14
7.3.1 直接调频电路
一、变容二极管直接调频电路
15
7.3.1 直接调频电路
第7章 角度调制与解调
7.1 角度调制信号分析 7.2 调频器与调频方法 7.3 调 频 电 路 7.4 鉴频器与鉴频方法 7.5 鉴 频 电 路
7.1.0 概 述
调频：即频率调制（FM），是使高频振荡信号的
频率按调制信号的规律变化，而振幅保持恒定的一 种调制方式。调频信号的解调称为鉴频或频率检波。
mkpU
mp kpU
uUcost, uCUCcocst
(t)ctkpUcots
mkpU
mf
m或fm F
Bs2(mp1)F
非恒定带宽
(t)d(t)/dt
ckfUsi nt
uPM=UC cos(ωct+ mpsin t )
9
7.1.2 PM分析与FM/PM比较
iC u
i PM
10
7.1.2 PM分析与FM/PM比较
n
uFM(t) UCCRe[Jn(mJf )nc(oms(f)ec j(nctn)tt)]
n
n
U J (m )cos( n)t
Jn(mf )
C m0
(1)n(mf )n2m 2
m!(nm)!
nf
c
5
7.1.1
mf增大时的频谱：
调频信号分析
6
7.1.1
1）NBFM
调频信号分析
|Jn (mf ) | ≥0. 1 0.15
u O ' U O 'c2 o c t s 2 m ( fs it n ) U O 'co ( f ) s
uOUO(2Q 0f/fo) f 27
7.5.3 正交鉴频器
实际电路： ——集成正交鉴频 器
28
7.5.0 基于相位鉴频法的鉴频
二、叠加型相位鉴频
29
7.5.1 叠加型相位鉴频电路
nmaxmf 1
B s2nmF a x2(m f1)F
7
7.1.1 Pn A M PFM
Ju
F2n2M调( (mt )频f )信 号1 分析
R L1 U 2RL
2 c
Pc
P F M
1 U
2RL
2
c n
J
2 n
(
m
f)
J
2 n
(
m
f)
1
n
12
8
7.1.2 PM分析与FM/PM比较
kp
m U
调相：即相位调制（PM），是相位按调制信号的
规律变化，振幅保持不变。调相信号的解调称为鉴 相或相位检波。
调角：调频和调相统称为角度调制，属于频谱的非
线性变换，其抗干扰和噪声的能力较强。
2
7.1.1
kf
m U
mkfU
m
f
k
fU
调频信号分析
uUcost, uCUCcocst
(t)ckfUcots
t
(t) ()d 0 ctkf Usint
uFM=UC
cos(ωct+
mf
sin
t ) 3
7.1.1
uC
调频信号分析
u
IFM
4
7.1.1 调频信号分析
uFM=UC cos(ωct+ mfsin t )
=UCucoFM sω(ctt)·coUs(mCfRsine[t)-UJCns(inmωfct)e·sji(nc(tmnf sitn)]t )
21
7.4.1 鉴频器
鉴频器：调频波解调电路称为频率检波器或鉴频器(FD)。
鉴频器的主要性能指标： （1）鉴频器中心频率 （2）鉴频带宽 （3）线性度 （4）鉴频跨导
鉴频特性曲线：f —uO变换曲线
22
7.4.2
1，振幅鉴频
法 uFM
uFMAM
uO u
鉴频方法
2，相位鉴频法
uFM
uFMPM
uO u
7.3.1 直接调频电路
二、晶振直接调频电路
f1 fq[12(CLCq C0)] CL 1C1 1C2 1C j1
Cj (1uC/0U) uUQu
u C j f1
20
7.3.2 间接调频电路
u oU oco (cst)
2Q f
f0
f
1 2p
m
Hale Waihona Puke focost
uo U o c Q o m (c ossctt ) uΩ
uOUO[Ckf f(t)]
24
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
二、斜率鉴频器 1，单失谐
25
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
2，双失谐
26
7.5.0 基于相位鉴频法的鉴频
一、乘积型相位鉴频
设 (f) 2tg 1(2Q 0f/f0) ，us=Us cos(ωct+ mfsin t )
则us’=Us ’cos(ωct+ mfsin t +)
23
7.5.0 基于振幅鉴频法的鉴频
一、微分鉴频器
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uu uuFFM dM dt(t(t)t)U U [[cckf fk(ft)f](stin)][sicnt[kcft0t kff(0)tdf]()