无线通信技术课件ppt课件
合集下载
《无线通信技术》教学课件-第10章无线通信技术与物联网
NB-IoT的上下行传输方案
第9章 5G网络中的安全问题
16
3．重传机制 重传是NB-IoT提升覆盖范围的另一个重要手段。重传就是多个子帧传送一个传输块。在 不同场景下，NB-IoT的上下行传输重传次数是由基站侧单独配置的，NB-IoT最大可支持 下行2048次重传，上行128次重传。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
NB-IoT设计目标
NB-IoT具有更低的模块成 本，具有广阔的市场前景。
NB-IoT每个小区支持超过 52500个终端用户。
第9章 5G网络中的安全问题
12
NB-IoT将提供改进的室内 覆盖，具有更广的覆盖区 域。
NB-IoT支持长电池使用寿 命。
NB-IoT技术针对延时不敏感的应用
NB-IoT小区在发射功率上也会有限制。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
第9章 5G网络中的安全问题
11
NB-IoT是物联网领域新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT支持待机 时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，同时能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
NB-IoT设计目标
二、授权频段物联网技术
二、授权频段物联网技术
NB-IoT的上下行传输方案
第9章 5G网络中的安全问题
14
2．上行传输方案 NB-IoT的上行传输采用单载波频分多址接入（SC-FDMA）方式，引入了单频发射和多频 发射两种模式。 ➢单频发射——上行传输仅使用一个子载波 ➢多频发射——上行传输使用多个子载波
二、授权频段物联网技术
➢ 物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展； ➢ 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信，也就是
第9章 5G网络中的安全问题
16
3．重传机制 重传是NB-IoT提升覆盖范围的另一个重要手段。重传就是多个子帧传送一个传输块。在 不同场景下，NB-IoT的上下行传输重传次数是由基站侧单独配置的，NB-IoT最大可支持 下行2048次重传，上行128次重传。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
NB-IoT设计目标
NB-IoT具有更低的模块成 本，具有广阔的市场前景。
NB-IoT每个小区支持超过 52500个终端用户。
第9章 5G网络中的安全问题
12
NB-IoT将提供改进的室内 覆盖，具有更广的覆盖区 域。
NB-IoT支持长电池使用寿 命。
NB-IoT技术针对延时不敏感的应用
NB-IoT小区在发射功率上也会有限制。
二、授权频段物联网技术
NB-IoT技术的性能
第9章 5G网络中的安全问题
11
NB-IoT是物联网领域新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT支持待机 时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，同时能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
NB-IoT设计目标
二、授权频段物联网技术
二、授权频段物联网技术
NB-IoT的上下行传输方案
第9章 5G网络中的安全问题
14
2．上行传输方案 NB-IoT的上行传输采用单载波频分多址接入（SC-FDMA）方式，引入了单频发射和多频 发射两种模式。 ➢单频发射——上行传输仅使用一个子载波 ➢多频发射——上行传输使用多个子载波
二、授权频段物联网技术
➢ 物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展； ➢ 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信，也就是
无线通信技术课件
六. 接收机组成（二）
6.低频放大器：由小信号放大器和功率放大器组成， 放大调制信号，向扬声器提供所需的推动功率。 超外差接收机：包括混频器，本机振荡，中频放大器 等组成。 为了加强大家对无线电信号接收原理的理解，下面 用动画对电视机接收情况作简单介绍。
七．其它通信系统
无论采用何种调制方式，发射机和接收机都包括上述 各模块，区别主要在于调制器和解调器上。 数字通信系统，其调制信号为数字信号，相应的调制 为数字调制。
1～10m
30～300MHz
10～1000cm
300～3000MHz
超高频 (UHF) 特高频 (SHF) 极高频 (EHF)
1～10cm
3～30GHz
1～10mm
30～300GHz
直线传播
3. 接收设备
接收是发射的逆过程
（ 1 ）接收天线：将空间传播到其上的电磁波 → 高频电振荡 （2）接收机：高频电振荡
本讲导航
教学内容
1.2 无线电通信系统（二）
1.3 收音机电路
1.4 非线性单元电路的任务功能、分析方法及其课程特点
教学目的
1．了解接收机的组成及其他通信系统 2．了解收音机的典型电路
3．了解非线性单元电路的任务功能、分析方法及其课程特点
教学重点
接收设备的功能、原理和组成
六. 接收机组成（一）
300～3000KHz
地波，天波
短波波段 (SW)
超短波波段 (VSW) 分米波波段 (USW) 厘米波波段 (SSW) 毫米波波段 (ESW)
10～100m
3～30MHz
高频 (HF)
甚高频(YHF)
天波，地波 直线传播 对流层散射 直线传播 散射传播 直线传播
无线通信基础PPT课件PPT47页
1.3.2 语音编码（信源编码）
第 35
页
语音编码的基本方法：波形编码和参量编码
混合编码： 在混合编码的信号中，既含有若干语音特征参量信息又
含有部分波形编码信息。
规则脉冲激励线性预测编码（RPE-LPC）、矢量和激 励线性预测编码（VSELP）等属于混合编码。在数字移 动通信中得到了广泛应用。
X 第36页，共47页。
X 第25页，共47页。
1.3.1 基本概念
第 25
页
1、通信系统与通信网
（2）数字通信系统
数字调制和解调：数字调制把数字基带信号的频谱从低
频搬到高频，形成适合在信道中传输的频带信号。数字解 调是在接收端恢复数字基带信号。
同步与数字复接：同步使收、发两端的信号在时间上保持
步调一致。数字复接是依据时分复用基本原理把若干个 低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以扩大传输 容量，提高传输效率。
式中， ma＝Um为U调cm幅度
X 第16页，共47页。
1.2.1 幅度调制
第 16
页
1、双边带调幅（AM）
Ucm
1/2ma Ucm
1/2ma Ucm
c
c c
（c）
单音调制的双边带调幅波（AM）的波形与频谱
X 第17页，共47页。
1.2.1 幅度调制
第 17
页
2、单边带调制（SSB）
(a)话音信号频谱
X 第26页，共47页。
1.3.1 基本概念
第 26
页
1、通信系统与通信网
（3）通信网
双向、多点通信
X 第27页，共47页。
1.3.1 基本概念
第 27
页
2、信息速率、信噪比、误码率与信道容量
新版超宽带(UWB)无线通信技术课件.ppt
参考文献
[1] J.D. Taylor. Introduction to Ultra Wideband Radar Systems[M]. Boca Raton: CRC, 1995. [2] FCC. FCC Notice of Proposed Rule Making, Revision of Part 15 of the Commission’s Rules
多径衰落的统计特性
图4 UWB信号的信道冲激响应曲线
精品课件
UWB无线室内信道特性
路径损失和阴影衰落特性
路径损失表示为：
PL(d )(dB)
C0
10 nΒιβλιοθήκη log10(4d
)
X
C0是参考距离的路径损失， 是信号中心频率对应的波
长，d是收发天线间的距离，X表示阴影衰落。
图3 一种频谱利用率高的UWB窄脉冲的时域波形和频域波形
精品课件
UWB通信的信号形式
调制载波形式
调制载波形式通过调制载波, 将UWB信号搬移到合 适的频段进行传输, 从而可更加灵活、有效地利用 频谱源。
调制载波系统的信号处理方法与一般通信系统采用 的方法类似, 技术成熟度高, 在目前的工艺条件下, 比基带窄脉冲形式更容易实现高速系统。
述了每簇中电波(rays)的到达。
簇到达的时间分布：
p(Tl | Tl1) exp[(Tl Tl1)], l 0
簇中路径到达的时间分布：
p( k,l | (k1),l ) exp[( k,l (k1),l )], k 0
信道冲激响应模型：
/papers/MultiBand_OFDM_Physical_Layer_Proposal_for_IEEE_80 2.15.3a_Sept_04.pdf[DB/OL]. 2004-9-14. [5] R.Roberts. XtremeSpectrum CFP document. /groups/802/15/pub/2003/ Mar03/03154r0P802-15_TG3aXtremeSpectrum-CFP-Document.pdf[DB/OL]. 2003-3. [6] J.R.Foerster, A.Molisch. A Channel Model for Ultrawideband Indoor Communication[DB/OL]. /reports/docs/TR2003-73.pdf[DB/OL]. 2004-7-2 [7] J.Kunisch, J.Pamp. Measurement Results and Modeling Aspects for the UWB Radio Channel[A]. UWBST(C). Baltimore:IEEE, 2002. 19–24. [8] R.J.M.Cramer, R.A.Scholtz, M.Z.Win. Evaluation of an Ultrawide-band Propagation Channel[J]. IEEE Trans on Antennas Propagation, 2002, 50(5):561-570. [9] D.Cassioli, M.Z.Win, A.R.Molisch. A Statistical Model for the UWB Indoor Channel[A]. Vehicular Technology Conference[C]. Israel:IEEE, 2001. 1159–1163. [10] L.Rusch, C.Prettie, D.Cheung, Q.Li, M.Ho. Characterization of UWB Propagation from 2 to 8 GHz in a Residential Environment[DB/OL]. /technology/ultrawideband/pres_tech.htm. 2004-2-20. [11] Sumit Roy, Jeff R.Foerster, V.Srinivasa Somayazulu, Dave G.Leeper. Ultrawideband Radio Desigan:the Promise of High-speed, Short-range Wireless Connectivity[J]. Proceedings of the IEEE, 2004,92(2),:295-311.
短距离无线通信技术PPT课件
负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备
Wi-Fi的技术优势
❖ 无线电波的覆盖范围广
基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15 m 而Wi-Fi的半径则可达100 m左右
❖ 传输速度非常快 可以达到11 Mb/s
❖ 厂商进入该领域的门槛比较低
Wi-Fi技术的应用
❖ 手持设备（大部分） ❖ PC ❖ 小型办公网络 ❖ 智能家居 ❖ 物联网
短距离无线通信技术
❖ 基本概念
主要内容
❖ 发展、应用及特点
❖ 研究开发实例
基本概念
有线通信
借助线缆线路传送信号的通信方式
数据传输介质 双绞线，同轴电缆，光纤，etc
无线通信 仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式
一般意义上，只要通信收发双方通过电磁波（红外、无线电微 波）传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常
蓝牙技术的应用
语音/数据接入
将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上 完成与广域网的连接
外围设备互联
将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上
个人局域网（PAN） 主要用于个人网络与信息的共享与交换
Wi-Fi（wireless fidelity）技术
Wi-Fi是一种能够将个人电脑、手持 设备（如Pad、手机）等终端以无线 方式互相连接的技术
它是一个无线网路通信技术的品牌， 由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有
目的是改善基于IEEE802.11标准的无 线网路产品之间的互通性
IEEE 802.11b标准
IEEE 802.11b标准是当前应用最为广泛的WLAN标准，发布于1999年9月
主要目的 提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准
Wi-Fi的技术优势
❖ 无线电波的覆盖范围广
基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15 m 而Wi-Fi的半径则可达100 m左右
❖ 传输速度非常快 可以达到11 Mb/s
❖ 厂商进入该领域的门槛比较低
Wi-Fi技术的应用
❖ 手持设备（大部分） ❖ PC ❖ 小型办公网络 ❖ 智能家居 ❖ 物联网
短距离无线通信技术
❖ 基本概念
主要内容
❖ 发展、应用及特点
❖ 研究开发实例
基本概念
有线通信
借助线缆线路传送信号的通信方式
数据传输介质 双绞线，同轴电缆，光纤，etc
无线通信 仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式
一般意义上，只要通信收发双方通过电磁波（红外、无线电微 波）传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常
蓝牙技术的应用
语音/数据接入
将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上 完成与广域网的连接
外围设备互联
将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上
个人局域网（PAN） 主要用于个人网络与信息的共享与交换
Wi-Fi（wireless fidelity）技术
Wi-Fi是一种能够将个人电脑、手持 设备（如Pad、手机）等终端以无线 方式互相连接的技术
它是一个无线网路通信技术的品牌， 由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有
目的是改善基于IEEE802.11标准的无 线网路产品之间的互通性
IEEE 802.11b标准
IEEE 802.11b标准是当前应用最为广泛的WLAN标准，发布于1999年9月
主要目的 提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准
《无线通信多址技术》PPT课件
7.4.3.4 时分跳频（TDFH）
❖用户可以在一个新的TDMA帧开始时跳到一 个新的频率，因此避免了在一个特定信道 上的严重衰落或碰撞事件。
❖如果使两个互相干扰的基站发射机在不同 频率和不同时间发射，就避免了邻近小区 的同信道干扰问题。
❖成倍增加GSM的容量。
第二十页，共50页。
§7.5 空分多址（SDMA）
❖许多信道在一个基站中共享同一个天线，可能导 致非线性效应，产生交调频率。
代码
信信信
信
道道道
道
123
N
时间
第八页，共50页。
频率
§7.3 时分多址（TDMA）
❖ 发射数据是用缓存－突发法，省电，切换简单，不需要双工器， 不同用户分配不同的带宽；
❖ 同步开销大，必须有自适应均衡、保护时隙；
❖ 用户共享一个载波频率，利用互不交叉的时隙，时隙数取决于调制 技术、有效带宽等；
－有一定的保密性能； －由于采用相关接收方式，CDMA通信可以在信噪比很低的情况下工作，其信号具有很
强的隐蔽性；
－与TDMA和FDMA不同，CDMA是干扰受限系统，减小干扰可以直接增加系 统容量，因此，可以利用话音激活、前向纠错和扇型分区等技术提高频 带利用率；
－在CDMA蜂窝系统中，相邻小区使用相同的频率，所以它可以实现宏分集和进 行软切换。
第三页，共50页。
§7.1 概述
❖ 频分双工（FDD）：为一个用户提供两个确定的频段。前向频段提 供从基站到移动台的传输，而反向频段提供从移动台到基站的传输。
❖ 在FDD中，前向和反向频段的频率分配在整个系统中是固定的。
❖ 时分双工（TDD）：用时间而不是频率来提供前向链路和反向链路。前 向时隙和反向时隙之间的时间分隔很小时，用户听起来就是同时的。
❖用户可以在一个新的TDMA帧开始时跳到一 个新的频率，因此避免了在一个特定信道 上的严重衰落或碰撞事件。
❖如果使两个互相干扰的基站发射机在不同 频率和不同时间发射，就避免了邻近小区 的同信道干扰问题。
❖成倍增加GSM的容量。
第二十页，共50页。
§7.5 空分多址（SDMA）
❖许多信道在一个基站中共享同一个天线，可能导 致非线性效应，产生交调频率。
代码
信信信
信
道道道
道
123
N
时间
第八页，共50页。
频率
§7.3 时分多址（TDMA）
❖ 发射数据是用缓存－突发法，省电，切换简单，不需要双工器， 不同用户分配不同的带宽；
❖ 同步开销大，必须有自适应均衡、保护时隙；
❖ 用户共享一个载波频率，利用互不交叉的时隙，时隙数取决于调制 技术、有效带宽等；
－有一定的保密性能； －由于采用相关接收方式，CDMA通信可以在信噪比很低的情况下工作，其信号具有很
强的隐蔽性；
－与TDMA和FDMA不同，CDMA是干扰受限系统，减小干扰可以直接增加系 统容量，因此，可以利用话音激活、前向纠错和扇型分区等技术提高频 带利用率；
－在CDMA蜂窝系统中，相邻小区使用相同的频率，所以它可以实现宏分集和进 行软切换。
第三页，共50页。
§7.1 概述
❖ 频分双工（FDD）：为一个用户提供两个确定的频段。前向频段提 供从基站到移动台的传输，而反向频段提供从移动台到基站的传输。
❖ 在FDD中，前向和反向频段的频率分配在整个系统中是固定的。
❖ 时分双工（TDD）：用时间而不是频率来提供前向链路和反向链路。前 向时隙和反向时隙之间的时间分隔很小时，用户听起来就是同时的。
各种无线网络的简介PPT课件
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相 连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi
Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通 性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际
如何使用Wlan?
连接条件
CMCC- EDU
电脑
手机
Wlan
Wlan业务开通
如何使用中国移动Wlan?
典型的短距离无线通讯系统
Zigbee 简介
短距离无线应用的深入， 对低成本无线网络技术提出了需求
• 应用中很多节点在密集区域 —— 需求组网，高效率空中防碰撞。 • 工业应用中环境复杂，要求穿透多层水泥墙等障碍物，传输路径不
感
• 由大量传感器结点通过无线通信技术构成的自组网络。
器
• Wsn 的应用是进行各种数据的采集、处理和传输，一般并不需要很高的
结
带宽，但是在大部分时间必须保持低功耗，以节省电池的消耗。
点
• 由于无线传感结点的存储容量受限，因此对协议栈的大小有严格的限制 。
的
• 无线传感器网络还对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面
网路
常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电 可以采用WIFI连接方式进行联网
波覆盖的有效范围都
Wi-Fi是一种帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体的赋能技术。它为用户提供了无线 的宽带互联网访问。同时，它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径
WIFI突出优势
• 覆盖范围广，半径大约只有50
• IEEE 的 802.16 工作组是无线城域网标准的制订者，而 WiMAX 论 坛则是 802.16 技术的推动者。
Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通 性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际
如何使用Wlan?
连接条件
CMCC- EDU
电脑
手机
Wlan
Wlan业务开通
如何使用中国移动Wlan?
典型的短距离无线通讯系统
Zigbee 简介
短距离无线应用的深入， 对低成本无线网络技术提出了需求
• 应用中很多节点在密集区域 —— 需求组网，高效率空中防碰撞。 • 工业应用中环境复杂，要求穿透多层水泥墙等障碍物，传输路径不
感
• 由大量传感器结点通过无线通信技术构成的自组网络。
器
• Wsn 的应用是进行各种数据的采集、处理和传输，一般并不需要很高的
结
带宽，但是在大部分时间必须保持低功耗，以节省电池的消耗。
点
• 由于无线传感结点的存储容量受限，因此对协议栈的大小有严格的限制 。
的
• 无线传感器网络还对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面
网路
常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电 可以采用WIFI连接方式进行联网
波覆盖的有效范围都
Wi-Fi是一种帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体的赋能技术。它为用户提供了无线 的宽带互联网访问。同时，它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径
WIFI突出优势
• 覆盖范围广，半径大约只有50
• IEEE 的 802.16 工作组是无线城域网标准的制订者，而 WiMAX 论 坛则是 802.16 技术的推动者。
《无线通信技术》教学课件-第5章毫米波通信系统
IEEE 802.11aj标准定义了控制模式、单载波 （Single-Carrier，SC）模式和OFDM模式3种传输 模式。
二、毫米波的应用
毫米波无线局域网标准化
第5章 毫米波通信系统
22
IEEE 802.11aj标准主要针对物理层和MAC层进行规范。IEEE 802.11aj的物理 层支持540MHz和1080MHz两种信道带宽，采用了前向纠错码和低密度奇偶 校验码，共有1/2、3/4、5/8、13/16四种编码速率，调制方式支持BPSK、 QPSK、16QAM和64QAM，空间支持最大4路数据流传输。
第5章 毫米波通信系统
1
第5章 毫米波通信系统
知识点
KNOWLEDGE
第5章 毫米波通信系统
2
了解毫米波通信的特点，掌握毫米波无 线信道的建模方法
了解毫米波通信的应用研究，了解毫米 波通信在5G系统中的应用
了解毫米波无线局域网通信协议
内容 导航
CONTENTS
第5章 毫米波通信系统
3
毫米波通信的概念及特点
二、毫米波的应用
毫米波无线局域网标准化
第5章 毫米波通信系统
21
IEEE 802.11aj标准主要针对物理层和MAC层进行规范。IEEE 802.11aj的物理 层支持540MHz和1080MHz两种信道带宽，采用了前向纠错码和低密度奇偶 校验码，共有1/2、3/4、5/8、13/16四种编码速率，调制方式支持BPSK、 QPSK、16QAM和64QAM，空间支持最大4路数据流传输。
二、毫米波的应用
毫米波频段部署及应用
第5章 毫米波通信系统
16
【例 5-1】5G 系统毫米波空口试验。 2018 年初，德国电信和中国的华为技术有限公司在德国波恩的德国电信园区成功地完成了
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当iC信号通过谐振网络时，由于谐振网络的作用，
可得其谐振网络压降和极间电压为：
uc=RIcm1COSω ct=UcmCOSω ct uCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSω ct
各信号的波形如下图所示：
单元四高频功率放大器
单元四高频功率放大器
二、功率关系
放大器的输出功率Po等于集电极电流基波分 量在有载谐振电阻R上的功率，即
…… ……
单元四高频功率放大器
它们的大小分别为：
Ico=iCmax·α 0（θ ） Icm1=iCmax·α 1（θ ）
Icmn=iCmax·α n（θ ） iCmax是ic波形的脉冲幅度
α n（θ ）的大小可根据余弦脉冲分解系数表查
…… ……
单元四高频功率放大器
ic的导电角θ 用下面的公式进行计算
过压状态：管子导通时瞬时工作点将进入饱和区；
单元四高频功率放大器
在实际工作中，丙类放大器的工作状态不但与 Ubm有关，还与VCC、VBB和R有关。
在丙类谐振功放中，工作状态不同，放大器 的输出功率和管耗就大不相同，因此必须分析 各种工作状态的特点，以及Ubm、VCC、VBB和R的 变化对工作状态的影响，即对丙类谐振功放的 特性进行分析。
单元四高频功率放大器
教学重点
1.高频功率放大器的基本概念和类型 2.高频谐振功率放大器的特点
教学难点
高频谐振功率放大器的工作原理
单元四高频功率放大器
§ 4.1高频功率放大器概述
高频功率放大器又称为射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier) ；用于放大器高频 信号并获得足够大的输出功率。
单元四高频功率放大器
本讲小结
1.高频放大器的分类r 2.谐振功率放大器的特点 3.高频功率放大器的技术指标 4.丙类谐振功率放大器电路 5.丙类谐振功率放大器的工作原理 6.功率关系
单元四高频功率放大器
本讲作业
1.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以 工作于丙类？ 2.为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用 谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？ 3.简述丙类谐振功率放大器电路中各部分的作用。 4.一谐振功放的输出功率Po=5W,Vcc=24V。 (1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗Pc和集电极电流直流 分量Ico； (2)若保持Po不变,将η提高到80%,问此时Pc为多少?
采用谐振网络作负载。 一般工作在丙类或乙类状态。 工作频率和相对通频带相差很大。 技术指标要求输出功率大、效率高。
ห้องสมุดไป่ตู้ 单元四高频功率放大器
三、高频功率放大器的主要性能指标
输出功率:PO 效率:η
功率增益:Ap
非线性失真
单元四高频功率放大器
四、丙类谐振高频功率放大器电路及元件的作用
1.丙类谐振高频功率放大器电路 如下图所示
单元四 高频功率放大器
4.1高频功率放大器概述 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原理 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
4.4丙类谐振高频功率放大器的电路
4.5宽带高频功率放大器
单元四 高频功率放大器
本讲导航
教学内容
4.1 功率放大器的概述 4.2 谐振功率放大器的工作原理
教学目的
1.了解双调谐耦合回路的特性，了解双调谐放大器及其性能指标 2.掌握高频谐振功率放大器的特点 3.掌握高频谐振功率放大器的工作原理
单元四高频功率放大器
二、丙类谐振功率放大器的动态线
1.基本概念：
大信号的功率放大器一般采用图解法进行分析， 为此就要在输出特性曲线上作出交流负载线。 由于谐振功放的集电极负载是谐振回路，且共 集电极电压与集电极电流的波形截然不同，因 此其交流负载线已不是直线了，是一条曲线， 又称为动态线。
单元四高频功率放大器
根据傅立叶级数的理论，iC可分解为： ic=Ico+iC1+iC2+iC3+………+iCn+………
式中： Ico为直流电流分量
iC1为基波分量； iC1=Icm1COSωct iC2为二次谐波分量；iC2=Icm2COS2ω ct
iCn为n次谐波分量； iCn=IcmnCOSnω ct
单元四高频功率放大器
本讲导航
教学内容
4.3丙类谐振功率放大器的性能分析
教学目的
1.了解丙类谐振功率放大器的工作状态 2.掌握丙类谐振功率放大器的动态线 3.掌握集电极余弦电流脉冲的分解
单元四高频功率放大器
教学重点
丙类谐振功率放大器的工作状态
教学难点
1.丙类谐振功率放大器的动态线 2.集电极余弦电流脉冲的分解
单元四高频功率放大器
§ 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
一、丙类谐振功率放大器的工作状态
谐振功率放大器的工作状态是根据uBE=uBEmax、 uCE=uCEmin时瞬时工作点在特性曲线上所处位置确 定的。
欠压状态：管子导通时瞬时工作点均处于放 大区；
临界状态：管子导通时瞬时工作点已达到临界 饱和线；
单元四高频功率放大器
§ 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原 理 一、电路的工作原理
ui为余弦电压 可表示为ui=UimCOSω ct uBE= VBB+ui
= VBB+ UimCOSω ct
根据三极管的转移特性可得到集电极电流
iC， iC为余弦脉冲波；如下图所示
单元四高频功率放大器
放大管的转移特性及波形
单元四高频功率放大器
2.电路各元件的作用 LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。 谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。 作用：滤波、匹配。 VBB:基极直流电压 作用:保证三极管工作在丙类状态。 VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0。
VCC：集电极直流电压 作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。
集电极直流电源供给功率PV等于集电极电流 直流分量与VCC的乘积，即
单元四高频功率放大器
直流输入功率PV与集电极输出高频功率Po之 差为集电极耗散功率PC，即
它是耗散在晶体管集电结上的损耗功率。 放大器集电极效率η等于输出功率与直流电 源供给功率之比，即
g1(θ)为集电极的电流利用系数，即 ξ为集电极电压利用系数，即
它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源 等电子设备中。
单元四高频功率放大器
一、高频功率放大器的分类
通常采用谐振网络作负载，又称为谐振功 率放大器 窄带型
一般工作于丙类状态或乙类状态
采用传输线变压器作负载。 宽带型
传输线变压器的工作频带很宽，可以实现功 率合成。
单元四高频功率放大器
二、高频谐振功率放大器的特点
可得其谐振网络压降和极间电压为：
uc=RIcm1COSω ct=UcmCOSω ct uCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSω ct
各信号的波形如下图所示：
单元四高频功率放大器
单元四高频功率放大器
二、功率关系
放大器的输出功率Po等于集电极电流基波分 量在有载谐振电阻R上的功率，即
…… ……
单元四高频功率放大器
它们的大小分别为：
Ico=iCmax·α 0（θ ） Icm1=iCmax·α 1（θ ）
Icmn=iCmax·α n（θ ） iCmax是ic波形的脉冲幅度
α n（θ ）的大小可根据余弦脉冲分解系数表查
…… ……
单元四高频功率放大器
ic的导电角θ 用下面的公式进行计算
过压状态：管子导通时瞬时工作点将进入饱和区；
单元四高频功率放大器
在实际工作中，丙类放大器的工作状态不但与 Ubm有关，还与VCC、VBB和R有关。
在丙类谐振功放中，工作状态不同，放大器 的输出功率和管耗就大不相同，因此必须分析 各种工作状态的特点，以及Ubm、VCC、VBB和R的 变化对工作状态的影响，即对丙类谐振功放的 特性进行分析。
单元四高频功率放大器
教学重点
1.高频功率放大器的基本概念和类型 2.高频谐振功率放大器的特点
教学难点
高频谐振功率放大器的工作原理
单元四高频功率放大器
§ 4.1高频功率放大器概述
高频功率放大器又称为射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier) ；用于放大器高频 信号并获得足够大的输出功率。
单元四高频功率放大器
本讲小结
1.高频放大器的分类r 2.谐振功率放大器的特点 3.高频功率放大器的技术指标 4.丙类谐振功率放大器电路 5.丙类谐振功率放大器的工作原理 6.功率关系
单元四高频功率放大器
本讲作业
1.为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器可以 工作于丙类？ 2.为什么高频功率放大器一般要工作于乙类或丙类状态？为什么采用 谐振回路作负载？谐振回路为什么要调谐在工作频率？ 3.简述丙类谐振功率放大器电路中各部分的作用。 4.一谐振功放的输出功率Po=5W,Vcc=24V。 (1)当集电极效率=60%时,求其集电极功耗Pc和集电极电流直流 分量Ico； (2)若保持Po不变,将η提高到80%,问此时Pc为多少?
采用谐振网络作负载。 一般工作在丙类或乙类状态。 工作频率和相对通频带相差很大。 技术指标要求输出功率大、效率高。
ห้องสมุดไป่ตู้ 单元四高频功率放大器
三、高频功率放大器的主要性能指标
输出功率:PO 效率:η
功率增益:Ap
非线性失真
单元四高频功率放大器
四、丙类谐振高频功率放大器电路及元件的作用
1.丙类谐振高频功率放大器电路 如下图所示
单元四 高频功率放大器
4.1高频功率放大器概述 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原理 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
4.4丙类谐振高频功率放大器的电路
4.5宽带高频功率放大器
单元四 高频功率放大器
本讲导航
教学内容
4.1 功率放大器的概述 4.2 谐振功率放大器的工作原理
教学目的
1.了解双调谐耦合回路的特性，了解双调谐放大器及其性能指标 2.掌握高频谐振功率放大器的特点 3.掌握高频谐振功率放大器的工作原理
单元四高频功率放大器
二、丙类谐振功率放大器的动态线
1.基本概念：
大信号的功率放大器一般采用图解法进行分析， 为此就要在输出特性曲线上作出交流负载线。 由于谐振功放的集电极负载是谐振回路，且共 集电极电压与集电极电流的波形截然不同，因 此其交流负载线已不是直线了，是一条曲线， 又称为动态线。
单元四高频功率放大器
根据傅立叶级数的理论，iC可分解为： ic=Ico+iC1+iC2+iC3+………+iCn+………
式中： Ico为直流电流分量
iC1为基波分量； iC1=Icm1COSωct iC2为二次谐波分量；iC2=Icm2COS2ω ct
iCn为n次谐波分量； iCn=IcmnCOSnω ct
单元四高频功率放大器
本讲导航
教学内容
4.3丙类谐振功率放大器的性能分析
教学目的
1.了解丙类谐振功率放大器的工作状态 2.掌握丙类谐振功率放大器的动态线 3.掌握集电极余弦电流脉冲的分解
单元四高频功率放大器
教学重点
丙类谐振功率放大器的工作状态
教学难点
1.丙类谐振功率放大器的动态线 2.集电极余弦电流脉冲的分解
单元四高频功率放大器
§ 4.3丙类谐振高频功率放大器的性能分析
一、丙类谐振功率放大器的工作状态
谐振功率放大器的工作状态是根据uBE=uBEmax、 uCE=uCEmin时瞬时工作点在特性曲线上所处位置确 定的。
欠压状态：管子导通时瞬时工作点均处于放 大区；
临界状态：管子导通时瞬时工作点已达到临界 饱和线；
单元四高频功率放大器
§ 4.2丙类谐振高频功率放大器的工作原 理 一、电路的工作原理
ui为余弦电压 可表示为ui=UimCOSω ct uBE= VBB+ui
= VBB+ UimCOSω ct
根据三极管的转移特性可得到集电极电流
iC， iC为余弦脉冲波；如下图所示
单元四高频功率放大器
放大管的转移特性及波形
单元四高频功率放大器
2.电路各元件的作用 LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。 谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。 作用：滤波、匹配。 VBB:基极直流电压 作用:保证三极管工作在丙类状态。 VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0。
VCC：集电极直流电压 作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。
集电极直流电源供给功率PV等于集电极电流 直流分量与VCC的乘积，即
单元四高频功率放大器
直流输入功率PV与集电极输出高频功率Po之 差为集电极耗散功率PC，即
它是耗散在晶体管集电结上的损耗功率。 放大器集电极效率η等于输出功率与直流电 源供给功率之比，即
g1(θ)为集电极的电流利用系数，即 ξ为集电极电压利用系数，即
它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源 等电子设备中。
单元四高频功率放大器
一、高频功率放大器的分类
通常采用谐振网络作负载，又称为谐振功 率放大器 窄带型
一般工作于丙类状态或乙类状态
采用传输线变压器作负载。 宽带型
传输线变压器的工作频带很宽，可以实现功 率合成。
单元四高频功率放大器
二、高频谐振功率放大器的特点