高频电子线路重点内容(更新)

3
5
C yoe
L2
1
4
yL
yie
yrevce yfevbe
Av
p1 p2 yfe G p jC 1 jL
2 2 G G p g p p 1 oe1 2 g ie 2 p 2 2 C C p C p 1 oe1 2 Cie2
振荡的平衡条件包括振幅平衡条件和相位平衡条件
F | 1 |A
A F 2n
y fe Z p1 F 1
A 振幅稳定条件: Vom
Y Z F 2n (n 0,1,2,3)
0
Vom VomQ



P
Y (
F P
K r 01 2f 0.1 2 0 .1 10 1 1 2f 0.7 2 0 .7 n
2 1
2 n
• 111页多级放大器说明级数越高，通频带越 差，选择性改善有限，增益变大。
1.自激振荡产生的原因
g∑= gs+ gie + gF ＝ 0
( g s gie )(goe GL )(1 2 ) 1 2.自激产生的条件 幅值条件： yfe yre 相位条件： 2 fe re arctan
fi fi
fΩ
fΩ
fs
fs f0
图 1.2.11
超外差式接收机方框图
根据传输媒质的不同，分为有线通信与无线通信。
无线通信的传输媒质是自由空间。
功能：选频、阻抗变换
L + – Vs R
L Is R
C
C
串联振荡回路谐振特性
1. 谐振时，回路阻抗值最小，即Z=R；当信号源为电压源 V 时，回路电流最大，即 I 0 s ，具有带通选频特性。 R 2. 阻抗性质随频率变化的规律：
Z P
P
)0
L2
Cie
Coe L
C
Coe
1
Cie
C2 L C1
电容三点式振荡器输出波形好，工作频率比较 高 缺点是调整困难，起振困难(改进电路) 电感三点式振荡器起振容易，调整方便 缺点是输出波形不好
克拉泼(Clapp)振荡器
0
1 LC

1 LC3
1 1 1 1 1 C C3 C1 C0 C2 Ci C3
从能量关系介绍谐振
• 回路谐振时，电感线圈中的磁能与电容器 中的电能周期性的转换着。电抗元件不消 耗外加电动势的能量。外加电动势只提供 回路电阻所消耗的能量，以维持回路中的 等幅震荡。振荡时回路中的电流达到最大 值。
并联振荡回路谐振特性
1. 谐振时，回路阻抗值最大；当信号源为电流源时，回 I R ，具有带通选频特性。 路电压最大，即 V 0 s p P L 1 Qp 2. 阻抗性质随频率变化的规律： R PCR 1) < p时， B < 0呈感性； 2) = p时， B =0呈纯阻性； 3) > p时， B >0呈容性。
课程主要内容
处理高频信号的功能电路
高频信号的产生电路（振荡器） 放大电路（小信号放大器和功率放大） 调制和解调电路
通信系统由输入、输出变换器，发送、接收 设备和信道等组成。
为什么要调制
高频振荡
缓冲
倍频
高频放大
调制
发 射 天 线
声音
图 1.2.8
话筒
音频放大
调幅发射机方框图
fi f 0 fs
f s ≈f p
石英晶体滤波器的特点及应用
频率稳定度很高
作电感用
工作于串联谐振状态 奇次谐波的泛音振动
要结合第七章晶体振荡器来复 习
本章重点讨论晶体管单级窄带谐振放大器。 高频小信号放大器的主要质量指标
p1 p2 yfe p1 p2 yfe Av 0 2 GP Gp p12 g oe1 p2 gie2
I c0
谐振功率放大器工作于丙类（非线性、大信号） 状态，采取折线近似分析法。
过压 临界 iC=gcrvCE
欠压
图 6.3.1
晶体管的输出特性及其理想化
iC =gc(vBE–VBZ) (vBE ＞VBZ)
图 6.3.2
晶体管静态转移特性及其理想化
I C0 iC max0 (qc )
I cmn iC max n (qc )
振荡器组成
选频网络 a. LC并联谐振回路 放大器 a. 晶体三极管 b. RC选频网络 c. 晶体滤波器等
b. 场效应管
c. 差分放大器 d. 运算放大器 反馈网络 a. 电容分压 b. 电感分压 c. 变压器耦合
d. 电阻分压
起振阶段要求
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起振条件
A(0 ) F (0 ) 1
A (0 ) F (0 ) 2nπ

Rp
p L
RppC
1 QL p LGp Gs GL
3.并联谐振时，流经电感和电容的电流模值大小相近， 方向相反，且约等于外加电流的Q倍。
End
N1 N2
+ Is Rp V P1 — L P2 VL — + RL Is Rp R L — + V C
C
(a)
(b)
+
L C 1 P
尖顶余弦脉冲的分解系数 波形系数 g n (q c )
I cmn I c0
图6.3.3 尖顶余弦脉冲
分析基波分量Icm1、集电极效率η c和输出功率Po随通角qc 变化的情况，为了兼顾功率与效率，最佳通角取70左右。
高频功率放大器的工作状态取决于Rp和电压 VBB、 Vbm 、 VCC四个参数。 高频功率放大器的动态特性曲线
Po P P VCC I c0
c
0
Vcm
欠压 临 界 过压
Pc P Po
Rp
Rp
0
欠压
临R 过压 界 opt
结论：
图6.3.7 负载特性曲线
欠压、过压、临界三种工作状态的特点：
欠压：恒流，Vcm变化，Po较小，ηc低，Pc较大； 过压：恒压，Icm1变化，Po较小，ηc可达最高； 中间放大级 临界：Po最大，ηc较高； 发射机末级 最佳工作状态
3.稳定系数
( g s gie )(goe GL )(1 2 ) S 1 yfe yre
如果S＝1，放大器可能产生自激振荡；如果S >>1，放大器不会产生自激。 S越大，放大器离开 自激状态就越远，工作就越稳定。 避免自激的做法有中和法和失配法。
功能：将直流功率转换为交流信号功率。 主要指标：输出功率与效率 工作状态：丙类大信号的非线性状态（非线性失真）
yoe goe1 jCoe1 y g jC ie2 ie2 L
1. 增益
p1 p2 yfe A v0 g
1 n

n
2. 通频带
20.7
0 2 1 QL
2 120.7 单级
1 n
3. 选择性（矩形系数）
C1 C3 , C2 C3
西勒(Seiler)振荡器
0
1 LC 1 L(C3 C4 )
C


1 1 1 1 C3 C1 C0 C2 Ci
C4 C3 C4
C1 C3 , C2 C3
在三点式电路中, ＬＣ回路中与发射极相连接的两个电抗 元件必须为同性质, 另外一个电抗元件必须为异性质。这就是 三点式电路组成的相位判据, 或称为三点式电路的组成法则。
yie=gie+jωCie
0 V 1
yoe=goe+jωCoe
yfe=|yfe|∠φfe
0 V 2
0 V 1
yre=|yre|∠φre
图 4.2.1 晶体管共发射极电路
图 4.2.2 ｙ参数等效电路
Cie
yie
gieyreuce
yfeube
yoe g oe C
oe
yoe goe1 jCoe1 y g jC ie2 ie2 L
直流功率：
P==VCC Ic0
2 1 Vcm 1 2 输出交流功率：Po Vcm I cm1 I cm1Rp 2 2Rp 2
1 集电极效率： Vcm I cm1 1 Po 2 g1 (q c ) c VCC I c 0 2 P
Vcm 其中:集电极电压利用系数 VCC I 波形系数 g1 (q c ) cm1
Po 2 g ie 2 APo ( Avo ) 0 C g ie1 QL Pi
G p 1 Q 空载Q值 0 0 LGp 1 有载Q值 0 LG p
2f 0.7
f0 QL
选择性与通频带为一对矛盾。
带宽和增益为一对矛盾。
. y Av 0 20.7 fe C
分析方法：折线近似分析法。(大信号)
206页书上画重点
要解决的问题
提高输出功率
提高效率 管子的保护 减小失真（线性度）
iC
转移 特性 理想化
o V BZ
iC
VBB
+ qc
t - qc 0 + qc
- qc 0
v be
v be
V bm
v BE VBB Vbm cost
K r 01
2f 0.1 102 1 2f 0.7
2 yfe S0Cre
Av 0
增益和稳定性为一对矛盾。
I yi 1 V 1 I yr 1 V 2 I yf 2 V 1 I yo 2 V 2
0 V 2
称为输出短路时的输入导纳； 称为输入短路时的反向传输导纳； 称为输出短路时的正向传输导纳； 称为输入短路时的输出导纳。
Vbm gd v CE V0 iC gc V v CE V0 cm
Vbm gd gc ; Vcm
V0 VCC Vcm cosqc
高频功率放大器的负载特性曲线
高频功放的负载特性
I cm1 I c0
1 Po Vcm I cm1 2
的谐振曲线
对于同样的频率ω和ω0，回路的Q值愈高，谐振曲线愈 尖锐，对外加电压的选频作用愈显著，回路的选择性就 愈好。
从能量关系 解释“谐振”。
1 Q R 0CR
回路储能 Q 2π 每周期耗能
0 L
Q0 QL R RS RL 1 RS RL R R
0 L
表示回路或线圈中的损耗。
1) < 0时， X<0呈容性； 2) = 0时， X =0呈纯阻性；
3) > 0时， X >0呈感性。
3.串联谐振时，电感和电容两端的电压模值大小相等，且等于 外加电压的Q倍。
0 207 Q
或 2f 0 .7
f0 Q
回路Q值越高，选择性好， 图 3.1.4 串联振荡回路 但通频带越窄，二者矛盾。
图 6.2.1 高频功率放大器的 基本电路
t
V cm iC
vCE
v CE VCC Vcm cost
ic maxCE min 0 qc V BZ
v BE VBB Vbm cost
或电压 电流
v
V CC
iC
v bE max
t
－ V BB
Po c P
vBE
V bm
1 T Pc i C v CE dt T 0 1. iC 与vBE同相，与vCE反相；
改变ＶCC对工作状态的影响
集电极调幅作用是通过改变VCC来改变Ｉcm1与Ｐo 才能实现的，因此，必须工作于过压区。
改变Ｖbm对工作状态的影响 基极调幅作用是通过改变ＶBB来改变Ｉcm1与Ｐo 才能实现的，因此，必须工作于欠压区。
振荡器的分类
波形 振荡器
正弦波振荡器 非正弦波振荡器
反馈型RC振荡器 反馈式振荡器 反馈型LC振荡器 产生机理 石英晶体振荡器 负阻式振荡器
L2
a)
+ RL VL -
C
L
R L -
V
—
b)
—
C1 P C2
+ + RL VL — C L R L — V
a)
b)
1 V RL R RL 2 V L p L
2
接入系数
p
VL 1 V
X
感 性
a Lq
O
fs
容性
fp
容性
Cq rq b
C0
图 3.6.2 石英晶体谐振器的电抗曲线
2. iC 脉冲最大时，vCE最小；
(b) 3. 导通角和vCEmin越小，Pc越小；
v BE VBB Vbm cost v CE VCC Vcm cost
iC I c0 I cm1 cost I cm2 cos2t I cmn cosnt