1、通信電子線路通信電子線路Chapter 1 通信系統導論通信系統導論 無線電發射機方框圖無線電發射機方框圖 音頻放大音頻放大 高頻振蕩高頻振蕩 倍頻倍頻 高頻放大高頻放大 調制調制 緩沖緩沖 傳輸線傳輸線 話筒話筒 聲音聲音 （直流電源未畫直流電源未畫） 1.1-4 無線電信號的接收無線電信號的接收 最簡單的接收機原理框圖最簡單的接收機原理框圖 檢 波 選擇性電路 1MHz 870kHz 640kHz 超外差式接收機方框圖超外差式接收機方框圖 高頻放大高頻放大 fs fs 本地振蕩本地振蕩 fo 混頻混頻 fo fs = fi fi 低頻放大低頻放大 檢波檢波 中頻放大中頻放大 F F 選擇性

2、電路消息消息信號源信號源放大器放大器調制器調制器高頻高頻振蕩器振蕩器諧振放大器諧振放大器或倍頻器或倍頻器已調波已調波放大器放大器發射發射天線天線接收接收天線天線高頻高頻放大器放大器本地本地振蕩器振蕩器混頻器混頻器中頻中頻放大器放大器解調器解調器放大器放大器視頻顯示器視頻顯示器揚聲器等等揚聲器等等無線電發射機和接收機原理框圖無線電發射機和接收機原理框圖選擇選擇電路電路 數字通信的主要優點：數字通信的主要優點： (1) (1) 有較強的有較強的抗干擾能力抗干擾能力，通過再生中繼技術可，通過再生中繼技術可以消除噪聲的積累，并能對信號傳輸中因干擾而產生以消除噪聲的積累，并能對信號傳輸中因干擾而產生的差

3、錯及時發現和糾正。的差錯及時發現和糾正。 (2) (2) 數字信號數字信號便于保密便于保密處理，易于實現保密通信。處理，易于實現保密通信。 (3) (3) 數字信號數字信號便于計算機進行處理便于計算機進行處理，使通信系統更，使通信系統更加通用和靈活。加通用和靈活。 (4) (4) 數字電路數字電路易于大規模集成易于大規模集成，便于設備的微型化，便于設備的微型化缺點：缺點：數字信號占據頻帶較寬，頻帶利用率低。數字信號占據頻帶較寬，頻帶利用率低。1.5 1.5 現代通信系統現代通信系統 7070年代以前，通信系統主要是模擬體制，接收機如前介紹年代以前，通信系統主要是模擬體制，接收機如前介紹的超外差

4、接收機，的超外差接收機，70708080年代無線電通信實現了模擬年代無線電通信實現了模擬數數字的大轉變，從系統控制（選臺調諧、音量控制，均衡控字的大轉變，從系統控制（選臺調諧、音量控制，均衡控制等）到信源編碼、信道編碼，以及硬件實現技術都無一制等）到信源編碼、信道編碼，以及硬件實現技術都無一例外地實現了數字化。現代超外差接收機可用下圖來表示，例外地實現了數字化。現代超外差接收機可用下圖來表示，它是一個模擬與數字的混合系統。它是一個模擬與數字的混合系統。IF 放大解調DSPDACADC混頻本振（數字頻率合成可控振蕩源）寬帶 RF放大器1.5.1 1.5.1 模擬與數字的混合系統模擬與數字的混合系

5、統2.2 2.2 非線性電路分析基礎非線性電路分析基礎Chapter 2 通信電子線路分析基礎通信電子線路分析基礎2.1 2.1 選頻網絡選頻網絡2.1 選頻網絡選頻網絡2.1.1 2.1.1 串聯諧振回路串聯諧振回路2.1.2 2.1.2 并聯諧振回路并聯諧振回路2.1.3 2.1.3 串、并聯阻抗等效互換與串、并聯阻抗等效互換與 回路抽頭時的阻抗變換回路抽頭時的阻抗變換2.1.4 2.1.4 耦合回路耦合回路2.1.5 2.1.5 選擇性濾波器選擇性濾波器c1zjezjBGLCjLCRzY11LCf,LC211ooLCf,LC211ppCLRRRRLQ11ooLCRRLRRLQPppppp

6、ooo21)(ffQRLRCLRXoo失諧時的抗ooop21(ffQGCGLCGBp諧振時的電導)失諧時的電納) N(f ) (f) 0 (f0) Q1 Q2 Q1 Q2 N(f)= 0II 1 2 21 1 2 N(f ) (f) 0 (f0) Q1 Q2 Q1 Q2 N(f)= 0VV 1 2 21 1 2 007.0Qff2pp7 . 02Qff i 0 2 2 Q1 Q2 n 0 2 2 Q1 Q2 LsoLRRRLQLpspp1RRRRQQL 串聯諧振回路并聯諧振回路阻抗或導納 諧振頻率 品質因數Q 通頻帶B相頻特性曲線 失諧時阻抗特性 0，x 0 回路呈感性 0，xp，B 0 回路

7、呈容性 p，B R 例題例題1: 如圖，設給定串聯諧振回路的如圖，設給定串聯諧振回路的f0=1MHz，Q0=50，若輸出電流超前信號源電，若輸出電流超前信號源電 壓相位壓相位45，試求：，試求：1) 此時信號源頻率此時信號源頻率f是多少？輸出電流相對于諧振時衰減了多少分貝？是多少？輸出電流相對于諧振時衰減了多少分貝？ 2) 現要在回路中的再串聯一個元件，使回路處于諧振狀態，應該加入何種元現要在回路中的再串聯一個元件，使回路處于諧振狀態，應該加入何種元 件，并定性分析元件參數的求法。件，并定性分析元件參數的求法。 C R L VS 本題主要考查的是串聯諧振回路基本參數與特性，及其在失諧本題主要考

8、查的是串聯諧振回路基本參數與特性，及其在失諧情況下的特性。情況下的特性。該題應該從該題應該從“輸出電流超前信號源電壓輸出電流超前信號源電壓45”入手，針對失諧時入手，針對失諧時的回路阻抗，具體分析輸出電壓與信號源的角度關系。同時，由于題目給的回路阻抗，具體分析輸出電壓與信號源的角度關系。同時，由于題目給出的是諧振時的條件，解題時應將失諧的情形與諧振時相參照，以便充分出的是諧振時的條件，解題時應將失諧的情形與諧振時相參照，以便充分利用已知條件求解。利用已知條件求解。分析：分析：因而，因而，CLjRVIS1RCL1arctan4511RCLRVIS0MHzQfB02. 05010MHzBf01.

9、021kHzMHzfff99099. 00210II從而可得：從而可得：1）串聯諧振回路中，輸出電流為：）串聯諧振回路中，輸出電流為：因此有，因此有， 則，則，解：解：由通頻帶的定義可知由通頻帶的定義可知當回路處于諧振狀態時，當回路處于諧振狀態時，由已知條件由已知條件 f0=1MHz，Q=50，得，得 L1/ C, 故故 0, 即即ff0，又由已知條件知回路失諧狀態時，輸出電流超前信號源電壓相位又由已知條件知回路失諧狀態時，輸出電流超前信號源電壓相位45 21)1(11)1(11220RCLIIBf21所以所以正好是定義通頻帶正好是定義通頻帶B的的即信號源頻率處于回路通頻帶邊緣，即信號源頻率處

10、于回路通頻帶邊緣，2）由上一問可知）由上一問可知 0，回路呈現容性，根據題設，為使回路達到諧，回路呈現容性，根據題設，為使回路達到諧振狀態，只須回路中增加一個電感元件即可。振狀態，只須回路中增加一個電感元件即可。根據諧振條件，假設加入的電感為根據諧振條件，假設加入的電感為L，則有，則有，CLL001) (因為，因為， 根據分貝定義，根據分貝定義，210IIdBII321log20log200即輸出電流相當于諧振時衰減了即輸出電流相當于諧振時衰減了3dB。例例題題2 2：有一并聯諧振回路如圖，并聯回路的無載：有一并聯諧振回路如圖，并聯回路的無載Q Q值值 Q Qp p = 80 = 80，諧振電

11、阻，諧振電阻 R Rp p = 25k = 25k ，諧振頻率，諧振頻率f fo o = 30MHz= 30MHz， 信號源電流幅度信號源電流幅度 I Is s = 0.1mA = 0.1mA(1)(1)若信號源內阻若信號源內阻R Rs s = 10k = 10k ，當負載電阻，當負載電阻R RL L不接時，不接時，問通頻帶問通頻帶B B和諧振時輸出電壓幅度和諧振時輸出電壓幅度V Vo o是多少？是多少？(2) (2) 若若R Rs s = 6k = 6k ，R RL L = 2k = 2k ，求此時的通頻帶，求此時的通頻帶B B和和V Vo o 是多少？是多少？IsCLRsRpRL解解：(1

12、) Rs = 10k ，V720k25102510mA10pspsso.RRRRIv而2310251801spoLRRQQMHz3 . 12330LoQfB(2) K2K6LsRR V14021612511101111cspso.RRRIV5 . 42256251801LpspoLRRkRQQMHz7 . 65 . 430LoQfB故并聯電阻愈小，即故并聯電阻愈小，即Q QL L越低，通帶愈寬。越低，通帶愈寬。例題：有一雙電感復雜并聯回路如圖所示，巳知例題：有一雙電感復雜并聯回路如圖所示，巳知L1+L2=500 L1+L2=500 ，C=500PFC=500PF，為了使電源中的二次諧振能被回路

13、濾除，應如何分配，為了使電源中的二次諧振能被回路濾除，應如何分配L1L1和和L2L2？CR2L1L2R1uHuH1. 1. 串并聯阻抗的等效互換串并聯阻抗的等效互換 所謂等效就是指電路工作在某一頻率時，不管其內部的所謂等效就是指電路工作在某一頻率時，不管其內部的電路形式如何，從端口看過去其阻抗或者導納是相等的。電路形式如何，從端口看過去其阻抗或者導納是相等的。2222222222222222221X1XRXRjXRXRjXRjXRjXRR故：故：2222222X1XRXRRR22222221XRXRX 由于串聯電路的有載品質因數由于串聯電路的有載品質因數與并聯電路的有載品質因數相等與并聯電路的

14、有載品質因數相等22X111LXRRRXQ所以等效互換的變換關系為：所以等效互換的變換關系為：當品質因數很高（大于當品質因數很高（大于1010或者更大）時則有或者更大）時則有21LX12QRRR12XX 21L12Q11XXX121L2RRQ1R 2. 回路抽頭時阻抗的變化（折合）關系回路抽頭時阻抗的變化（折合）關系 接入系數：接入系數： Is C Rs a b d Is Rs d b C L Vdb Vdb dbabVVP 接入系數接入系數P P 即為抽頭點電壓與端電壓的比即為抽頭點電壓與端電壓的比減小信號源內阻和負載對減小信號源內阻和負載對回路的影響。回路的影響。 抽頭的目的：抽頭的目的：

15、低抽頭向高抽頭轉換時，等效阻抗提高低抽頭向高抽頭轉換時，等效阻抗提高 倍，電流源減小倍，電流源減小P P倍。倍。21P2.1.4 耦合回路耦合回路1 1、概述、概述單振蕩回路缺點：單振蕩回路缺點：1 1、選頻特性不夠理想、選頻特性不夠理想2 2、阻抗變換不靈活、不方便、阻抗變換不靈活、不方便電感耦合回路電感耦合回路電容耦合回路電容耦合回路 （3）全諧振：全諧振： 調節初級回路的電抗及次級回路的電抗，使兩個回路都調節初級回路的電抗及次級回路的電抗，使兩個回路都單獨的達到與信號源頻率諧振，即單獨的達到與信號源頻率諧振，即x11 = 0，x22 = 0，這時稱耦，這時稱耦合回路達到全諧振。合回路達到

16、全諧振。 在全諧振條件下，兩個回路的阻抗均呈電阻性。在全諧振條件下，兩個回路的阻抗均呈電阻性。 z11 = R11，z22 = R22，但，但R11 Rf1，Rf2 R22。 2211211222)()(21RRMRRRMRff或次級電流達到可能達到的最大值次級電流達到可能達到的最大值 22l1smaxmax,22RRVI如果改變如果改變MM，使，使R R11 = 11 = RfRf1 1，R R22 = 22 = RfRf2 2，滿足匹配條件，則稱為最佳全諧振。，滿足匹配條件，則稱為最佳全諧振。此時，此時，2211cRRM21221122112211cc1QQLLRRLLMk此時互感和耦合系

17、數分別為：此時互感和耦合系數分別為： 2.1.5 選擇性濾波器選擇性濾波器一、一、LC集中選擇性濾波器：集中選擇性濾波器：1. 1. LC集中選擇性濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻等集中選擇性濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻等形式。帶通濾波器在某一指定的頻率范圍形式。帶通濾波器在某一指定的頻率范圍f1 f2之中，信號能之中，信號能夠通過，而在此范圍之外，信號不能通過。夠通過，而在此范圍之外，信號不能通過。 vs + Rs C L Co 2C Co 2C Co 2C Co 2C Co C Co L 2 L 2 L 2 L 2 L RL + vo Co 二、石英晶體濾波器二、石英晶體濾波器 C

18、0 rq Cq Lq JT b a qqq1CLCLCCCCLqq0q0qp11 為了擴大感性區加寬濾波器的通帶寬度，通常可串聯為了擴大感性區加寬濾波器的通帶寬度，通常可串聯一電感或并聯一電感來實現。一電感或并聯一電感來實現。 可以證明串聯一電感可以證明串聯一電感L Ls s則減小則減小 q q，并聯一電感，并聯一電感Ls則加則加大大 p，兩種方法均擴大了石英晶體的感性電抗范圍。，兩種方法均擴大了石英晶體的感性電抗范圍。 Ls Ls 2.2.2 2.2.2 非線性電路的分析方法非線性電路的分析方法 非線性電路不具有非線性電路不具有疊加性與均勻性。疊加性與均勻性。 在分析非線性電路時，常常用到在

19、分析非線性電路時，常常用到冪級數分析法冪級數分析法、指數函數分、指數函數分析法、析法、折線分析法、時變參量分析法、開關函數分析法折線分析法、時變參量分析法、開關函數分析法等。等。冪級數分析法冪級數分析法折線分析法折線分析法時變參量分析法時變參量分析法開關函數分析法開關函數分析法3.1概述概述3.2晶體管高頻小信號等效電路與參數晶體管高頻小信號等效電路與參數3.3單調諧回路諧振放大器單調諧回路諧振放大器3.4諧振放大器的穩定性諧振放大器的穩定性3.5調諧放大器的常用電路與集成電路調諧放大器的常用電路與集成電路 諧振放大器諧振放大器 放大高頻小信號放大高頻小信號(中心頻率在幾百中心頻率在幾百kHz

20、到幾百到幾百MHz， 頻譜寬度在頻譜寬度在 幾幾kHz到幾十到幾十MHz的范圍內的范圍內)的放大器。的放大器。 高頻放大 fs fs 本地振蕩 fo 混頻 fofs=fi fi 低頻放大 檢波 中頻放大 F F 幾十幾十VV幾幾mVmV1V1V左右左右1.高頻小信號放大器的特點：高頻小信號放大器的特點： 信號較小故工作在線性范圍內信號較小故工作在線性范圍內(甲類放大器甲類放大器)1) 增益：增益：（放大系數）（放大系數） 電壓增益： 功率增益：iVVAoVi0PPPA 3、高頻小信號放大器的質量指標、高頻小信號放大器的質量指標2) 通頻帶：通頻帶： 放大器的電壓增益下降到最大值的放大器的電壓增

21、益下降到最大值的0.707倍時，所對應的頻率范圍稱為放大倍時，所對應的頻率范圍稱為放大器的通頻帶，用器的通頻帶，用B=2 f 0.7表示。表示。 2 f 0.7也稱為也稱為3分貝帶寬。分貝帶寬。增益和穩定性是一對矛盾增益和穩定性是一對矛盾通頻帶和選擇性是一對矛盾通頻帶和選擇性是一對矛盾；納納和和輸輸出出電電容容分分別別是是放放大大器器的的輸輸出出導導和和oeoeCg輸輸入入導導納納和和輸輸入入電電容容。分分別別是是下下一一級級放放大大器器的的和和ie2ie2Cg2222122221;g ieoepieoeCpCpCCggpgp其中)1(A21VLjCjgyppfeie2ie22 22 2oeo

22、e2 21 1p pfefe2 21 1fefe2 21 1V0V0g gp pg gp py yp pp pg gy yp pp pA Ag單調諧回路放大器單調諧回路放大器諧振諧振電壓增益電壓增益goLCQLC1oCLRQ1o122PoAieieVoggA功率增益：ie222oe121gpgpoeiefeggy12maxPo4A此時：功率匹配條件：CyppfAfeV22217.00帶寬增益乘積為一常數帶寬增益乘積為一常數LQf07 .0f2LQff021 . 011 . 0123-1 3-1 設工作頻率設工作頻率f f =30MHz =30MHz，晶體管的正向傳輸導納，晶體管的正向傳輸導納

23、y y fefe =58.3ms =58.3ms， g gieie=1.2ms,=1.2ms,C Cieie=12PF, =12PF, g goeoe=400 =400 s, s, C Coeoe=9.5pF=9.5pF，回路電感，回路電感L L=1.4 =1.4 H H，接入系數接入系數P P1 1=1=1，P P2 2=0.3=0.3空載品質因數空載品質因數Q Q0 0=100=100（假設（假設y yrere=0=0）0vA求：求：1.1.單級放大器諧振時的電壓增益單級放大器諧振時的電壓增益 2.2.通頻帶通頻帶2 2 f f 0.70.7， 3.3.諧振時回路外接電容諧振時回路外接電容

24、C C 4. 4.若若R4=10 kR4=10 k ，試計算并比較在回路，試計算并比較在回路中并上中并上R4R4前后的通頻帶和增益。前后的通頻帶和增益。 C R3 LF CF C1 R2 R1 C2 P1 P2 a b L + R4 例例 題題分析：根據電壓增益表達式分析：根據電壓增益表達式 ，應先求出總電導，應先求出總電導g g 首先將圖中的負載畫出其等效電路如圖所示，首先將圖中的負載畫出其等效電路如圖所示， C R3 LF CF C1 R2 R1 C2 P1 P2 a b L + R4 R4 Rp L C iegp22 ieCp22 P1Coe 2 P1goe 2 gyPPAfevo21

25、解解：因為回路諧振電阻因為回路諧振電阻RP=Q0 0L=100 6.28 30 106 1.4 10-6 26k S.RG53pp10843102611 因此回路總電導因此回路總電導 g =Gp+22221ieoegPgP 若下級采用相同晶體管時，即若下級采用相同晶體管時，即gie1=gie2=1.2ms 則則g=0.038410-3+0.410-3+(0.3)21.210-3=0.5510-3S 325503583021.gyPPAfevo 回路總電容為回路總電容為PF.LfC201041)1030(21)2(162620 故外加電容故外加電容C應為應為PFCPCPCC9.412(0.3)9

26、.520)(2ie22oe21 通頻帶為通頻帶為MHz.ACyPPffe.354321020210358302212-3vo2170 電壓增益為電壓增益為 若若R4=10kR4=10k ，則，則 sRg344101 . 0133341065. 0101 . 01055. 0ggg9 .26|21gyppAfevo7 . 07 . 022fAfAvovoMHZf17. 59 .2635. 43227 . 0因此并上電阻因此并上電阻R4R4后增益降低，帶寬加寬。后增益降低，帶寬加寬。故故 而而 則則 4、多級單調諧回路諧振放大器、多級單調諧回路諧振放大器 如果多級放大器是由完全相同的單級放大器組成

27、，如果多級放大器是由完全相同的單級放大器組成，則則 A Am m= =mv1ALmmmQfff017 . 017 . 012212)2(3.4.13.4.1自激產生的原因自激產生的原因是不穩定的原因。是不穩定的原因。生，生，的存在會導致自激的產的存在會導致自激的產在實際中在實際中rerey y失配法失配法 使使G GL L或或g gs s的數值增大，因而使輸入或輸出回路與的數值增大，因而使輸入或輸出回路與 晶體管失去匹配。晶體管失去匹配。（增益低）失配法：信號源內阻不與晶體管輸入阻抗匹配；失配法：信號源內阻不與晶體管輸入阻抗匹配； 晶體管輸出端負載不與晶體管的輸出阻抗匹配。晶體管輸出端負載不與

28、晶體管的輸出阻抗匹配。 即即以犧牲電壓增益來換取放大器的穩定性以犧牲電壓增益來換取放大器的穩定性單向化的方法有：單向化的方法有： 中和法中和法 消除消除y yrere的反饋的反饋中和法中和法: : 外加一個電容抵消正反饋電容的作用外加一個電容抵消正反饋電容的作用. .（僅一個頻率）AL1L2BCbcCNVi+4.1概述概述4.2諧振功率放大器的工作原理諧振功率放大器的工作原理4.3晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法晶體管諧振功率放大器的折線近似分析法4.4晶體管功率放大器的高頻特性晶體管功率放大器的高頻特性4.5高頻功率放大器的電路組成高頻功率放大器的電路組成4.6 晶體管倍頻器晶體管倍頻器

29、2、功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題：、功率信號放大器使用中需要解決的兩個問題：高效率輸出高功率輸出高效率輸出高功率輸出聯想對比：聯想對比：諧振功率放大器與高頻小信號諧振放大器；諧振功率放大器與高頻小信號諧振放大器；諧振功率放大器與低頻功率放大器；諧振功率放大器與低頻功率放大器；1、使用諧振功率放大器的目的、使用諧振功率放大器的目的放大高頻大信號使發射機末級獲得足夠大的發射功率。放大高頻大信號使發射機末級獲得足夠大的發射功率。 音頻放大音頻放大 高頻振蕩高頻振蕩 倍頻倍頻 高頻放大高頻放大 調制調制 緩沖緩沖 傳輸線傳輸線 話筒話筒 聲音聲音 （直流電源未畫直流電源未畫） 5、工作狀態：

30、、工作狀態： 功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式，為了進一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。方式，為了進一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。(a)甲類甲類 class-A amplifier(b)乙類乙類 class-B amplifier(c)甲乙類甲乙類 class-AB amplifier(d)丙類丙類 class-C amplifier + vb iB + VBB + VCC + vcE C + vc L 輸出 iE ic VBE P= Po+ PccooocPPPPPP=VCC Ic0 p21cmp2cm1

31、cmcmoRI21R2VIV21P)(BZBEccVvgibmBZBBcVVVcosCCcmVVcbmccVgicos1max)(c0maxC0CiIcccmiI1max1CCcmCmaxcrCEmincri=g V=g ( V -V )臨界時AP*okPk20c11=1+ k /LQQk 12ck1/Q Q + vb iB + VBB + VCC + vcE C + vc L 輸出 iE ic VBE 轉移 特性 ic VBZ o 理想化 ic max ic t o c +c o c +c Vbm Vbm vBE vc VBB t ic ic 3 2 1 Im 0 180 90 半導通角 t

32、 B A C D 3 2 1 負載增大 VBE=vBE max VCC Q vce min Vcm 1.欠壓狀態 2.臨界狀態 3.過壓狀態 Rp Vcm Vcm 臨界時，Po最大，發射機末級過壓區，可集電極調幅欠壓區，可基極調幅例4-1 諧振功率放大器輸出功率Po已測出，在電路參數不變時，為提高Po采用提高Vbm的辦法。但效果不明顯，試分析原因，并指出為了達到Po明顯提高的目的，可采用什么措施?答：說明放大器工作在過壓工作狀態，為了達到Po明顯提高的目的可以減小Rp或增加Vcc。4.4.1直流饋電電路直流饋電電路4.4.2輸出回路和級間耦合回路輸出回路和級間耦合回路集電極饋電電路集電極饋電電

33、路基極饋電電路基極饋電電路級間耦合網絡級間耦合網絡輸出匹配網絡輸出匹配網絡優點：優點：在并饋電路中，信號回路兩端均處于直流地電位，在并饋電路中，信號回路兩端均處于直流地電位，即零電位。對高頻而言，回路的一端又直接接地，因此回即零電位。對高頻而言，回路的一端又直接接地，因此回路安裝比較方便，路安裝比較方便，調諧電容調諧電容C上無高壓，安全可靠上無高壓，安全可靠；LCC1LC+VCCALCCC1+VCCLC2(a) 串饋(b) 并饋缺點缺點:在并饋電路中，在并饋電路中，LC處于高頻高電位上，它對地的分布電處于高頻高電位上，它對地的分布電容較大容較大，將會直接影響回路諧振頻率的穩定性；，將會直接影響

34、回路諧振頻率的穩定性；串聯電路的特點正好與并饋電路相反。串聯電路的特點正好與并饋電路相反。1. 集電極饋電電路集電極饋電電路在功放級輸出功率大于在功放級輸出功率大于1W時，基極偏置常采用時，基極偏置常采用自給偏自給偏置方法置方法。自偏置方法具有在輸入信號幅度變化時自動穩定。自偏置方法具有在輸入信號幅度變化時自動穩定輸出電壓的作用。輸出電壓的作用。基極擴散電阻當激勵加大時，當激勵加大時， I IE0E0( (I IB0B0) )增大，使偏壓加大，因而又使增大，使偏壓加大，因而又使I IE0E0的相對增加量減小；的相對增加量減小；反之，當激勵減小時，反之，當激勵減小時， I IE0E0減小，偏壓也

35、減小，因而減小，偏壓也減小，因而I IE0E0的相對減小量也減小。的相對減小量也減小。2. 基極饋電電路基極饋電電路1. 級間耦合網絡級間耦合網絡4.4.24.4.2輸出回路和級間耦合回路輸出回路和級間耦合回路2) 降低級間耦合回路的效率，降低級間耦合回路的效率，這樣下級輸入阻抗的變化相對于這樣下級輸入阻抗的變化相對于回路本身的損耗而言就不顯得重要了。回路本身的損耗而言就不顯得重要了。1) 使中間級放大器工作于使中間級放大器工作于過壓狀態，過壓狀態，使它近似為一個恒壓源。使它近似為一個恒壓源。其其輸出電壓幾乎不隨負載變化。輸出電壓幾乎不隨負載變化。2. 輸出匹配網絡輸出匹配網絡使負載阻抗與放大

36、器所需要的最佳阻抗相使負載阻抗與放大器所需要的最佳阻抗相匹配匹配，以保證放大器傳輸到負，以保證放大器傳輸到負載的功率最大。載的功率最大。抑制工作頻率范圍以外的頻率，即它應有良好的抑制工作頻率范圍以外的頻率，即它應有良好的濾波濾波作用。作用。有效地傳送功率到負載，但同時又應盡可能地使這幾個電子器件彼此有效地傳送功率到負載，但同時又應盡可能地使這幾個電子器件彼此隔隔離離，互不影響。，互不影響。)復合輸出回路復合輸出回路LnC1CARACnL1r1L2MC1L1rr1ikA22RM r2121122 p MRMIIAkkAkrrrrrrro op p 功率功率電子器件送至回路的總電子器件送至回路的總

37、 回路送至負載的功率回路送至負載的功率0111111QQRRrLppkrrrrr PO PA 100% RP 欠壓 臨 介 過壓 （M 大） （M 小） k PA在微欠壓時獲得最大輸出功率2c1K11kkrrr 例例4-4 4-4 某功率放大器如圖所示，設中介回路與負載某功率放大器如圖所示，設中介回路與負載回路均以調諧好，放大器處于臨界工作狀態。回路均以調諧好，放大器處于臨界工作狀態。1.1.當當ccVBBV1M不變時，不變時，2M增大時放大器的工作狀態如何變化？為什么？增大時放大器的工作狀態如何變化？為什么？2MccVBBV1M后，為了維護放大器仍工作于臨界狀態后，為了維護放大器仍工作于臨界

38、狀態仍不變），仍不變），應如何變化？為什么？應如何變化？為什么？2. 在增大在增大（此時（此時VAgc/8 . 0VVBB1VVBZ6 . 070cVVcc249 . 01000Q10LQ3.3.若電路均已調諧好，工作在臨界工作狀態，已知晶體管的轉移特性的斜率若電路均已調諧好，工作在臨界工作狀態，已知晶體管的轉移特性的斜率，電壓利用系數，電壓利用系數，中介回路，中介回路，求出集電極輸出功率，求出集電極輸出功率0PAP與天線功率與天線功率。 分析分析本例是一綜合應用題，將復合輸出回路的調整與各級電壓變本例是一綜合應用題，將復合輸出回路的調整與各級電壓變化對諧振功率放大器工作狀態的變化聯系起來，同

39、時根據已知參量化對諧振功率放大器工作狀態的變化聯系起來，同時根據已知參量cg利用轉移特性方程可求出相應的功率參數。利用轉移特性方程可求出相應的功率參數。ccVBBV1M不變時，不變時，2M增大時放大器的工作狀態如何變化？為什么？增大時放大器的工作狀態如何變化？為什么？1.1.當當2M)(221ApRMrCLR2MARM22)(pRpR解解 : : 根據復合輸出回路中等效負載電阻與根據復合輸出回路中等效負載電阻與 的關系式的關系式可知當可知當增大時反射電阻增大時反射電阻增大，中介回路的等效負載電阻增大，中介回路的等效負載電阻根據負載特性可知當根據負載特性可知當減小時其工作狀態由臨界進入欠壓工作狀

40、態。減小時其工作狀態由臨界進入欠壓工作狀態。減小，減小， PO PA 1 0 0 % R P 欠 壓 臨 介 過 壓 （ M 大 ） （ M 小 ） k 2MccVBBV1M后，為了維護放大器仍工作于臨界狀態后，為了維護放大器仍工作于臨界狀態仍不變），仍不變），應如何變化？為什么？應如何變化？為什么？2. 在增大在增大（此時（此時2MccVBBV1M1MbmVbmV當增大當增大 后，為了維持放大器仍工作于臨界狀態，同時后，為了維持放大器仍工作于臨界狀態，同時又不能變，此時只能增加又不能變，此時只能增加。因為當。因為當增大時輸入到管子的電壓增大時輸入到管子的電壓也增加，當也增加，當增加時功效管的

41、工作狀態由欠壓進入臨界。增加時功效管的工作狀態由欠壓進入臨界。解解 : :(a)過壓狀態欠壓狀態VbmIC0OIcm1(b)過壓狀態欠壓狀態VbmPoOP=PcipVAgc/8 . 0VVBB1VVBZ6 . 070cVVcc249 . 01000Q10LQ3.3.若電路均已調諧好，工作在臨界工作狀態，已知晶體管的轉移特性的斜率若電路均已調諧好，工作在臨界工作狀態，已知晶體管的轉移特性的斜率，電壓利用系數，電壓利用系數，中介回路，中介回路，求出集電極輸出功率，求出集電極輸出功率0PAP與天線功率與天線功率。 cg)cos1 (maxcbmcCVgiBZBBcbmVVVcosVVVVcBZBBb

42、m71. 470cos6 . 01cosAAVgibmcC49. 2)34. 01 (71. 48 . 0)70cos1 (maxAiICcm084. 1)70(1max1VVVVcccm6 .21249 . 0WWVIPcmcm7 .116 .21084. 1212110WWPQQPPLkA54.107 .119 . 0)1 (000已知已知，所以，所以聯立解式、可知聯立解式、可知天線功率天線功率根據轉移特性，有根據轉移特性，有故故+VCCLCnf吸收回路 負載回路中的吸收電路(1) 提高回路的品質因數提高回路的品質因數Qo。(2) 在輸出回路旁并接吸收回路。在輸出回路旁并接吸收回路。(3)

43、 采用選擇性好的帶通濾波器作負載。采用選擇性好的帶通濾波器作負載。(4) 用推挽倍頻電路。用推挽倍頻電路。怎樣提高輸出回路的濾波作用呢？怎樣提高輸出回路的濾波作用呢？晶體管倍頻器與晶體管倍頻器與諧振諧振功放的線路基本相同，功放的線路基本相同，唯一不同之處唯一不同之處是是它的集電極回路對輸入信號的某次諧波頻率它的集電極回路對輸入信號的某次諧波頻率nfnf調諧。調諧。 n21AF1FAFA0AoQvv起振條件：起振條件：振幅穩定：振幅穩定：平衡條件：平衡條件：0Z靠有源器件工作在非線性區來完成靠有源器件工作在非線性區來完成相位穩定：相位穩定：靠并聯諧振回路來完成。靠并聯諧振回路來完成。 平衡穩定條

44、件：平衡穩定條件：n21FA1FAFA0oA0QVomQ反饋特性振蕩特性VomF1 Vom A0 F 1 F 1 A B Q Z YF o o2 YF YF YF o2 o2 Z YF Q2 Q1 Q1Q2 1 o1 o1 v1Rb1Rb2CbVCCCLL1L2CeRe (a) (a) 共發電感反饋三端式振蕩器電路共發電感反饋三端式振蕩器電路 v1 C N1 N2 L1 L2 + + + vi vf (b) 等效電路等效電路電感反饋三端式振蕩器電感反饋三端式振蕩器(哈特萊電路哈特萊電路)MLMLF12優點：優點：1）L1、L2之間有互感，反饋較強，容易起振；之間有互感，反饋較強，容易起振；2）

45、振蕩頻率調節方便，只要調整電容）振蕩頻率調節方便，只要調整電容C的大小即可。的大小即可。3）C的改變基本上不影響電路的反饋系數。的改變基本上不影響電路的反饋系數。1）振蕩波形不好，因為反饋電壓是在電感上獲得，而電感振蕩波形不好，因為反饋電壓是在電感上獲得，而電感對高次諧波呈高阻抗，因此對高次諧波的反饋較強，使對高次諧波呈高阻抗，因此對高次諧波的反饋較強，使波形失真大；波形失真大；2）電感反饋三端電路的振蕩頻率不能做得太高，這是因為電感反饋三端電路的振蕩頻率不能做得太高，這是因為頻率太高，頻率太高，L L太小且分布參數的影響太大。太小且分布參數的影響太大。缺點：缺點：電容反饋三端振蕩器電容反饋三

46、端振蕩器(考畢茲電路考畢茲電路) v1 Cb Re Ce VCC L Rs Cc C1 C2 v1 C1 C2 + + + L vi vf 21CCF LCf12102121CCCCC1）電容反饋三端電路的優點是振蕩波形好。）電容反饋三端電路的優點是振蕩波形好。2）電路的頻率穩定度較高，適當加大回路的電容量，就可以減小不穩）電路的頻率穩定度較高，適當加大回路的電容量，就可以減小不穩定因素對振蕩頻率的影響。定因素對振蕩頻率的影響。3）電容三端電路的工作頻率可以做得較高，可直接利用振蕩管的輸出、）電容三端電路的工作頻率可以做得較高，可直接利用振蕩管的輸出、輸入電容作為回路的振蕩電容。它的工作頻率可

47、做到幾十輸入電容作為回路的振蕩電容。它的工作頻率可做到幾十MHz到幾到幾百百MHz的甚高頻波段范圍。的甚高頻波段范圍。 調調C1或或C2來改變振蕩頻率時，反饋系數也將改變。但只要在來改變振蕩頻率時，反饋系數也將改變。但只要在L兩兩端并上一個可變電容器，并令端并上一個可變電容器，并令C1與與C2為固定電容，則在調整頻率時，為固定電容，則在調整頻率時，基本上不會影響反饋系數。基本上不會影響反饋系數。優點：優點：缺點：缺點：串聯型改進電容三端式振蕩器串聯型改進電容三端式振蕩器( (克拉潑電路克拉潑電路) ) Cb Re VCC Rs C3 C1 C2 L Rb2 Rb1 A B RL C1 L A

48、B Cce Cbe C2 Re b Ccb c e Reo C3 323133313221321CCCCC1CCCCCCCCCCC30LC1LC121CCF PceC3/ C1 PbeC3/ C2C3C1，C30, AF=1, F=1/A0, 所以所以 F=F=x xbebe/ /x xcece0 , 0 , x xebeb與與x xcece性質相同性質相同 Xbe + b Xce Xcb vi vf + + vo c e 4X Xebeb與與X Xcece同性質，它們與同性質，它們與X Xcbcb相異相異；結論結論: :x xcece和和x xbebe、x xcbcb不一定是單一電抗元件，而

49、是可以由不同符號的電抗元件組成。不一定是單一電抗元件，而是可以由不同符號的電抗元件組成。在頻率一定時，可以等效為一個電感或電容。在頻率一定時，可以等效為一個電感或電容。例例5-1 5-1 振蕩電路如圖振蕩電路如圖( (a)a)所示，試畫出交流等效電路，并判斷所示，試畫出交流等效電路，并判斷電路在什么條件下起振，屬于什么形式的振蕩電路？電路在什么條件下起振，屬于什么形式的振蕩電路？L3C3C1C2Rb1Rb2CcCcRcReCeL1CVCCebc C2C3eL3C1L1bc2) 2) 根據交流等效電路可知，因為根據交流等效電路可知，因為x xebeb為容性電抗，為了滿足為容性電抗，為了滿足三端電

50、路相位平衡判斷準則，三端電路相位平衡判斷準則，x xcece也必須呈容性。同理，也必須呈容性。同理，x xcbcb應該應該呈感性。呈感性。( (b)b)( (a)a)解解 1) 1) 根據畫交流等效電路原則，將所有偏置視為開路，將耦根據畫交流等效電路原則，將所有偏置視為開路，將耦合電容、交流旁路電容視為短路，則該電路的交流等效電路如合電容、交流旁路電容視為短路，則該電路的交流等效電路如圖圖( (b)b)所示。所示。1. 1. 減小外因變化，根除減小外因變化，根除“病因病因”減小溫度的變化：減小溫度的變化： 可將振蕩器放在恒溫槽內；可將振蕩器放在恒溫槽內； 振蕩器遠離熱源，振蕩器遠離熱源， 采用

51、正、負溫度系數不同的采用正、負溫度系數不同的L L、C C，抵消，抵消 L L、 C C。減小電源的變化：減小電源的變化： 采用二次穩壓電源供電；采用二次穩壓電源供電； 振蕩器采取單獨供電。振蕩器采取單獨供電。3) 3) 減小濕度和大氣壓力的影響：減小濕度和大氣壓力的影響：通常將振蕩器密封起來。通常將振蕩器密封起來。4) 4) 減小磁場感應對頻率的影響：減小磁場感應對頻率的影響：對振蕩器進行屏蔽。對振蕩器進行屏蔽。5.4.35.4.3振蕩器穩定頻率的方法振蕩器穩定頻率的方法5) 5) 消除機械振動的影響消除機械振動的影響; ; 通常可加橡皮墊圈作減振器。通常可加橡皮墊圈作減振器。 減小負載的影

52、響減小負載的影響: : 在振蕩器和下級電路之間加緩沖器，提高回路在振蕩器和下級電路之間加緩沖器，提高回路Q Q值；值； 本級采用低阻抗輸出本級采用低阻抗輸出; ; 本級輸出與下一級采取松耦合；本級輸出與下一級采取松耦合； 采取克拉潑或西勒電路，減弱晶體管與振蕩回路之采取克拉潑或西勒電路，減弱晶體管與振蕩回路之 間耦合，提高回路標準性。間耦合，提高回路標準性。 2. 2. 采用石英晶體采用石英晶體 3.3.用射級跟隨器進行隔離用射級跟隨器進行隔離 1) 1) 畫出振蕩器的高頻等效電路，并指出電路的振蕩形式；畫出振蕩器的高頻等效電路，并指出電路的振蕩形式； 2) 2) 若把晶體換為若把晶體換為1M

53、Hz1MHz，該電路能否起振，為什么？，該電路能否起振，為什么？ 3) 3) 求振蕩器的振蕩頻率；求振蕩器的振蕩頻率； 4) 4) 指出該電路采用的穩頻措施。指出該電路采用的穩頻措施。例例5-4已知石英晶體振蕩電路如圖所示，試求：已知石英晶體振蕩電路如圖所示，試求： VCC 10k b 2k 20-5pF 20pF 330F 7MHz 4.7 1k 330pF 200pF 100pF 10pF 10F 2.7k 6.8pF 0.01F 穩壓 0.01 7MHz 10pF 4.7 330pF 200pF 20-5pF Chapter 6 調幅、檢波與混頻調幅、檢波與混頻-頻譜搬移電路頻譜搬移電路

54、通信電子線路通信電子線路-3非線性器 件主振帶通f0, 2Fmax調制信號f0ff0fmaxf02f0ff0f(a) 調幅原理調幅原理中放來非線性器 件低通 Fmax到功放0Fmaxf0fFmaxf12f1f1f(c) 檢波原理檢波原理非線性器 件本振帶通fi, 2Fmax高放f0f到中放fi=fO-fSfSffiffif(b) 混頻原理混頻原理頻譜搬移電路的特性頻譜搬移電路的特性通信電子線路通信電子線路-3將要傳送的信息裝載到某一高頻載頻信號上去的過程。6.26.2振幅調制原理振幅調制原理通信電子線路通信電子線路-3調制的原因調制的原因4切實可行的天線；切實可行的天線；4便于不同電臺相同頻段

55、基帶信號的同時接收便于不同電臺相同頻段基帶信號的同時接收；4可實現的回路帶寬；可實現的回路帶寬；10k1000k電壓電壓表達式表達式普通調幅波普通調幅波tcos) tcosm1 (V0a0載波被抑制雙邊帶調幅波載波被抑制雙邊帶調幅波tcostcosVm00a單邊帶信號單邊帶信號t )cos(V2m00a00(cos() )2amVt或波形圖波形圖頻譜圖頻譜圖0-0+m0aVm210-0+m0aVm21信號信號帶寬帶寬)2( 2)2( 2()20-0+表表6-1 三種振幅調制信號三種振幅調制信號 t vo 通信電子線路通信電子線路-31ma 1ma 帶通v AM(t)ov(t)V0(t)(a)

56、普通調幅波實現框圖普通調幅波實現框圖 v(t)vDSB(t)vo(t)(b) 抑制載波的雙邊帶調幅波抑制載波的雙邊帶調幅波v(t)v DSB(t)帶通v SSB(t)v o(t) 0+或0(c) 單邊帶調幅波實現框圖單邊帶調幅波實現框圖6.3振幅調制方法與電路振幅調制方法與電路通信電子線路通信電子線路-3(1) 平方律調幅平方律調幅 + C L R + vo v + vo + vD i + D1 Tr1 1:12 + + v v + vD2 + D2 Tr3 Tr2 21:1 vo v iL i1 i2 vD1 i1 i2 + + + v v RD D2 RD 2RL 2RL vo (3) 平

57、衡調幅平衡調幅(2) 開關調幅開關調幅(4) 平衡開關調幅平衡開關調幅（有偏置）（有偏置）（無偏置）（無偏置）直流分量、載波分量以及載波的各次諧波分量，在平衡調制器里都被抑制掉了 低放 環形 調幅器 上邊帶濾波器 0.33kHz 語言信號 I路 I 100kHz 100kHz 相加 網絡 環形 調幅器 LC 濾波器 平衡 調幅器 LC 濾波器 強放 I 100.3 103 97 99.7 kHz 100kHz 環形 調幅器 低放 語言信號 II路 下邊帶 濾波器 100kHz II I II 100kHz 頻率 合成器 下邊帶 353kHz 706kHz 1412kHz 17533253kHz

58、 36066606kHz 731213312kHz 100kHz kHz II I I II II I 253 353 453 253kHz 1500kHz 1.53MHz (間隔1kHz) 36MHz (間隔2kHz) 612MHz (間隔4kHz) II 0.33kHz I II 單邊帶調制單邊帶調制此外，乘法器實現此外，乘法器實現DSB。高電平調幅（高電平調幅（+功放）：基極調幅（欠壓）、集電極調幅（過壓）功放）：基極調幅（欠壓）、集電極調幅（過壓）6.4振幅解調振幅解調(檢波檢波)包絡檢波包絡檢波通信電子線路通信電子線路-3C+vRL+充電放電iDviiadVmVK 輸入調幅波包絡振幅

59、輸入調幅波包絡振幅 檢波器的音頻輸出電壓檢波器的音頻輸出電壓 cosKd -電流通角電流通角3dRR3R -檢波器負載電阻檢波器負載電阻Rd -檢波器二極管內阻檢波器二極管內阻2/RRid等效輸入電阻惰性失真；負峰切割失真；非線性失真；頻率失真。惰性失真；負峰切割失真；非線性失真；頻率失真。aammRC2max1工程上工程上 maxRC1.5 o vi t vc t1 t2 Vi RRma6.4振幅解調振幅解調(檢波檢波)同步檢波同步檢波通信電子線路通信電子線路-3除本地振蕩與輸入信號載波的角頻率必須相等外，希望二者的除本地振蕩與輸入信號載波的角頻率必須相等外，希望二者的相位也相同。此時，乘積

60、檢波稱為相位也相同。此時，乘積檢波稱為“同步檢波同步檢波”。tVVcoscos2101v產生本地振蕩信號的方法：產生本地振蕩信號的方法：（1 1）由發送端發出導頻信號，控制本地振蕩器，使本地振蕩器）由發送端發出導頻信號，控制本地振蕩器，使本地振蕩器的頻率和相位與發送端一致。的頻率和相位與發送端一致。（2 2）對于雙邊帶調制來說，可以從雙邊帶調制信號中提取所需）對于雙邊帶調制來說，可以從雙邊帶調制信號中提取所需的同頻同相的載波信號作本地振蕩信號。的同頻同相的載波信號作本地振蕩信號。 對于單邊帶調制信號來說，無法直接從單邊帶信號中提取載波信號。只有用方法(1)（3 3）采用鎖相方法從抑制載波的信號