《通信电子电路》复习指导1-3

《《通信电子电路》复习指导1-3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《通信电子电路》复习指导1-3（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、,通信电子电路复习指导,主讲教师：闭吕庆,一、考试题型,填空题（30分） 绘图题（10分） 计算题（45分） （实验）分析题（15分） 重点考察：基本知识的理解、基本理论的数学关系、基本参数的计算及其综合应用能力,二、第一章绪论,通信的基本概念 无线电波的传输方式及其特点 无线电波的频段划分,1.通信的基本概念,通信的任务就是传递各种信息，传输信息 的系统称为通信系统。 完整的通信系统包括：信息源、发送设备、传输信道、接收设备、收信装置等。 通信系统的分类： 无线通信和有线通信； 数字通信和模拟通信。,2.无线电波的传输方式及其特点,（1）绕射（地波） ：电波沿着地球的弯曲表面传播。 沿地表传

2、播时，有一部分能力被损耗，并且频率越高，损耗越严重，传播距离就越短，所以只适合于中、长波信号（低频） （2）折射与反射（天波） 电离层能发射电波，对电波也有吸收作用，但对频率很高的电波吸收很少，适合于短波。但当频率高到一定程度后，电磁波穿透电离层，不在返回。,（3）直射（空间波）：电磁波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线。 发射和接收天线的高度将影响这种直线传播的距离。 只有当天线的尺寸大到可以与信号波长相比拟时，天线才具有较高的辐射效率。,3.无线电波的频段划分,无线电波在空间的传播速度:3108m/s 无线电波的波段划分及其用途（表1-1）,三、第二章 小信号调谐放大器,本章主要内容：

3、LC谐振回路的基本特性。 谐振回路的部分接入方式。 单调谐放大器（基本原理）。 高频调谐放大器（参数计算）。 多级调谐放大器。,1.LC谐振回路的基本特性,谐振回路：L, C串并联网络 作用：构成选频网络、阻抗变换网络等 一、并联谐振与串联谐振回路比较,并联谐振回路 R0：电感线圈的固有损耗电阻 对信号源而言，L,C,R三 者是并联关系,串联谐振回路 r0：电感线圈的固有损耗电阻 对信号源而言，L,C,R三 者是串联关系,二、并联谐振回路,并联阻抗,或,分析：谐振时，回路呈纯阻；当 时，回路呈容性； 当 时，回路呈感性。,定义回路谐振电阻R0与谐振时回路电抗（感抗或容抗）的比值为并联回路的品质

4、因数，用Q表示，它表示回路损耗 的大小。,谐振曲线和通频带,1）谐振曲线回路电压特性曲线,感性,容性,Q对谐振曲线的影响 Q可以衡量谐振现象的尖锐程度,2）通频带 通过有用信号的能力,通频带与回路的品质因数Q成反比，Q越高，谐振曲线愈尖锐，回路的选择性越好，通频带越窄。,令,【1】负载和信号源内阻对谐振回路的影响,1.负载和信号源内阻为纯电阻,信号源,空载品质因数 有载品质因数,显然，QLQ0 采用部分接入并联谐振回路,减小加载影响,负载,通频带, 选择性,【2】.负载和信号源内阻含有电抗成分（一般是容性）,回路总电容为： 注意：考虑了负载电容和信号源输出电容后，在谐振回路的谐振频率、品质因数

5、等的计算中，式中的电容都要以 代入。如：谐振频率,2.谐振回路的部分接入方式,设,n 接入系数，它表明负载电压占回路电压的比例。,利用等效等效前后消耗的功率相等,阻抗变换的原理,（1）、自耦变压器接入,接入系数,（2）、电容抽头接入,接入系数,（3）、互感变压器接入,接入系数,（4）、电容及信号源部分接入的计算,定义接入系数,则,说明：,（1）0 n 1 , 调节 n 可改变折算电阻数值。n 越小，RL 与回路接入部分越少，对回路影响越小， 越大。 （2）对于电容抽头接入，接入系数为 （3）当外接负载不是纯电阻，包含有电抗成分时，上述等效变换关系仍适用。,（4）谐振回路信号源的部分接入的折算方

6、法与上述负载的接入方式相同。 5）为区别信号源和负载与回路的接入系数 ，在下面信号源和负载均采用部分接入的电路中，规定: n1 为信号源与回路的接入系数， n2 为负载与回路的接入系数。,3.单调谐放大器,（1）.电路组成 R1、R2、R3为分压式偏置电阻 C1为耦合电容、C2为旁路电容 RL为负载电阻 L和C组成并联谐振回路 谐振回路和晶体管的输出端采 用自耦变压器连接，以减轻晶体管输出电阻对谐振回路Q值 的影响；谐振回路和负载采用紧耦合的变压器连接 定义,（2）.电压放大倍数K,4.高频调谐放大器,一、电路组成,输入,输出,二、高频等效电路,（c）,（d）,晶体管接入系数 负载导纳接入系数

7、 将输出电路所有元件参数均折合到LC两端： 电流源,合并,其中,三、电路性能指标 1.电压增益,讨论：, 是工作频率f 的函数； 当 时， “”号表示输入和输出有180的相位差。此外， 是一个 复数，它也有一个相角 ，因此输入和输出之间的相位差不 是180，而是 ； 当频率较低时， ， 和 的相位差才是180； 与晶体管正向传输导纳 成正比，和回路的总电 导 成反比; 与n1、n2之间的关系？,通频带和选择性,取其模值 可见，单调谐放大器的通频带、选择性有与并联谐振回 路相同的结论。,5.多级调谐放大器,实际应用中，常常为了提高增益或改善选择性，采用多级级联放大器。 （1）多级单调谐放大器（同

8、步调谐放大器） 1.多级放大器的增益 假设有n级放大器，特性相同。总增益,如果各级放大器的增益相同， 则归一化谐振曲线表达式,（2）.通频带, 保持Bn不变 （各级） （各级） 因此，增益和通频带存在严重矛盾。 改善：参差调谐放大器、双调谐回路放大器,缩小系数（缩减因子）,令,或,参考作业,已经布置的。,四、第三章高频调谐功率放大器,1.调谐功率放大器的工作原理 2.功率与效率 3.调谐功率放大器的工作状态分析 4.调谐功率放大器的实用电路,1.调谐功率放大器的工作原理,3.2.1原理电路 Ec、Eb为集电极和基极的直流电源。输入信号经变压器 T1 耦合到晶体管基-射极，这个信号也叫激励信号。

9、 L、C组 成并联谐振回路，作为集电极负载，这个回路也叫槽路。,3.2.2晶体管特性的折线化,(1)所谓折线近似分析法，是将电子器件的特性理想化，每 条特性曲线用一组折线来代替。,(2).导通角,在转移特性的放大区 假设输入信号 ，则加到晶体管基-射极的 电压为 ，晶体管导通范围内集电极电流ic的表达式 通常把集电极电流导通时间相对应角度的一半称为集电 极电流的导通角，用表示。在丙类工作状态下90。 根据导通角的定义，当 时， ,即,（2）,（1）,集电极余弦脉冲电流分析,式（2）代入式（1）得到 当 时， 为最大值，用 表示，则 代入得到 若将尖顶余弦脉冲分解为傅里叶级数 其中，直流分量幅值

10、,基波分量幅值,n次谐波分量幅值,、 、 称作余弦脉冲分解系数，它们是导通角的函数。 、 的特点: 1. 2. 从曲线可以看出： 谐波次数越高其振幅值越小； 对某一次谐波而言，总有一 个相应的值可使振幅为最 大值。,3功率和效率,功率放大器输出功率大，电源供给、管子发热等问题也 大。为了尽量减小损耗，合理地利用晶体管和电源，必须了 解功率放大器的功率和效率问题。 调谐功率放大器有如下几种功率需要考虑： 1.电源供给的直流功率PS ； 2.通过晶体管转换的交流功率，即晶体管集电极输出的 交流功率Po ； 3.通过槽路送给负载的交流功率,即RL 上得到的功率PL; 4.晶体管在能量转换过程中的损耗

11、功率，即晶体管损耗 功率PC ； 5.槽路损耗功率 PT；,电源供给的功率PS ，一部分（PC）损耗在管子，使管 子发热；另一部分（Po）转换为交流功率，输出给槽路。通 过槽路一部分（PT）损耗在槽路线圈和电容中，另一部分 （PL）输出给负载RL。 6.激励功率,（1）.集电极效率,直流电源供给功率 集电极交流输出功率 放大器的能量转换效率（集电极效率） 讨论： （1） 集电极电压利用系数 (Ucm增大，电压利用 系数就提高，但Uce变小，三级管进入饱和) （2） 集电极电流利用系数 ， ，但 ，Po，为了兼顾功率和效率， 通常取 。,（2）.槽路效率,PL 负载功率，RL 所吸收的功率； P

12、T 槽路损耗功率，槽路空载电阻R0所吸收的功率。 取决于槽路的空载和有载品质因数。由于受到槽路元 件质量的限制，Q0一般几十到几百。QL也不能太小，否则槽 路滤波效果太差，输出波形不好，一般QL =510。,结论：,为了尽可能利用小功率容量的管子和电源，输出较大的 功率，应力求 和 高。 高要适当选取，电压利用系数 尽可能大； 高，要求槽路空载品质因数Q0大，即应选用低 损耗的电感和电容元件。 在已知 和 的情况下可根据负载要求的输出功率PL计算晶体管的管耗。,3. 调谐功率放大器的三种工作状态及其判别方法,1.调谐功率放大器的三种工作状态 根据调谐功率放大器在工作时是否进入进入饱和区，可 将

13、放大器的工作状态分为欠压、过压和临界三种。 1)欠压晶体管在任何时刻都工作在放大状态； 2)临界刚刚进入饱和区的边缘； 3)过压晶体管工作时有部分时间进入饱和区。 2.工作状态的判别方法 （欠压） （临界） （过压）,负载对放大器工作状态的影响,2.Ec变化对放大器工作状态的影响集电极调制特性,集电极调制特性是指当Eb、Ubm、Rc保持恒定，放大器 的性能随集电极电压Ec变化的特性。,3.Eb变化对放大器工作状态的影响基极调制特性,基极调制特性是指当Ec、Ubm、Rc保持恒定，放大器的性能随基极偏置电压Eb变化的特性。,4.Ubm变化对放大器工作状态的影响振幅特性,调谐功放的振幅特性是指当Ec

14、、 Eb 、Rc保持恒定，放 大器的性能随激励振幅Ubm变化的特性。 因为ubemax=EbUbm，Eb和Ubm决定了放大器的 ubemax，因此，改变Ubm的情况和改变Eb的情况类似。 图3-13 调谐功放的振幅特性,4.调谐功率放大器的实用电路,调谐功率放大器由直流馈电电路和滤波匹配网络组成， 其作用 （1）保证晶体管各电极获得相应的馈电电源； （2）通过匹配网络将交流输出功率有效地传输到负载。,（1）直流馈电电路,串馈，即直流电源Ec、滤波匹配网络和晶体管在电路形 式上为串联连接。 并馈，即三者在电路形式上为并联连接。,调谐功率放大器中，通常利用射级或基级电流在某电阻 上产生的压降作为基

15、极的反向偏置电压。这种方法叫自给偏 压法。 1.射极电流自给偏压环节 1）电路 2）工作原理 利用ie中的直流分量在Re上产生的压降作为BE间的直 流偏置电压。,（2）射极自给偏压环节,3）信号源有无直流通路高频扼流圈,高频扼流圈的作用是将射极偏压引向基极，同时也为基 极直流提供通路。 4）应用欠压 射流偏压环节对Ie0的变化起负反馈作用。,（4）.基极电流自给偏压环节,1）电路 2）工作原理 利用ib中的直流分量在Rb上产生的压降作为BE间的直 流偏置电压。 3）应用过压 基流偏压环节对Ib0的变化起负反馈作用。,（5）.并联谐振回路匹配电路,1）电路 2）最佳负载电阻Rcp的估算 放大器工作在临界状态的等效电阻，就是放大器阻抗匹 配所需的最佳负载电阻。 因为 所以,（6）滤波器型匹配网络,在甚高频或大功率输出级，广泛利用L、C变换网络来实 现调谐和阻抗匹配。从结构来看，可分为L型、T 型、型 三种类型。,1）阻抗电路的串并联等效转换,由电阻元件和电抗元件组成的阻抗电路的串联形式与并 联形式可以互相转换，而保持其等效阻抗和Q值不变。,2）L型匹配网络,3）T型、型匹配网络,