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1、127 0 2 高频电子线路重点 第二章 选频网络 一 基本概念 所谓选频 滤波 就是 选出 需要的频率分量和滤除 不需要的频率分量 电抗 X 容抗 感抗 wL 阻抗 电阻 R j 电抗 阻抗的模把阻抗看成虚数求模 二 串联谐振电路 1 谐振时 电抗 电容 电感消失了 相角等于0 谐振频率 此时 Z 最小 R 电流最大 2 当 w w0时 电流超前电压 相角小于0 Xw0时 电压超前电流 相角大于0 X 0 阻抗 是感性 3 回路的品质因素数 除 R 增大回路电阻 品质因数下降 谐振时 电感和电容两端的电位 差大小等于外加电压的Q 倍 相位相反 4 回路电流与谐振时回路电流之比 幅频 品质因数
2、越高 谐振时的电流越大 比值 越大 曲线越尖 选频作用越明显 选择性越好 5 失谐 w w 再加电压的频率 w 0 回路谐振频率 当 w 和 w0很相近时 X R Q 2 w w 0是广义失谐 回路电流与谐振时回路电流之比 6 当外加电压不变 w w 1 w2时 其值为 1 2 w2 w1为通频带 w2 w1为边界频率 半功率点 广义失谐为 1 7 品质因数越高 选择性越好 通频带越窄 8 通频带绝对值通频带相对值 9 相位特性 Q 越大 相位曲线在w0处越陡峭 10 能量关系 电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量 消耗能量的只有损耗电阻 回路总瞬时储能 回路一个周期的损耗 表示回路或线圈
3、中的损耗 就能量关系而言 所谓 谐振 是指 回路中储存的能量是不变的 只是在电感与电容之间相互转换 外加电动 势只 提供回路电阻所消耗的能量 以维持回路的等幅振荡 而且谐振回路中电流最大 11 电源内阻与负载电阻的影响 QL 三 并联谐振回路 1 一般无特殊说明都考虑wL R Z 反之 wp 1 LC R L 2 1 RC 1 Q2 2 Y 导纳 电导 G 电纳 B 与串联不同 1 C L 0 1 0 0 C LX LC 1 0 CRR L Q 0 0 1 j 0 0 j1 1 eN Q Q 0 70 2 2 1 1 1 2 N Q f f 0 70 2 Qf f12 0 7 0 arctan
4、arctan 0 0 Q C LR C L 1 j L C L CR1 j 1 L C L CR1 j L CR L C 1 C 1 C Vs LR Is C L R 222222 2 1 cos 2 1 sin 2 1 smsmsm VCQtVCQtVCQwww CL 22 2 sm 0 2 sm 2 1 2 1 2 1 2CQV R V wR Q CQV VCQ w ww R CL 2 1 2 1 2 2 1 2 sm 2 sm 2 每周期耗能 回路储能 2Q所以 R R R R Q LS 0 1 3 谐振时 回路谐振电阻Rp QpwpL Q p wpC 4 品质因数 乘 Rp 5 当 w
5、0 导纳是感性 当 w w p时 B 1 时 3 最高振荡频率fmax 晶体管的功率增益为1 时的工作频率 注意 f fmax后 Gp 1 4 级间耦合看书76 页例题 四 多级单调谐回路谐振放大器 1 放大器的总增益 2 m 级放大器的通频带 五 谐振放大器的稳定性 1 稳定系数 其中 g2 g1g2 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 一般要求 S 5 10 2 单向化 什么 是单向化 讨论如何消除yre 反向传输导纳 的反馈 变 双向元件 为 单向元件 的过程 为什么 单向化 由于晶体管内存在yr
6、e的反馈 所以它是一个 双向元件 作为放大器工作时 yre的反馈作用可能 引起放大器工作的不稳定 如何 单向化 1 失配法 信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配 晶体管输出端负载阻抗不与本级晶体管的输出阻抗匹配 注意 失配法以牺牲增益为代价换取稳定性的提高 2 中和法 不做讨论 六 放大器中的噪声 1 内部噪声的来源于特点 由元器件 内部带电粒子的无规则运动 产生 大多为 白噪声 在整个频域内 功率谱密度均匀分布的噪声 亦即 所 有不同频率点上能量相等的随机噪声 2 电阻热噪声 功率谱密度噪声电压的均方值噪声电流的均方值 其中波尔兹曼常数T 为绝对温度 摄氏温度 273 单位为K R 或 为 n
7、f 内的电阻 或电导 值 单位为 2ie 2 2oe1 2 1p fe21fe21 0 gpgpG ypp G ypp A P v 21 max 2 io fe vo gg y A i o Po P P A ie1 2ie2 g g Avo ie2 2 21oe 2 1 p 0 gpgp G 1oeie1 2 fe maxP0 4gg y A ie2 2 21oe 2 1 p 0 gpgp G 2 0 L 1 1 Q Q max 0P 2 0 L 2 0 L oe1ie1 2 fe max 0P 1 1 4 A Q Q Q Q gg y A 21 max 2 io fe vo gg y A 1
8、 0 Q QL L 0 7 0 2 Q f f 10r K n AAAAA 1n21vvvvv L m Q f f 0 1 7 0 122 单级7 0 1 212f m re0fe 2 2 S Cy g re0 fe 0 2 A CS y v 4S fkTR 2 4 nn vkTRf 2 4 nn ikTGf 23 1 38 10 kJK 输入端的噪声经放 大后在输出端呈现 的功率 3 晶体管噪声 1 热噪声 主要存在于 基区体电阻 内 2 散粒噪声 主要来源 3 分配噪声 4 闪烁噪声 1 f 噪声 4 场效应管的噪声 比晶体管低得多 1 热噪声 由漏 源之间的等效电阻产生 由沟道内电子不规
9、则运动产生 2 散粒噪声 由栅 源之间 结的泄漏电流引起 3 闪烁噪声 七 噪声系数的表示和计算 1 信噪比 有用信号功率Ps与噪声功率 Pn的比值 2 噪声系数 Fn反映了信号经过放大后 信噪比变坏的程度 输入信噪比与输出信噪比的比值分贝 输出噪声 3 噪声温度Ti Fn 1 T 4 灵敏度 当系统的输出信噪比给定时 有效输入信号功率P si称为系统灵敏度 与之相对应得输入电压称为最小可检测信号 P si Fn kT fn P so P no lg P si lgFn lg kT fn lg P so P no 书上 116 页例题 5 等效噪声宽度 6 减小噪声系数的措施 选用低噪声元 器
10、件 正确选择晶体管放大级的直流工作点 选择合适的信号源内阻Rs 选择合适的工作宽度 选 用合适的放大电路 降低主要器件的工作温度 第五章 高频功率放大器 一 基本概念 1 谐振 高频 功放与非谐振 低频 功放的比较 相同 要求输出功率大 效率高 不同 1 工作频率与相对频宽不同 不同 2 负载不同 低频功放 采用无调谐负载 高频 功放 一般采用选频网络 作为 负载 新型宽带功放采用传输线作为负载 不同 3 工作状态不同 低频功放 工作于甲类 360 度 甲乙类或乙类 180 度 限于推挽电路 状态 高频 功放 一般 工作于丙类 180 度 某些特殊情况下可工作于乙类 二 工作原理 白噪声 SN
11、 PP S N SNR 信号功率 噪声功率 sini n sono PP F PP 10 10lg10 n FdB nnn FdFBF n oIIn ipII PPA n0In0n0 PPP 放大器自身的噪声 经放大后在输出端 呈现的功率 1 II n F n0 n0I P P 放大器自身的噪声经放大 后在输出端呈现的功率 输入端的噪声经过放大 后在输出端呈现的功率 Co o PP P P P C o 率直流电源提供的直流功 输出功率 C o 集电极耗散功耗 交流输出信号功率 率直流电源供给的直流功 P P P Co PPP 三 晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法 1 为了对高频功率放大器进
12、行定量分析与计算 关键在于求出电流的直流分量Ic0与基频分量 Icm1 2 动态特性 一直线 3 负载特性 c0maxC0C iI cnmaxCcmn iI 0c cm1 c1 I I g c0 c1 cmcm1p VIR 结论 欠压 恒流 Vcm变化 Po较小 c低 Pc较大 过压 恒压 Icm1变化 Po较小 c可达最高 临界 Po最大 c较高 最佳工作状态 4 Vcc 对工作状态的影响 5 Vbm或 VBB对工作状态的影响 第六章 正弦波振荡器 一 基本概念 振荡器 不需要激励信号 而是由本身的正反馈信号来代替外加激励信号的作用 振荡器通常工作于丙类 是 非线性 的 二 LCR 回路中的
13、瞬变现象 22 0 2 L R C 回路的衰减系数 回路的固有角频率 三 基本工作原理 一套振荡回路 一个能量来源 一个控制设备 四 由正反馈的观点决定振荡的条件 五 振荡器的稳定与平衡条件 1 起振 平衡 2 平衡状态的稳定条件 1 振幅 2 相位 六 反馈型LC 振荡器线路 1 互感耦合振荡器 调集 调基 调射 0 omQom om VV V A 振幅稳定条件 0 z 2 电感反馈式三端振荡器 哈特莱振荡器 3 电容反馈式三端振荡器 考毕兹振荡器 4 LC 三端式振荡器相位平衡条件的判断准则 射同集反书 264 页例题 七 振荡器的频率稳定问题 1 绝对准确度 0 fff相对准确度 0 0
14、 0f ff f f 2 频率稳定度可分为长期 频率稳定度 短期 频率稳定度和瞬间 频率稳定度三种 3 方均根值法 指定时间间隔内 测得各频率准确度与其平均值的偏差的方均根值来表征 八 石英晶体振荡器 作为电感用 九 负阻振荡器 负阻振荡器是把一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振回路相接 以产生等幅振荡 第七章 振幅调制与解调 一 基本概念 1 调制 在传送信号的乙方 发送端 将所要传送的信号 f 低 附加 在高频振荡上 再由天线发射出去 2 解调 反调制 也叫做检波 3 调制的原因 从切实可行的天线出发 便于不同电台相同频段基带信号的同时接收 可实现的回路带宽 二 检波 n i i n f
15、f f f n 1 2 1 三 调幅波的性质 1 调幅波的数学表示式 载波信号调制信号 调幅信号 其中 其中 ma为调幅指数 2 调幅波中的功率关系 载波功率上 下 边频功率调幅波的平均输出总功率 结论 载波 本身并不包含信号 但它的功率 却占整个调幅波功率的绝大部分 唯有它的 上 下边带分量才实际地 反映调制信号的频谱结构 而载波分量 仅是起到 频谱搬移 的作用 不反映调制信 号的变化规律 四 平方律调幅 1 工作原理 2 平衡调幅器 五 斩波调幅 实现的两种电路 1 斩波调幅器 2 环形调幅器 tV 000 cosvtV cosv ttV 0mAM cos vtVkVtVcos a0m c
16、os1 cos1 a0 0 a 0m tmVt V Vk VtV 0 a a V Vk m R V P 2 0 oT 2 1 2 a0 2 SB1SB2aoT 1 112 24 m V PPm P R oTaDSBoTAMPmPPP 2 1 1 2 01 00 1 t t tS 0 0 cos cos 0 0 1 vv vvv 0 1 六 单边带信号的产生 滤波器法 相移法 修正的移相滤波法 七 高电平调幅 1 集电极调幅 2 基极调幅 八 包络检波 1 工作原理 2 质量指标 1 电压传输系数 检波效率 2 等效输入电阻 3 失真 惰性失真 对角线切割失真 时间常数RC 太大 负峰切割失真 底边切割失真 cos d K d 3 3 R R im im id I V R
