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1、绪 论n通信系统的分类、组成及各部分的功能n重点：通信系统的组成（5大组成）n通信系统分类：有线通信和无线通信n通信系统的组成：信号源、发射机、传输媒 介、接收机、终端设备五部分组成n超外差接收机高频复习无线电信号与系统特性的测试n掌握常用周期信号的数学表达式及其三要素（ 周期、振幅、相位）n掌握信号频谱的概念（P13）、周期信号（非 正弦）频谱的特点 (P29)n关于系统的频域特性-重点：低通滤波器（电 压传输函数、幅频特性曲线、作用）（P41）正弦信号的时域特性n正弦信号时域波形如图1.2所示。该信号的数学表达式：nUm 振幅， 单位: V（伏特）；n =2f 角频率单位: rad/s（弧
2、度/秒）；nf=1/T 频率， 单位: Hz（赫兹）；nT=t1t0 周期， 单位: s（秒）；n 0=t0 初相位， 单位: rad（弧度）。n掌握常用周期信号的数学表达式及其三要素（周期、振幅、相位）v频谱: 是指信号所包含的频率成分及其幅度大小的 分布。即幅度等某些特征量随频率变化的关系。v频谱图: 是频谱的图形表示 。振幅频谱图相位频谱图v周期信号的频谱: 是指周期信号中各次谐波的幅值 、相位随频率的变化关系。信号频谱的概念n掌握信号频谱的概念（P13）、周期信号（非正弦）频谱的特点 (P29)周期信号的频谱特点 离散性频谱是离散的而不是连续的，每根谱线代表一个谐波分量。这种频谱称为离
3、散频谱； 谐波性谱线只能出现在基波角频率1的整数倍上；收敛性幅度谱的谱线幅度随着谐波次数增高而逐vc渐衰减小到零。n上述三个特点，分别称为周期信号的离散性、谐波性和收敛性。RC一阶低通网络n关于系统的频域特性-重点：低通滤波器（电压传输函数、幅频特 性曲线、作用）（P41）截止频率n用来说明电路频率特性指标的特殊频率。当保持电路输入 信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707 倍，或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。关于高频放大器n低噪声调谐放大器、串、并联谐振回路的相关知识：n低噪声调谐放大器电路结构，谐振回路的品质因数、谐振 频率 ( P67 )n尤其是并联谐振回路作为高频
4、放大电路的负载时的作用； 回路的品质因数、中心频率、3dB带宽以及三者之间的关 系 ( P72 )n谐振回路的选择性：Q值、矩形系数等相关概念 ( P63 )n放大电路噪声系数的概念 ( P63 ) n关于高频谐振功率放大器n甲、乙、丙类功放（概念、静态工作点、导通角、效率 等的比较）( P79起)n丙类功放的电路结构、各级电流电压波形 ( P81 )n关于丙类功率放大器的相关计算（集电极电源提供的直 流功率PD、谐振功放输出交流功率PO、集电极效率、 谐振电阻、输出电压振幅Vcm、基波电流最大值（振幅 值）Ic1m等）( P63 )在电路某一指定点处的信号功率Ps与噪声功率Pn之比， 称为信
5、号噪声比，简称信噪比（signal-noise ratio），以 Ps/Pn（或S/N）表示。放大器噪声系数（noise figure）Fn是指放大器输入端信 噪比Psi/Pni与输出端信噪比Pso/Pno的比值，即用分贝数表示：放大电路噪声系数的概念 ( P63 )谐振回路谐振回路n在含有电感和电容的交流电路中，电路两 端的电压和输入电流一般是不同相的；n当调节电路的参数或信号的频率为某一数 值时，电压和电流同相，这种状态称为谐 振；n谐振回路是最常用的选频网络；n它由电感和电容组成；n单谐振回路有串联谐振回路和并联谐振回 路。一一. .串联谐振回路串联谐振回路n由电感L和电容C以及角频率为
6、的正弦 信号源串联组成的电路，称为串联谐振 电路；nr为L和C的总损耗电阻；n但由于电容的损耗很小，因此r可看成是 电感线圈的损耗电阻；i串联谐振产生的条件n回路总阻抗为：当回路的感抗和容抗相等时，回路的总阻抗最小，且为 纯电阻，此时回路电流最大，即：Io=Us/r同时，电压和电流同相，回路发生串联谐振；由此可知，串联谐振的条件为：i则串联谐振频率为：串联谐振条件n可见，o仅由L和C决定，与r无关，它 反映了电路的一种固有性质，所以又称 为固有频率；n谐振时，回路的感抗和容抗相等，称为 特性阻抗，用表示，即:定义：品质因素Q为特性阻抗与回路电阻之比，即：谐振特性n当o回路产生谐振时，电抗X=0
7、， 阻抗Z=r为最小且呈纯阻性；n当o时，感抗大于容抗，回路呈感性；n因此，可画出阻抗频率特性曲线，如下：谐振特性n谐振时回路电流最大，且电流与外加电压同相 ；n谐振时回路中电感和电容两端电压为：用向量表示见左图；电感和电容两端电压大小相等，方向相 反，且为信号源电压的Q倍；电感电压超前电流90度；电容电压滞后电流90度.低噪声调谐放大器、串、并联谐振回路的相关 知识：n(1)并联谐振回路 n1）电路结构 n并联谐振回路的并联阻抗为： n谐振频率：定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率0。 n回路的品质因数 n谐振电阻：回路在谐振时的阻抗最大, 为一纯电阻R0： n若电感的耗损电阻越小，回路
8、的Q值越高，其谐振电阻R0 越大。 n通频带 n回路的品质因素Q越高，谐振曲线 越尖锐，回路的通频带越狭窄， 关于高频谐振功率放大器n甲、乙、丙类功放（概念、静态工作点、导通角 、效率等的比较）( P79起)n丙类功放的电路结构、各级电流电压波形 ( P81 )n关于丙类功率放大器的相关计算（集电极电源提 供的直流功率PD、谐振功放输出交流功率PO、集 电极效率、谐振电阻、输出电压振幅Vcm、基波 电流最大值（振幅值）Ic1m等）( P63 )甲、乙、丙类功放（概念、静态工作点、导通角、 效率等的比较）( P79起)关于高频谐振功率放大器分为甲、乙、丙三类工作状态。 甲类放大器电流的流通角为3
9、60，适用于小信号低功率放大； 乙类放大器电流的流通角约等于180； 丙类放大器电流的流通角则小于180。按放大器可以按照电流通角（放大器在一个正弦周期内导 通的角度）的不同划分：1、谐振功率放大器的电路组成与工作原理电路中VBB为放大器提供一反 向偏置电压VBB，从而使放大 器静态时为截止状态L1与C1、L2与C3均调谐在fi= fc=30MHz ，起滤波和谐振负载作用。设输入电压ub=Ubmcosct，则BJT发射结上电压uBE =VBB + ub = VBB + Ubmcosct对于如图2.24所示电路的NPN型管来说，只有在激励信号 uBE为正值的一段时间（+ 至 ）内才有集电极电流产
10、生， 如图2.29所示。由图可知，2 是在一周期内的集电极电流 流通角，因此， 可称为半流通角或截止角为方便起见，以 后将简称为通角。由图2.29可以看出丙类放大器的通角则小于90。iB为一周期性 余弦电流脉冲uBE =VBB + ub = VBB + Ubmcosct图2.30 谐振功率放大器的电压和电流波形 2、谐振功率放大器的功率关系 输出功率直流电源提供功率直流输入功率PV与回路交流功率Po之差就是晶体管的集电 极耗散功率，即 Pc =PVPo放大器的集电极效率为PV = IC0 VCC称为集电极电压利用系数； 越大（即Ucm越大）， 越小，则效率c 越高。称为波形系数。它是通角 的函
11、数； 越小，则越大， 等与 的关系见图2.31。图2.31 余弦脉冲的分解系数 =120时 最大 ， 输出功率最大, 但 较小，所以效率 较低 最佳通角=70可以 兼顾功率和效率的矛盾 =60和=40 时 、 分别最大，可以 设计 丙类倍频器 动态线与波形 ：这样，就得到了图2.36（a）的、Ic1m随RP而变化的曲线 。再由Ucm = RPIc1m的关系式看出，在欠压区由于Ic1m变化 很小，因此Ucm随RP的增加而直线上升。进入过压区后， 由于Ic1m随RP的增加而显著下降，因此Ucm随RP的增加而 很缓慢地上升。 近似地说，欠压时Ic1m几乎不变，过压时Ucm几乎不变。把欠压状态的放大器
12、当作一个理想电流源；把过压状态的放大器当作一个理想电压源。直流输入功率PV = IC0 VCC。由于VCC 不变，因此PV曲线与IC0曲线的形状相 同。交流输出功率P0 = I c1m Ucm，因此 Po曲线可以从Ucm与Ic1m两条曲线相乘 求出来。在临界状态，Po达到最大。集电极耗散功率Pc =PVPo，故Pc曲 线可由PV与Po曲线相减而得。在欠压 区内，当减小时，Pc上升很快。当时 ，Pc达到最大值，可能使晶体管烧坏 。必须避免发生这种情况。功率与效率曲线在欠压时，PV变化很小，所以随Po的增加而增加；到达临 界状态后，开始时因为Po的下降没有PV下降快，因而继续 增加，但增加很缓慢。
13、随着RP的继续增加，Po因Ic1m的急速 下降而下降，因而略有减小。由此可知，在靠近临界的弱 过压状态出现的最大值。效率欠压、过压、临界三种工作状态的特点：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；最佳工作状态发射机末级中间放大级图6.3.7 负载特性曲线欠压过压0临 界Rp欠压过压0临 界Rp三种工作状态的优缺点综合如下：临界状态的优点是输出功率最大，也较高，可以说 是最佳工作状态。这种工作状态主要用于发射机末级 。过压状态的优点是，当负载阻抗变化时，输出电压 比较平稳；在弱过压时，效率可达最高，但输出功率
14、 有所下降。它常用于需要维持输出电压比较平稳的场 合，例如发射机的中间放大级。欠压状态的输出功率与效率都比较低，而且集电极 耗散功率大，输出电压又不够稳定，因此一般较少采 用。但在某些场合，例如基极调幅，就是利用改变使 电路工作于欠压状态，这将在下面讨论。例2.1 有一个用硅NPN外延平面型高频功率管：3DAl做成的 谐振功率放大器，设已知Vcc=24V，P0=2W，工作频率=1 MHz。试求它的能量关系。由晶体管手册已知其有关参数为fT70 MHz，Ap（功率增益）13dB，ICmax750 mA，UCE（sat） （集电极饱和压降）1.5 V，PCM=1 W。谐振功率放大器的计算（估算）举
15、例解 由前面的讨论已知，工作状态最好选用临界状态。 作为工程近似估算，可以认为此时集电极最小瞬时电压 uCEmin =UCE（sat） =1.5 V。于是Ucm=VCC uCEmin =24 1.5V=22.5V由式（2.3）得选取 =70，则由图2.31（或附录F）可知则未超过电流安全工作范围。 PV = IC0 VCC=24103103W=2.47 W Pc =PVPo=2.472=0.47（W）PCM由功率增益的定义在本例中求得所需的基极激励功率为n振荡器的概念、电路结构组成及各部分的作用( P114 )n振荡器的起振条件、平衡条件与稳定条件，振荡器的性能 指标( P116 )nLC三点式振荡器的分类、性能比较：电感三点式（哈特莱 电路）与电容三点式（基本型：考毕兹电路， 串联改进型 ：克拉泼电路， 并联改进型：西勒电路） 它们优缺点比 较( P121 )nLC三点式振荡器的组成原则（相位平衡条件），反馈系数( P119 )n相关分析计算：等效电路、振荡频率、反馈系数等( P119 )n关于晶体振荡器：性能（与LC振荡器相比较：频率稳定度 高）、对其等效电路及其串并联谐振频率的理解，对其应 用电路：要求掌握并联型与串联型的电路结构以及晶体的 等效作用等( P131 )关于振荡器与频率合成器n由于振荡器的信号一般指电压信号，故振荡条件 也可表示如下： A
