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1、通信电子线路通信电子线路 介绍信号传输和处理的基本电路，基本原理介绍信号传输和处理的基本电路，基本原理和基本分析方法。和基本分析方法。介绍和分析介绍和分析无线通信系统无线通信系统中中发送设备发送设备和和接收接收设备设备的的回路、高频小信号放大器、高频功率回路、高频小信号放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、混频器以及调制、放大器、正弦波振荡器、混频器以及调制、解调、干扰和噪声、整机电路解调、干扰和噪声、整机电路等。等。课程内容及要求课程内容及要求Chapter 1 通信系统导论通信系统导论1.1 通信系统的组成通信系统的组成1.2 无线通信系统中的信道无线通信系统中的信道1.4 数字通信系统数
2、字通信系统1.5 现代通信系统现代通信系统1.3 通信系统信号的频谱表示法通信系统信号的频谱表示法 无线电放射机方框图无线电放射机方框图1.1-4 无线电信号的接收无线电信号的接收最简洁的接收机原理框图最简洁的接收机原理框图超外差式接收机方框图超外差式接收机方框图选择性电路消息消息信号源信号源放大器放大器调制器调制器高频高频振荡器振荡器谐振放大器谐振放大器或倍频器或倍频器已调波已调波放大器放大器放射放射天线天线接收接收天线天线高频高频放大器放大器本地本地振荡器振荡器混频器混频器中频中频放大器放大器解调器解调器放大器放大器视频显示器视频显示器扬声器等等扬声器等等无线电放射机和接收机原理框图无线电
3、放射机和接收机原理框图选择选择电路电路数字通信的主要优点：数字通信的主要优点：(1)(1)有有较较强强的的抗抗干干扰扰实实力力，通通过过再再生生中中继继技技术术可可以以消消退退噪噪声声的的积积累累，并并能能对对信信号号传传输输中中因干扰而产生的差错刚好发觉和订正。因干扰而产生的差错刚好发觉和订正。(2)(2)数数字字信信号号便便于于保保密密处处理理，易易于于实实现现保保密通信。密通信。(3)(3)数数字字信信号号便便于于计计算算机机进进行行处处理理，使使通通信系统更加通用和敏捷。信系统更加通用和敏捷。(4)(4)数数字字电电路路易易于于大大规规模模集集成成，便便于于设设备备的微型化的微型化缺点
4、：缺点：数字信号占据频带较宽，频带利用率低。数字信号占据频带较宽，频带利用率低。1.5 1.5 现代通信系统现代通信系统 7070年年头头以以前前，通通信信系系统统主主要要是是模模拟拟体体制制，接接收收机机如如前前介介绍绍的的超超外外差差接接收收机机，70807080年年头头无无线线电电通通信信实实现现了了模模拟拟 数数字字的的大大转转变变，从从系系统统限限制制（选选台台调调谐谐、音音量量限限制制，均均衡衡限限制制等等）到到信信源源编编码码、信信道道编编码码，以以及及硬硬件件实实现现技技术术都都无无一一例例外外地地实实现现了了数数字字化化。现现代代超超外外差差接接收收机机可可用用下下图图来来表
5、表示示，它是一个模拟与数字的混合系统。它是一个模拟与数字的混合系统。1.5.1 1.5.1 模拟与数字的混合系统模拟与数字的混合系统2.2 2.2 非线性电路分析基础非线性电路分析基础Chapter 2 通信电子线路分析基础通信电子线路分析基础2.1 2.1 选频网络选频网络2.1 选频网络选频网络2.1.1 2.1.1 串联谐振回路串联谐振回路2.1.2 2.1.2 并联谐振回路并联谐振回路2.1.3 2.1.3 串、并联阻抗等效互换与串、并联阻抗等效互换与 回路抽头时的阻抗变换回路抽头时的阻抗变换2.1.4 2.1.4 耦合回路耦合回路2.1.5 2.1.5 选择性滤波器选择性滤波器串联谐
6、振回路并联谐振回路阻抗或导纳谐振频率品质因数Q通频带B相频特性曲线 失谐时阻抗特性0，x0回路呈感性0，xp，B0回路呈容性p，B R 例题例题1:如图，设给定串联谐振回路的如图，设给定串联谐振回路的f0=1MHz，Q0=50，若输出电流超前信号源电，若输出电流超前信号源电 压相位压相位45，试求：，试求：1)此时信号源频率此时信号源频率f是多少？输出电流相对于谐振时衰减了多少分贝？是多少？输出电流相对于谐振时衰减了多少分贝？2)现要在回路中的再串联一个元件，使回路处于谐振状态，应当加入何种元现要在回路中的再串联一个元件，使回路处于谐振状态，应当加入何种元 件，并定性分析元件参数的求法。件，并
7、定性分析元件参数的求法。本题主要考查的是串联谐振回路基本参数与特性，及其在失谐本题主要考查的是串联谐振回路基本参数与特性，及其在失谐情况下的特性。情况下的特性。该该题题应应该该从从“输输出出电电流流超超前前信信号号源源电电压压45”入入手手，针针对对失失谐谐时时的的回回路路阻阻抗抗，具具体体分分析析输输出出电电压压与与信信号号源源的的角角度度关关系系。同同时时，由由于于题题目目给给出出的的是是谐谐振振时时的的条条件件，解解题题时时应应将将失失谐谐的的情情形形与与谐谐振振时时相相参参照照，以以便便充充分分利用已知条件求解。利用已知条件求解。分析：分析：因而，因而，从而可得：从而可得：1）串联谐振
8、回路中，输出电流为：）串联谐振回路中，输出电流为：因此有，因此有，则，则，解：解：由通频带的定义可知由通频带的定义可知当回路处于谐振状态时，当回路处于谐振状态时，由已知条件由已知条件 f0=1MHz，Q=50，得，得 L1/C,故故 0,即即ff0，又由已知条件知回路失谐状态时，输出电流超前信号源电压相位又由已知条件知回路失谐状态时，输出电流超前信号源电压相位45 所以所以正好是定义通频带正好是定义通频带B的的即信号源频率处于回路通频带边缘，即信号源频率处于回路通频带边缘，2）由上一问可知）由上一问可知 0，回路呈现容性，依据题设，为使回路达到谐，回路呈现容性，依据题设，为使回路达到谐振状态，
9、只须回路中增加一个电感元件即可。振状态，只须回路中增加一个电感元件即可。依据谐振条件，假设加入的电感为依据谐振条件，假设加入的电感为L，则有，则有，因为，因为，依据分贝定义，依据分贝定义，即输出电流相当于谐振时衰减了即输出电流相当于谐振时衰减了3dB。例例题题2 2：有一并联谐振回路如图，并联回路的无载：有一并联谐振回路如图，并联回路的无载Q Q值值 Q Qp p=80=80，谐振电阻，谐振电阻 R Rp p=25k=25k，谐振频率，谐振频率f fo o=30MHz=30MHz，信号源电流幅度信号源电流幅度 I Is s=0.1mA=0.1mA(1)(1)若信号源内阻若信号源内阻R Rs s
10、=10k=10k，当负载电阻，当负载电阻R RL L不接时，不接时，问通频带问通频带B B和谐振时输出电压幅度和谐振时输出电压幅度V Vo o是多少？是多少？(2)(2)若若R Rs s=6k=6k，R RL L=2k=2k，求此时的通频带，求此时的通频带B B和和V Vo o 是多少？是多少？解解：(1)Rs=10k，而(2)故并联电阻愈小，即故并联电阻愈小，即Q QL L越低，通带愈宽。越低，通带愈宽。例题：有一双电感困难并联回路如图所示，巳知例题：有一双电感困难并联回路如图所示，巳知L1+L2=500 L1+L2=500 ，C=500PFC=500PF，为了使电源中的二次谐振能被回路滤除
11、，应如何安排，为了使电源中的二次谐振能被回路滤除，应如何安排L1L1和和L2L2？CR2L1L2R1uHuH2.1.3 2.1.3 串、并联阻抗等效互换与抽头变换串、并联阻抗等效互换与抽头变换1.1.串并联阻抗的等效互换串并联阻抗的等效互换 所谓等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的所谓等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的电路形式如何，从端口看过去其阻抗或者导纳是相等的。电路形式如何，从端口看过去其阻抗或者导纳是相等的。故：故：由于串联电路的有载品质因数由于串联电路的有载品质因数与并联电路的有载品质因数相等与并联电路的有载品质因数相等所以等效互换的变换关系为：所以等效互换的变换关
12、系为：当品质因数很高（大于当品质因数很高（大于1010或者更大）时则有或者更大）时则有2.回路抽头时阻抗的变更（折合）关系回路抽头时阻抗的变更（折合）关系 接入系数：接入系数：接入系数接入系数P P 即为抽头点电压与端电压的比即为抽头点电压与端电压的比减小信号源内阻和负载对减小信号源内阻和负载对回路的影响。回路的影响。抽头的目的：抽头的目的：低抽头向高抽头转换时，等效阻抗提高低抽头向高抽头转换时，等效阻抗提高 倍，电流源减小倍，电流源减小P P倍。倍。2.1.4 耦合回路耦合回路1 1、概述、概述单振荡回路缺点：单振荡回路缺点：1 1、选频特性不够志向、选频特性不够志向2 2、阻抗变换不敏捷、
13、不便利、阻抗变换不敏捷、不便利电感耦合回路电感耦合回路电容耦合回路电容耦合回路 （3）全谐振：）全谐振：调整初级回路的电抗及次级回路的电抗，使两个回路都单独的达到与信号源频率谐振，即调整初级回路的电抗及次级回路的电抗，使两个回路都单独的达到与信号源频率谐振，即x11=0，x22=0，这时称耦合回路达到全谐振。，这时称耦合回路达到全谐振。在全谐振条件下，两个回路的阻抗均呈电阻性。在全谐振条件下，两个回路的阻抗均呈电阻性。z11=R11，z22=R22，但，但R11 Rf1，Rf2 R22。次级电流达到可能达到的最大值次级电流达到可能达到的最大值 假如变更假如变更MM，使，使R11=Rf1R11=
14、Rf1，R22=Rf2R22=Rf2，满足匹配条件，则称为最佳全谐振。，满足匹配条件，则称为最佳全谐振。此时，此时，此时互感和耦合系数分别为：此时互感和耦合系数分别为：2.1.5 选择性滤波器选择性滤波器一、一、LC集中选择性滤波器：集中选择性滤波器：1.1.LC集集中中选选择择性性滤滤波波器器可可分分为为低低通通、高高通通、带带通通和和带带阻阻等等形形式式。带带通通滤滤波波器器在在某某一一指指定定的的频频率率范范围围f1 f2之之中中，信信号号能能够通过，而在此范围之外，信号不能通过。够通过，而在此范围之外，信号不能通过。二、石英晶体滤波器二、石英晶体滤波器 为了扩大感性区加宽滤波器的通带宽
15、度，通常可串联为了扩大感性区加宽滤波器的通带宽度，通常可串联一电感或并联一电感来实现。一电感或并联一电感来实现。可以证明串联一电感可以证明串联一电感L Ls s则减小则减小 q q，并联一电感，并联一电感Ls则加则加大大 p，两种方法均扩大了石英晶体的感性电抗范围。，两种方法均扩大了石英晶体的感性电抗范围。2.2.2 2.2.2 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法 非线性电路不具有叠加性与匀整性。非线性电路不具有叠加性与匀整性。在分析非线性电路时，常常用到幂级数分析法、指数函数分在分析非线性电路时，常常用到幂级数分析法、指数函数分析法、折线分析法、时变参量分析法、开关函数分析法等。析法、
16、折线分析法、时变参量分析法、开关函数分析法等。幂级数分析法幂级数分析法折线分析法折线分析法时变参量分析法时变参量分析法开关函数分析法开关函数分析法Chapter3 高频小信号放大器高频小信号放大器3.1概述概述3.2晶体管高频小信号等效电路与参数晶体管高频小信号等效电路与参数3.3单调谐回路谐振放大器单调谐回路谐振放大器3.4谐振放大器的稳定性谐振放大器的稳定性3.5调谐放大器的常用电路与集成电路调谐放大器的常用电路与集成电路 谐振放大器谐振放大器 放大高频小信号放大高频小信号(中心频率在几百中心频率在几百kHz到几百到几百MHz，频谱宽度在频谱宽度在 几几kHz到几十到几十MHz的范围内的范
17、围内)的放大器。的放大器。几十几十VV几几mVmV1V1V左右左右1.高频小信号放大器的特点：高频小信号放大器的特点：信号较小故工作在线性范围内信号较小故工作在线性范围内(甲类放大器甲类放大器)1)增益：增益：（放大系数）（放大系数）电压增益：功率增益：3、高频小信号放大器的质量指标、高频小信号放大器的质量指标2)通通频带：放放大大器器的的电压增增益益下下降降到到最最大大值的的0.707倍倍时，所所对应的的频率率范范围称称为放放大大器的通器的通频带，用，用B=2 f 0.7表示。表示。2 f 0.7也称也称为3分分贝带宽。增益和稳定性是一对冲突增益和稳定性是一对冲突通频带和选择性是一对冲突通频
18、带和选择性是一对冲突单调谐回路放大器单调谐回路放大器谐振谐振电压增益电压增益()oeiefeggy12maxPo4A=此时：功率匹配条件：带宽增益乘积为一常数带宽增益乘积为一常数3-1 3-1 设工作频率设工作频率f f=30MHz=30MHz，晶体管的正向传输导纳，晶体管的正向传输导纳 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，回路电感，回路电感L L=1.4=1.4 H H，接入系数接入系数P P1 1=1=1，P P2 2=
19、0.3=0.3空载品质因数空载品质因数Q Q0 0=100=100（假设（假设y yrere=0=0）求：求：1.1.单级放大器谐振时的电压增益单级放大器谐振时的电压增益 2.2.通频带通频带2 2 f f 0.70.7，3.3.谐振时回路外接电容谐振时回路外接电容C C 4.4.若若R4=10 kR4=10 k，试计算并比较在回路，试计算并比较在回路中并上中并上R4R4前后的通频带和增益。前后的通频带和增益。例例 题题分析：依据电压增益表达式分析：依据电压增益表达式 ，应先求出总电导，应先求出总电导g g 首先将图中的负载画出其等效电路如图所示，首先将图中的负载画出其等效电路如图所示，解解：
20、因为回路谐振电阻因为回路谐振电阻RP=Q0 0L=100 6.28 30 106 1.4 10-6 26k 因此回路总电导因此回路总电导 g=Gp+若下级接受相同晶体管时，即gie1=gie2=1.2ms则=0.038410-3+0.410-3+(0.3)21.210-3=0.5510-3S 回路总电容为回路总电容为 故外加电容故外加电容C应为应为 通频带为通频带为 电压增益为电压增益为 若若R4=10kR4=10k，则，则 因此并上电阻因此并上电阻R4R4后增益降低，带宽加宽。后增益降低，带宽加宽。故故 而而 则则 4、多级单调谐回路谐振放大器、多级单调谐回路谐振放大器 假如多级放大器是由完
21、全相同的单级放大器组成，则 Am=3.4.13.4.1自激产生的缘由自激产生的缘由失配法失配法 使使G GL L或或g gs s的数值增大，因而使输入或输出回路与的数值增大，因而使输入或输出回路与 晶体管失去匹配。晶体管失去匹配。（增益低）失配法：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；失配法：信号源内阻不与晶体管输入阻抗匹配；晶体管输出端负载不与晶体管的输出阻抗匹配。晶体管输出端负载不与晶体管的输出阻抗匹配。即即以牺牲电压增益来换取放大器的稳定性以牺牲电压增益来换取放大器的稳定性单向化的方法有：单向化的方法有：中和法中和法 消退消退yreyre的反馈的反馈中和法中和法:外加一个电容抵消正反馈电容的
22、作用外加一个电容抵消正反馈电容的作用.（仅一个频率）（仅一个频率）4.1概述概述4.2谐振功率放大器的工作原理谐振功率放大器的工作原理4.3晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法4.4晶体管功率放大器的高频特性晶体管功率放大器的高频特性4.5高频功率放大器的电路组成高频功率放大器的电路组成4.6 晶体管倍频器晶体管倍频器Chapter4 谐振功率放大器谐振功率放大器2、功率信号放大器运用中须要解决的两个问题：、功率信号放大器运用中须要解决的两个问题：高效率输出高效率输出高功率输出高功率输出联想对比：联想对比：谐振功率放大器与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器
23、与高频小信号谐振放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；谐振功率放大器与低频功率放大器；1、运用谐振功率放大器的目的、运用谐振功率放大器的目的放大高频大信号使放射机末级获得足够大的放射功率。放大高频大信号使放射机末级获得足够大的放射功率。5、工作状态：、工作状态：功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。(a)甲类甲类 class-A amplifier(b)乙类乙类 class-B amplifier(c)甲乙类甲乙类 class-
24、AB amplifier(d)丙类丙类 class-C amplifier临界时临界时，Po最大，放射机末级过压区，可集电极调幅欠压区，可基极调幅例4-1谐振功率放大器输出功率Po已测出，在电路参数不变时，为提高Po接受提高Vbm的方法。但效果不明显，试分析缘由，并指出为了达到Po明显提高的目的，可接受什么措施?答：说明放大器工作在过压工作状态，为了达到Po明显提高的目的可以减小Rp或增加Vcc。直流馈电电路直流馈电电路输出回路和级间耦合回路输出回路和级间耦合回路集电极馈电电路集电极馈电电路基极馈电电路基极馈电电路级间耦合网络级间耦合网络输出匹配网络输出匹配网络优点：在并馈电路中，信号回路两端
25、均处于直流地电位，优点：在并馈电路中，信号回路两端均处于直流地电位，即零电位。对高频而言，回路的一端又干脆接地，因此回即零电位。对高频而言，回路的一端又干脆接地，因此回路安装比较便利，调谐电容路安装比较便利，调谐电容C上无高压，平安牢靠；上无高压，平安牢靠；缺点缺点:在并馈电路中，在并馈电路中，LC处于高频高电位上，它对地的分布处于高频高电位上，它对地的分布电容较大，将会干脆影响回路谐振频率的稳定性；电容较大，将会干脆影响回路谐振频率的稳定性；串联电路的特点正好与并馈电路相反。串联电路的特点正好与并馈电路相反。1.集电极馈电电路集电极馈电电路在功放级输出功率大于在功放级输出功率大于1W时，基极
26、偏置常接受自给偏时，基极偏置常接受自给偏置方法。自偏置方法具有在输入信号幅度变更时自动稳定输置方法。自偏置方法具有在输入信号幅度变更时自动稳定输出电压的作用。出电压的作用。基极扩散电阻当激励加大时，当激励加大时，I IE0E0(I IB0B0)增大，使偏压加大，因而又使增大，使偏压加大，因而又使I IE0E0的相对增加量减小；的相对增加量减小；反之，当激励减小时，反之，当激励减小时，I IE0E0减小，偏压也减小，因而减小，偏压也减小，因而I IE0E0的相对减小量也减小。的相对减小量也减小。2.基极馈电电路基极馈电电路1.级间耦合网络级间耦合网络输出回路和级间耦合回路输出回路和级间耦合回路2
27、)降低级间耦合回路的效率，这样下级输入阻抗的变更相对于降低级间耦合回路的效率，这样下级输入阻抗的变更相对于回路本身的损耗而言就不显得重要了。回路本身的损耗而言就不显得重要了。1)使中间级放大器工作于过压状态，使它近似为一个恒压源。其使中间级放大器工作于过压状态，使它近似为一个恒压源。其输出电压几乎不随负载变更。输出电压几乎不随负载变更。2.输出匹配网络输出匹配网络使负载阻抗与放大器所须要的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负载使负载阻抗与放大器所须要的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负载的功率最大。的功率最大。抑制工作频率范围以外的频率，即它应有良好的抑制工作频率范围以外的频率，即它应有良好
28、的滤波滤波作用。作用。有效地传送功率到负载，但同时又应尽可能地使这几个电子器件彼此有效地传送功率到负载，但同时又应尽可能地使这几个电子器件彼此隔隔离离，互不影响。，互不影响。)复合输出回路复合输出回路MPA在微欠压时获得最大输出功率 例例4-4 4-4 某功率放大器如图所示，设中介回路与负载某功率放大器如图所示，设中介回路与负载回路均以调谐好，放大器处于临界工作状态。回路均以调谐好，放大器处于临界工作状态。1.1.当当不变时，不变时，增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？后，为了维护放大器仍工作于临界状态后，为了维护放大器仍工作于临界状态仍不变），仍不
29、变），应如何变化？为什么？应如何变化？为什么？2.在增大在增大（此时（此时3.3.若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率，电压利用系数，电压利用系数，中介回路，中介回路，求出集电极输出功率，求出集电极输出功率与天线功率与天线功率。分析分析本例是一综合应用题，将复合输出回路的调整与各级电压变更本例是一综合应用题，将复合输出回路的调整与各级电压变更对谐振功率放大器工作状态的变更联系起来，同时依据已知参量对谐振功率放大器工作状态的变更联系起来，同时依据已知参量利用转移特性方程可求出相应的功率参数。利用转移特性方
30、程可求出相应的功率参数。不变时，不变时，增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？增大时放大器的工作状态如何变化？为什么？1.1.当当解解 :根据复合输出回路中等效负载电阻与根据复合输出回路中等效负载电阻与 的关系式的关系式可知当可知当增大时反射电阻增大时反射电阻增大，中介回路的等效负载电阻增大，中介回路的等效负载电阻根据负载特性可知当根据负载特性可知当减小时其工作状态由临界进入欠压工作状态。减小时其工作状态由临界进入欠压工作状态。减小，减小，后，为了维护放大器仍工作于临界状态后，为了维护放大器仍工作于临界状态仍不变），仍不变），应如何变化？为什么？应如何变化？为什么？2.在增大在增大（此时（此
31、时当增大当增大 后，为了维持放大器仍工作于临界状态，同时后，为了维持放大器仍工作于临界状态，同时又不能变，此时只能增加又不能变，此时只能增加。因为当。因为当增大时输入到管子的电压增大时输入到管子的电压也增加，当也增加，当增加时功效管的工作状态由欠压进入临界。增加时功效管的工作状态由欠压进入临界。解解 :3.3.若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率若电路均已调谐好，工作在临界工作状态，已知晶体管的转移特性的斜率，电压利用系数，电压利用系数，中介回路，中介回路，求出集电极输出功率，求出集电极输出功率与天线功率与天线功率。已知已知，所以，所以联立解式联立解式、可知可知天线
32、功率天线功率依据转移特性，有依据转移特性，有故故 负载回路中的吸取电路(1)提高回路的品质因数提高回路的品质因数Qo。(2)在输出回路旁并接吸取回路。在输出回路旁并接吸取回路。(3)接受选择性好的带通滤波器作负载。接受选择性好的带通滤波器作负载。(4)用推挽倍频电路。用推挽倍频电路。怎样提高输出回路的滤波作用呢？怎样提高输出回路的滤波作用呢？晶体管倍频器与晶体管倍频器与谐振谐振功放的线路基本相同，功放的线路基本相同，唯一不同之处唯一不同之处是是它的集电极回路对输入信号的某次谐波频率它的集电极回路对输入信号的某次谐波频率nfnf调谐。调谐。5.1 5.1 概述概述概述概述5.2 5.2 反馈型振
33、荡器基本工作原理反馈型振荡器基本工作原理反馈型振荡器基本工作原理反馈型振荡器基本工作原理5.3 5.3 反馈型反馈型反馈型反馈型LCLC振荡器线路振荡器线路振荡器线路振荡器线路5.4 5.4 振荡器的频率稳定问题振荡器的频率稳定问题振荡器的频率稳定问题振荡器的频率稳定问题5.5 5.5 石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体振荡器5.6 5.6 其他形式的振荡器其他形式的振荡器其他形式的振荡器其他形式的振荡器Chapter 5 正弦波振荡器正弦波振荡器起振条件：起振条件：振幅稳定：振幅稳定：平衡条件：平衡条件：靠有源器件工作在非线性区来完成靠有源器件工作在非线性区来完成相位稳定：相
34、位稳定：靠并联谐振回路来完成。靠并联谐振回路来完成。平衡稳定条件：平衡稳定条件：(a)(a)共发电感反馈三端式振荡器电路共发电感反馈三端式振荡器电路(b)等效电路等效电路电感反馈三端式振荡器电感反馈三端式振荡器(哈特莱电路哈特莱电路)优点：优点：1）L1、L2之间有互感，反馈较强，简洁起振；之间有互感，反馈较强，简洁起振；2）振荡频率调整便利，只要调整电容）振荡频率调整便利，只要调整电容C的大小即可。的大小即可。3）C的变更基本上不影响电路的反馈系数。的变更基本上不影响电路的反馈系数。1）振荡波形不好，因为反馈电压是在电感上获得，而电感振荡波形不好，因为反馈电压是在电感上获得，而电感对高次谐波
35、呈高阻抗，因此对高次谐波的反馈较强，使对高次谐波呈高阻抗，因此对高次谐波的反馈较强，使波形失真大；波形失真大；2）电感反馈三端电路的振荡频率不能做得太高，这是因为电感反馈三端电路的振荡频率不能做得太高，这是因为频率太高，频率太高，L L太小且分布参数的影响太大。太小且分布参数的影响太大。缺点：缺点：电容反馈三端振荡器电容反馈三端振荡器(考毕兹电路考毕兹电路)1）电容反馈三端电路的优点是振荡波形好。）电容反馈三端电路的优点是振荡波形好。2）电路的频率稳定度较高，适当加大回路的电容量，就可以减小不稳）电路的频率稳定度较高，适当加大回路的电容量，就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响。定因素对振荡频率
36、的影响。3）电容三端电路的工作频率可以做得较高，可干脆利用振荡管的输出、）电容三端电路的工作频率可以做得较高，可干脆利用振荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。它的工作频率可做到几十输入电容作为回路的振荡电容。它的工作频率可做到几十MHz到几到几百百MHz的甚高频波段范围。的甚高频波段范围。调调C1或或C2来变更振荡频率时，反馈系数也将变更。但只要在来变更振荡频率时，反馈系数也将变更。但只要在L两两端并上一个可变电容器，并令端并上一个可变电容器，并令C1与与C2为固定电容，则在调整频率时，为固定电容，则在调整频率时，基本上不会影响反馈系数。基本上不会影响反馈系数。优点：优点：缺点：缺点：串联
37、型改进电容三端式振荡器串联型改进电容三端式振荡器(克拉泼电路克拉泼电路)PceC3/C1PbeC3/C2C3C1，C30,AF=1,F=1/A0,所以所以 F=F=x xbebe/x xcece0,0,x xebeb与与x xcece性质相同性质相同4X Xebeb与与X Xcece同性质，它们与同性质，它们与X Xcbcb相异相异；结论结论:xcexce和和xbexbe、xcbxcb不确定是单一电抗元件，而是可以由不同符号的电抗元件组成。不确定是单一电抗元件，而是可以由不同符号的电抗元件组成。在频率确定时，可以等效为一个电感或电容。在频率确定时，可以等效为一个电感或电容。例例5-1 5-1
38、振振荡荡电电路路如如图图(a)(a)所所示示，试试画画出出沟沟通通等等效效电电路路，并并推推断断电路在什么条件下起振，属于什么形式的振荡电路？电路在什么条件下起振，属于什么形式的振荡电路？2)2)依依据据沟沟通通等等效效电电路路可可知知，因因为为xebxeb为为容容性性电电抗抗，为为了了满满足足三三端端电电路路相相位位平平衡衡推推断断准准则则，xcexce也也必必需需呈呈容容性性。同同理理，xcbxcb应应当呈感性。当呈感性。(b)b)(a)a)解解 1)1)依据画沟通等效电路原则，将全部偏置视为开路，将耦依据画沟通等效电路原则，将全部偏置视为开路，将耦合电容、沟通旁路电容视为短路，则该电路的
39、沟通等效电路如合电容、沟通旁路电容视为短路，则该电路的沟通等效电路如图图(b)(b)所示。所示。1.1.减小外因变更，根除减小外因变更，根除“病因病因”1)1)减小温度的变更：减小温度的变更：2)2)可将振荡器放在恒温槽内；可将振荡器放在恒温槽内；3)3)振荡器远离热源，振荡器远离热源，4)4)接受正、负温度系数不同的接受正、负温度系数不同的L L、C C，抵消，抵消L L、C C。2)2)减小电源的变更：减小电源的变更：接受二次稳压电源供电；接受二次稳压电源供电；3)3)振荡器实行单独供电。振荡器实行单独供电。3)3)减小湿度和大气压力的影响：减小湿度和大气压力的影响：通常将振荡器密封起来。
40、通常将振荡器密封起来。4)4)减小磁场感应对频率的影响：减小磁场感应对频率的影响：对振荡器进行屏蔽。对振荡器进行屏蔽。振荡器稳定频率的方法振荡器稳定频率的方法5)5)消退机械振动的影响消退机械振动的影响;通常可加橡皮垫圈作减振器。通常可加橡皮垫圈作减振器。6)6)减小负载的影响减小负载的影响:7)7)在振荡器和下级电路之间加缓冲器，提高回路在振荡器和下级电路之间加缓冲器，提高回路Q Q值；值；8)8)本级接受低阻抗输出本级接受低阻抗输出;9)9)本级输出与下一级实行松耦合；本级输出与下一级实行松耦合；10)10)实行克拉泼或西勒电路，减弱晶体管与振荡回路之实行克拉泼或西勒电路，减弱晶体管与振荡
41、回路之 间耦合，提高回路标准性。间耦合，提高回路标准性。2.2.接受石英晶体接受石英晶体 3.3.用射级跟随器进行隔离用射级跟随器进行隔离 1)画出振荡器的高频等效电路，并指出电路的振荡形式；画出振荡器的高频等效电路，并指出电路的振荡形式；2)若把晶体换为若把晶体换为1MHz，该电路能否起振，为什么？，该电路能否起振，为什么？3)求振荡器的振荡频率；求振荡器的振荡频率；4)指出该电路接受的稳频措施。指出该电路接受的稳频措施。例例5-4已知石英晶体振荡电路如图所示，试求：已知石英晶体振荡电路如图所示，试求：Chapter 6 调幅、检波与混频调幅、检波与混频-频谱搬移电路频谱搬移电路6.16.1
42、频谱搬移电路的特性频谱搬移电路的特性频谱搬移电路的特性频谱搬移电路的特性6.26.2振幅调制原理振幅调制原理振幅调制原理振幅调制原理6.36.3振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路6.46.4振幅解调（检波）原理与电路振幅解调（检波）原理与电路振幅解调（检波）原理与电路振幅解调（检波）原理与电路6.56.5混频器原理与电路混频器原理与电路混频器原理与电路混频器原理与电路通信电子线路通信电子线路-3(a)调幅原理调幅原理(c)检波原理检波原理(b)混频原理混频原理频谱搬移电路的特性频谱搬移电路的特性通信电子线路通信电子线路-3将要传送的信息装载到某一高频载频信
43、号上去的过程。6.26.2振幅调制原理振幅调制原理通信电子线路通信电子线路-3调制的缘由调制的缘由4切实可行的天线；切实可行的天线；4便于不同电台相同频段基带信号的同时接收便于不同电台相同频段基带信号的同时接收；4可实现的回路带宽；可实现的回路带宽；10k1000k电压电压表达式表达式一般调幅波一般调幅波载波被抑制双边带调幅波载波被抑制双边带调幅波单边带信号单边带信号波形图波形图频谱图频谱图信号信号带宽带宽表表6-1 三种振幅调制信号三种振幅调制信号通信电子线路通信电子线路-3(a)普通调幅波实现框图普通调幅波实现框图(b)抑制载波的双边带调幅波抑制载波的双边带调幅波(c)单边带调幅波实现框图
44、单边带调幅波实现框图6.3振幅调制方法与电路振幅调制方法与电路通信电子线路通信电子线路-3(1)平方律调幅平方律调幅(3)平衡调幅平衡调幅(2)开关调幅开关调幅(4)平衡开关调幅平衡开关调幅（有偏置）（有偏置）（无偏置）（无偏置）直流重量、载波重量以及载波的各次谐波重量，在平衡调制器里都被抑制掉了单边带调制单边带调制此外，乘法器实现此外，乘法器实现DSB。高电平调幅（高电平调幅（+功放）：基极调幅（欠压）、集电极调幅（过压）功放）：基极调幅（欠压）、集电极调幅（过压）6.4振幅解调振幅解调(检波检波)包络检波包络检波通信电子线路通信电子线路-3C+vWRL+充电放电iDvi -电流通角电流通角
45、R-检波器负载电阻检波器负载电阻Rd-检波器二极管内阻检波器二极管内阻等效输入电阻惰性失真；惰性失真；负峰切割失真；负峰切割失真；非线性失真；非线性失真；频率失真。频率失真。工程上工程上 maxRC1.5 6.4振幅解调振幅解调(检波检波)同步检波同步检波通信电子线路通信电子线路-3除本地振荡与输入信号载波的角频率必需相等外，希望二者的除本地振荡与输入信号载波的角频率必需相等外，希望二者的相位也相同。此时，乘积检波称为相位也相同。此时，乘积检波称为“同步检波同步检波”。产生本地振荡信号的方法：产生本地振荡信号的方法：（1 1）由发送端发出导频信号，限制本地振荡器，使本地振荡器）由发送端发出导频
46、信号，限制本地振荡器，使本地振荡器的频率和相位与发送端一样。的频率和相位与发送端一样。（2 2）对于双边带调制来说，可以从双边带调制信号中提取所需）对于双边带调制来说，可以从双边带调制信号中提取所需的同频同相的载波信号作本地振荡信号。的同频同相的载波信号作本地振荡信号。对于单边带调制信号来说，无法干脆从单边带信号中提取载对于单边带调制信号来说，无法干脆从单边带信号中提取载波信号。波信号。只有用方法只有用方法(1)(1)（3 3）接受锁相方法从抑制载波的信号中提取载波。）接受锁相方法从抑制载波的信号中提取载波。6.5混频器原理与电路混频器原理与电路干扰干扰通信电子线路通信电子线路-31.有用信号
47、谐波和本振信号谐波产生的干扰有用信号谐波和本振信号谐波产生的干扰-组合频率干扰组合频率干扰(干扰哨声干扰哨声)p p，q q为任意正整数，分别代表本振频率和为任意正整数，分别代表本振频率和信号频率的谐波次数。信号频率的谐波次数。即当即当时会产生干扰哨叫。时会产生干扰哨叫。减小这种干扰的措施减小这种干扰的措施:1.1.输入信号输入信号v vs,s,本振电压本振电压v vo o都不易过大。都不易过大。2.2.适当选择晶体管的静态工作点，使混频器既能产生适当选择晶体管的静态工作点，使混频器既能产生 有用频率变换，而又不致产生无用的组合频率干扰。有用频率变换，而又不致产生无用的组合频率干扰。3.3.选
48、择合适的中频，将接收机的中频选在接收机频段外选择合适的中频，将接收机的中频选在接收机频段外 例如，设加给混频器输入端的有用信号频率例如，设加给混频器输入端的有用信号频率fs=931kHzfs=931kHz，本振频，本振频率率fo=1396kHzfo=1396kHz。经过混频器的频率变换产生出众多组合频率重。经过混频器的频率变换产生出众多组合频率重量，其中的量，其中的fi=fo-fs=465kHzfi=fo-fs=465kHz是有用的中频信号。而其它重量是是有用的中频信号。而其它重量是无用或有害的。无用或有害的。如当如当q=2q=2，p=-1p=-1时时，f f i=2fs fo=2i=2fs
49、fo=2 931-1396=466kHz=fi+F931-1396=466kHz=fi+F(此此处处F=1kHz)F=1kHz)。若中。若中频频放大器的通放大器的通频带频带2 2f0.7=4kHzf0.7=4kHz，则频则频率率f f i=466kHzi=466kHz的重量落在中放通的重量落在中放通带带内，与内，与465KHz465KHz的中的中频频信号一起信号一起被中被中频频放大并加放大并加给检给检波器。因波器。因为检为检波器由非波器由非线线性元器件性元器件组组成，成，也有也有频频率率变换变换作用，作用，则则会会产产生生f f i fi=466-465=1kHzi fi=466-465=1k
50、Hz的差拍的差拍信号送到接收机信号送到接收机终终端，形成被人耳听到的哨叫。端，形成被人耳听到的哨叫。通信电子线路通信电子线路-32、外来干扰信号和本振产生的干扰、外来干扰信号和本振产生的干扰(1)组合副波道干扰组合副波道干扰 假如混频器之前的输入回路和高频放大器的选择性不够好，除了要接收的有用信号外，干扰信号也会进入混频器。会产生组合副波道干扰。会产生组合副波道干扰。时，时，通信电子线路通信电子线路-3 在组合副波道干扰中，某些特定频率形成的干扰称为副波在组合副波道干扰中，某些特定频率形成的干扰称为副波道干扰。这种干扰主要有中频干扰和镜像干扰。道干扰。这种干扰主要有中频干扰和镜像干扰。1)中频