射频复习课件

1、复习第一章第一章一、一、LC谐振回路谐振回路1.并联谐振回路并联谐振回路(1)谐振阻抗谐振阻抗 特性阻抗特性阻抗(2) 品质因数品质因数QLjCjGY1)(LCfoo12CL001GY)(0RLRGCQ00(3)电流特性电流特性(4)归一化选频特性归一化选频特性 Q高，选择性好高，选择性好(5)通频带通频带 Q高，通频带窄高，通频带窄SCLQIII200)2(11)()(QVVSQffBWdB0322.串联谐振回路串联谐振回路(1) 谐振阻抗谐振阻抗 特性阻抗特性阻抗(2) 品质因数品质因数Q(3)电压特性电压特性rZ)(0CrrLQ001SCLQVVV3.串并转换串并转换4.实际实际 固有品

2、质因数固有品质因数 )1 ()(1 (2222QrrxrrxrRsssssssP)11 ()(1 (2222QxxrxxxrXsssssssPPPssXRrxQ20020211111QLCrLCrCLp等效等效理想理想 实际实际 有损耗有损耗PL 时时sRLR ,LSQRXQRXSPL匹配网络支路的匹配网络支路的 Q 值可以表示为值可以表示为1)()(小值大值RRQ当 1无源有耗网络无源有耗网络:F=LePNkT BG内000/1/()iiieooPiPeP NP kT BTFPNG P G k TT BT 0) 1(TFTe四、四、多级线性网络级联多级线性网络级联231112eeeePPPT

3、TTTGG G32111211PPPFFFFGG G2. 2. 增大第一级的增益增大第一级的增益可以减少后级对系统噪声系数的影响可以减少后级对系统噪声系数的影响1. 1. 系统前级、特别是第一级的噪声系数系统前级、特别是第一级的噪声系数对系统影响最大对系统影响最大结论：结论：第三章第三章 调制与解调调制与解调一、模拟调制一、模拟调制1.幅度调制幅度调制1)普通调幅普通调幅AM时域时域cmmaaVVkm称为调幅系数称为调幅系数 ( )( )cos(1cos)coscmccmacv tVttVmtttVmtVmtVtvccmaccmaccm)cos(21)cos(21cos)(1am 上、下包络均

4、反映调制信号变化上、下包络均反映调制信号变化1am 1am 频域调制前调制前调制后调制后BW=2(2 )F功率功率功率功率222)cos1 (21)(21tmVtVPacmcm最大功率值最大功率值22)1 (21acmMAXmVP最小功率值最小功率值22)1 (21acmMINmVP在调制信号一周内的平均功率值在调制信号一周内的平均功率值)211 (21)cos1 (2121222220acmacmmVtdtmVP载频功率载频功率221cmcVP 两个旁频功率两个旁频功率cacmaPmVmP2221)21(2122)2)抑制载波的双边带调幅抑制载波的双边带调幅DSBSCDSBSCBW = 2F

5、结论：结论：DSB 节省了节省了功率，功率，但没有但没有节省频带节省频带tVAVtVAVttVAVtvccmmccmmccmm)cos(21)cos(21coscos)( 上下包络均上下包络均不同于不同于调制信号的变化形状调制信号的变化形状3)3)单边带调幅单边带调幅SSBSCSSBSC调制前调制前调制后调制后带宽带宽maxBWF比比DSB缩小一半缩小一半tVAVtvccmm)cos(21)(上边带信号上边带信号c 不反映调制信号不反映调制信号2.2.调频调频(1)(1)频率与相位关系频率与相位关系(2)(2)时域时域dttt)()(dttdt)()()sincos()(tmtVtvfccm调

6、频波调频波调相波调相波mfmm )coscos()(cos)(tVktVtVtvmpccmcm调相指数调相指数pmpmmk V 调幅指数调幅指数(3)(3)带宽带宽有效频谱带宽有效频谱带宽(4)(4)功率功率)(2) 1(2FfFmBWmfCR22cmVP 二、数字调制二、数字调制1.1.比特时间间隔比特时间间隔T Tb b，符号间隔，符号间隔T Ts s二进制：二进制：T Ts s=T=Tb b 四进制：四进制：T Ts s=2T=2Tb b 2.2.基函数基函数调制信号调制信号数字基带信号数字基带信号0、1载波载波正弦信号正弦信号比特 24log2比特 12log2TtttttxNN0 )

7、()()()(22113.3.星座图星座图0或或 AASK信号信号ttxcASKcos)(FSK信号信号判决边界判决边界AC/21122( )( )( )FSKxttt), 0(),(21A)0 ,(A或QPSK信号信号星座图星座图tAbtAbtxccmccmQPSKsincos)(1 （0tT ）其中其中 和和 为为+1或或 1，分别代表数据，分别代表数据“1”和和“0” mb1mb第四章第四章 发送发送接收机结构接收机结构 一、接收机（超外差）一、接收机（超外差）射频段选择频带射频段选择频带降为中频、选择信道降为中频、选择信道IF二次变频方案二次变频方案中频选择原则中频选择原则IIII中频

8、采用中频采用低低中频值，利于提取有用信道中频值，利于提取有用信道 抑制邻道干扰抑制邻道干扰I I 中频采用中频采用高高中频值，以提高镜象频率抗拒比中频值，以提高镜象频率抗拒比三个滤波器的三个滤波器的功能、中心频率与带宽功能、中心频率与带宽射频滤波器射频滤波器I I 中频中频 滤波器滤波器II II 中频中频 滤波器滤波器总增益总增益 低噪放增益低噪放增益 I I中频中频 增益增益 IIII中频中频 增益增益（主要增益级）（主要增益级）二、寄生通道干扰二、寄生通道干扰1.1.输入端没有其它干扰信号输入端没有其它干扰信号啸叫声：啸叫声：2.2.输入端伴有干扰信号输入端伴有干扰信号镜像干扰镜像干扰L

9、ORFIFpqF 当当 小于中频带宽时，通过滤波器输出小于中频带宽时，通过滤波器输出 F第五章第五章 低噪声放大器低噪声放大器1GHZ CMOS 低噪声放大器低噪声放大器 1. 2.调节匹配方法调节匹配方法电感电感 和和 组成组成匹配匹配网络网络 1L2LLC回路回路选频选频: 电感电感 ( ) 和和CO3L4L调节调节 M1和和M2 的的偏置电压偏置电压VG 改变改变 M1 M2 的的跨导跨导 gm ，使使 = ，完成与源阻抗匹配完成与源阻抗匹配 。mg1SR3.3.总增益总增益= =单管增益单管增益4.4.带宽带宽(1)(1)两回路两回路Q Q值相同时值相同时(2)(2)两回路两回路Q Q

10、相差很大时，取决于高相差很大时，取决于高Q Q回路回路12211 BWBW总第六章第六章 混频器混频器一、概述一、概述1.作用及本质作用及本质发射机发射机上上混频器混频器将已调制中频信号搬移到射频将已调制中频信号搬移到射频接收机接收机下下混频器混频器将接收到的射频信号搬移到中频将接收到的射频信号搬移到中频 混频本质：线性频谱搬移混频本质：线性频谱搬移时域时域特性特性输出、输入输出、输入波形波形相同、载频不同相同、载频不同频域频域特性特性输出、输入输出、输入频谱结构、频谱结构、带宽带宽相同，载频不同相同，载频不同2.2.增益增益3.3.干扰干扰变频变频增益增益 =输出输出中频中频输入输入射频射频

11、有源有源混频器混频器增益大于增益大于1无源无源混频器混频器增益小于增益小于1（1）干扰哨声（输入无干扰）干扰哨声（输入无干扰）组合频率组合频率RFLOpfqfnpq（ 次方项次方项 ）特征：接收机音频出现哨叫特征：接收机音频出现哨叫IFfF付波道付波道中频中频(2)(2)寄生通道干扰（输入伴有寄生通道干扰（输入伴有干扰信号干扰信号） 镜像镜像频率干扰频率干扰IFLOmfffRFfLOfmf 中频干扰中频干扰IFmff直通直通不需要混频不需要混频变换能力最强变换能力最强靠得靠得最近最近的干扰（半中频干扰）的干扰（半中频干扰） 22222LORFLOmLOIFffffff二、有源混频器电路二、有源

12、混频器电路1.工作状态工作状态线性时变线性时变2.变频跨导变频跨导121mRFIFfcgVIg时变跨导基波分量的一半时变跨导基波分量的一半变频跨导的最大值变频跨导的最大值 max1fcmgg变频增益变频增益LfcRFRFLmRFIFvRgVVRgVVA/211输出中频电压输出中频电压11( )cos2IFmLRFIFvtg RVt三、无源混频器三、无源混频器1.1.二极管混频二极管混频 (1)(1)线性时变工作状态线性时变工作状态变频跨导变频跨导DRFIFfcgVIg1 为为导通时电导为导通时电导为Dg2.2.双平衡混频器双平衡混频器当当 为为正正时，二极管时，二极管D1 D2 导通导通 )(

13、tvLO当当 为为负负时，二极管时，二极管D3 D4导通导通 )(tvLO第七章第七章 振荡器振荡器一、反馈型振荡器一、反馈型振荡器1.1.组成：放大器、反馈支路（包含选频回路）组成：放大器、反馈支路（包含选频回路）2. 2. 平衡条件平衡条件注意：变压器同名端，保证正反馈注意：变压器同名端，保证正反馈振幅平衡振幅平衡条件：条件：1)()()(oscoscoscjFjAjT环路增益的模为环路增益的模为1 1 相位平衡相位平衡条件：条件： noscoscoscjFjAjT2)()()( (n=0,1,2) 3.3.起振条件起振条件4.4.稳定条件稳定条件振幅稳定条件振幅稳定条件（1 1）振幅条件

14、振幅条件1)()()(jFjAVVjTiF环路增益环路增益T = AF大于大于1 1增益增益越大越易起振越大越易起振 （2 2）相位条件相位条件0)()()(jFjAjT环路增益的环路增益的相位为相位为0 0满足满足正反馈正反馈条件条件 0平衡点iVT为使振幅稳定，振荡器的为使振幅稳定，振荡器的振荡特性曲线振荡特性曲线 在在 平衡点处必须是平衡点处必须是负斜率负斜率的，且曲线的，且曲线越陡越陡，稳定性，稳定性越好越好。iTV结论：结论：起始起始点点 自动起振自动起振1T 平衡平衡点点 且且 稳定稳定 1T 0平衡点iVT曲线曲线A曲线曲线B起始起始点点 不能起振不能起振1T 软激励软激励硬激励

15、硬激励平衡点平衡点N ： 平衡点平衡点M ： 0iTV平衡点1T 但但 不稳定不稳定1T 0平衡点iVT且且 稳定稳定结论：结论：为使为使相位稳定相位稳定，振荡器的环路增益的，振荡器的环路增益的相位频率特性相位频率特性 在平衡点处必须是在平衡点处必须是负斜率负斜率的。的。T0平衡点T并联谐振回路并联谐振回路的相频特性的相频特性 002ezQarctg相频曲线相频曲线 越陡越陡，即，即 越大，稳定性越大，稳定性越好越好TT000002(2)eTzeQarctg Q 选频回路的选频回路的 Q 值值越高越高，振荡器的，振荡器的频率稳定性越好频率稳定性越好 二、二、LCLC振荡器振荡器1.1.共基放大

16、器共基放大器 同相放大器同相放大器 共射放大器共射放大器 反相放大器反相放大器共基共基放大器放大器共射共射放大器放大器必须注意必须注意反馈电压提取，以保证正反馈反馈电压提取，以保证正反馈2.2.阻抗变换阻抗变换(1)(1)变压器（互感变压器（互感LCLC振荡器）振荡器）共基共基组态组态变压器变压器同名端同名端振荡频率振荡频率01oscLC共射共射组态组态变压器变压器同名端同名端阻抗变换阻抗变换212()iiNRRN12()NN(2)(2)部分接入（三点式振荡器）部分接入（三点式振荡器）共基组态共基组态同相同相放大器放大器回路谐振回路谐振纯电阻纯电阻振荡频率振荡频率12121oscC CLCC1

17、21()oscC LL振荡频率振荡频率电容电容 相同性质电抗相同性质电抗反馈电压与输入反馈电压与输入同相同相1C2C共基共基组态组态三点式特征三点式特征： 反馈电压取自相反馈电压取自相同电抗元件同电抗元件 阻抗变换：阻抗变换：2iRRP 1/iEmRRg与发射极相联与发射极相联的的两个电抗两个电抗元件必须元件必须同性质同性质，而，而另一个电抗另一个电抗元件为元件为异性异性。 共射共射组态组态共基共基组态组态电容三点式电容三点式 LC振荡器振荡器（考毕兹）（考毕兹）电感三点式电感三点式 LC振荡器振荡器（哈脱莱）（哈脱莱）三、压控振荡器三、压控振荡器环形压控振荡器（奇数个环形压控振荡器（奇数个C

18、MOSCMOS反相器）反相器）振荡频率振荡频率由每级反相器的由每级反相器的延迟时间延迟时间 和反相器的和反相器的级数级数 n 决定决定 doscnf2116df 环形振荡器的环形振荡器的级数尽可能少级数尽可能少。第八章第八章 锁相与频率合成技术锁相与频率合成技术一、组成1.鉴相器锁相技术是一种锁相技术是一种相位相位负负反馈反馈控制技术控制技术ivdvcvovdtdirii)(输入固有角频差输入固有角频差ttrii)()(输入相位输入相位ttroo)()(输出相位输出相位dtdoroo)(控制角频差控制角频差ttoioie)()(dtdeoie)(误差相位误差相位瞬时角频差瞬时角频差鉴相器的功能

19、：产生一个鉴相器的功能：产生一个输出电压输出电压，此电压的平均分量，此电压的平均分量 正比于两输入信号的相位差正比于两输入信号的相位差dv常用常用模拟乘法器模拟乘法器做鉴相器，其传输特性：做鉴相器，其传输特性：( )sin( )ddev tUtdU 为正弦鉴相器为正弦鉴相器最大输出电压最大输出电压，单位是，单位是伏伏 dU2.环路滤波器（环路滤波器（LFLF）环路滤波器的传递函数环路滤波器的传递函数ssCRsCsVsVsAdCF1111)()()(时间常数时间常数RC0)(FA01)(FA当当 时，时， ；当当 时，时， 低通特性低通特性简单简单RC积分滤波器积分滤波器)(1111)()()(

20、212212sssCRRsCRsVsVsAdCF时间常数时间常数 ， CR11CR22一般一般12212( )FA 01)(FA当当 时，时， ；当当 时，时， 低通特性低通特性与与简单简单RC滤波器滤波器不同，不同，趋于比例常数趋于比例常数 而不是而不是 0 0无源比例积分滤波器无源比例积分滤波器 有源比例积分滤波器有源比例积分滤波器121211)()()(ssRsCRsVsVsAdCF时间常数时间常数 和和 CR11CR2221( )FA 0( )FA 当当 时，时， ；当当 时，时， 低通特性低通特性与与无源比例积分无源比例积分滤波器相同滤波器相同，高频增益趋于常数，高频增益趋于常数3.

21、3.压控振荡器压控振荡器4.4.数学模型数学模型理想积分器理想积分器sin( )dU5.5.阶数阶数阶数阶数是环路滤波器的是环路滤波器的传递函数传递函数 的阶数的阶数加加 1 1 )(PAF如，如，RC滤波器滤波器 是是一阶一阶，则环路方程是：，则环路方程是： PPAF1111sin1eiodeAUPpVCO是理想是理想积分器积分器1 阶阶环路方程为环路方程为二阶，二阶，称为称为二阶环二阶环ivdvcvov不采用不采用环路滤波器环路滤波器的锁相环的锁相环cdvv()1FAp其环路方程为：其环路方程为：1sineiodeAUp一阶环一阶环二、跟踪特性二、跟踪特性1.1.基本状态：基本状态： 锁定

22、锁定 失锁失锁2.2.动态过程动态过程3.3.锁定锁定( )( )iooitt 捕捉捕捉：从失锁：从失锁 锁定锁定跟踪跟踪：锁定：锁定输入信号频率变化输入信号频率变化又锁定又锁定110sinsin(0)iiedoFU A AA无源无源滤波器滤波器(0)1FAeo90 有源理想有源理想积分滤波器积分滤波器(0)FA 0e4.跟踪( )( )( )( )odoFoisA A AsHsss开环传递函数开环传递函数误差传递函数误差传递函数( )eHs1( )1( )( )eeeioeodoFsHsHssA A As闭环传递函数闭环传递函数 H s ( )( )1( )( )ooodoFioeodoFH

23、sA A AsH sHssA A As当当S 0 时，时， 1；当当 S 时，时， 0 低通低通 H s H s当当S 0 时，时， 0 ；当当 S 时，时， 1 高通高通( )eHs( )eHs5.5.捕捉捕捉快捕带快捕带w wL L 捕捉带捕捉带w wP P 同步带同步带w wH H第九章第九章 调制与解调电路调制与解调电路一、平衡调制器平衡调制器 1.二极管二极管双平衡调制器（混频器）双平衡调制器（混频器）平衡调制器平衡调制器各信号的入口：各信号的入口： 2.2.载波提取载波提取(1)(1)平方环平方环窄带跟踪环窄带跟踪环跟踪跟踪 输出频率输出频率 （频谱（频谱很纯很纯）c2c2带通带通

24、滤波器滤波器中心频率中心频率 （频谱（频谱不纯不纯）c2结论：用结论：用平方平方的方法的方法产生了载频的谐波（产生了载频的谐波（2次）次）用用窄带环窄带环提取提取(2)考斯塔斯（考斯塔斯（ ）环）环tascos考斯塔斯环的特殊点：考斯塔斯环的特殊点：环路有环路有两类不同的两类不同的乘法器乘法器 乘法器乘法器A、B环路鉴相器环路鉴相器是直流乘法器是直流乘法器环路中有环路中有两类不同的两类不同的滤波器滤波器上、下两通道的上、下两通道的低通滤波器低通滤波器中间是中间是环路滤波器环路滤波器2.2.正交信号形成电路正交信号形成电路(1)(1)网络相移法网络相移法电路特点电路特点:一条支路是一条支路是高通

25、高通一条支路是一条支路是低通低通例例1 . RC-CR网络网络11/1(1/)1outininjCVVVRjCjCR低通低通2(1/)1outininjCRRVVVRjCjCR高通高通当当 时时01RC4112joutinVV e4212joutinVV e正交正交幅度相等幅度相等(2)(2)数字分频法数字分频法4 4分频分频法产生正交信号法产生正交信号2 2分频法产生正交信号分频法产生正交信号二、包络检波二、包络检波1.1.平方律检波器（输入为小信号）平方律检波器（输入为小信号）tRVmavcmaAVcos22 有效有效解调信号输出解调信号输出为：为： 输入的调幅波（输入的调幅波（AM信号信

26、号）为：）为：ttmVtvcacmicos)cos1 ()( 出现高次出现高次谐波谐波失真项失真项，二次谐波失真项的大小为：，二次谐波失真项的大小为：tRVmavcmaAV2cos412222此失真此失真无法无法由低通滤波器由低通滤波器滤除滤除2.2.峰值检波器（输入为大信号）峰值检波器（输入为大信号）当输入为当输入为AM信号信号( )(1cos)cosicmacv tVmttAVAVAVvVv检波检波输出两部分输出两部分AVV输出输出平均值平均值，AVcmVVAVv输出输出交流交流，反映，反映输入的包络输入的包络( )(1cos)AVcmavtVmt二极管电流呈二极管电流呈重复频率重复频率为

27、为 的的尖顶尖顶脉冲脉冲 c注意：注意：二极管电流二极管电流不是半波开关不是半波开关3.3.平均平均包络检波（输入为大信号）包络检波（输入为大信号）集电极集电极电流电流为为半波半波第十章第十章 高频功率放大器高频功率放大器一、一、1.1.高频功率放大器的高频功率放大器的工作特点工作特点是：是：低电压低电压、大电流大电流 2.2.高频功放高频功放基本基本组成单元组成单元是晶体管、偏置电路、扼流圈、是晶体管、偏置电路、扼流圈、 阻抗匹配网络和负载阻抗匹配网络和负载3.3.集电极效率集电极效率dcoutcPP二、分类二、分类按按导通角导通角分分A、B、C类类A类类B类类C类类 =180度度 = 90度度 90度度 线性线性线性线性非线性非线性不适合放大变包络不适合放大变包络已调信号已调信号A类：类：B类类推挽推挽放大器：放大器：%502121m