高频电子线路剖析

《高频电子线路》课程说明

老师：王公东师范高校物理与电子科学学院

*注：现代电子设备多为交叉运用。电的传递路径方式与主要分析探讨方法高频电路——广播、电视、通讯等频率较高的高频（射频）应用。特点：工作频率界于低频和微波之间，内“路”外“场”。微波电路——通信、雷达、导航与电子对抗等，微波频率高于高频。低频电路——仪器、仪表、自动化限制、医疗电子、电话线等频率较低的一般性应用。特点：能量干脆在线路上传递。电磁场

——完全非“电路”传输，能量以“场”的形式传递和接收。信号频率由低到高强电——电力电子技术，发供电设备，电力拖动，大功率电器等。特点：能量以线路（电缆）形式传递，频率50Hz（有些国家60Hz）弱电数字电路——自动化限制、计算机、数据通讯等模拟电路课程说明：高频电路课程的定位课程体系课程说明：信号频率和电路的划分由于高频电路大多是非线性电路，又称：非线性电路、模拟电路（高频部分）、模拟电路（非线性部分）模拟电路II低频信号：频率在几百KHz以下，对应的电路称低频电路又称：电子技术基础（模拟部分）、模拟电路（低频部分）、模拟电路(线性部分)。缘由：大多低频电路是线性电路微波信号：频率在几百MHz-300GHz，对应的电路称微波电路高频信号：频率在几百KHz~几百MHz，对应的电路称高频电路课程说明：课程探讨对象和学习要求探讨对象：高频电路用于各种无线电技术、设备和系统中；无线电技术广泛应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航等诸多方面；它们的共同特点：利用高频（射频）无线电波来传递信息。因此，设备中产生、放射、接收、检测高频信号的基本功能电路大都是相同的。本课程主要结合无线电通信这一工作方式，探讨放射和接收设备中涉及的各种高频电路的功能、工作原理、电路组成、及分析计算方法。学习要求：能够对一般性的、常用的各种高频电路进行分析，依据分析结果，提出电路的设计原则及改进电路性能的基本途径。本课程的性质是电子信息工程及通信工程专业的一门专业基础课，相关学问要求较高，难度超过《电子技术基础（模拟部分）》特点非纯理论性课程实践性很强须要以工程实践的观点来处理电路中的一些问题探讨内容高频小信号放大、功率放大、高频正弦波振荡、调制、解调、变频等线性、非线性电路的工作原理、特点、应用及分析设计方法等。成果评定：平常30％期末考试70％课程介绍前修课程：电路分析、模拟电路、数字电路、高等数学教学支配一、重视基础内容和分析方法二、理论联系实际三、坚持课前预习，课后复习四、按时独立完成作业五、细致完成试验六、留意课堂教学与试验相结合七、总72学时，讲课54学时，试验18学时，期末闭卷考试讲授教学内容第一章绪论：探讨对象、无线电发送和接收设备简介其次章高频小信号放大器：分类、组成、方法、指标、线性第三章高频功率放大器：丙类非线性、宽频带线性第四章正弦振荡电路：非线性电路第五章振幅调制与解调电路：非线性、频率变换第六章角度调制与解调电路：非线性、频率变换第七章变频电路：非线性、频率变换第八章反馈限制电路：自动相位、频率、增益限制试验项目和依次试验一高频小信号调谐放大器，2学时试验二LC振荡器和石英晶体振荡器，2学时试验三非线性丙类功率放大器，2学时试验四模拟乘法器调幅(AM、DSB、SSB),2学时试验五大信号二极管包络检波、模拟乘法器同步检波，2学时试验六变容二极管调频，2学时试验七正交鉴频，2学时试验八模拟乘法器混频试验，2学时试验九半双工调频无线对讲机，2学时试验要求：做好试验预习、过程、试验报告试验考试形式：试验操作考试学习中须要留意的几点：探讨的两大对象：信号、系统留意信号的特性，系统（电路）的基本组成、原理、分析方法等，信号与系统的关系，如信号与系统的匹配等。做到二个独立、上好三个台阶、建立四个观点：要求做到二个独立：独立完成作业独立完成试验学习方法重点驾驭各种功能电路的工作原理及基本电路组成，驾驭近似的工程分析方法按要求做适当习题、适当试验上好三个台阶在前两年的学习，同学们完成了从中学生学习方式向高校生学习方式的转变，上了一个台阶。进入大三学习专业基础课和专业课，须要再上一台阶；这就是建立工程概念、专业概念和系统概念的台阶。进入大四综合论文（设计）训练阶段须要上第三个台阶，这就是理论联系实际、综合运用所学学问解决具体问题的台阶。学习中须要留意的几点（续）：建立四种观点：实践的观点：电子信息工程的专业基础课、专业课都是实践性很强的课程，很多课程都必须要有试验。工程的观点：一是误差（近似）的概念、二是答案的非唯一性、三是在不同的信号频率和大小条件下，同一元件的作用是不同的。系统的观点：要了解通信系统是由哪些基本单元电路组成；这些基本单元电路的工作原理及其在系统中的作用和地位。辩证的观点：高频电路原理课程是以非线性电路为主，对于非线性电路的分析须要有辩证的观点、抓住主要问题。参考书教材：阳昌汉主编.《高频电子线路》第3版，哈尔滨工程高校出版社阳昌汉主编.《高频电子线路学习指导》.高等教化出版社2006.阳昌汉主编.《高频电子线路学习与解题指导》.哈尔滨工程高校出版社杨霓清主编.《高频电子线路》.机械工业出版社2007张肃文、陆兆熊.高频电子线路（第三版）,高等教化出版社，1993年4月曾兴雯、刘乃安、陈健.高频电子线路辅导，西安电子科技高校出版社2000曾兴雯、刘乃安、陈健.高频电路原理与分析（第三版），西安电子科技高校出版社20011.本课程探讨的对象和范畴2.无线信道及传播方式3.通信系统的无线电放射和接收原理

第一章绪论

主要内容

1、什么是通信系统？

能完成信息传输任务的系统；

实现信息的传输所需的设备总和。

2、通信系统的组成

第1节通信系统的基本组成

3、高频课程探讨内容 通信系统中的发送设备和接收设备中的各种高频功能电路的功能、工作原理和基本组成、分析方法。 高频信号：本课程探讨的高频信号频率是几百KHz～几百MHz 电路功能：指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务

4、通信系统的分类（举例）★按所用传输信道分：有线通信系统、无线通信系统★按通信方式分：双工、半双工、单工通信方式。★按传输的基带信号分：模拟通信系统、数字通信系统。

第2节无线信道及传播方式无线信道:媒介有自由空间、地球表面有限信道:媒介有电缆、光纤传播方式:不同信道有不同的传输（播）方式，相同的媒介对于不同频率的信号，传输（播）方式也不同。例如：在自由空间媒介里，不同频率的电磁波，却有着不同的传播方式一、无线电波的频段划分微波高频低频地波地波天波直线传播卫星通信：3.95-5.85GHz；12.24-18GHz我国中波调幅广播的频率是:535-1602KHz。调频广播频段：88-108MHz.电视广播的频率是470MHz~790MHz，

我国电视广播第一频道频率范围48.5MHZ~56.5MHZ。人说话声音频率：300-3400Hz；人耳能听到的音频：20-20000Hz，高于20KHz超声波人耳敏感音频：1000-3000Hz电话线传输电信号频率：200-3400HzGSM的频率:900M，发890-915MHz,收935~960MHz

1800M，发1710-1785MHz,收1805~1880MHz1900M，发1850-1910MHz,收1930~1990MHz微波炉：2.45GHz，波长12.24cm对讲机:409（400-420）MHz;460（450-470）MHz等

特点：传播性能稳定牢靠，但由于地面不是志向的导体，有能量的损耗。用途：主要用于长距离通信、导航和广播。二、无线电波主要传播方式电波沿着地球弯曲表面传播，示意图如图所示1、绕射传播（地波）地波（绕射）传播天波（反射和折射）传播直线（视距）传播电波在无线信道中传播的主要方式可分为三种：适合频率f：1.5MHz以下(λ为200m以上)的中长波。

特点：电离层的特性受多种因素的影响，因此通信的稳定性较差，但传播距离远。用途：主要用于调幅广播、船舶通信、飞行通信。利用电离层的折射和反射来实现传播，示意图如图所示。电离层电离层2、折射和反射传播（天波）适合频率f：

1.5MHz-30MHz（10m-200m)的中、短波

电波从放射天线发出，沿直线传播到接收天线，如图所示。■

特点：这种传播的距离只限制在视距范围内（也叫视距传播）增高天线可以提高直线传播的距离。■用途：调频广播、电视广播、移动通信（手机、对讲机）、卫星通信。3、直线传播（空间波）适合频率f：30MHz以上(波长λ为10m以下)的超短波。

例如：卫星通信通信卫星频率越高的电波，电离层吸取能量越弱，电波穿透实力越强。卫星通信：3.95-5.85GHz；12.24-18GHz

确定无线电波传播方式的关键是无线电信号的频率（波长）。长波信号以地波传播为主。中波和短波信号可以用地波和天波两种方式传播，而中波以地波为主，短波以天波为主。频率较高的超短波及其更高频率的无线电波，主要沿空间直射传播。总结

第3节无线电发送设备的组成与原理1、基本任务：无线电发送是以自由空间为传输信道，把须要传送的信息(声音、文字或图象)变换成无线电磁波传送到远方的接收点。2、信息传输的基本要求:①希望传送距离远、快。 声音信号传不远、不快。声音的传播须要介质,声音在不同的物质中的传播速度不同，在真空中不能传播。声音传播速度：15℃空气340m/s，25℃空气346m/s。电磁波在空间中的传播速度很快3*108m/s。 通常把非电信号转换为电信号，再以电磁波形式发送出。②能实现多路同时传输，且各路信号传输时，应互不干扰一、无线电发送原理

4、基带信号干脆发送存在两个缺点

①很难实现多路通信缘由:不同基带信号间占有的频带范围有重合，不同信号相互叠加，产生干扰；②要求有很长的天线，在工艺及运用上都是很困难的缘由:电信号有效放射须要的天线长度要求与放射信号的波长相当。3、基带信号的特点特点：（1）不同的原始信息的频谱有所不同；基带信号：由输入变换器输出的、反映要传送的非电信号特征的电信号（麦克的输出、摄像头CCD的输出等）（2）基带信号占有的频带属于低频范围。人耳可以听到20Hz-20KHz的音频信号人说话声音频率范围是300Hz-3400Hz。现实中音乐声、风雨声、汽车声，其带宽宽的多，可达20Hz-20KHz视频调制信号0-4.5MHz音频对应的声波的波长是？音频对应的基带电信号的波长是？

模拟调制:振幅调制(AM)频率调制(FM)相位调制(PM)

①调制的定义载波调制是用需传送的信息（低频基带信号）干脆或放大后作为调制信号，去限制高频载波振荡信号的三个参量之一，使该高频参量随需传送的信息成线性关系变更。5、载波调制传送方式数字调制:振幅键控(ASK)频率键控(FSK)相位键控(PSK)②调制方式分类

二、无线电发送设备的组成(以调幅广播为例)

1、组成方框图缓冲器高频放大器AM调制器高频功率放大器主振器低频功率放大器前置放大器声电变换器找出：高频载波、低频调制信号、基带信号在电路中的位置？

2、信息传输的过程◆主振器产生的高频振荡信号经缓冲、倍频,并通过高频电压放大后作为高频载波电压，送给振幅调制器。◆声音信号由声电变换器转换为电信号(基带信号),经过放大（电压放大、功率放大）后，作为低频调制信号，送给振幅调制器。◆调制器将送来的高频载波信号和低频调制信号进行调制,产生调幅波（高频已调波）,再通过高频功率放大、经天线以电磁波形式辐射出去。

第4节无线电接收设备的原理与组成

一、无线电接收设备的原理1、基本概念：无线电接收过程正好与发送过程相反，它的基本任务是将通过天空传来的高频电磁波接收下来，并从中取出须要接收的低频信息信号。2、解调：解调是调制的逆过程。即从已调波中复原出原基带信号的过程。和模拟调制相对应，也分为三种：检波、鉴频和鉴相。

三、干脆放大式接收机特点：①灵敏度较高，输出功率也较大，特殊适用于固定频率的接收②在用于多个电台接收时，其调谐比较困难③高频小信号放大器的整个接收频带内，频率高端的放大倍数比低端要低特点：①电路简洁②接收灵敏度太差，选择性也差，很少干脆接受。二、干脆检波式接收机

四、超外差接收机(以调幅广播为例)1、组成方框图

混频中频放大检波

低频电压放大低频功率放大本机振荡高频小信号放大找出电路中归属于高频的部分？工作原理？

2、主要特点★超外差接收机中由于有固定频率的中频放大器（是窄带高频放大器），它不仅可以实现较高的放大倍数，而且频率选择性好。★可以