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文档简介
XX序号 1 周次 1 授课形式 讲授授课章节名称 绪论教学目的把握无线通信系统的根本工作原理;了解放射、接收设备的根本原理和组成教学重点无线通信系统的根本工作原理教学难点放射、接收设备的根本原理和组成使课用外教作具业P51,2课后体会授课主要内容[课程引入]起来的,也只有通过实践才能得到深入的了解。因此,在学习本课程时必需要高度重视试验环节,坚持理论联系实际,在实践中积存丰富的阅历。[课讲授]绪论争论对象:主要是无线电发送与接收设备中有关电路的原理、组成与功能。1、无线通信系统的根本工作原理无线通信系统组成:放射设备、传输媒质、接收设备功能信息源:供给需要传送的信息变换器:待传送的信息〔图像、声音等〕与电信号之间的相互转换放射机:把电信号转换成高频振荡信号并由天线放射出去传输媒质:信息的传送通道〔自由空间〕接收机:把高频振荡信号转换成原始电信号受信人:信息的最终承受者2、放射设备的根本原理和组成信号在空间直接发送存在的问题问题的解决——调制什么是调制?把待传送信号“装载”到高频振荡信号上的过程。三种信号①调制信号:携带有信息的电信号。②载波信号:未经调制的高频振荡信号。③已调信号:经过调制后的高频振荡信号。三种方式调幅AM、调频F、调相P〕放射设备的组成以调幅播送放射机为例,由话筒、低频放大器、高频振荡器、高频放大器、高频功放及调幅器、放射天线等组成。3、接收设备的根本原理和组成信号的“卸载”——解调什么是解调?从高频已调波信号中“取出”调制信号的过程。解调的三种方式①对调幅波的解调——检波②对调频波的解调——鉴频③对调相波的解调——鉴相2、接收设备的组成以超外差调幅收音机为例,由接收天线、高频放大器,变频器,中频放大器,检波器和低频放大器等组成。4、无线电波的根本特点无线电波是一种电磁波,其传播速度与光速一样,且有λ=c/f。无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。无线电波的三种传播途径:1〕地波天波直线波小结:1、高频电子线路的典型应用是无线通信系统;2、无线通信系统由放射设备、接收设备和传输媒介三局部组成;3、无线电信号的放射与接收的关键是调制与解调;4、高放、混频、本振、调制、解调等相关学问是本课程要解决的问题。[作业]P51,2XX序号 2 周次 1 授课形式 讲授授课章节名称试验一:multisim教学目的把握multisim仿真软件的使用,会绘制原理图教学重点 熟multisim仿真软件的使用方法教学难点使用教具 计算机课外作业 试验报告课后体会授课主要内容试验目的MULTISIM常用菜单的使用;搭接试验电路及各种测量仪器设备;试验内容及步骤软件界面介绍元器件的绘制仪器仪表的绘制〔1〕利用MULTISIM软件绘制出如下图的放大器试验电路。XX序号 3 周次 2 授课形式 讲授授课章节名称
宽带放大器的特点、技术指标和分析方法扩展放大器通频带的方法教学目的教学目的教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会宽带放大器的特点和指标复习授课主要内容[课程导入]〔中心频率在几百千赫到几百兆赫〕的放大器。[讲授课]1依据高频信号占有频宽的不同,分为:宽带放大器:窄带放大器:宽带放大器的特点、技术指标和分析方法宽带放大器的主要特点1、承受特征频率fT很高的高频管;2、负载为非谐振的;3、对电路的技术指标要求高。相位失真、平坦度等宽带放大器的主要技术指标1、通频带2、增益3、输入阻抗4、失真宽带放大器的分析方法稳态法、暂态法1、稳态法——频域分析法应用连接图示:2、暂态法——时域分析法应用连接图示:宽带放大器的高频特性影响输出脉冲陡峭的前沿;而低频特性影响平顶局部。扩展放大器通频带的方法1、负反响法2、组合电路法放大电路三种组态的特点:共射:Au,Ri、Ro,fH共集:AuRiRofH基:AuRiRofH适当组合可得到以下几种常见的组合电路:3、补偿法①基极回路补偿②放射极回路补偿③集电极回路补偿并联补偿串联补偿串、并联复合补偿小结:1、 高频小信号放大器分为宽带和窄带两类。2、 扩展频带的方法有负反响法、组合电路法和补偿法。XX序号 4 周次 2 授课形式 授授课章节名称 试验二:负反响对放大电路频带影响教学目的教教学目的教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会负反响对通频带的影响计算机试验报告授课主要内容试验目的MULTISIM常用菜单的使用;搭接试验电路及各种测量仪器设备;验证负反响对通频带的影响。试验内容及步骤利用MULTISIM软件绘制出如下图的放大器试验电路。翻开开关,观看并比照输入与输出波形,估算此电路的电压增益。合上开关,观看并比照输入与输出波形,估算此电路的电压增益。用波特仪观看幅频特性,比照反响参加前后的通频带变化。XX序号 5 周次 3 授课形式 授授课章节名称 1.3小信号谐振放大器教学目的教学目的教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会单调谐放大器的工作原理单调谐放大器的工作原理P271.4授课主要内容[课程导入]承受谐振回路作为负载的放大器称为谐振放大器,又称调谐放大器。高频小信号谐振信号”主要是强调输入信号电平较低,放大器工作在它的线性范围。[课讲授]小信号谐振放大器小信号谐振放大器的分类及主要性能指标123抑制比。抑制比为谐振电压增益与通频带以外某一特定频率上的电压增益之比值,用dd矩形系数。45单级单调谐放大器单级单调谐放大器由晶体管和并联谐振回路组成。1、电路组成及特点〔a〕电路 〔b〕沟通电路1.16单调谐放大器率上。当输入信号频率等于LC谐振频率时,其增益最高;当两者不相等,即失调时,放大器的增益将下降。谐振频率C为三极管输出电容和负载电容折合到LCCΣ和。可见,转变L和C都可转变谐振频率,即进展调谐。实际电路中,常承受中周的磁心Σ来转变电感量L,到达调谐的目的。2、主要性能指标单调谐放大器的通频带式中,QLCL式中,g为LCg的值,Q就会发生变化,通频带也将随> Σ L之转变。在单调谐放大器的矩形系数可见,单调谐放大器的选择性较差。多级单调谐放大器多级放大器中的每一级都调谐在同一频率上,则称为多级单调谐放大器。1、多级单调谐放大器的电压增益An=Au1Au2…Aun2、通频带n级放大器通频带3、选择性对于n级一样的单调谐放大器级联后的矩形系数,可以求得由上述公式可知,n级一样的单调谐放大器的总增益比单级放大器的增益提高了,而通频带比单级放大器的通频带缩小了,且级数越多,频带越窄。双调谐放大器〔a〕电路图 〔b〕沟通通路设初、次级回路元件的参数一样,为说明回路间的耦合程度,常用耦合系数K表示。初、次级回路的谐振频率和有载品质因数为耦合因数为η<1弱偶合;η>1强偶合;η=1临界偶合:比单谐调通频带宽,选择性好BW 2f0
K BW
0.13.160.7 Qe小结:
0.1
BW0.7小信号放大器分为好多种,我们需要把握单管单调谐放大器和多级单调谐放大器,尤其是单级单调谐放大器的电路构造特点及性能指标。XX序号 6 周次 3 授课形式 授授课章节名称 1.4集成选频放大器教学目的教学目的教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会集中选频放大器的组成和工作原理集中选频滤波器复习授课主要内容集中选频放大器集中选频放大器的组成集中选频放大器是由宽带放大器和集中选频滤波器组成,它有两种形式,如下图。宽频带放大器一般由线性集成电路构成,当工作频率较高时,也可用其他分立元件宽LC带通滤波器构成,也可由石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声外表波滤波器构成。集中选频滤波器集中滤波器的任务是选频,要求在满足通频带指标的同时,矩形系数要好。其主要类型有集中LC1两端陶瓷滤波器fs,另一个是并联谐振频率fp。三端陶瓷滤波器构造示意图 〔b〕图形符号 〔c〕等效电路图1.26三端陶瓷滤波器及其等效电路2、声外表波滤波器目前,应用最普遍的集中滤波器是声外表波滤波器。声外表波滤波器SWAF〔SurfaceAcousticWaveFilter〕是利用某些晶体的压电效应和外表波传播的物理特性制成的一种型电—声换能器件。所谓压电效应是指:当晶体受到应力作用时,在它的某些特定外表上将消灭电荷,而且应力大小与电荷密度之间存在着线性关系,这是正压电效应;当晶体受到电场作用时,在它的某些特定方向上将消灭应力变化,而且电场强度与应力变化之间存在着线性关系,这是逆压电效应。2060整,而且具有良好的幅频特性和相频特性,其矩形系数接近1。上图是声外表波滤波器根本构造、符号。声外表波滤波器是在经过研磨抛光的极薄的压电材料基片上,用蒸发、光刻、腐蚀等工艺制成两组叉指状电极,其中与信号源连接的一组称为发送叉指换能器,与负载连接的一组称为接收叉指换能器。当把输入电信号加到发送换能器上时,叉指间便会产生交变电场。由于逆压电效应的作用,基体材料将产生弹性变形,从而产生声波振动。向基片内部传送的体波会很快衰减,而外表波则向垂直于电极的左、右两个方向传播。向左传送的声外表波被涂于基片左端的吸声材料所吸取,向右传送的声外表波由接收换能器接收,由于正压电效应,在叉指对间产生电信号,并由此端输出。声外表波滤波器的滤波特性,如中心频率、频带宽度、频响特性等一般由叉指换能器的几何外形和尺寸打算。这些几何尺寸abBM10MHz~1GHz5%~50%,插入损耗最低仅几个12。小结:集中滤波器的任务是选频,要求在满足通频带指标的同时,矩形系数要好,为了保证对信号的选择性要求,声外表波滤波器在接入实际电路时必需实现良好的匹配。XX序号 7 周次 4 授课形式 授授课章节名称 试验三:高频小信号谐振方法器教 学 目 的 估算小信号谐振放大器的带宽和矩形系数教 学 教 学
点估算小信号谐振放大器的带宽和矩形系数的方法点使 用 教 课 外 作 课 后 体 会
计算机试验报告试验目的EWB常用菜单的使用;搭接试验电路及各种测量仪器设备;估算小信号谐振放大器的带宽和矩形系数。试验内容及步骤利用EWB1.1所示的高频小信号谐振放大器试验电路。附图1.1高频小信号谐振放大器试验电路当接上信号源Us〔50mV/6MH/0°〕时,开启仿真试验电源开关,双击示波器,Z调整适当的时基及A、B1.2所示的输入、输出波形。附图1.2高频小信号谐振放大器的输入、输出波形图观看并比照输入与输出波形,估算此电路的电压增益。双击波特图仪,适中选择垂直坐标与水平坐标的起点、终点值,即可看到附图1.3所示的高频小信号放大器的幅频特性曲线。从波特图仪上的幅频特性曲线分析此电路的带宽与矩形系数。R4的阻值,观看频带宽度的变化。1.3高频小信号谐振放大器的幅频特性曲线XX序号 8 周次 4 授课形式 讲授授课章节名称 2.1高频功率放大器概述;2.2.1 谐振放大器的工作原理教学目的教学目的教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会谐振放大器的工作原理谐振放大器的工作原理P492.12.22.3[课导入]用到。这次课要介绍的是另一种放大器,它主要供给足够的高频驱动功率,例如供给放射天线的功率。这种放大器为高频功率放大器。与低频功率放大电路一样,输出功率、效率和非线性失真同样是高频功率放大电路的三个最主要的技术指标。2高频功率放大器概述1、高频功率放大器的要求在通信系统中,高频功率放大电路作为放射机的重要组成局部,用于对高频已调波信号进展功率放大,然后经天线将其辐射到空间,所以要求输出功率很大。输出功率大,从节约能量的角度考虑,效率更加显得重要。2、高频功率放大器的类型态,即晶体管集电极电流导通时间小于输入信号半个周期的工作状态。为了滤除丙类工作时产生的众多高次谐波重量,承受LC谐振回路为负载,故称为丙类谐振功率放大电路。对于工作频带要求较宽,或要求常常快速更换选频网络中心频率的状况,可承受宽带功率放大电路。宽带功放工作在甲类状态,以传输线变压器为负载,利用传输线变压器等作为匹配网络,并且可以承受功率合成技术来增大输出功率。3、谐振功率放大器的特点承受谐振网络作负载。一般工作在丙类或乙类状态。工作频率和相对通频带相差很大。技术指标要求输出功率大、效率高。丙类谐振功率放大器谐振放大器的工作原理1、根本工作原理假定输入信号是单频正弦波,输出回路调谐在输入信号的一样频率上。依据基尔霍夫电压定律,可得到以下表达式:u=V+ui=V+UimcosωtBE BB BBiB=Ib0+Ib1mcosωt+Ib2mcos2ωt+…+Ibnmcosnωtic=Ic0+Ic1mcosωt+Ic2mcos2ωt+…+Icnmcosnωt当集电极回路调谐在输入信号频率ω上,谐振回路对基波电流等效为一纯电阻,对其LC回路两端产生电压降ucu=V+uc=V-Ic1mRPcosωt=V-UcmcosωtCE CC CC CC2功率放大器的输出功率:Po=Ic1m
Ucm/2=I2c1m
Rp/2集电极直流电源供给功率:PDC=Ic0Vcc集电极耗散功率:Pc=PDC-Po效率在甲类工作状态时,为保证不失真,必需满足Ic1m≤IC0,又Ucm≤V(无视晶体管饱CC50%。在乙类工作状态时,集电极电流是在半个周期内导通的尖顶余弦脉冲,可以用傅氏级数开放为:Icm是尖顶余弦脉冲的高度,即集电极电流最大值。由此,可求得在Ucm=V时的最高效率CCg1
()Ic1mIC0
——波形因子;Ucm——集电极电压利用系数VCC2.3余弦脉冲分解系数XX序号 9 周次 5 授课形式 授授课章节名称 2.2.2丙类谐振功放的性能分析教 学 目 的 把握谐振功率放大器的特性教 学 重 点教 学 难 点使 用 教 课 外 作 课 后 体 会
谐振放大器的特性谐振放大器的性能分析方法P492.6[课导入]在丙类谐振功率放大器中,输出为谐振回路,集电极电压和电流的波形截然不同,要为准静态分析法。谐振功率放大器的性能分析1、近似分析法——动态线uCE随集电极电流iC变化的轨迹线称为动态线,又称为沟通负载线。由于谐振功放的负载是选频网络,故输出沟通电压uc必定是一个完整的余弦信号。由图1可以看到,截止区和饱和区内的动态线分别和输出特性中截止线和临界饱和线重合(其中临界饱和线斜率为gcr),而放大区内的动态线是一条其延长线经过Q的负斜率线段AB。放大区内动态线AB〔a〕uBE和u 的值〔b〕谐振功率放大器的动态线CE图2.5 谐振功率放大器的近似分析方法依据以上对丙类谐振功放的性能分析可得出以下几点结论: (1)假设对等幅信号进展功率放大,应使功放工作在临界状态,此时输出功率最大,效率也接近最大。假设对非等幅信号进展功率放大,应使功放工作在欠压状态,但线性较差。假设承受甲类或乙类工作,则线性较好。丙类谐振功放在进展功率放大的同时,也可进展振幅调制。假设调制信号加在基极回路等效总电阻RΣ标关系很大,在分析和设计功放时应重视负载特性。2、工作状态分析A、负载特性不同Re对U
的影响cm当Re增加时,引起Ucm增大。不同Re对动态特性曲线的影响∵ic=gc〔uBE-Vj〕∴静态IQ=gc〔EBVj〕肯定、又EC肯定,∴当Re变化时Q点位置不变。当Re增加时,动态特性曲线绕Q点逆时针旋转。不同Re对工作状态的影响①Re较小,Ucm较小,欠压状态,ic波形为尖顶余弦脉冲。R U E U = ②增加, 增加,使 -R U E U = e cm C cm CES临界工作状态,ic波形仍为尖顶余弦脉冲。③Re较大,Ucm较大,过压状态,动态线在A3点转折,由此动态线对应作出的ic波形为一中间有凹陷的脉冲。负载特性曲线Re为横坐标,Ic1m、Ic0、UEc、EB肯定〕三种工作状态比较
、、
、、与 的关系〔晶体管肯定,且 、P P R P P R ①欠压状态:P、均低,P较大,i为尖顶余弦脉冲。o C c c②临界状态:P最大,
较高,i为尖顶余弦脉冲——最正确状态。o条件:E-U =
C cI =g UC cm
CES
cmax
cr CES③过压状态:弱过压时
逐步减小,i为有凹陷的余弦脉冲。U
随R变化不大,即U
C o c较为稳定。cm
cm eB、丙类放大器的电压特性〔调制特性和放大特性〕放大特性是指Re、Ec、EBUbm的变化状况。Ubm增加,将使IBmax增加、Icmax增加且通角增加,放大器从欠压工作状态进入过压状态。调制特性①集电极调制特性eER 当eER bm
B肯定时,放大器性能随Ec
变化的特性。当EC变化时,QEC减小,负载线向左平移,放大器从欠压工作状态进入过压工作状态。②基极调制特性eER 当eER bm
C肯定时,放大器性能随EB
变化的特性。当Ubm肯定,EB由负值渐渐增大到正值时会使通角增大,放大器的工作状态由欠压区进入过压区。XX序号 10 周次 5 授课形式 授授课章节名称 2.2.3丙类谐振功放电路教 学 目 的 把握谐振功率放大器的电路构造教 学 重 点教 学 难 点使 用 教 课 外 作 课 后 体 会
谐振功率放大器的电路构造滤波匹配网络的作用P502.7[课导入]习如何用电路的形式来实现丙类的谐振功率放大器。谐振功率放大器电路谐振功率放大器电路包括集电极馈电电路、基极馈电电路和匹配网络。1外加基极偏压时,基极馈电电路可分为串联和并联两种。见书图2.10。2.11所示为几种常见的自给偏置电路。它们都是利用基极脉冲电流的直流成分或放射极脉冲电流的直流成分流经电阻或晶体管基区体电阻来产生反向偏压的。22.12是串联还是并联,沟通电压和直流电压总是串联叠加在一起的,即uce=Vcc-Ucmcosωt3L形滤波匹配网络、л形滤波匹配网络和T形滤波匹配网络。1〕L形匹配网络由电感和电容元件组成。图2.14〔A〕为低阻抗变高阻抗的匹配网络;图2.15〔B〕为高阻抗变低阻抗的匹配网络。2〕л形和T形匹配网络2.16〔A〕为л2.17〔A〕为T形匹配网络。4、谐振功率放大器电路TL丙类倍频器1、倍频器输出信号的频率比输入信号的频率高n倍的电路。2、分类丙类倍频器--工作频率为几十兆赫100〔PN〕3、原理nnnPonηcnnn2~34、应用可降低主振器的频率,有利于稳频。在不扩展主振器波段的状况下,扩展放射机的波段。XX序号 11 周次 6 授课形式 试验授课章节名称试验四:高频谐振功率放大器教学目的数、性能指标;生疏谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法教学重点生疏谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法教学难点使用教具计算机课外作业试验报告课后体会试验目的进一步生疏仿真电路的绘制及仪器的连接方法;学会利用仿真仪器测量高频功率放大器的电路参数、性能指标;生疏谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法。试验内容及步骤利用EWB软件绘制高频谐振功率放大器如附图1.4所示的试验电路。附图1.4高频谐振功率放大器试验电路对沟通输入信号进展设置正弦沟通电有效值300mV;工作频率2MHZ;相位0°。对变压器进展设置N设定为0.99;LE=1e-05H;LM=0.0005H其它元件参数编号和参数按附图1.4所示设置。按下仿真电源开关,双击示波器,按附图1.5所示的示波器参数设置,即可观看特点。附图1.5高频功率放大器集电极电流波形和负载上的电压波形将输入信号设定为400mV,观看到的集电流电流波形和负载上的电压波形如图1.6所示。说明高频功率放大器工作在过压状态的特点。1.6工作于过压状态时的集电极电流波形和负载上的电压波形1.3高频小信号谐振放大器的幅频特性曲线XX授序号课章节12名称周次6授课形式 讲授习题课一教学目的稳固前两章学问教学重点教学难点使课用外教作具业课后体会0 Z 0.7 Z求回路的电感LQe300KHZf=10.7MHBW≥100KH0 Z 0.7 Z谐振回路的有载品质因数Qe。6.5MH的单调谐放大器和临界耦合的双调谐放大器,假设Qe30,试Z问这两个放大器的通频带各为多少?P=4W,η=60%,V=20VPI
。假设保持o C CC c c0P不变,将ηo
80%,试问Pc
I减小多少?c0
=0.9VP、CC c0P、ηI为多少?
o cm CC DCc C c1m2.3谐振功率放大器V=30,I=100mU=28=60,g(=1.,试求CC c0 cm 1P、R和η为多少?o P C【练习】1、小信号谐振放大器与谐振功率放大器的主要区分是什么?2、为什么高频功率放大器一般要工作于丙类状态?为什么承受谐振回路作负载?谐振回路为什么要调谐在工作频率?3f0=465kHZ,回路200pF3dBBW0.7=8kHZ。试计算回路电感和有载Qe4、三级一样的单调谐中频放大器级联,工作频率f0=465kHz,总电压增益为60dB,总带8kHz,求每一级的增益,3dBQe5Vcc=24Ico=250mPo=5ξ=0.95试求放大器的PDC、ηc、Rp、Iclm。XX序号 13 周次 7 授课形式 讲授授课章节名称反响式振荡器工作原理教学目的把握振荡的平衡条件、起振条件和稳定条件教学重点 振荡器产生振荡的根本原理教学难点 振荡的稳定条件使用教具课外作业 复习课后体会[旧课复习]在无线通信系统中,哪些地方会用到振荡器,它们的主要功能是什么?答:振荡器主要供给高频正弦波,在接收机混频处的本地振荡器以及放射机调制所需要的高频载波均由振荡器产生。一、反响式振荡器的工作原理1反响型振荡器的原理框图如下图。由图1可见,反响型振荡器是由放大器和反响网络组成的一个闭合环路,放大器通常是以某种选频网络〔如振荡回路〕作负载,是一调谐1反响式振荡器的原理方框图依据选频网络组成元件的不同,反响式正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和石英晶体振荡器。2、平衡条件和起振条件①平衡条件包括振幅平衡条件和相位平衡条件两个方而。(1)振幅平衡条件(2)相位平衡条件②起振条件(1)振幅起振条件(2)相位起振条件3、主要性能指标振荡器的平衡稳定条件当振荡器受到外部因素的扰动,破坏了原来的平衡状态时,振荡器能自动恢复到原平衡状态,则称振荡器处于稳定的平衡状态。A振幅平衡稳定条件可用图解法进展分析。见图3.2所示。振荡特性是指放大器的输出线。A四周,放大器增益A随振荡幅度的变化率为负值,其确定值越大,振幅稳定性越好。B相位平衡稳定条件为:相对频率的变化率为负值。对于反响式正弦波振荡器,其相位平衡稳定条件一般都能满足。振荡频率的准确度和稳定度A、荡频率的准确度实际振荡频率f与要求的标称频率fo之间的偏差称为确定频率准确度Δf。Δf/fo=(f-fo)/foΔf/fo称为相对频率偏差或相对频率准确度。B、振荡频率的稳定度振荡频率的稳定度=Δf/fo/时间间隔我们通常所讲的频率稳定度,一般是指短期频率稳定度。振荡幅度的大小、振荡波形的非线性失真、振荡器的输出功率和效率等指标。XX序号 14 周次 7 授课形式 授授课章节名称 LC正弦波振荡器教学目的教教学目的教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会电路的特点LC振荡器相位平衡条件的判别LC振荡器相位平衡条件的判别P763.33.43.53.6[课引入]反响式振荡器依据选频网络的不同可分为LCRCLCLC3.2.1变压器反响式振荡器〔互感耦合振荡器〕1、根本电路2变压器反响式振荡电路电路图2、相位平衡条件——由互感线圈的同名端来保证满足正反响3、起振条件和振荡频率起振条件AuFu>1振荡频率f0≈1/2∏√LC4、主要优缺点优点:易起振、输出幅度大、构造简洁、调频便利。缺点:高频损耗大、分布电容影响大、输出波形不好、频率稳定性差。〔二〕三点式振荡器1、电容三点式振荡电路——考毕兹振荡器电路组成3考毕兹振荡器电路图相位平衡条件起振条件和振荡频率2、电感三点式振荡电路——哈特莱振荡器电路组成4哈特莱振荡器电路图相位平衡条件起振条件和振荡频率优缺点3、三点式振荡电路判别法则X和X电抗性质一样,X和它们电抗性质相反ce be cb4、改进型电容三点式振荡电路〔1〕CC0 i〔2〕串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼振荡器5、并联改进型电容三点式振荡电路——西勒振荡器该电路频率稳定度高、f0高、频率掩盖宽、振幅稳定且波形好。XX序号 15 周次 8 授课形式 讲授授课章节名称石英晶体振荡器教学目的把握石英晶体振荡器的工作原理教学重点石英晶体振荡器的工作原理教使学用难教点具石英晶体振荡器的串、并联形式课 外 作 课 后 体
P773.8[课导入]上次课争论了LC正弦波振荡器的工作原理,今日介绍另一种反响式振荡器——石英晶体振荡器。石英晶体振荡器一、石英谐振器及其特性1、石英谐振器石英谐振器与陶瓷滤波器一样,也是利用石英晶体的压电效应而制成的,具有谐振特性。由于晶片的固有机械振动频率,其谐振频率只与晶片的切割方位角、几何尺寸有关,所以具有很高的频率稳定性。2、石英晶体振荡器频率稳定度回路相比具有优良的特性,具体表现为:石英晶体谐振器具有很高的标准性。石英晶体谐振器与有源器件的接入系数p很小,一般为10-3~10-4。石英晶体谐振器具有格外高的Q值。二、晶体振荡器电路晶体振荡器的电路类型很多,但依据晶体在电路中的作用,可以将晶体振荡器归为两大类:并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器。并联型晶体振荡器当振荡器的振荡频率在晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时晶体呈感性,该电路满足三端式振荡器的组成原则,而且该电路与电容反响的振荡器对应,通常称为皮尔斯(Pierce)振荡器。1皮尔斯振荡器皮尔斯振荡器的工作频率应由C1、C2、C3及晶体构成的回路打算,即由晶体电抗Xe与外部电容相等的条件打算。串联型晶体振荡器在串联型晶体振荡器中,晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间,通常接在反响电路2示出了一串联型晶体振荡器的实际线路和等效电路。2一种串联型晶体振荡器实际线路(b)等效电路使用留意事项使用石英晶体谐振器时应留意以下几点:下测定的,实际使用时也必需外加负载电容,并经微调后才能获得标称频率。②石英晶体谐振器的鼓励电平应在规定范围内。③在并联型晶体振荡器中,石英晶体起等效电感的作用,假设作为容抗,则在石英晶片失效时,石英谐振器的支架电容还存在,线路仍可能满足振荡条件而振荡,石英晶体谐振器失去了稳频作用。④晶体振荡器中一块晶体只能稳定一个频率,当要求在波段中得到可选择的很多频率时,就要实行别的电路措施,如频率合成器,它是用一块晶体得到很多稳定频率。小结:1、石英谐振器的谐振频率、影响因素;2、石英晶体振荡器的电路构造。序号16周次8授课形式试验序号16周次8授课形式试验授课章节名称试验五:正弦波振荡器教学目的生疏正弦波振荡器的组成原理;分析有关元件参数的变化对振荡器性能的影响。教学重点有关元件参数的变化对振荡器性能的影响教学难点使用教具计算机课外作业试验报告课后体会试验四正弦波振荡器试验目的娴熟把握各种元件的连接及其参数的设置;进一步生疏正弦波振荡器的组成原理;观看输出波形,分析有关元件参数的变化对振荡器性能的影响。试验内容及步骤利用EWB1.7所示的西勒〔Seiler〕振荡器试验电路。1.7西勒振荡器试验电路按附图1.7设置各元件参数,翻开仿真开关,从示波器上观看振荡波形如附图1.8f0,并作好记录。1.8西勒振荡器的输出波形转变电容C6的容量,分别为最大或最小〔100%0%〕时,观看振荡频率变化,并作好记录。C40.33μF0.001μF,从示波器上观看起振状况和振荡波形的好坏〔与C4为0.03F时进展比较,并分析缘由。C40.033μFRP,并说明缘由。XX序号 17 周次 9 授课形式 讲授授课章节名称调幅波的根本性质教学目的把握调幅的根本原理教学重点三种调幅类型的特点和差异教学教学难点使用教具课外作业课后体会[课导入]频分复用;解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段,恢复原调制信号。调幅波的根本性质一、调幅波的根本性质1、调幅波的数学表达式一般调幅方式是用低频调制信号去掌握高频正弦波(载波)的振幅,使其随调制信号波形的变化而呈线性变化。设调制信号为单频信号,它和载波分别为uΩ(t)=UΩmcosΩtuc(t)=Ucmcosωct则一般调幅信号为:uAM(t)=(Ucm+kaUΩmcosΩt)cosωct=Ucm(1+macosΩt)cosωct2、调幅波的频谱与带宽1给出了uΩ(t),uc(t)uAM(t)的波形图。从图中可以看出,一般调幅信号的振幅由直流重量Ucm和沟通重量kUΩmcosΩt迭加而成,其中沟通重量与调制信号成正比,或者说,一般调幅信号的包络(信号振幅各峰值点的连线)完全反映了调制信号的变化。另外,还可得到调幅指数Ma的表达式:Ma>1过调制。所以,一般调幅要求Ma1。1一般调幅波形与频谱可见,一般调幅波所占频带宽度为BW=2Fmax3、调幅波的功率关系设调制信号为单频正弦波,负载电阻为R载波功率为Pc=U2cm/2RL上、下边频总功率为PDSB=2PSSB=m2aPc/2
,可得:L调幅信号总平均功率Pav=Pc+PDSB=(1+m2a/2)Pc调幅播送在实际传送信息时,平均调幅系数只有0.3左右,这样Pav≈1.05Pc。因此在调幅信号总功率中,不含信息的载波功率约占95%,而携带信息的边频功率仅占5%。如调制信号为多频信号,则调幅波平均功率等于载波功率和各边频功率之和。4、双边带调制与单边带调制〔1〕双边带调制DSB由于载波重量不包含任何信息,又占整个调幅波平均功率的很大比例,因此在传输前把它抑制,可大大节约放射机的放射功率。这种仅传输两个边带的调制方式称为抑制载波载波的双边带调制,简称双边带调制,用DSB表示。单频调制时双边带调制信号的数学表达式为uDS(t)=kau(t)coωct0.5UcmcosωΩ)t+0.aUcmcoscΩ)t4.3所示,其包络已不再反映调制信号的变化规律,而是与调制信号确实定值成正比;在调制信号过零处,双边带信号的相位突变180°。带宽仍为调制信号带宽的两倍,即BW=2Fmax。〔2〕单边带调制SSB由于调幅波的上、下边带中的任意一个边带已包含了调制信号的全部信息,所以可以进一步将其中一个边带抑制掉而只发送另一个边带,这样的调制方式称为单边带调制。其数学表达式为uSSB(t)=0.5maUcmcos(ωc-Ω)t 〔上边带〕或uSSB(t)=0.5maUcmcos(ωc+Ω)t 〔下边带〕书图4.5为多频调制的上边带信号的频谱。可见,其频带宽度仅为双边带信号频带宽度的一半,提高了频带的利用率,大大节约了放射功率。XX序号序号18周次9授课形式讲授授课章节名称调幅电路教学目的把握调幅电路的类型和各自的特点教学重点调幅电路的实现方法教学难点使教学难点使用教具课外作业课后体会授课主要内容[课导入]的过程。调幅电路将调制信号与直流相加后,再与载波信号相乘,即可实现一般调幅。由于乘法器输出信号电平不太高,所以这种方法称为低电平调幅。曾经争论过利用丙类谐振功放的调制特性也可以产生一般调幅信号。由于功放的输出电压很高,故这种方法称为高电平调幅。一般调幅信号的解调方法有两种,即包络检波和同步检波。1、基极调幅电路〔欠压状态〕根本原理用调制信号掌握丙类谐振功放的基极偏压,从而实现调幅。VBB(t)=VBB0+uΩ(t)电路及波形2、集电极调幅电路〔过压状态〕根本原理用调制信号掌握丙类谐振功放的集电极电压,从而实现调幅。Vcc(t)=Vcc0+uΩ(t)电路及波形3、模拟乘法器调幅电路模拟乘法器简介作用:实现两个模拟信号相乘。uo=KMuXuY符号:调幅电路4、二极管平衡调幅电路〔a〕电路原理图 〔b〕等效电路图图4.14二极管平衡调幅电路小结:1、调幅有一般调幅和抑制载波调幅,一般调幅波的包络反映了调制信号变化的规律。2、调幅电路可分为高电平调幅和低电平调幅,它们各自具有不同的特点,因此分别适用于不同的场合。XX序号 19 周次 10 授课形式 讲授授课章节名称检波器教学目的把握检波的方法以及工作原理教学重点检波的根本原理教学难点包络检波的原理使课用外教作具业P1034.84.9课后体会把握良好课导入:从高频调幅波中取出原调制信号的过程称为检波,完成这个功能的电路称为检波器。明显,检波是调幅的逆过程。检波器一、包络检波电路11二极管峰值包络检波器2、性能指标二极管峰值包络检波器的性能指标主要有检波效率、输入电阻、惰性失真和底部切割失真几项。检波效率ηd。g 或R越大,则θ越小,ηd越大。假设考虑到二极管的实际导通电压不为零,以及D充电电流在二极管微变等效电阻上的电压降等因素,实际检波效率比以上公式计算值要小。等效输入电阻Ri检波器的瞬时输入电阻是变化的。检波器的前级通常是一个调谐在载频的高Q值谐振回路,检波器相当于此谐振回路的负载。为了争论检波器对前级谐振回路的影响,故定义检波器等效输入电阻:其中Uim1ui电流应是高频窄尖顶余弦脉冲序列,I1muo应是电平为Uo的直流电压。明显,检波器对前级谐振回路等效电阻的影响是并联了一个阻值为Ri的电阻。2二极管峰值包络检波器的包络检波波形惰性失真。在调幅波包络线下降局部,假设电容放电速度过慢,导致uo的下降速率比包络线的下降速率慢,则在紧接其后的一个或几个高频周期内二极管上为负电压,二极管不能导通,造成uo波形与包络线的失真。由于这种失真来源于电容来不及放电的惰性,故称为惰性失真。图3给出了惰性失真的波形图,在t1~t2时间段内消灭了惰性失真。要避开惰性失真,就要保证电容电压的减小速率在任何一个高频周期内都要大于或等于包络线的下降速率。3惰性失真波形图二、同步检波电路4是用MC1596后从Y通道①、④脚输入,同步信号ur从X通道⑧、10脚输入。12脚单端输出后经RC的π型低通滤波器取出调制信号uo。此电路的输入同步信号可以是小信号,也可以是很大信号,分析方法与用作调幅电路时一样。同步检波电路比包络检波电路简单,而且需要一个同步信号,但检波线性性好,不存在惰性失真和底部切割失真问题。图4 MC1596组成的同步检波电路小结:
1、包络检波器的工作原理和性能指标。2、同步检波器。XX序号 20 周次 10 授课形式 授课章节名称 试验六:调幅与检波教 学 目 的 进一步生疏调幅电路检波电路的工作原理;观看调幅电路、检波电路的输出波形教教学学重难点点调幅电路、检波电路的输出波形使用教具计算机课外作业试验报告课后体会1.试验目的5调幅与检波在以上试验的根底上,加强EWB的娴熟应用,把握一些仿真的技巧。进一步生疏调幅电路、检波电路的工作原理。观看调幅电路、检波电路的输出波形。2.试验内容及步骤一般调幅电路①利用EWB1.9所示的一般调幅试验电路。1.9一般调幅试验电路11 1.9U0、U、U以及电路中各元件的参数,翻开仿真开关,从示波器U1.1011 附图1.10一般调幅电路输入、输出波形③转变直流电压U0为4,观看过调幅现象〔见附图1.1。做好记录并说明缘由。双边带调制电路
附图1.11过调幅时的输入、输出波形①利用EWB绘制出双边带调制仿真电路,接上载波信号U1、调制信号U2以及示波1.12所示。1.12双边带调制试验电路1.12U1、U21.131.14是其扩展方式的波形。附图1.13调制信号与双边带信号的波形附图1.14扩展后的调制信号与双边带信号波形二极管包络检波器①利用EWB1.15所示的二极管包络检波器的仿真试验电路。附图1.15二极管包络检波器仿真试验电路s1.15U以及各元件的参数,其中调幅信号源的调幅度M0.8。打s开仿真开关,从示波器上观看检波器输出波形以及与输入调幅波信号Us的关系。如附图1.16所示。附图1.16检波器输出波形与输入调幅波的关系③将RP1调到最大1001.17所示。试分析其缘由。附图1.17检波器消灭惰性失真时的输出波形④将RP1恢复为最小0,再将RP2调到最小0,从示波器上又可以观看到检波器输出将消灭负峰切割失真,如附图1.18所示。试分析其缘由。同步检波器
附图1.18检波器消灭负峰切割失真时的输出波形①利用EWB1.19所示。其中1 2 1 1 IC组成双边带调制电路,ICR、C、C1 2 1 1 附图1.19双边带调制及其同步检波的仿真试验电路1.19UUcUr以及各元件的参数,翻开仿真电源开关,从示波器上观看同步检波器输入的双边带信号及其输出信号。如附图1.20所示。附图1.20同步检波器输入的双边带信号及其输出信号③转变同步检波器参考信号的相位,观看输出波形的变化,并说明其缘由。XX序号 21 周次 11 授课形式 讲授授课章节名称
混频器原理与抑制措施教学原理与抑制措施教学重点混频器的工作原理教学难点使课用外教作具业复习课后体会[课导入]在线性频谱搬迁电路中,除了振幅调制以及相应的解调电路外,还有混频电路。4.4混频器一、混频原理及特点图1fc的高频已调波信号us(t)和频率为fL的本地正弦波信号(称为本振信号)uL(t),输出是中频为fI的已调波信号uI(t)。通常取fI=fL-fc。以输入是一般调幅信号为例,假设us(t)=Ucm[1+kuΩ(t)]cos2πfct,本振信号为uL(t)=ULmcos2πfLt,则输出中频调幅信号为uI(t)=UIm[1+kuΩ(t)]cos2πfIt可见,调幅信号频谱从中心频率为fc处平移到中心频率为fI处,频谱宽度不变,包21混频电路原理图混频前 (b)混频后2一般调幅信号混频频谱图虽然混频电路与调幅电路、检波电路同属于线性频率变换电路,但它却有两个明显不同的特点:①混频电路的输入输出均为高频已调波信号。由前几节的争论可知,调幅电路是将低频调制信号搬移到高频段,检波电路是将高频已调波信号搬移到低频段,而混频电路则是将已调波信号从一个高频段搬移到另一个高频段。②混频电路通常位于接收机前端,不但输入已调波信号很小,而且假设外来高频干扰信号能够通过混频电路之前的选频网络,则也可能进入混频电路。选频网络的中心频率通常是输入已调波信号的载频。二、混频干扰混频电路的输入除了载频为fc的已调波信号us和频率为fL的本振信号uL之外,还可能有从天线进来的外来干扰信号。外来干扰信号包括其它放射机发出的已调波un1和un2fn1fn2us、uL和un1、un2以下分别简称为信号、本振和外来干扰。假定混频电路中的非线件为晶体管,其转移特性为:i=a0+a1u+a2u2+a3u3+a4u4+…u=us+uL+un1+un2=Uscos2πfct+ULcos2πfLt+Un1cos2πfn1t+Un2cos2πfn2t三、混频电路1、晶体管混频电路3L1C1usfc,L2C2调谐于中频fI,本振uLVBB0迭加后作为偏置电压。3晶体管混频电路原理图2、二极管混频电路4二极管平衡混频电路原理图3、模拟乘法器组成的混频电路图5 MC1596组成的混频电路小结:1、混频器的根本原理和性能指标。2、三种不同的混频电路。XX序号 22 周次 11 授课形式 授课章节名称 试验七:混频器教 学 目 的 理解混频器的工作原理;频器的输入、输出波形教教学学重难点点观看混频器的输入、输出波形使用教具计算机课外作业试验报告课后体会试验七混频器试验目的进一步生疏EWB的使用。正确理解混频器的工作原理。观看混频器的输入、输出波形。试验内容及步骤利用EWB仿真软件正确搭接由乘法器组成的混频器,如附图1.21所示。1.21乘法器混频电路s 1.21UU以及其它元件的参数,其中调幅信号源的调幅度M设为0.8。翻开仿真电源开关,双击示波器,正确设置示波器的参1.22s 1.22混频器输入的调幅波以及混频器的输出波形R1100Ω,从示波器上可看到此时混频器的输出波形有什么变化,R1有什么作用。XX序号 23 周次 12 授课形式 讲授授课章节名称
习题课二教 学 目 的 复习第3、4章学问教学教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会1、试从振荡的相位平衡条件动身,分析如图3.31所示的各振荡器的沟通等效电路中的错误,并说明应如何改正。2、电容三点式振荡器如图3.8〔a〕所示,并且RC=2kΩ,C1=500pF,C2=1000pF。假设振荡频率f=1MH1〕回路的电感L〕电路的反响系数F。3、电感三点式振荡器如图3.9〔a〕所示,并且L1=40μH,L2=15μH,M=10μH,C=470pF,RC=5kΩ,试计算振荡器的振荡频率f0。43.32所示,L=25μH,Q=100,C1=500pF,C2=1000pF,C310~30pF,试求:计算振荡频率f05、假设石英晶片的参数为:Lq=4H,Cq=9×10-2pF,C0=3pF,rq=100Ω,求:串联谐振频率fs。并联谐振频率fp与fs相差多少,并求它们的相对频差。6、画出以下已调波的波形和频谱图〔ω=。c〔1〕u(t)=(1+sinΩt)sinωt;c〔2〕u(t)=(1+0.5cosΩt)cosωt;c〔3〕u(t)=2cosΩtcosωt。c7、某一般调幅波的最大振幅为10V6V,求其调幅系数ma。8、调制信号及载波信号的波形如图4.34所示,示意画出一般调幅波的波形。9、假设调制信号频谱及载波信号频谱如图4.35所示,示意画出DSB调幅波的频谱。【练习】1、在同步检波器中,为什么要求参考电压与输入载波同频同相?二者不同频将对检波有什么影响?二者不同相又会对检波产生什么影响?2、石英晶体振荡电路如下图:(1)说明石英晶体在电路中的作用是什么?(2)R、R、Cb1 b2 b(3)电路的振荡频率f03、以下图所示LCLcCC可视为沟通短路。E B画出沟通等效电路推断是否满足自激振荡所需相位条件假设满足,电路属于何种类型的振荡器写出振荡频率f的表达式o4、某放射机输出级在负载RL=100Ω上的输出信号为us(t)=〔2+cosΩt〕cosωCtV,假设ωCΩ,1〕该输出信号是什么已调信号?该信号的调制度ma为多少?总的输出功率P为多少?av画出该已调信号的波形、频谱图〔要求标上必要数值,并求频带宽度B。5u(t)=5cos2π×106t,调制信号电压u(t)=2cos2π×103t,令常数kC Ω a=1。写出双边带调幅DSB的表达式;求调幅系数及频带宽度;画出调幅波的波形和频谱图。6fI=465kHz12810kHz,则本振频率fL为多少?300-3400Hz,试分别画出A、B和C点处的频谱示意图。XX序号 24 周次 12 授课形式 讲授授课章节名称调角信号的根本性质教学目的把握调角波的根本性质教学重点调角波的根本性质教学难点调频和调相的性质使课用外教作具业P1245.25.35.4课后体会课导入:用调制信号对载波进展调制的方式有调幅、调频、调相三种方式,调频与调相统称调角。前面已经学习了调幅的有关学问,本章介绍调角波的有关学问。调角信号的根本性质一、调角信号的根本性质〔一1、调频信号设高频载波为uc=Ucmcosωct,调制信号为u(t)=UcosΩt,则调频信号的瞬时角频Ω ΩΩ率ω(t)=ωc+kfu(t)=ωc+Δω(t)Ωc 瞬时相位φ(t)=∫tω(t)dt=ωt+k∫tuc 0 0Ωcm c 调频信号u =U cosωt+k ∫tucm c FM 0 Ωkf为比例系数。上式说明,调频信号的振幅恒定,瞬时角频率是在固定的载频上叠加f一个与调制信号电压成正比的瞬时角频率偏移(简称瞬时角频偏)Δω(t)=ku(t),瞬时相位fΩ是在随时间变化的载波相位φc(t)=ωct上叠加了一个与调制电压积分成正比的相位偏移0Ω(简称相偏)Δφ(t)=kf∫tu(t)dtΔωm和调频指数(最大相偏)mf分别定义为:mf=kfUΩm/Ω=Δωm/Ω=Δ0Ω假设调制信号是单频信号,即u(t)=U mcosΩt,则可写出相应的调频信号:Ω Ωfu (t)=Ucmcos(ωct+msinΩt)fFM调信任号Ω 设高频载波为uc=Ucmcosωct, 调制信号为u(t)=UcosΩt,Ω Ωφ(t)=ωct+kpu(t)Ω瞬时角频率pω(t)=dφ(t)/dt=ωc+kdu(t)/dt=ωc-mpΩsinΩt=ωc-ΔωmsinΩtpΩPM 调信任号u (t)=Ucmcos[ωct+kpu(t)]=Ucmcos(ωct+mpcosΩPM kp为比例系数。调频信号与调信任号时域特性的比较调频信号与调信任号的一样之处在于:二者都是等幅信号。二者的频率和相位都随调制信号而变化,均产生频偏与相偏。调频信号与调信任号的区分在于(1)二者的频率和相位随调制信号变化的规律不一样,但由于频率与相位是微积分关系,故二者是有亲热联系的。7.2.1中可以看出,调频信号的调频指数Mf与调制频率有关,最大频偏与调制频率无关,而调信任号的最大频偏与调制频率有关,调相指数MP与调制频率无关。从理论上讲,调频信号的最大角频偏Δωm<ωc,由于载频ωc很高,故Δωm可以很大,2π为周期,所以调信任号的最大相偏(调相指数)Mf<π,故调制范围很小。二、调角信号的频谱由载频和无穷多组上,这些频率重量满足ωc±nΩ,振幅为Jn(M)Ucm,n=0,1,2,。Ucm是调角信号振幅。当n为偶数时,两边频重量振幅一样,相位一样;n为奇数时,两边频重量振幅一样,相位相反。〔2〕M确定后,各边频重量振幅值不是随n单调变化,M增大变化的规律均是衰减振荡,而各边频重量振幅值与对应阶贝塞尔函数成正比。随着M值的增大,具有较大振幅的边频重量数目增加,载频重量振幅呈衰减振荡趋势,在个别地方(M=2405,5520时),载频重量为零。假设调角信号振幅不变,M值变化,则总功率不变,但载频与各边频重量的功率将重安排。上述特点充分说明调角是完全不同于调幅的一种非线性频率变换过程。明显,作为调角的逆过程,角度解调也是一种非线性频率变换过程。对于由众多频率重量组成的一般调制信号来说,调角信号的总频谱并非仅仅是调制信号中每个频率重量单独调制时所得频谱的组合,而且另外又增了很多频率重量。通频带 BW=2〔M+1〕F【例题】1、假设调角波u(t)=10cos〔2π×106t+10cos2023πt〕(V),试确定:(1)最大频偏;(2)最大相偏;(3)信号带宽;(4)此信号在单位电阻上的功率;(5)能否确定这是FMPMK=2kHz/V,调相时Kp=1rad/v)f解:U102106m=10=2103cm C(1)f
21061MHz, F21031KHzCC 2 2 2 2Cf mF101KHz10KHzm(2)m
m10rad(4)P
U2 10050Wcm0 2 2cm〔5〕可能是调频波,也可能是调相波。假设看成调频波:u (t)5sin2103t假设看成调相波:u (t)10cos2103tXX序号序号25周次13授课形式讲授授课章节名称调频电路教 学 目 的 把握调频电路的类型及其实现方法教学教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会5.2调频电路P1245.55.6性频率变换过程。对于由众多频率重量组成的一般调制信号来说,调角信号的总频谱频率重量。〔一、调频电路的主要性能指标调频线性性调频电路输出信号的瞬时频偏与调制电压的关系称为调频特性。明显,抱负调频特性应当是线性的,所以对实际电路可能产生一些非线性失真,应尽量设法使其减小。调频灵敏度单位调制电压变化产生的角频偏称为调频灵敏度Sf,Sf=内,Sf相当于式(7.2.1)中的kf。
最大线性调制频偏(简称最大线性频偏) 实际电路的调频特性是非线性的,其中线性局部能够实现的最大频偏称为最大线性频偏。由公式Mf=Δfm/F,BW=2(Mf+1)F=2(Δfm+F)可知,最大频偏与调频指数和带宽都有亲热关系。不同的调频系统要求不同的最大频偏,所以调频电路能到达的最大线性频偏应满足要求。如调频播送系统的要求是75kHz,50kHz。载频稳定度调频电路的载频(即中心频率)稳定性是接收电路能够正常接收而且不会造成邻近信道相互干扰的重要保证。不同调频系统对载频稳定度的要求是不同的,如调频播送系统要求载频漂移不超过±2kHz,调频电视伴音系统要求载频漂移不超过±500Hz。〔二、直接调频电路1变容二极管调频电路它的振荡回路由一个电感、一个变容二极管和两个电容组成。为避开重复,本小节对于变容二极管调频电路的工作原理不再表达,,假定其振荡回路仅包括一个等效电感L和一个变容二极管组成的等效电容Cj,则在单频调制
(t)=UmcosΩt的作用下,回路振荡角频率可写成:Ω Ω2.晶振变容二极管调频电路在晶振变容二极管调频电路里,常承受晶振与变容二极管串联的方式。晶体变容二极44.4、4.5节所指出的,晶振的频率掌握范围很窄,仅在串联谐振频率fs与并联谐振频率fp之间,所以晶振调0.01%左右,最大线性频偏Δfm也就很小。晶振变容二极管调频电路的突出优点是载频(中心频率)稳定度高,10-5左右,因而在调频通信发送设备中得到了广泛应用。〔三、间接调频电路1、变容二极管相移网络2、扩展间接调频电路最大线性频偏的方法小结:1、调频电路的主要性能指标2、直接调频电路和间接调频电路XX序号 26 周次 13 授课形式 讲授授课章节名称 鉴频器教学教学目的教学重点教学难点使用教具课外作业课后体会
把握鉴频特性和鉴频的实现方法;了解斜率鉴频器和相位鉴频器的电路构成。鉴频特性和鉴频的实现方法P1245.7FMFM有用电路便于集成、调谐简洁、线性性较好,故得到了普遍应用,尤其是后者,应用更为广泛。5.3 鉴频器一、鉴频电路的主要性能指标1、鉴频线性鉴频电路输出低频解调电压与输入调频信号瞬时频偏的关系称为鉴频特性,抱负的鉴频特性应是线性的。实际电路的非线性失真应当尽量减小。2、鉴频线性范围由于输入调频信号的瞬时频率是在载频四周变化,故鉴频特性曲线位于载频四周,其中线性局部称为鉴频线性范围3、鉴频灵敏度在鉴频线性范围内,单位频偏产生的解调信号电压的大小称为鉴频灵敏度Sd。二、LC1、LCLC2种状况说明调频信号通过参数恒定的LC回路后,其振幅和相位都发生了变化。现在我们来具体争论这90°的固定相移,所以在LC并联回路输入端串联一个小电容C1,整个频相转换网络可看作是一个分压网络,如图1(a)所示。1900频相转换网络及其相频特性依据图1(a)可以写出网络电压传输函数H(ω)=其中Zp是LCR2、LC当调频信号中心角频率ωcLCω0一样时,工作频率所处的网络幅频特性曲线较平坦,对输入调频信号的振幅变化影响不大,而且是非单调性变化。为取得较好的线性转换特性,可将ωc置于幅频特性曲线下降段线性局部中点,如图7.4.2AA点对称的BA、B3、LCLC中每个频率重量的振幅受到不同程度的衰减,相位产生不同大小的偏移,所以输出调频信号的振幅不再是恒定的了,相位也发生了变化。换而言之,调频信号的频谱既没有产生线性搬移,更没有发生非线性变换,而仅仅是其中各个频率重量的振幅和相位发生了不同的变化而已。在实际调频通信接收系统中,鉴频电路输入调频信号的最大相对频偏并不很大。如播送电视伴音系统为50kHz/65MHz≈0.77%,调频播送系统为75kHz/107MH
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