载波通信基本原理知识

载波通信基本原理知识目前一页\总数五十七页\编于五点模拟载波通信系统模型目前二页\总数五十七页\编于五点调制

将音频信号加载在高频载波信号（通常用正弦波）上，经过高频放大后，通过天线发送出去，就形成无线电广播。音频信号加载到载波信号上的过程，称为调制。根据调制方式不同，分成：

调幅（AM）调频（FM）目前三页\总数五十七页\编于五点调幅（AM）调幅：是使载波的振幅随着调制信号的变化规律而变化；设调制信号为UΩ(t)=UΩmcosΩt

载波信号为UC(t)=Ucmcosωct

调幅波的表示为:UAM(t)=Umo(1+macosΩt)cosωct

它保持着高频载波的频率特性，调幅波振幅的包络变化规律与调制信号的变化规律一致。目前四页\总数五十七页\编于五点调频（FM）调频：使载波频率按照调制信号幅值的改变而改变的调制方式设调制信号为UΩ（t）=UΩmcosΩt

载波信号为UC（t）=UCmcosωCt

调频时，载波电压振幅度Ucm不变，而载波瞬时间频率则随调制信号规律变化，即为ω(t)=ωc+KfUΩ(t)=ωc+Δω(t)

调频波的表示式为调制信号幅度最大时，调频波最密，频率最大；而当调制信号负的绝对值最大时，调频波最稀疏，频率最低。目前五页\总数五十七页\编于五点调频波的波形示意：目前六页\总数五十七页\编于五点第6章正弦波振荡电路如何产生载波?目前七页\总数五十七页\编于五点信号产生电路(振荡器—Oscillators)主要性要求能：输出信号的幅度准确稳定输出信号的频率准确稳定概述目前八页\总数五十七页\编于五点1.产生振荡的条件放大器反馈网络Ui•Au•Fu•Uo•Uf•RL微弱的电扰动中，某一频率成分通过正反馈逐渐放大，则产生正弦振荡。••••••••—振幅平衡条件—相位平衡条件n=0,1,2,••6.1正弦波振荡电路的基本原理目前九页\总数五十七页\编于五点起振条件放大器Au反馈网络FuUoUfUi

1/FuAu=1/FuOuiuoAuuoAuFu

>1Au

Fu

<1Ui1Uo1Uf1Ui2Uo2Uf2Ui3Uo3Uf2Ui4Uo4ufuf

起振稳幅•

•

2.正弦波振荡电路的起振与稳定过程目前十页\总数五十七页\编于五点负反馈放大电路的自激振荡现象相位条件又可写为幅度条件

AF=A+F=(2n+1)n=0,1,2,3…将||=

0改写为：FA&&+1||=0

根据反馈基本方程，可知当时，相当放大倍数无穷大，也就是不需要输入放大电路就有输出，放大电路产生了自激。3.正弦波振荡电路与负反馈自激振荡电路的区别目前十一页\总数五十七页\编于五点

AF是放大电路和反馈电路的总附加相移，如果在中频条件下，放大电路有180的相移。在其它频段电路中如果出现了附加相移AF，且AF达到180，使总的相移为360，负反馈变为正反馈。如果幅度条件满足要求，放大电路产生自激。在许多情况下反馈电路是由电阻构成的，所以：F=0

，AF=

A+F=

A。目前十二页\总数五十七页\编于五点

左图是一个同相比例放大电路，其输入、反馈、净输入和输出信号的相位关系如右图所示。因运放输出与输入相移为0，若附加相移达到180

，则可形成正反馈。同相比例运算电路矢量图同相比例运算电路目前十三页\总数五十七页\编于五点6.2.1正弦波振荡电路的组成和分类1.放大电路Au2.正反馈网络Fu3.选频率网络—实现单一频率的振荡4.稳幅环节—使振荡稳定、波形好满足振荡条件

组成:6.2正弦波振荡电路的组成、分类和分析方法目前十四页\总数五十七页\编于五点分类：正弦波振荡:非正弦波振荡：RC振荡器(1kHz~数百kHz)LC振荡器(几百kHz以上)石英晶体振荡器(频率稳定度高)方波、三角波、锯齿波等目前十五页\总数五十七页\编于五点放大器选频正反馈网络UoUfUi选频放大器正反馈网络UoUfUi

判断:1.检查电路组成2.“Q”是否合适3.是否满足起振条件6.2.2振荡电路的分析方法目前十六页\总数五十七页\编于五点6.3.1文氏桥式振荡电路选频网络自激反馈信号6.3RC振荡电路1.电路组成用RC电路构成选频网络的振荡电路可分为文氏桥式移相式和双T式等电路形式目前十七页\总数五十七页\编于五点

R1C1

串联阻抗：R2C2

并联阻抗：选频特性：2.RC串并联网络的选频特性目前十八页\总数五十七页\编于五点定性分析：（1）当信号的频率很低时。>>R1>>R2其低频等效电路为：其频率特性为：当ω=0时，uf=0，│F│=0=+90°当ω↑时，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF90°目前十九页\总数五十七页\编于五点（2）当信号的频率很高时。＜＜R1＜＜R2其高频等效电路为：其频率特性为：当ω=∞时，uf=0，│F│=0=-90°当ω↓时，uf=↑，│F│↑↓0|F|0φF-90°目前二十页\总数五十七页\编于五点ω0=？│F│max=？由以上分析知：一定有一个频率ω0存在，当ω=ω0时，│F│最大，且=0°0|F|0φF90°0|F|0φF-90°目前二十一页\总数五十七页\编于五点定量分析R1C1

串联阻抗：R2C2

并联阻抗：频率特性：目前二十二页\总数五十七页\编于五点通常，取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C，则有：式中：可见：当时，│F│最大，且=0°

│F│max=1/3目前二十三页\总数五十七页\编于五点RC串并联网络完整的频率特性曲线：当时，│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|目前二十四页\总数五十七页\编于五点1)

相位条件2)振荡条件Rf

不能太大，否则正弦波将变成方波应使：•

•••3.电路的振荡频率和起振条件(1)振荡频率在f0处满足相位条件：(2)起振条件目前二十五页\总数五十七页\编于五点为使电Au

为非线性，起振时，应使Au>3，稳幅后Au=3。CR1RfRCR正温度系数负温度系数热敏电阻稳幅4.负反馈支路的稳幅作用目前二十六页\总数五十七页\编于五点R1R2V1V2R3Au

1+R2/R1=3为使失真小：R2<2R1R2>2R1-R3Au

1+(R2+R3)/R1>3起振时信号小，二极管电阻大12.4k>R2>7.1kf0=1.94kHz二极管稳幅7.2k6.2k22k4.3k0.01F7.2k0.01F目前二十七页\总数五十七页\编于五点输出频率的调整：通过调整R或/和C来调整频率。uoC：双联可调电容，改变C，用于细调振荡频率。K：双联波段开关，切换R，用于粗调振荡频率。_+RFRCCRKKR1R1R2R2R3R3A目前二十八页\总数五十七页\编于五点电子琴的振荡电路电路：RF1uoR1CCRD1D1RF2R28R27R26R25R24R23R22R21_+A目前二十九页\总数五十七页\编于五点_+RfR1C1C2R2AUoC3通常选取起振条件：Rf>12R优点：结构简单、经济

缺点：选频作用差，频率调节不便，输出波形差，输出幅度不够稳定。6.3.2RC移相式振荡电路目前三十页\总数五十七页\编于五点_+RfR1CCR1R2R32CUoR3应略小于此时输出信号的频率稳定性较高，输出波形的线性失真较小。

但调节不便。6.3.3双T式振荡电路目前三十一页\总数五十七页\编于五点LC振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。类型：变压器反馈式、电感三点式、电容三点式LRCIs.Z6.4LC振荡电路6.4.1LC并联谐振电路的频率目前三十二页\总数五十七页\编于五点1.谐振频率f02.谐振阻抗Z03.回路品质因数Q目前三十三页\总数五十七页\编于五点4.频率特性0Z

Z0Q大Q

小0f90º-90ºQ

增大幅频特性相频特性

Q为谐振回路的品质因数，Q值越大，曲线越陡越窄，选频特性越好。目前三十四页\总数五十七页\编于五点5.阻抗与相位目前三十五页\总数五十七页\编于五点LC+VCCTRERB1RB2CECB—满足相位平衡条件×同名端同极性6.4.2变压器反馈式振荡电路目前三十六页\总数五十七页\编于五点把并联LC回路中的C或L分成两个，则LC回路就有三个端点。把这三个端点分别与三极管的三个极相连，就形成了LC三点式正弦波发生电路。它们又分为电感三点式和电容三点式两类。LC三点式正弦波发生电路图a）电感三点式b）电容三点式三点式LC振荡电路目前三十七页\总数五十七页\编于五点C+VCCTRERB1RB2CECBL1L2C1×M123•••6.4.3电感三点式LC振荡电路目前三十八页\总数五十七页\编于五点优点：缺点：易起振(L

间耦合紧)；易调节(C

可调)。输出取自电感，对高次谐波阻抗大，输出波形差。目前三十九页\总数五十七页\编于五点考毕兹振荡器(Colpitts)×+VCCTRERB1RB2CECBLC1C2123LC3•••6.4.4电容三点式LC振荡电路目前四十页\总数五十七页\编于五点优点：波形较好缺点：2)T极间电容影响f01)

调频时易停振C3的改进目前四十一页\总数五十七页\编于五点1.结构和符号化学成分

SiO2结构晶片涂银层焊点符号*6.5石英晶体(Crystal)振荡电路6.5.1石英晶体简介目前四十二页\总数五十七页\编于五点2.压电效应形变形变机械振动外力压电谐振—外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，机械振动幅度急剧加大的现象。目前四十三页\总数五十七页\编于五点3.等效电路rC0CLL

—

晶体的动态电感

(10-3~102H)(大)C

—晶体的动态电容

(<0.1pF)(小)r

—

等效摩擦损耗电阻(小)Co

—晶片静态电容

(几~几十pF)目前四十四页\总数五十七页\编于五点大小小大4.频率特性和谐振频率fXfPfS容性容性感性目前四十五页\总数五十七页\编于五点5.使用注意2)要有合适的激励电平。过大会影响频率稳定度、振坏晶片；过小会使噪声影响大，还能停振。1)要接一定的负载电容CL(微调)，

以达标称频率。目前四十六页\总数五十七页\编于五点1.并联式石英晶体振荡电路fs<f

<

fp，晶体呈感性+VCCVRERB1RB2CEC3C1C2RC×6.5.2石英晶体振荡电路目前四十七页\总数五十七页\编于五点2.串联式石英晶体振荡电路

f=fs，晶体呈纯阻+VCCVRERB1RB2CBLC×目前四十八页\总数五十七页\编于五点一、信号产生电路的分类：正弦波振荡:非正弦波振荡：RC

振荡器

(低频)LC

振荡器

(高频)石英晶体振荡器(振荡频率精确)方波、三角波、锯齿波等。小结目前四十九页\总数五十七页\编于五点二、正弦波振荡条件、电路结构和选频电路1.振荡条件—振幅平衡条件—

相位平衡条件n=0,1,2,••判断电路是否起振采用瞬时极性法，即断开反馈网络，加一信号，如果信号极性逐级变化后，返回后与原信号同极性，则满足相位平衡条件。目前五十页\总数五十七页\编于五点2.振荡电路的两种结构放大器选频正反馈网络UoUfUi选频放大器正反馈网络UoUfUi3.选频电路及其特性目前五十一页\总数五十七页\编于五点1)RC

串并联式幅频特性0Fu

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