《高频电子电路》课件-第8

第8章应用示例无限电接收与发射设备是高频电子电路的综合应用，是现代通信系统、广播与电视系统、报警系统、遥控遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等必不可少的核心设备。按调制方式，无限电收发系统可分为调幅收发系统、调频收发系统、调相收发系统以及它们的组合调制系统。8.1小功率调幅发射与接收8.1.1小功率调幅发射机8.1.2调幅接收机在超外差接收系统中，由于中频放大器的中心频率是固定不变的，而接收机的主要放大倍数由中频放大器承担，所以，整机增益在接收频率范围内，高端和低端的差别就会很小。对于调谐来说，只需对混频器的选频回路和本地振荡器进行同步调谐，这是容易实现的。8.2频率合成器频率直接合成法就是将一个或几个晶体振荡器的振荡频率作为基准频率，由这些基准频率产生一系列的谐波，这些谐波具有与晶体振荡器同样的频率稳定度、准确度，然后，从这一系列的谐波中选取两个或几个进行和或差等组合，经过适当方式的处理后获取所需要的频率。8.3调制技术在抑制PWM型开关电源电磁干扰中的应用PWM型开关电源是用高频方波脉冲信号（PWM信号）控制大功率晶体管导通与关断，晶体管工作于开关状态，功率损耗大大减小，使得电源的效率大为提高；开关频率高而使得滤波电容、电感的体积小；控制开关管的导通与关断时间比例即控制脉冲宽度可方便地改变输出电压值。PWM型反激式开关电源的原理电路方波脉冲Vb的频率很高，负载RL可获得脉动很小的直流电压Vo，且Vo

D×Vin。正常工作时，PWM型开关电源的控制方波脉冲频率fs是固定的，利用输出电压负反馈来调整方波脉冲的宽度就可调节PWM信号的占空比D，以保证输出电压的稳定。由于开关电源中的半导体器件是工作于高频、开关状态，快速开关过程必会产生很高的电压变化率du/dt和电流变化率di/dt，这些电压、电流的尖峰都会在电路中产生较大的电磁干扰，并会沿着传播路径传导到其他电子器件中，从而影响电子设备正常工作，降低设备的可靠性。用频率为F（<<fs）的周期信号u(t)=cos(2

Ft)对方波脉冲进行频率调制，调制前后的方波脉冲波形及其频谱如图所示。调制后的方波脉冲占空比不变，但频谱在fs及其谐波附近拓宽、谐波峰值减小，且谐波阶次越高，边带越宽，有效降低各次开关谐波电磁噪声。频率调制反激式开关电源原理图8.4调制技术在复杂网络阻抗测量中的应用测量是获取复杂网络系统阻抗特性的主要手段。为了提高阻抗测量速度，文献[19]给出了一种用幅度调制技术生成一个宽频带测试信号，从而实现一次注入测试信号可同时获得阻抗网络多个频率点的阻抗值。1）基于幅度调制技术的测试信号i

(t)是频率为F、占空比为0.5、幅度为1的方波脉冲信号，信号特性如图。2）基于幅度调制技术的复杂网络阻抗快速测量按图的方式计算出待测网络在的频率范围内m个频率点的阻抗值。将双载波幅度调制测试电流信号is(t)注入待测网络，测得待测网络的响应电压uo(t)，如图。采用此方法进行阻抗快速测量时需注意：①阻抗测量结果的频谱分辨率为2F。②在fc1<f<fc2的频率范围内，应在满足测量信噪比的条件下选择合适的m值，或在保证频谱分辨率的条件下合理选择fc2的值。③若阻抗测量的频率范围较宽时，可以将上述过程多次操作即可。8.5高频电子电路在电容式传感器中的应用电容式传感器把被测物理量（如压力、流量等）转换为电容参数C，为了便于信号传输和测量，还需要将电容参数进一步转换为电压、电流、频率等电量参数。为此，经常采用高频电子电路中的调制型电路将电容参数转换为电量参数。8.5.1电容式传感器调制型测量电路-调频电路电容式传感器作为电容元件被接在振荡器的振荡电路中。8.5.2电容式传感器调制型测量电路-调幅电路配有这种电路的系统，在其电路输出端取得的是具有调福波的电压信号，其幅值近似地正比于被测信号。用如图所示测出电容变化量的方法称为交流激励法将电容式传感器接入交流电桥作为电桥的一个臂或两个相邻臂，另两臂可以是电阻、电容或电感，也可以是变压器的两个二次绕组。用此方法测出电容变化量称为交流电桥法。例如8.6高频电子电路在电感式传感器中的应用电感式传感器是利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置，可以用来测量位移、振动、压力、流量、重量、力矩、应变等多种物理量。电感式传感器的核心部分是可变电感或可变互感在将被测量转换为线圈自感或互感的变化时，一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。这类传感器首先将被测物理量（如压力、流量等）转换为自感系数L、互感系数M或者交流阻抗Z，为了便于信号传输和测量，经常采用高频电子电路中的调制型电路将自感系数L、互感系数M或者交流阻抗Z等参数进一步转换为电压、电流、频率等电量参数。8.6.1电感式传感器调制型测量电路-调频电路传感器电感L变化将引起调频电路输出电压频率f的变化，根据f的大小即可测出被测量值。8.6.2电感式传感器调制型测量电路-调相电路当电感L变化时，输出电压uo的幅值不变，相位φ随之变化。8.6.3电感式传感器调制型测量电路-调幅电路自感式实现了将被测量的变化转换为电感量的变化，为了测出电感量L的变化，同时也为了送入下级电路进行放大和处理，可以将电感L的变化转化为电