通信电子电路总复习

1、通信电子电路总复习,通信电子电路,第1章 通信系统导论 第2章 通信电子线路分析基础 第3章 高频小信号放大器 第4章 谐振功率放大器 第5章 正弦波振荡器 第6章 调幅、检波和混频 第7章 角度调制与解调,第1章 通信系统导论,1.1 通信系统的组成 1.2 通信系统中信号的频谱表示法 1.3 无线通信系统中的信道 1.4 数字通信系统 1.5 现代通信系统,1.1 通信系统的组成,通信系统的主要技术指标,传输距离：信号从发送端到达接收端并能被可靠接收的最大距离。 影响因素： 发送端的信号功率、信号通过信道的损耗、信号通过信道混入的各种形式的干扰和噪声及接收机的接收灵敏度等。 通信容量一个信

2、道能够同时传送独立信号的路数。 信号失真度接收设备输出信号不同(失真)于发送端基带信号的程度 影响因素：信道、信号处理电路等特性 抗干扰能力,5,调制的必要性和作用,必要性： 从切实可行的天线出发 区别不同的音频信号 可实现的回路带宽 作用： 频谱搬移 实现信道复用 提高抗干扰能力,传播方式,数字通信系统,数字通信系统,数字通信的主要优点： 有较强的抗干扰能力 数字信号便于保密处理 数字信号便于计算机进行处理 数字电路易于大规模集成 数字通信的主要缺点： 数字信号占据频带较宽，频带利用率低,第2章 通信电子线路分析基础,选频网络 串联谐振回路 并联谐振回路 串并联阻抗变换与回路抽头阻抗变换 耦

3、合谐振回路 非线性电路分析基础 基本概念与非线性元件 非线性电路的分析方法 非线性电路的应用,串联、并联谐振回路参数比较,11,选频网络,串联谐振回路 当 0，x 0呈感性，电流滞后电压，i 0 当 = 0 ， |z| = R ， x = 0达到串联谐振， i =0 并联谐振回路 当 0，B 0呈容性，电压滞后电流，i 0 当 = 0 ， |Y| = g， B = 0达到并联谐振， i =0,串、并联阻抗的等效互换,等效原则：等效 互换前后阻抗相等。,回路抽头时阻抗的变化关系,接入系数P：定义为抽头点电压与端电压的比，即：,等效原则：变换前后功率相等,当抽头改变时,p值改变,可以改变回路在db

4、 两端的等效阻抗,回路抽头时阻抗的变化关系,抽头变换电路有电感式和电容式两种，抽头电路又称为部分接入式电路。 1、电感式抽头电路 如右上图所示，接入系数为,2、电容式抽头电路 如右下图所示，接入系数为,，其中,15,插入损耗,由于回路有谐振电阻Rp存在，它会消耗功率因此信号源送来的功率不能全部送给负载RL，有一部分功率被回路电导gp所消耗了。回路本身引起的损耗，称为插入损耗，用Kl表示。,右图是考虑信号源内阻、负载电阻和回路损耗的并联电路。,插入损耗,耦合回路,电感耦合回路,电容耦合回路,反射阻抗,次级回路对初级回路的反射阻抗；,初级回路对次级回路的反射阻抗,等效阻抗,耦合回路的调谐,部分谐振

5、：只有一个等效回路谐振 复谐振：部分谐振时满足回路本身电阻等于反射电阻 全谐振：两个回路同时谐振 最佳全谐振：全谐振时满足回路本身电阻等于反射电阻,最佳全谐振,耦合因数, 1称为强耦合。 其中 = 1时为最佳全谐振。此时有,通频带宽：,矩形系数：,频率选择性：,非线性电路分析基础,常用的无线电元件有： 线性元件 非线性元件 时变参量元件 非线性电路分析方法主要有： 幂级数分析法 指数函数分析法 折线分析法 时变参量分析法 开关函数分析法 非线性电路的应用 实现频谱的线性搬移（如振幅调制、解调、混频） 实现频谱的非线性搬移（如调频、调相、鉴频） 实现时变参量电路（如混频）,第3章 高频小信号放大

6、器,晶体管高频小信号等效电路 Y参数等效电路 混合等效电路 晶体管谐振放大器 谐振放大器的稳定性,高频小信号放大器,由于小信号谐振放大器放大的信号幅度很小，电路中用于放大的器件工作在线性范围，因而它们属于线性放大器，通常采用线性模型的等效电路分析法。,小信号谐振放大器的要求： （1）增益要高 （2）选择性要好 （3）工作要稳定可靠 （4）噪声要小,高频小信号放大器的质量指标,1) 增益：（放大系数）,功率增益：,电压增益：,2) 通频带：,3) 选择性：,4) 工作稳定性：,5) 噪声系数：,Y参数等效电路,输出交流短路时的 输入导纳,输入交流短路时的 反向传输导纳,输出端交流短路时的 正向传

7、输导纳,输入端交流短路时的 输出导纳,Y参数等效电路,Y参数均为容性参数，为了今后分析电路方便， 我们将Y参数记为：,单调谐回路谐振放大器,单调谐回路谐振放大器,多级谐振放大器,1. 增益,2. 通频带,谐振放大器的稳定性,放大器产生自激的条件：,克服自激的方法：,中和法 消除yre的反馈,失配法 使GL或gs的数值增大，因而使输入和输出回路 与晶体管匹配。,谐振放大器的稳定性,中和法与失配法比较： 中和法：优点：简单，增益高 缺点： 只能在一个频率上完全中和，不适合宽带 因为晶体管离散性大，实际调整麻烦，不适于批量生产。 采用中和对放大器由于温度等原因引起各种参数变化没有改善效果。 失配法：

8、优点： 性能稳定，能改善各种参数变化的影响； 频带宽，适合宽带放大，适于波段工作； 生产过程中无需调整，适于大量生产。 缺点：增益低。,第4章 高频功率放大器,谐振功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路,谐振功率放大器的主要技术指标是输出功率与输出效率,第4章 高频功率放大器,图4-1 谐振功率放大器的基本电路,晶体管的作用是将供电电源的直流能量转变为交流能量。,LC谐振回路是放大器的负载，具有选频滤波的作用,直流电源VCC 提供直流功率和VBB决定放大器导通角的大小,第4章 高频功率放大器,图4-4 谐振功率放大器转移特性曲线,第4章 高频功率放大器,集电极余弦电流脉冲可分解为傅里

9、叶级数：,直流功率：,输出交流功率：,集电极余弦电流脉冲的分解,图4-8 尖顶余弦脉冲,图4-9 尖顶脉冲的分解系数,负载特性曲线,负载特性曲线,集电极调制特性曲线,放大（基极调制）特性曲线,图4-16 Vbm（或）VBB变化时电流、功率的变化,谐振功率放大器的计算,图4-7 晶体管实际特性和理想折线,适用任何状态,只适用于临界状态,第5章 正弦波振荡器,正弦波振荡器：能自动将直流电能转换成（具有一定频率和振幅的）正弦交流电能的电路。它与放大器的区别在于这种转换不需外部信号的控制。振荡器输出的信号频率、波形、幅度完全由电路自身的参数决定。,应用：通信电路中作载波，本振信号；信号源及无线电测量仪

10、表中。,产生方式：反馈式振荡器和负阻式振荡器 分类： 频率：低频，高频，微波振荡器 输出波形：正弦振荡器和非正弦振荡器,要求：输出功率大，效率高，波形失真小，频率稳定度高,第5章 正弦波振荡器,反馈系数：,开环增益：,T= AF为反馈放大器的环路增益。 T1：增幅振荡； T1：减幅振荡 T=1：增幅振荡,振荡条件,2、平衡条件： T=1 振幅平衡条件： T=AF =1 相位平衡条件： T（）=A+ F=2n (n=0,1,2,3),1、 起振条件： T1 振幅起振条件：T=AF 1 相位起振条件： T（）=A+ F=2n (n=0,1,2,3),振幅稳定条件：,相位稳定条件：,LC正弦波振荡器

11、,X1、X2、X3组成谐振回路谐振时： X1+X2+X3=0,构成原则:射同它反,即与发射极相连的两电抗X1、X2性质相同；X3与X1、X2的电抗性质相反。,三端式振荡器,电容三端式电路,电感三端式电路,电容三端式振荡器,L 、C1、C2 构成谐振回路，决定振荡频率：,两种改进型电容反馈式振荡器,西勒振荡器,克拉泼振荡器,LC振荡器的频率稳定度,提高频率稳定度的措施,一、减小外界因素的变化,二、提高振荡回路的标准性,三、减小晶体管对振荡频率的影响,第6章 振幅调制、解调与混频,6.1 概述 6.2 振幅调制原理 6.3 振幅调制方法与电路 6.4 振幅解调原理与电路 6.5 混频器原理与电路,

12、振幅调制,主要振幅调制方式：,残留边带幅度调制(Vestigial Sideband AM，VSB),标准幅度调制（Standard AM）,双边带幅度调制（Double Sideband AM，SC-DSB,单边带幅度调制（Single Sideband AM，SC-SSB）,AM调制,maUcm,AM信号的频谱,AM信号功率,AM的实现模型,抑制载波双边带调幅（DSB）,抑制载波单边带调幅（SSB）,抑制载波单边带调幅（SSB）,振幅调制方法与电路,低电平调幅电路 二极管调制电路 单二极管调制电路 二极管平衡调制电路 二极管双平衡调制电路（环形调制电路） 差分对调制电路和模拟乘法器,高电平

13、调幅电路 基极调幅 集电极调幅,基极调幅电路,集电极调幅电路,两种高电平调幅电路的比较,基极调幅电路的特点： 优点：基极电路电流小，消耗功率小，故所需的调制信号功率很小，调制信号的放大电路比较简单。 缺点：调制信号与载波信号之间的相互影响较大。工作在欠压状态，集电极效率低。 适用场合：一般用于功率不大、对失真要求较低的发射机中。,集电极调幅电路的特点： 优点：调制信号与载波信号间的相互影响较小。工作在过压状态，调幅效率较高。 缺点：集电极调幅需要的调幅功率比基极调幅大得多。 适用场合：适用于较大功率的调幅发射机中。,相干解调,非相干解调,小信号平方律检波,非相干解调,峰值包络检波电路,惰性失真,惰性失真,负峰切割失真,为避免割底失真，要求输入信号的最小值 Ucm(1-ma)大于等于UR,混频,由混频器和本地振荡器两部分组成，是一种差频器件。 把接收到的高频信号经过变为一个固定的中频fI，并保持原 高频信号的特性（如调幅规律）不变。一般地：,已调幅波,本地振荡,角度调制与解