高频电路教案Word格式.docx

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第二节并联谐振回路

第三节串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换

1.掌握串联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算

2.掌握串联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算

3.掌握串联谐振回路的谐振曲线方程

4.了解串联谐振回路的相位特性曲线

5.了解电源内阻和负载电阻对串联谐振回路的影响

6.掌握并联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算

7.掌握并联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算

8.掌握并联谐振回路的谐振曲线方程

9.了解并联谐振回路的相位特性曲线

10.了解电源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响

11.了解低Q值并联谐振回路的特点

12.熟悉串并联电路的等效互换计算

13.了解并联电路的一般形式

14.熟悉抽头电路的阻抗变换计算

讲授思路★◆▲

1.选频网络概述：

选频网络（后续章节的基础）

谐振回路（电路分析课程已讲述）滤波器

单振荡回路耦合振荡回路（耦合回路+多个单振荡回路）

串联谐振回路并联谐振回路

2.详述串联谐振回路：

串联谐振回路电路图

详述回路电流方程的推导（运用电路分析理论）

谐振状态特性非谐振状态特性

★计算谐振频率、特性阻抗、能量关系、★幅频特性曲线、▲相频特性曲线

阻抗特性、电压特性、空载品质因数

▲计算有载品质因数★计算通频带

（电源内阻和负载电阻对品质因数的影响）

串联谐振回路适用场合

3.简述并联谐振回路：

参照串联谐振回路的讲述过程

运用串联、并联电路的对偶性

4.详述串并联电路的等效互换和抽头电路的阻抗变换：

运用上述标准串联或并联谐振回路的已知结论，分析复杂谐振回路

混联电路到串联或并联电路推导抽头电路到无抽头电路的等效互换

◆推导串并联电路的等效互换电感抽头电容抽头

（依据等效前后阻抗虚实部恒等）

谐振回路的应用电路只需推导串联或并联电路形式之一不考虑互感、谐振条件下推导

◆推广到一般情况（非谐振、有互感）

抽头电路等效互换举例

3课时：

第五节耦合回路

第六节滤波器的其他形式

1.了解耦合回路的一般性质

2.掌握耦合回路频率特性曲线及方程

3.掌握耦合因数η不同时曲线形状的变化及特点

4.了解LC集中选择性、石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器特性和应用

1.详述耦合回路：

单振荡回路缺点（阻抗变换不灵活+选频特性不理想）

耦合回路+多个单振荡回路

互感耦合串联型（串并联电路可等效互换）电容耦合并联型

推导耦合回路反射阻抗（电路分析课程已讲述）★推导耦合回路频率特性方程（节点电压法或KCL）

▲反射阻抗性质★频率响应曲线

克服单振荡回路缺点：

阻抗变换不灵活临界耦合、过耦合、欠耦合

★推导通频带

选频特性不理想

2.简述各种滤波器特点及应用：

LC选频网络缺点（选频特性不理想+体积大）

LC集中选择性（选频特性好）石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器（选频特性好+体积小）

▲根据Q值、通频带、插入损耗比较各种滤波器优缺点

1、在调谐放大器的回路两端并联一个电阻，放大器的通频带将如何变化？

2、串联谐振回路发生谐振时，电容两端的电压大小与输入电压有什么关系？

3、若已知并联谐振回路的R、L、C，则并联谐振频率为多少？

4、耦合回路的频率响应曲线当η<

1和η＞1时，曲线的形状有什么不同？

5、并联谐振回路发生谐振时，流过电感的电流大小与输入电流有什么关系？

6、若已知串联谐振回路的R、L、C，则谐振回路的品质因数为多少？

7、选频网络分为两大类。

除选用谐振回路外，还可以采用哪些滤波器形式？

8、反射电阻和反射电抗的大小与什么有关？

9、理想的LC并联谐振和串联谐振的等效阻抗各等于多少？

10、谐振回路通频带与品质因数存在什么关系？

11、LC并联谐振回路选频性能的好坏由什么指标衡量？

12、耦合电路反射电抗的性质与原电路电抗性质存在什么关系？

13、空载品质因数与有载品质因数相比，哪个更大？

14、LC并联谐振回路相频特性曲线具有斜率单调变化的特点。

利用其曲线的线性部分，可以完成什么功能？

习题：

第85页题3.5

第86页题3.7

4课时：

1.第四章高频小信号放大器

第一节概述

第二节晶体管高频小信号等效电路与参数

第三节单调谐回路谐振放大器

第四节多级单调谐回路谐振放大器

1.掌握高频小信号放大器的主要性能指标

2.掌握晶体管y参数等效电路的画法

3.了解晶体管混合π等效电路的画法

4.掌握晶体管y参数等效电路y参数的计算

5.了解晶体管的高频特性参数

6.掌握单调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算

7.了解级间耦合网络的形式

8.了解多级谐振放大器的特性和计算

1.高频小信号放大器概述：

高频小信号放大器（有选频网络，第三章内容）

调谐放大器（谐振回路作负载）非调谐放大器（阻容放大+滤波器）

单调谐回路双调谐回路

（串并联谐振回路作负载）（耦合振荡回路作负载）集成电路放大器

由主要性能指标比较其优缺点

★详述电压增益和功率增益、通频带、选择性、稳定性、噪声系数

定量指标，由等效电路计算获得定性指标

（第二节至第五节）（第六节和第九、十节）

2.晶体管高频小信号参数等效电路：

晶体管工作于高频

晶体管混合π等效电路晶体管的高频特性参数

（模拟电路课程已讲述）

★详述晶体管y参数等效电路▲

频率特性曲线

（并联结构+并联谐振电路，便于求解）

▲计算

混合π等效电路中，根据y参数定义，求解y参数公式

3.详述单调谐放大器分析计算：

单调谐放大器电路原理图

小信号等效电路

（运用晶体管y参数等效电路、抽头电路的阻抗变换）

推导电压增益公式推导功率增益公式

★谐振时电压增益★谐振时功率增益

归一化电压增益公式最大功率传输时电压增益★最大功率传输时功率增益

（不考虑回路损耗）（不考虑回路损耗）

★通频带

矩形系数★最大功率传输时功率增益

（考虑回路损耗）

4.简述多级单调谐放大器特性和计算：

多个单调谐放大器

级间耦合网络（简述各种形式）

多级单调谐放大器

▲推导归一化电压增益公式

▲通频带

矩形系数

5课时：

第五节双调谐回路谐振放大器

第六节谐振放大器的稳定性与稳定措施

第七节谐振放大器的常用电路和集成电路谐振放大器

2.第三章作业讲解和答疑

3.第一章、第三章复习和习题练习

1.掌握双调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算

2.了解yre对谐振放大器稳定性的影响

3.了解单向化方法

4.了解分立元件和集成电路谐振放大器的应用

1.详述双调谐放大器分析计算（参照单调谐放大器讲述过程）：

双调谐放大器电路原理图

（运用晶体管y参数等效电路、抽头电路的阻抗变换、耦合回路结论）

推导电压增益公式

★谐振时电压增益（临界耦合、过耦合、欠耦合）

★归一化电压增益公式（临界耦合、过耦合、欠耦合）

★通频带（临界耦合）

矩形系数（临界耦合）

2.简述yre对谐振放大器稳定性的影响：

yre（分析单、双调谐放大器时忽略）

反馈导纳

▲实部改变输入回路Q值或正反馈虚部引起失谐

自激条件

稳定系数及稳定性判断稳定电压增益

▲单向化方法（中和、失配法）

3.简述谐振放大器的应用：

谐振放大器

分立元件放大器举例（谐振回路+滤波器）集成电路放大器举例（谐振回路+滤波器）

4.第三章作业讲解和答疑

5.第一章、第三章复习和习题练习：

提问学生、要求学生在黑板上解答

1、双调谐放大器为什么优于单调谐放大器？

2、小信号谐振放大器不稳定的主要原因是什么？

单向化方法的主要方法有哪些？

3、若已知单调谐放大器的中心频率f0和品质因数Q，则其通频带为多少？

4、调谐放大器的级数增多，选择性会如何变化？

5、双调谐回路谐振放大器通频带与品质因数有什么关系？

6、高频时晶体管常用什么等效模型进行分析？

7、单调谐回路谐振放大器在满足最大功率传输条件时，最大功率增益等于多少？

8、什么是特征频率fT？

9、最高工作频率fmax指什么？

10、谐振放大器的稳定系数S为多少时放大器自激？

11、晶体管y参数与哪些因素有关？

12、半功率点又称为什么？

第152页题4.10

第153页题4.17

6课时：

1.第五章非线性电路、时变参量电路和变频器

第二节非线性元件的特性

第三节非线性电路分析法

第四节线性时变参量电路分析法

1.了解非线性电路、时变参量电路的概念

2.了解非线性元件的特性

3.了解非线性元件的频率变换作用

4.了解非线性电路不满足叠加定理

5.掌握非线性电路的幂级数分析法和折线分析法

6.了解时变跨导电路的分析方法

7.了解模拟乘法器电路的分析方法

8.了解开关函数分析法

1.简述非线性元件和非线性电路：

元件

线性非线性

特性分析（伏安特性曲线，直流和动态电阻）应用（频率变换）

近似工作于线性状态工作于非线性状态（含开关状态）

线性电路（第四章）非线性电路（第五至第十章，不满足叠加定理）

图解分析法解析分析法

（特性曲线）（特性方程）

★详述幂级数分析法（通用方法）针对PN结的特殊方法

大信号：

指数函数分析法★小信号：

详述折线分析法

（幂级数分析法特例）

2.简述时变参量电路：

非时变参量时变参量

时变参量电路

电抗性：

时变电容电阻性

（第八章）

▲时变跨导▲开关元件（时变电阻/电导）模拟乘法器（时变增益）

三极管变频二极管变频模拟乘法器变频

三种变频方法：

频率成分依次减少

7课时：

第五节变频器的工作原理

第六节晶体管混频器

第七节二极管混频器

第八节差分对模拟乘法器混频电路

第九节混频器中的干扰

第十节外部干扰

2.第四章作业讲解和答疑

3.第四章复习和习题练习

1.熟悉变频器主要性能指标的定义

2.掌握晶体管混频器变频电压增益、最大变频功率增益和实际变频功率增益的计算

3.熟悉二极管混频器的种类和工作原理

4.了解模拟乘法器混频电路的应用

5.了解混频器干扰的种类

6.了解混频器干扰的克服方法。

7.了解外部干扰的种类

1.变频器概述：

变频（混频）

功能：

频谱搬移◆性能指标

变频增益、选择性、失真和干扰、噪声系数

（第六节至第八节）（第九、十节）

2.详述晶体管混频器分析计算：

晶体管混频器原理性电路

分析方法：

看作输入

的小信号放大器（时变跨导随本振电压

变化）

四种组态

选择本振电压

基极注入的共射电路组态分析（共射电路便于分析）

简化型等效电路

（参照高频小信号放大器y参数等效电路，

）

求解等效电路参数

、

/2（

为时变跨导

的基波分量）

由混合π等效电路根据

定义求解直接积分法：

函数已知图解法：

曲线已知

★确定混频器等效电路

★推导电压增益、功率增益

实际变频（混频）器电路举例

3.简述二极管混频器种类和工作原理（可应用于第九章振幅调制和解调）：

晶体管混频器缺点（动态范围小，噪声大，反向辐射）

二极管混频器

（第四节二极管开关混频器，一个二极管，半波工作）

◆减少频率成分：

二极管平衡混频器（两个二极管，半波工作）

◆减少频率成分和提高增益：

二极管平衡混频器（四个二极管，全波工作）

4.▲简述模拟乘法器混频电路

5.▲简述各种混频器干扰：

混频器输入信号、本振、外界干扰信号、内部噪声两两之间相互作用，影响混频器工作。

（信号、噪声幅度均很小，两者之间相互作用可忽略。

信号组合频率本振

交调本振噪声干扰

组合副波道

干扰相互混频噪声

互调

6.简述克服混频器干扰的措施：

混频器干扰的产生原因

相应的克服措施

▲合理选择中频、提高前端选择性、合理选择工作点（包括采用场效应管）

7.第四章作业讲解和答疑

8.第四章复习和习题练习：

1、混频器的主要干扰有哪些？

2、克服混频干扰的主要措施有哪些？

3、二极管混频器与三极管混频器相比，有哪些特点？

4、乘法器上接入调制信号

和载波信号

后，输出信号将产生哪两个频谱分量？

5、若晶体管混频器输入信号频率和本振信号频率分别为fs和fo，则输出信号的主要频率成份有哪些？

第201页题5.29

第202页题5.35题5.36

8课时：

1.第六章高频功率放大器

第二节谐振功率放大器的工作原理

第三节晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法

第四节晶体管功率放大器的高频特性

1.了解功率放大器的分类和特点

2.了解丙类功放的工作原理

3.掌握丙类功放的功率关系

4.掌握丙类功放折线分析法的临界线方程、转移特性方程、输入和输出回路特性方程

5.掌握丙类功放输出功率、直流电源提供的功率、晶体管耗散功率和效率的计算

6.了解丙类功放参数对工作状态的影响

7.了解晶体管高频工作特性

1.功率放大器概述：

功率放大器

非开关状态开关状态

甲类甲乙类、乙类丙类丁类戊类

电流通角依次减小，效率依次提高电流通角固定

功率放大器

非谐振谐振

宽带高频低频窄带高频

（第八节，甲类）（模拟电路音频功放，甲乙类、丁类）（第三至第七节，丙类、丁类、戊类）

2.详述丙类功放分析计算：

丙类功放原理性电路

★外电路特性（输入和输出回路特性方程）★晶体管特性（临界线方程、转移特性方程）

非线性电路分析法

图解法解析法（折线分析法）

（定性分析）（定量计算，晶体管特性折线化）

波形推导

表达式分解

凹顶脉冲余弦脉冲直流分量

基波分量

（过压区）（临界区、欠压区）

晶体管耗散功率

小，效率高★直流电源提供的功率

★输出功率

★效率

合适的电流通角

（高效率，兼顾功率）

3.简述丙类功放参数对工作状态的影响（图解）：

丙类功放原理性电路中

如何确定

▲分别讨论

其中一个自变量

对丙类功放工作状态的影响（其它三个参数不变）

过压区（中间级/集电极调幅）、临界区（功放）、欠压区（基极调幅）

随某个自变量的变化曲线

4.简述晶体管高频工作特性：

晶体管工作区域划分（工作频率相对

大小）

低频中频高频

符合上述分析计算

波形不同于低频

（丙类功放正常工作状态）（应避免工作于此状态）

9课时：

第五节高频功率放大器的电路组成

第六节丁类（D类）功率放大器

1.熟悉功放馈电的几种电路形式

2.熟悉输入输出匹配网络的几种形式

3.了解丁类功放的工作原理和特点

1.简述功放馈电和输入输出匹配网络的电路形式：

丙类功放原理性电路丙类功放实际电路

◆举例分析馈电线路（电源提供）输入输出匹配网络（与前后级连接）

基极馈电

集电极馈电

输入匹配网络（级间耦合网络）输出匹配网络

电源（分压）自给偏压（节省

）对中间级的要求◆复合输出回路

型网络T型网络

（宽带高频功放）

2.简述丁类功放原理和特点：

丙类功放（

<

90°

，

为余弦脉冲）

无法进一步提高效率

▲丁类功放原理图（

=90°

或

为脉冲）

（

电流开关型（

脉冲）电压开关型（

脉冲）

▲丁类功放优缺点

10课时：

第八节宽带高频功率放大器

第九节功率合成器

第十节晶体管倍频器

2.第五章作业讲解和答疑

3.第五章复习和习题练习

1.熟悉宽带高频功放中传输线变压器的工作原理

2.熟悉功率合成器（或分配器）的工作原理

3.了解倍频的目的和倍频电路的种类

1.详述传输线变压器的工作原理:

宽带高频功放

甲类放大（模拟电路已讲述）级间耦合网络

传输线变压器（频带宽）高频变压器（频带受限）

低频段：

◆高频段：

展宽低频：

展宽高频：

变压器模式两者区别传输线模式高磁导率磁芯较少匝数

◆常用传输线变压器：

（1:

1平衡-不平衡转换，1:

4或4:

1阻抗变换）

用于宽带高频功放用于功率合成器

2.详述功率合成器（分配器）的工作原理：

功率合成器要求

多个功放输出功率相加（推挽、并联电路满足）多个功放彼此无关（推挽、并联电路不满足）

◆魔T型混合网络分析（满足相加/无关?

用于功率合成用于功率分配

功率合成器举例（先分配后合成）

3.简述倍频目的和倍频电路的种类：

▲倍频目的

主振中间级调制

（低主频，稳频/工艺限制）（扩展频带/削弱耦合）（增大频偏/相移）

▲倍频方法

乘法器丙类放大器参量倍频器

（选频网络谐振于n次谐波）（第八章）

4.第五章作业讲解和答疑

5.第五章复习和习题练习：

1、末级功放为获得较高的输出功率和效率，应选择什么工作状态？

2、丙类高频功率放大器集电极半电流通角和甲、乙类功放有什么不同？

3、哪些方法可以实现倍频？

4、倍频的目的是什么？

5、丙类谐振功率放大器的集电极电流和输出电压各是什么波形？

6、谐振功率放大器为什么采用丙类工作状态？

7、工作在欠压和过压状态的丙类功放为什么可分别看作一个恒流源和恒压源？

8、丙类谐振功放与甲类功放有什么区别？

9、丙类功放效率的最大值和输出功率的最大值分别出现在什么状态？

10、功率放大器的主要指标有什么？

11、丙类功放工作在晶体管特性曲线的什么区域？

12、丙类谐振功放的半电流导通角为什么一般取70°

左右？

第272页题6.9

第273页题6.19

第274页题6.30

11课时：

1.第八章参量现象与时变电抗电路

第二节参量放大器

第三节参量混频器

第四节参量倍频器

第五节参量自激现象及其消除

1.了解时变电抗电路的概念

2.掌握参量放大器的工作原理

3.掌握门-罗公式

4.了解参量放大器的特点和应用

5.掌握参量混频器的工作原理

6.掌握参量倍频器的工作原理

7.了解参量倍频器的电路形式

8.了解参量自激的原因

9.了解消除参量自激的方法

1.时变电抗电路概述：

时变电阻时变电抗（不消耗功率，噪声低）

（第五章）

变容二极管（

非线性，常用）磁芯电感（

非线性）

参量放大器参量混频器参量倍频器

与相同功能非参量电路按性能指标比较优缺点

2.详述门-罗公式并用于分析时变参量电路：

输入信号

非线性电抗组合频率

★功率分配关系：

门-罗公式

★参量放大

★参量混频

★参量倍频

物理过程分析下边带混频上边带混频（常用）变容管三极管

参量放大要求：

优缺点比较串联型并联型

a.周期改变的电容

b.

或有空闲回路优缺点比较

简并式非简并式

3.简述参量自激的原因及消除方法：

高频功放

三极管

▲参量效应：

参量放大、参量倍频/分频（参量自激，不同于反馈型自激）

输出电压和效率提高，三极管易击穿倍频自激分频自激

输出波形失真（基波+谐波）

▲消除方法（抑制能量转换）

减小激励降低回路Q值/偏调加高频负反馈

1、参量现象可以有哪些应用？

2、如何用门-罗公式分析参量电路的工作原理？

12课时：

1.第九章振幅调制与解调

第二节调幅波的性质

第三节平方律调幅

第四节斩波调幅

第五节模拟乘法器调幅

第六节单边带信号的产生

第七节残留边带调幅

1.熟悉调幅方法和检波器分类

2.掌握普通调幅信号、双边带调幅信号