国脉信息学院射频课程资料.docx
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国脉信息学院射频课程资料
第一章
1、接收机的系统结构及类别
接收机的系统结构：
输入回路、主频放大器、本地振荡器、混频器、中频放大器、检波器、输出变换器、天线、电源等。
接收机的类别：
零中频接收机、低中频接收机、超外差接收机、宽带-双中频接收机、采样接收机、数字接收机。
2、非线性的概念
非线性是指输出输入不按比例，不成直线的关系。
3、线性电路与非线性电路的主要区别P9
线性电路与非线性电路在时域上不满足叠加定理，频域上输出新的频率分量。
4、蓝牙系统提交抗干挠的方式p5
通过采用跳频、短数据包和自适应发射功率来进行调节及提交抗干挠能力。
第二章
1、高频功率放大器的种类及关注的两个参数
按工作频带的宽窄，可分为窄带高频功率放大器和宽带高频放大器。
参数：
效率和输出功率。
2、特征频率GBW的概念
增益为1dB时所对应的频率为特征频率。
即电流增益β值降为1时晶体管的工作频率。
3、通角θ的计算（波形系数g（θ）与通角的关系、输出功率（效率）与通角的关系）
波形系数g（θ）=Icm/Ico
集电极利用系数ε=Ucm/Ucc
集电极效率ηc=1/2*g（θ）*ε
减小Ic*Uce反通角θ可减少Pc，通角θ越小，Ic越集中在Ucmin附近，集电极损耗也
就越小。
当晶体管允许损耗功率PC一定时，ηC越高，输出功率Po越大。
4、输入输出的主要特性（解析法要会）
输入特性：
Ib-Ube
输出特性：
Ic-Uce
转移特性：
Ic-Ube
下图为理想化的转移特性（a）和输出特性（b）
1
解析法如下：
（晶体管特性放大区的表示式可写为
iC=gm（uBE－UBE（on）），uBE≥UBE（on）
截止区的表示式可写为
iC=0,uBE＜UBE（on）
在饱和区，用这些特性曲线从放大区进入饱和区的临界点相连起来的一条直线加以近似，这条直线叫临界线，其斜率用Scr表示
iC=ScruCE）
晶体管外部电压为：
uBE=UBB+Ubmcosωt,uCE=UCC－Ucmcosωt▲▲▲因此放大区晶体管集电极电流为
iC=gm（UBB+Ubmcosωt－UBE（on））
当ωt=θ时，iC=0，则
U
BE（on）
UBB
cos
U
bm
当UBB=UBE（on）时，θ=90°；
当UBBUBE（on）时，θ>π/2。
当ωt=0时，有
iC=iCmax=gm（UBB+Ubm－UBE（on））=gm·Ubm（1－cosθ）
由此可得，集电极余弦脉冲电流的解析表示式为
costcos
iCiCmax
1cos
图解法如下:
已知放大区集电极电流表示式为
iC=gm（UBB+Ubmcosωt－UBE（on）
又根据uCE=UCC－Ucmcosωt写出：
UCCuCE
cost
Ucm
这样，可得
①确定C点
uBE=uBEmax=UBB+Ubm
uCE=uCEmin=UCC－Ucm
②再取ωt=π/2,则确定B点
uBE=UBB
uCE=UCC
③确定D点:
连C、B两点，与横轴交于A点，
CA直线即为放大区的动态特性。
截止区（iC=0）的动态特性是横轴上的一段，
其端点D可这样确定：
取ωt=π，则
uBE=UBB－Ubm
uCE=UCC+Ucm=uCEmax
其对应的工作点即为D点。
折线CAD即为谐振功率放大器的动态特性曲线
2
5、晶体管工作区间的判断
θ=180，g（θ）<=1,ηmax=50%,放大器工作在甲类
θ=90，g（θ）=π/2,ηmax=78.5%,放大器工作在乙类
θ<90，g（θ）随θ减小而增大,ηmax=100%,放大器工作在丙类工作状态：
欠压状态，临界状态，过压状态
6、谐振功率放大器的工作状态的判断和影响
（1）谐振功率放大器有三个工作状态：
欠压，过压，临界，其中，工作状态是根据
Ube=Ubemax、Uce=Ucemax时瞬时工作点在静特性曲线上所处的位置确定的。
其中，
放大区→欠压状态，临界区→临界状态，饱和区→过压状态
（2）谐振功率放大器的工作状态必须由Ucc，Ubb，Ubm，Ucm这四个参量决定的，缺一不可。
①C点工作于欠压状态，C‘点工作于临界状态，C‘‘点工作于欠压状态
②Ucc，Ubb，Ubm不变时，Re改变，则Re从小到大变化时，工作状态由欠压→临界→过压变化，因为Ucm=Icm*Re，所以Re增大，Ucm增大，Uc的波形也增大。
③谐振功率放大器要得到大功率，高效率的输出，应工作在临界或弱过压状态
7、由P18页的图2.2.3可知，从上面动态特性曲线随Re变化的分析可以看出，Re由小变
大，Ucm增大，uCEmin减小，C点沿uBEmax的输出特性左移。
若放大器仍处于欠压状态，则集电极电流波形不变。
Re继续增大，当C点正好移在特性的临界点C′时，放大器处于临界状态，工作状态由欠压变到临界再进入过压，相应的
集电极电流由余弦脉冲编程凹陷脉冲，如图2.2.4
3
8、Ucc，Ubb，Ubm对谐振功率放大器性能的影响
（1）集电极调制特性
当保持Ubb，Ubm，Re不变而改变Ucc时，功率放大器电流Ico和Ic1m，电压Ucm，
功率，效率随之变化的曲线。
如图2.25所示
（2）基极调制特性
当Ucc，Ubm，Re不变而改变Ubb时，功率放大器电流Ico和Ic1m，电压Ucm，
功率，效率随之变化的曲线。
Ubb增大，θ，Icmax也增大，Ico，Ic1m增大，导致Ucm也增大
9.集中参数，分布参数的概念
答：
集中参数：
有关电磁场物理现象都由元素“集中”表征。
分布参数：
电路中同一瞬间相邻两点的电位和电流都不同。
采用传输线理论。
10.谐振功率放大器电路包括：
直流馈电和匹配网络。
11.馈包原则：
p23图2.4.12.4.2
对于集电极馈电线路：
1）对于直流而言，Ucc应直接加至晶体管ce两端
2）对基波而言，回路应直接接到晶体管的ce两端。
对于基板馈电线路：
1）Ubb直接接到晶体管be两端
2）基极电流中的基波分量ib1只流过输入端的激励信号源。
12.集电极馈电线路形势：
串联馈电和并联馈电
两者的优缺点p24
答：
并馈的优点：
其谐振回路两端均处于直流地电位。
缺点：
馈电路元件Lc，Cc1处于高频高电位，因而分布电容直接影响谐振回电路的谐振频率。
串馈的优点：
线路简单，馈电元件处于高频低电位，分布电容不影响回路的谐振频率。
缺点：
谐振回路处于直流高电位，回路调整不方便，维护和使用不安全。
13、下图是晶体管谐振功率放大器的原理电路和丙类工作情况的输入电压、集电极电流波
形
4
第三章
1.振荡器的分类p40
答：
按所产生的波形：
正玄波振荡器，非正弦波振荡器
按所产生振荡的工作原理：
反馈式振荡器、负阻式振荡器
2.振幅、相位平衡的条件
振荡条件是AF=1，这是振荡的必要条件。
答：
振幅平衡条件：
反馈电压的幅值等于放大器的输入电压的幅值、A·F=1（Uf=Ui）
相位平衡条件：
反馈电压vf与输入电压vi同相，即正反馈ψA+ψF=2nπ（n=0,1,2，）
放大特性曲线Uo与Uf的关系曲线
3.稳定条件
1）振幅稳定的条件
在振幅稳定条件的平衡点
p上，都具有放大特性斜率小鱼反馈特性斜率的特点。
当F=常数时，
振幅稳定条件为
A
0
UiP
θ<90属于硬激励方式；θ>90属于软激励方式，能自激起振。
对于曲线①（0—A）采用软激励方式
对于曲线②（0—A）采用硬激励方式
内稳幅方式：
放大器增益A随Ui变化。
外稳幅方式：
反馈网络的反馈系数F随电压Vi变化
2）相位稳定条件
要保证相位的稳定，必须有一个相频特性斜率为负的网络
则相位稳定条件为
ZZ0
P
4、三端式的判断（是否起震，类型）
1）起震条件：
1.A·F>1（Uf>Ui）2.ψ∑=2nπ
2）“射同基反”原则P46（“源同栅反”）
答：
即晶体管三端式振荡器电路中射极分别接到基极和集电板的电抗原件的性质相同，而基极分别接到射极和集电极板的电抗原件的性质相反。
5
5.电容三端式与电感三端式的优缺点。
答：
电容式：
波形质量好，频率稳定度高，适于交频工作。
电感式：
波形失真大，不适用交频工作。
第四章
1.RC振荡器的分类：
RC移相振荡器和RC选频振荡器
2.噪声特性：
频谱、功率谱密度、等效噪声带宽。
3.功率信噪比与噪声系数的概念
答：
功率信噪比：
信号功率与噪声功率之比记为E/N.用分贝表示记为10lg（Ps/Pn）
噪声系数Nf的定义：
在便准信号源激励下输入端的功率信噪比Psi/Pni与输出端的功率
信噪比Pso/Pno的比值。
即Nf=（Psi/Pni）/（Pso/Pno）。
用分贝表示是：
Nf（dB）=10lg（Nf）
{对于无噪声理想的电路，Nf=0dB，对于有噪声的电路，其dB值为正数}▲级联系统Nf受第一级影响最大。
4.噪声：
有用信号以为的其他一切无用信号。
（系统内部产生的无规则的欺负扰动）
噪声的种类：
电阻热噪声——功率谱为4kTR。
晶体管噪声包括：
电阻热噪声、散粒噪声（白噪声）、分配噪声（频率越高，分配噪声
越大）、1/f噪声又称闪烁噪声或低频噪声（消除1/f噪声的技术：
斩波技术）
5、射频小信号放大的主要技术指标
①增益：
表示放大器对输入有用信号的放大能力Au=Uo/Ui
②通频带：
放大器在中心频率的增益下降到3dB时的上限截止频率与下限截止频率之差。
③选择性：
放大器对同频带以为的干扰信号的滤除能力或衰减抑制能力。
④线性范围：
a。
1dB压缩点：
对应于输入信号幅值Uim，增益比线性放大增益下降1dB的那点
b。
三阶互调截止IP3：
通常用三阶互调截点IP3来衡量三阶互调失真的程度。
定义为三阶互
调功率达到和基波功率相等的点。
6、S参数的相关概念（反射，增益，匹配）
一组S有四个单元，分别为S21，S12，S11，S22。
其中，下标1代表输入端口，下表
2代表输出端口。
S21称为顺向传输系数，代表输出队输入的增益；S12称为逆向传输
系数，代表输出端到输入端的逆向增益；S11和S22分别称为输入反射系和输出反射系
数，体现输入端和输出端的反馈损耗。
反射系数越小越匹配。
6
7、宽频带放大器（GBW，带宽拓展技术）P107
①GBW
（1）宽频带放大器的设计目标为工作频带内获得相对较平坦的功率增益，而不再是获得最大功率增益。
在宽频带放大器设计中，往往要以牺牲功率增益来换取宽频带的功率增益的平坦特性。
（2）增益带宽积：
G*BW或Au*Fh
增益带宽积越大，放大器性能越好。
②带宽拓展技术
（1）组合电路技术
宽频带放大器设计要点：
要求提高上限截止频率，展宽通频带，一般在集成的快频带放大器内部广泛采用共射—共基组合电路。
（2）补偿性匹配电路技术其中，
（2）（3）为常用的设计
（3）负反馈网络技术
（4）平衡放大技术
8、低噪声放大器（LNA）的四个特点P111（简略概括）
（1）LNA位于接收机的前端，要求其噪声越小越好，还要有一定的增益大不宜过大。
（2）LNA必定是一个小信号线性放大器，要求有足够大的线性范围，且增益最好是可调节的。
（3）LNA一般通过传输线直接和天线相连，放大器的输入端必须和它们很好的匹配，已达到功率最大传输或噪声系数最小的目的，并保证滤波器的性能。
（4）应具有一定的选频功能，抑制带外和镜像频率干扰，因此LNA一般是频带放大
器。
就LNA设计而言，在射频段有源器件最适合的参数就是S参数了。
第五章
1.调制的概念：
把语音，图像或数据生成的基带信号作为调制信号，另外产生载波，用调制信号改变载波的主要参数，使之按调制信号规律变化，生成已调波，这一过程称为调制。
调幅的概念：
用UΩ（调制信号）改变Ucm（载波幅度），生成振幅随UΩ线性变化的已调波，这种调制称为振幅调制，简称调幅。
角度调制的概念：
利用调制信号改变载波总相角的过程成为角度调制。
2、调制的分类：
振幅调制（AM），频率调制（FM），相位调制（PM）调幅信号的分类：
普通的调幅信号，双边带调幅信号，单边带调幅信号
（1）普通的调幅信号
U
cos
t
1
cos（
1
cos（
）t
cm
c
mU
c
）tmU
c
a
cm
a
cm
2
2
A时域表达式：
7
（2）双边带调幅信号
DSB（目的：
为了减小载波功率，提高功率利用率）
时域表达式：
uDSB（t）
Ku
c（t）u
（t）
KU
cmcos
ctU
mcos
t
uDSB（t）
1KmaUcmcos（
c
）t
1KmaUcmcos（
c）t
带宽：
BWdbs
=2Ω
2
2
Pdsb=Psb=1/4Usm^2/Rl
（3）单边带调幅信号
SSB（目的：
进一步减小功率，提高频带利用率）
时域表达式：
1
取上边带时：
uSSB
（t）
KmaUcmcos（
c
）t
2
取下边带时：
u
SSB
（t）
1
KmU
cm
cos（
c
）t
2
a
带宽：
BWdbs
=1Ω
总平均功率：
SSB实现方式：
（A）相移法：
对宽带网络要求高
（B）滤波法：
对滤波器要求高
2.振幅调制原理:
基于乘法器的非线性器件调幅和线性时变电路调幅（Ic的非线性泰勒展
开）
1）线性时变电路调幅的概念：
采用调制信号和载波叠加成为交流输录电压，共用产生输出电流，但要求调制信号为小信号，载波为大信号
2）那些器件不用来实现线性时变电路调幅？
答：
晶体管放大器，场效应管放大器，差分对放大器，双差分对放大器，二极管电路都不用来实现线性时变电路调幅。
3）单向开关函数和双向开关函数
单向开关函数
双向开关函数
4）晶体管放大器调幅
3、包络检波的种类：
二极管峰值检波，并联型二极管包络检波，晶体管峰值包络检波。
1）二极管峰值检波
放电时，时间常数：
τ=RC，则要求Wc<=RC<=Ω
2）检波失真：
惰性失真、负峰切割失真
3）同步检波：
乘积型同步检波和叠加型同步检波
4）普通调幅信号不用包络检波方式解调。
而双边带调幅信号和单边带调幅信号不可用包络检波方式。
只能用同步检波方式解调。
8
4、失真的概念（包络失真，非线性失真在）减小的方法。
包络失真：
输出电压的包络线不完全按调制信号规律变化。
因为没有出现新的频率分量
所以为线性失真。
非线性失真：
输出电压中出现新的频率力量。
减小或消除包络失真和非线性失真的方法：
采用平方率器件，改变交流输入电压和采用平衡对消技术。
6、线性时变电路调幅原理（载波是大信号，改变工作点，调制信号是小信号，线性工作，
载波改变工作点进而改变参数）
7、晶体管放大Ic=Gm（Uc+Um）
8、本振信号的产生P162
双边带调幅信号Udsb同步检波时，可以直接从Udsb提取本振信号，电路框图如下
UolUo2
Udsb→平方器→带通滤波器→二分频器→U1
经过中心频率为2Wc，带宽小于4Ω带通滤波器，取出频率为2Wc的电压Uo2，再对其二
分频，就得到了与载波同步的本振信号U1。
第六章
1、混频器的原理（线性时变电路）
混频：
在不改变调制信息的前提下，改变已调波的载波频率的过程混频的实质：
实现频谱的线性转移
注意符号：
混频前的已调波：
Us，载波频率为Wc
混频后的已调波：
Ui，载波频率为Wi
本振信号：
Ul，本振信号的中心频率：
Wl2、混频器位于接收机前端，是接收机噪声的主要来源之一。
3、晶体管混频电路的基本结构P184
①共发射极混频电路，Us和Ul耦合输入
②共发射极混频电路，Us和Ul分别输入
③共基极混频电路，Us和Ul耦合输入
④共基极混频电路，Us和Ul分别输入
四个电路的优缺点（区别）
①为低频，存在频率迁移②为低频，不存在频率迁移
③为高频，存在频率迁移④为高频，不存在频率迁移
4、混频器的主要性能指标P196
（1）混频增益和混频损耗Rc（db）=10lgPi/PsLc（db）=10lgPi/Ps
（2）噪声系数Nf（db）=10lg（P/Pi）/（P/Po）
（3）1db压缩电平
（4）输入三阶互调截点
（5）功率隔离度
5、接收机混频电路的干扰种类
四种干扰：
①高频已调波与本振信号的组合频率干扰
②干扰信号与本振信号的寄生通道干扰
③干扰信号与高频已调波的交叉调制干扰
④干扰信号之间的互调干扰
9
第七章
1、例7.1.1与例7.1.2
BW=2nΩ
卡森带宽Bwcr=2（Mf+1）Ω
2、矢量合成法只适用于产生窄带调相信号。
相移法主要产生窄带调相信号。
3、鉴频的种类：
斜率鉴频，相位鉴频，脉冲计数鉴频，锁相环鉴频鉴相的种类：
乘积型鉴相，叠加性鉴相
鉴相性能：
鉴相特性，鉴相灵敏度，线性鉴相范围，最大鉴相范围
4、调相信号的带宽取决于它的频率
调频信号的带宽取决于它的幅度
5、P231例7.3.1例7.3.2
10
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