高频电路课件PPT文档格式.ppt

1、接收设备：还原出原信号。发射：信源发送设备信道信舍接收设备低频放大器调制器高频小信号放大器高频功率放大器载波振荡器高频电路语音300-3400HZ 接收：接收：超外差接收机：高频小信号放大器放大倍数作不高，容易自激。高频小信号放大器解调器低频放大器高频小信号放大器混频器中频放大器检波器低频放大器本机振荡器高频电路 二二.无线通信系统的类型无线通信系统的类型 1.按工作频段按工作频段:（长波长波）、中波、短波、中波、短波、超短波、微波、卫星通信。超短波、微波、卫星通信。（红为高频红为高频）2.按通信方式按通信方式:全双工、半双工、单工。单工：只能发或只能收。（单向）单工：（单向）半双工：既能发也

2、能收，但要分时，半双工：既能发也能收，但要分时，不能同时收发。（双向、时分）不能同时收发。（双向、时分）例：对讲机例：对讲机 全双工：同时收发。例：手机全双工：手机 3.按调制方式按调制方式:调幅调幅（AM）、调频调频（FM）、调相调相（PM）、脉冲调制。脉冲调制。4.按传送的信息按传送的信息:模拟通信、数字通信。或分话音、图像、数据、多媒体通信。1.2 无线电信号与调制无线电信号与调制 一一.信号分类信号分类 无线电信号无线电信号:调制信号调制信号（基带信号基带信号）、载波、载波 信号、已调波信号。信号、已调波信号。调制信号调制信号低频信号低频信号 载波信号载波信号 已调波信号已调波信号 高

3、频信号高频信号 二二.无线电信号的特性无线电信号的特性 1 1.时间特性时间特性 时间和振幅之间的关系。时间和振幅之间的关系。通常用波形图或数学表达式描述，通常用波形图或数学表达式描述，f（t）2 2.频谱特性频谱特性 （角角）频率和振幅之间的关系。频率和振幅之间的关系。F（）有幅频特性和相频特性。有幅频特性和相频特性。周期信号离散的频谱；非周期信号连续的周期信号离散的频谱；非周期信号连续的 频谱。频谱。较复杂的信号用频谱表示较为方便。重要参数是频带宽度。语音范围在例：语音范围在 100HZ-6KHZ100HZ-6KHZ，一般在一般在 300-3400 300-3400HZHZ，调幅带宽为调幅

4、带宽为 9KHZKHZ，调频调频带宽为带宽为 200KHZKHZ，电视电视带宽为带宽为 8MHZMHZ。频分复用是无线通信采用高频原因之一。3.3.频率特性频率特性 指无线电信号的频率或波长。指无线电信号的频率或波长。无线电波在电磁波频谱中的位置看无线电波在电磁波频谱中的位置看p5p5，在在 电磁波中无线电波频率相对较低，波长相电磁波中无线电波频率相对较低，波长相 对较长。对较长。无线电波波段划分：p5p5 4 4.传播特性传播特性 指无线电信号的传播方式、传播距离和指无线电信号的传播方式、传播距离和 传播特点。传播特点。无线通信的传输媒质无线通信的传输媒质（信道信道）是自由空间。是自由空间。

5、无线电信号经天线发射，由于能量被扩散、无线电信号经天线发射，由于能量被扩散、吸收、反射、散射等现象，到接收天线时吸收、反射、散射等现象，到接收天线时 强度大大衰减，为有效传输要选择传播方式，强度大大衰减，为有效传输要选择传播方式，传播方式的选择主要依据无线电信号的频率。传播方式的选择主要依据无线电信号的频率。绕射传播绕射传播（地波地波）:靠电磁波绕射传播。长、中、短波特别是长、中波以地波传播长、中、短波特别是长、中波以地波传播 能传播很远。能传播很远。折射和反射传播折射和反射传播（天波天波）:靠电离层反射、折射靠电离层反射、折射 传播。传播。中、短波特别是短波以天波传播能远距离中、短波特别是短

6、波以天波传播能远距离 传播。直射传播直射传播（空间波空间波）:由于地球曲率，直射传播由于地球曲率，直射传播 的距离有限。的距离有限。寻呼台采用这种传播方式。通过架天线、中继或卫星可以远距离传输。超短波和微波以空间波传播。5 5.调制特性调制特性 高频信号适合于天线发射高频信号适合于天线发射,空间传播空间传播,只有只有 频率高频率高,波长才短波长才短,使之与天线尺寸相比拟使之与天线尺寸相比拟,高效辐射高效辐射.为了有效发射低频信号为了有效发射低频信号,通常的做法是把通常的做法是把 低频信号通过调制转化成高频信号发射低频信号通过调制转化成高频信号发射,这是无线电采用高频的原因之二这是无线电采用高频

7、的原因之二;调制调制:用调制信号控制高频载波的参数用调制信号控制高频载波的参数,使载波的某参数按调制信号的规使载波的某参数按调制信号的规 律变化。律变化。调幅调幅（AM）:高频载波的振幅按调制信号的高频载波的振幅按调制信号的 规律变化。规律变化。调频调频（FM）:高频载波的频率按调制信号的高频载波的频率按调制信号的 规律变化。调相调相（PM）:高频载波的相位按调制信号的高频载波的相位按调制信号的 规律变化。脉冲调制脉冲调制:当载波信号为脉冲信号时的上述当载波信号为脉冲信号时的上述 调制的总称。调制的总称。解调解调（检波、鉴频、鉴相检波、鉴频、鉴相）:调制的逆过程。1.3 本课程的特点本课程的特

8、点 一一.功能多样化功能多样化 放大、振荡、频变。放大、振荡、频变。二二.电路多样化，分立为基础电路多样化，分立为基础 二极管、三极管、场效应管、变容二极管。二极管、三极管、场效应管、变容二极管。三三.概念多，分散概念多，分散 章与章之间联系少。章与章之间联系少。四四.非线性电路分析方法非线性电路分析方法 除高频小信号谐振放大器外，都属于非线除高频小信号谐振放大器外，都属于非线 性电路，所以不能用线性电路的分析方法和性电路，所以不能用线性电路的分析方法和 定理，如微变等效电路法，叠加定理。而定理，如微变等效电路法，叠加定理。而 非线性分析不成熟或无分析法，只有特定非线性分析不成熟或无分析法，只

9、有特定 的解。的解。多采用工程估算，高一级可采用多采用工程估算，高一级可采用CAD辅助辅助 分析，分析，EAD辅助设计。辅助设计。要求：1.典型基本电路工作原理典型基本电路工作原理,工程估算。工程估算。2.基本概念。基本概念。3.非线性电路分析方法。非线性电路分析方法。第二章第二章 高频电路基础高频电路基础 2.1 高频电路中的元器件高频电路中的元器件 一一.高频电路中的元件高频电路中的元件 1.高频电阻高频电阻 LR引线电感引线电感;cR 分布电容分布电容 LR cR越小越小,高频特性越好高频特性越好,高频特性与制作电阻的材料、封装形式和高频特性与制作电阻的材料、封装形式和 尺寸大小有关。尺

10、寸大小有关。RLRcRR 金属膜电阻比碳膜电阻高频特性好；金属膜电阻比碳膜电阻高频特性好；碳膜电阻比线绕电阻高频特性好；表面贴装电阻比引线电阻高频特性好；小尺寸电阻比大尺寸电阻高频特性好。2.高频电容高频电容 Lc 分布电感分布电感;Rc 极间绝缘电阻极间绝缘电阻 电解电容高频特性差电解电容高频特性差;云母、陶瓷电容云母、陶瓷电容 性能好。性能好。cLccRc 3.高频电感高频电感 RL 交流电阻交流电阻;cL 分布电容分布电容 Q 品质因数品质因数,损耗越小损耗越小 Q=L/RL/RL Lfzfs感性容性LLRLcLfzfp感性容性 二二.高频电路中的有源器件高频电路中的有源器件 1.二极管

11、二极管 在高频中用于检波、振幅调制、混频等在高频中用于检波、振幅调制、混频等 非线性变换电路中。非线性变换电路中。如如:点接触二极管点接触二极管（2AP）,极间电容小极间电容小,工作工作 频率高频率高;表面势垒二极管表面势垒二极管,工作频率高达微波工作频率高达微波;变容二极管变容二极管,电容随反偏电压变化电容随反偏电压变化;ucj PN结呈电容效应结呈电容效应:PN结正偏时结正偏时,扩散电容扩散电容cD起主要作用起主要作用;PN结反偏时结反偏时,势垒电容势垒电容（结电容结电容）cj起主要起主要 作用。作用。在在PN结反偏时经过特殊处理使结反偏时经过特殊处理使cj有较大变有较大变 化范围化范围变

12、容二极管变容二极管 2.晶体管晶体管 场效应管场效应管 高频小功率管高频小功率管:高增益高增益,低噪声低噪声,工作频率可达工作频率可达 几几GHz。高频大功率管：高增益高频大功率管：高增益,较大输出功率。较大输出功率。几百几百MHz下，输出功率可达下，输出功率可达10-1000w。场效应管：同高频率下，增益同级，噪声场效应管：同高频率下，增益同级，噪声 更低。更低。一种砷化镓场效应管，工作频率可达十几一种砷化镓场效应管，工作频率可达十几 GHz。金属氧化物场效应管，几金属氧化物场效应管，几GHz频率上，频率上，输出功率能达几瓦。输出功率能达几瓦。3.集成电路集成电路 高频比低频品种少高频比低频

13、品种少 通用有通用有:宽带集成放大器宽带集成放大器,100-200 MHz,50-60dB;模拟乘法器模拟乘法器,100 MHz以上以上,专用专用:集成锁相环、单片集成接收机、集成集成锁相环、单片集成接收机、集成 鉴频器、彩电专用芯片、手机专用芯片。鉴频器、彩电专用芯片、手机专用芯片。2.2 高频电路中的基本电路高频电路中的基本电路 一一.高频振荡回路高频振荡回路 作用作用:选频、阻抗变换。1.简单振荡回路简单振荡回路 （1）并联谐振回路并联谐振回路 （特性图特性图）谐振谐振时时0 0=,此时此时|zp|最大最大,为纯阻为纯阻RoLrccLRo Q=无功无功/有功有功;Q=0 0L/rL/r=

14、1/=1/0 0Lr=/r;Lr=/r;或或 Q=Ro/0 0L L=0 0c cRo=Ro/,回路特性阻抗回路特性阻抗 =0 0L=1/L=1/0 0c=c=Q越高越高,回路选择性越好回路选择性越好,说明损耗越小说明损耗越小,Q0空载空载;QL 有载有载,失谐系数失谐系数=2=2Q =2=2Q ,当当=1=1时时,2,2ff为带宽为带宽B,B,B B0.7070.707=f=f0 0/Q,矩形系数矩形系数 k kr0.1r0.1=B=B0.10.1/B/B0.7070.707,越接近越接近1 1越好越好,是衡量选择性好坏的技术指标是衡量选择性好坏的技术指标,单级为单级为9.96 9.96 Q 谐振曲线越尖锐谐振曲线越尖锐B B0.7070.707k kr0.1r0.1不变不变,zp=Ro/（1+j）,）,z z=-=-arctanarctan,d dz z/d/d|=0 0=-2=-2Q/0 0,说明说明Q值越高值越高,斜率越大斜率越大,曲线越陡峭曲线越陡峭;而在谐振频率附近而在谐振频率附近,Q值越小值越小,线性范围越宽线性范围越宽,Ic=IL=QIUIIcIL 例例:有一并联谐振回