高频期末复习2016.

通信系统的基本组成通信系统基本组成框图输入变换器传输信道接收设备输出变换器发送设备麦克风CCD数据喇叭LCD数据基带信号已调信号已调信号基带信号有线无线模拟数字双工半双工单工方式二，调制原因：①声音频率20Hz~20kHz，能传距离小于1公里②广播、电视信号重叠，相互干扰③天线长度波长三，调制类型：1）脉冲波调制（数字通信）2）连续波调制（模拟通信）①调幅（例：收音机、电视机图象）②调频（例：收音机、电视机伴音）③调相（例：收音机、电视机伴音）kmfc15102010338例：第三节无线电接收设备的组成与原理一、无线电接收的基本任务是将通过天空传来的电磁波接收下来，并从中取出需要接收的信息信号。二、解调解调是调制的逆过程。即从已调波中恢复出原基带信号的过程。与模拟调制相对应，也分为三种：检波——振幅调制(AM)鉴频——频率调制(FM)鉴相——相位调制(PM)(a)主振荡器倍频放大调制器功放f0nf0＝fpfp音频放大声音拾音器F五、无线电发送设备的组成(以调幅广播为例)载波为COS(ωct+φ)，信号为UΩmCOSΩt，调制器输出u(t)=Ucm(1+maCOSΩt)COS(ωct+φ)u(t)的频率成分为：ωc+Ω和ωc-Ω2、直接放大式接收机特点：①灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率的接收。②在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。③高频小信号放大器的整个接收频带内，频率高端的放大倍数比低端要低。选频电路高频放大器低频电压放大器低频功率放大器检波器音频放大器调制器激励放大输出功率放大载波振荡器天线开关高频放大混频器中频放大与滤波解调器音频放大器话筒本地振荡器扬声器变频器无线通信系统的基本组成1、绕射传播（地波）电波沿着地球弯曲表面传播适合频率f：1.5MHz以下(λ为200m以上)的中长波特点：传播性能稳定可靠，但由于地面不是理想的导体有能量的损耗。主要用于长距离通信、导航和广播。2、折射和反射传播（天波）利用电离层的折射和反射来实现传播适合频率f：1.5MHz~30MHz（10m~200m)的短波特点：电离层特性受多种因素影响，因此通信稳定性较差，但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。电离层3、直线传播（空间波）电波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线适合频率f：30MHz以上(波长λ为10m以下)的超短波特点：这种传播的距离只限制在视距范围内（也叫视距传播）增高天线可以提高直线传播的距离。通信卫星4、卫星中继等LC串并联相比较例3：已知LC并联谐振回路的电感L在MHzf30时测得100,10QuHL试求谐振频率MHzf300时的C和并联谐振电阻0R解：，得：由LCf210pFFLfC14.28)(1014.28101)10302(1)2(11262620)(85.181011030210066000000kLQRLRQ得：由2-6：下图所示电路为一等效电路，其中0120.8,100,5,25,15,10,5iiLLuHQCpFCpFCpFRkRk计算回路的f0,Rp,QL。分析：此题是基本等效电路的计算,其中L为有损电感，应考虑损耗电阻R0,其次应进行抽头电路等效变换。解：由上图画出等效电路2000,pRRLQRLL12121210.625,11CCpCCCC22660005000212.8(),0.625246.93100.81010023.57()LLRRkpRLQk、014.54()111pLRkRRR谐振电阻：121206122515514.375()251511220.81014.3751046.93()CCCCpFCCfLCMHz1、319.252ppLooRRQLfL、有载通频带LQff07.02空载通频带007.02Qff可见：负载使品质因数下降、通频带变宽、选择性变差。且负载越大，品质因数下降越严重，故串联谐振回路适宜带小负载。有载通频带LQff07.02空载通频带007.02Qff可见：负载使品质因数下降、通频带变宽、选择性变差。且负载越小，品质因数下降越严重，故并联谐振回路适宜带大负载。功率放大器的工作状态功率放大器一般分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等工作方式，为了进一步提高工作效率还提出了丁类与戊类放大器。表3-1不同工作状态时放大器的特点工作状态半导通角理想效率负载应用甲类c=18050%电阻低频乙类c=9078.5%推挽，回路低频，高频甲乙类90＜c＜18050%＜＜78.5%推挽低频丙类c＜90＞78.5%选频回路高频丁类开关状态90%~100%选频回路高频高频功率放大器通常工作于丙类工作状态，属于非线性电路功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率.高频功率放大器与小信号谐振放大器的对比相同点：①放大的信号均为高频信号，②放大器的负载均为谐振回路。不同点：①激励信号幅度大小不同；②放大器工作点不同；③晶体管动态范围不同。icebtooictVBZicQebtooict高频功率放大器波形图小信号谐振放大器波形图习题4－1：为什么高频功率放大器一般要工作在乙类或丙类状态？为什么采用谐振回路作负载？为什么要调谐在工作频率？答：高频功率放大器的输出功率高，这样在有源器件上损耗的功率就低，不仅能节省能源，更重要的是保护有源器件安全工作（损耗功率小，发热少）。乙类、丙类放大状态的效率比甲类高。故高频功率放大器一般选乙类或丙类工作状态。因为乙类和丙类放大的集电极电流为脉冲，只有通过谐振回路选出周期脉冲电流的基波分量，产生连续的基波电压输出。回路调谐于工作频率是为了取出基波电压输出。例3：某谐振功率放大器，已知cmcpcmcoCCIRPVUmAIWPVV，半通角电流基波，谐振回路谐振电阻效率集电极率试求：直流电源输出功集电极电压量，集电极电流的直流分集电极输出功率直流电源10,,5.22,2505,24解：63.50525.222121:)3(%3.836/5/:)2()(625.024:)1(2220ocmppcmopocCCPURRUPRPPWIVP由谐振回路谐振电阻集电极效率直流电源输出功率)(4.4445.2252221:)4(111mAUPIIUPIcmomcmccmomc由基波电流01162142777.125/5.22833.02/22)()(21)5(ccccmcccVUgg页附表得查由半通角第二节反馈型LC振荡原理一、振荡的建立与起振条件开关按至１，Ui放大得到Uc;开关按至２，当Uf＝Ui，振荡建立.振荡条件:)(FAFAjiifjcfjiceUAFUFAUFeUUFAeUUA令振荡器维持振荡的条件：（平衡条件）)2,1,0(21nnnAFFA则振荡若ifUU第二节反馈型LC振荡原理二、振荡的平衡与平衡条件物理意义：nFA2振荡器的必要条件。表示正反馈，为反馈AF=1表示等幅振荡，处于平衡状态；1FA平衡条件：)2,1,0(21nnnAFFA即理解起振条件和平衡条件：晶体管是非线性器件，其增益A随输出电压Vo增大而减小,直到达到平衡。第三节反馈型LC振荡器概述：反馈型LC振荡器是由调谐放大器和正反馈网络构成按反馈耦合元件可以分为：互感耦合振荡器——通过电感线圈L1与L2的互感M实现反馈。电容反馈式振荡器——依靠电容产生反馈电压构成的振荡器称为电容三点式振荡器又称考毕兹振荡器电感反馈式振荡器——依靠电感产生反馈电压构成的振荡器，称为电感三点式振荡器，又称哈特莱振荡器三点式振荡器是指ＬＣ回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合,可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点,是一种广泛应用的振荡电路,其工作频率可达到几百兆赫。三点式振荡器的原理图四、LC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则由上面的分析可知,在三点式电路中,ＬＣ回路中与发射极相连接的两个电抗元件必须为同性质,另外一个电抗元件必须为异性质。这就是三点式电路组成的相位判据,或称为三点式电路的组成法则：Xce与Xbe的电抗性质相同Xcb与Xce、Xbe的电抗性质相反对于振荡频率，满足Xce+Xbe+Xcb=0与发射极相连接的两个电抗元件同为电容时的三点式电路,称为电容三点式电路,也称为考毕兹电路。与发射极相连接的两个电抗元件同为电感时的三点式电路,称为电感三点式电路,也称为哈特莱电路。(四)LC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则(1)Xbe、Xce应为同性质的电抗元件；(2)Xcb与Xce、Xbe的电抗性质相反。（射同余异）5-10：？回路谐振频率有何关系与振荡频率种情况是否能振荡试分析上述），（）（），（）（种情况：以下荡器的等效电路，设有图示是一个三回路的振0332211332211332211332211?443214fCLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCLCL性见下图并联谐振回路的阻抗特）（射同余异则三端式振荡器的组成原知识点：LC2:)1(反性质。、与同电抗性质，、是能满足振荡的相位条件电路的振荡频率为ＣＬ１＝，ＣＬ１＝，ＣＬ１＝解：设cebecbcebeXXXXX,,0330322021101式振荡器为电容三端呈感性呈容性、此时，时满足相位条件能振荡满足）（,,13322113002001302001332211CLCLCLCLCLCL式振荡器为电感三端呈容性呈感性、此时，时满足相位条件能振荡满足）（,,23322113002001302001332211CLCLCLCLCLCL课本P21式振荡器为电容三端呈感性呈容性、此时，时满足相位条件能振荡满足）（,,33322113002001302001332211CLCLCLCLCLCL条件，故不能振荡不可能满足相位只能同性质和）（,43322302001332211CLCLCLCLCL第一节概述一、普通调幅波的表达式、波形及其频谱(一)定义成线性关系变化。号的振幅，使其随调制信去控制高频载波信号用需要传送的调制信号)()()(tututuc(二)表达式tUtutUtumccmccos)(,cos)(调制信号设载波信号根据定义调幅波的振幅为：)()(tukUtUcmm则普通调幅波的表达式为：ttukUttUtuccmcmcos)]([cos)()(ttUkUcmcmcos]cos[ttUUkUccmmcmcos]cos1[ttmUcacmcos]cos1[)(:,:调幅度调制指数比例系数amk(三)波形cmmmaUUUm2minmax)1()1(minmaxacmmacmmmUUmUU包络线极值：cmUcmaUm包络线包络线包络线相似与)(tu第一节概述四、振幅调制电路的功能功能：将输入的调制信号和载波信号通过电路转换为高频调幅信号输出。tUtutUtumccmccos)(),(cos)(调制信号设载波信号普通调幅波：ttmUtucacmcos]cos1[)(双边带调幅波：单边带调幅波：ttUtucmcoscos)(tUtutUtucmcm)cos()()cos()(或第一节概述三、抑制载波的双边带调幅信号和单边带信号(一)抑制载波的双边带调幅波