射频复习重点

1第一章射频电路导论1.包含晶体管、场效应管等有源器件的电路称为电子线路。实现无线电的发射、接收以及信息的加载和提取的电子线路称为射频电路。射频电路用来实现无线电的产生、接收以及信息的加载和提取。2.射频可分为以下三类：（1）低于300kHz的为低频范围，包括极低频、超低频、特低频、甚低频和低频五个频段；（2）300kHz～300MHz为高频范围，包括中频、高频和甚高频三个频段；（3）频率高于300MHz的范围为微波范围，包括特高频、超高频和极高频三个频段。3.电路是线性电路:a0是ICQ，a1是晶体管在Q处的交流跨导gm4.电路变成了非线性电路:22122110C)()(uuauuaaiLC谐振回路2.2.1串联谐振回路回路总阻抗:)1(jrZcLRL谐振时，上式虚部为零。谐振频率f0=LC21回路总阻抗Z＝RL+r，出现最小值。回路电流最大。品质因数衡量电感上的损耗的物理量，用Q来表示。表征了无功功率与有功功率的比值。其值越大，损耗越小。空载Ｑ值定义为:rLrLQ0回路有载Ｑ值:RLrRLQLe00由此，可知谐振时：QrCL001在某些频段内，品质因数可视为常量。谐振特性1.谐振时，回路呈纯阻性。0时，回路呈容性，反之呈感性。2.谐振时，电源端电压与电流同相，电流出现最大值。电源电压全部加在电阻上。tUatUaauauaauuaai22m111m10211102110Ccoscos)(tUatUatUUatUUatUatUaUUaai222m212m12212mm12212mm1222m11m1122m2m120C2cos22cos2)cos()cos(coscos)(223.电容与电感不分担电源电压，它们之间进行能量交换。4.电容与电感上出现最大电压，是电源电压的Q倍。2.2.2并联谐振回路阻抗电路的串—并联等效转换XXRRjRXRXjXRZPPPPPPPPPP222222//,SSSjXRZ应使PSZZRXRXRPPPS222,PPPPSXXRRX222由于Q值不变，有PPPPPPPPPPSSeXRRXRXXXRRRXQ)()(222222因此，当串联形式转换为并联形式时有SeSepRQRQR22)1(,SSeePXXQQX221当rRS时，rLrrLrQReP22022202(1)回路谐振电导2000)(11LrRRgPee(2)回路总导纳)1(0LcjgYe(3)谐振频率LCf210(4)回路空载Q值0000001eeegcLgLRQ(5)回路有载Q值gcLgQe001g为所有并联支路的总电导之和3谐振特性1.谐振时，回路呈纯阻性，出现最大电阻值。0时，回路呈感性，反之呈容性。2.谐振时，电源端电压与电流同相，电压出现最大值。电源电流全部加在电阻上。3.电容与电感上出现最大电流，是电源电流的Q倍。谐振曲线:回路电压（或电流）与外加信号源频率之间的幅频特性曲线单位谐振曲线:任意频率下的回路电压（或电流）与谐振时回路电压（或电流）之比。0111010IIIIrCrLjrUCLjrUfN）（）（）（）（）（）（00000011111111jQrCrLjrCrLj绝对失谐量0fff或0广义失谐量000000)(2))((QQQ）（00)(2)(2ffQQjfN11)(2022)2(1111)(ffQfN为幅频特性。arctg为相频特性。通频带:使电压（或电流）下降到谐振电压（或电流）的某种比例值的频带宽度。典型的有：7.07.02fBW（比例为70.7%）1.01.02fBW（比例为10%），B=00Qf通频带与回路Ｑ值成反比。所以，Ｑ值越高，通频带却越窄，但谐振曲线越陡峭，选择性越好。一个理想的谐振回路，其幅频特性曲线应该是通频带内完全平坦，信号可以无衰减通过，而在通频带以外则为零，信号完全通不过。矩形系数:矩形系数Ｋ0.1定义为频带范围ＢＷ0.1与通频带ＢＷ0.7之比，即:7.01.01.0BWBWKＫ0.1是一个大于或等于１的数，其数值越小，则对应的幅频特性越理想。它反应了实际幅频特性曲线接近理想幅频特性曲线的程度。串联谐振频率点的阻抗最小，相频特性曲线斜率为正。串联回路在谐振时，通过电流最大。4并联谐振频率点的阻抗最大，相频特性曲线斜率为负。并联回路在谐振时，通过电压最大。在实际选频应用时，串联回路适合与信号源和负载串联连接，使有用信号通过回路有效地传送给负载。并联回路适合与信号源和负载并联连接，使有用信号在负载上的电压振幅增大。2.3电容分压式阻抗变换电路变换前后能量守衡。'2'2LLRURUnCCCCCCCCUU21121212'11其中，n为接入系数，小于１。LLLRnRUUR222'12.1.2谐振功率放大器的工作原理当晶体管允许损耗功率PC一定时，ηC越高，输出功率Po越大。5当wt=0时，所以，第二章正弦波振荡器1.放大器的增益AAUUAjioeφA为Uo超前Ui的相角。2.反馈系数FFUUFjofeφF为Uf超前Uo的相角。3.闭环的放大器增益FAAUUA1io4.振荡条件是FA=1即A·F=15.振幅平衡条件Uf=Ui6.振幅稳定条件0iPUA在稳定平衡点上，放大器的增益应随输入电压的增大而减小。或0iPUF在稳定平衡点上，反馈网络的反馈系数应随电压的增大而减小。7.起始振荡的条件A·F1jΣ=2nπ8.LC振荡电路的形式很多，按反馈网络的形式，可分为变压器耦合反馈式及电感或电容反馈式振荡电路两种。变压器耦合振荡器69.射同基反串联谐振回路ωgω01呈现容性，并联谐振回路ωgω02呈现容性10.电容三端式振荡器电路分析图3.2.4(a)中，RB1、RB2、RE为直流偏置电阻；CB是基极偏置的滤波电容，CC是集电极耦合电容。CB和CC对交流应当等效为短路；直流电源UCC对于交流等效为短路接地；RB1、RB2被交流短路。RL为外负载电阻，L、C1、C2构成振荡器的谐振回路，它的无载谐振阻抗为Re0。射极到基极外接电容C2，射极到集电极外接电容C1，这符合“射同”的原则。基极到射极外接电容C2，基极到集电极外接电感L，这符合“基反”的原则。工作角频率ωg反馈系数当Cb′eC2时：11.电感三端式振荡器电阻RB1、RB2、RE为基极直流偏置电阻；CB、CC1和CC2、CE分别为耦合电容、旁路电容、滤波电容，它们对交流均可认为短路；LC为集电极直流馈电扼流圈，对交流可认为开路；L1、L2、C为振荡器的选频网络，电感L1、L2构成反馈网络，反馈电压Uf取自L2两端。712.克拉拨振荡器3g1LCc、e两个电极间的接入系数为b、e两个电极间的接入系数为23beCCp13.席勒电路是在克拉拨电路的基础上，在回路电感L两端并入一个电容C414.LC差分振荡器V1、V2组成差分对，V3是差分放大器的恒流源，I0≈UEE/RE。V2管基极通过CB交流接地，集电极外接由L、C1、C22121g1CCCCL212CCCFA=gmRL′UT是热电压，环境温度t=27℃时，UT≈26mV8差分放大器具有“共模抑制，差模放大”的特点，输出波形好，稳定性高，调整方便。15.RC移相振荡器(a)超前移相网络；(b)滞后移相网络超前移相网络频率响应时常数τ=RC。幅频特性相频特性:对应截止频率1C的相φ(ωC)=45°。滞后移相网络。其频率响应、幅频特性：jωτ、jw=1相频特性:j(ω)=－arctanωτ截止频率1C对应的相移j(ωC)=－45°。9RC移相振荡器（a）原电路；（b）交流等效电路；(c)移相网络的等效电路联立求解可得：由于RBrbe，为了满足相位平衡条件，必须使I3=Ib,则必须虚部为零22gi2146CRRR=0当RiR时RC61g,当RiR时,β=29该振荡器的起振条件为β29反相输入运放构成的RC移相振荡器：其结果同上1016.RC选频振荡器在谐振频率ω0=RC1处，H(ω0)=31,𝜑ω0)=0°。当ωω0时，随着ω的减小，H(ω)减小并趋于零，j(ω)趋于+90°；当ωω0时，随着ω的增加，H(ω)减小并趋于零，φω)趋于－90°。其带宽BWBPF≈3ω0，品质因数Q≈1/3。图3.3.8(a)原电路；(b)等效电路RC1gA=1+1fRRF=31起振条件Rf2R111石英晶体异性电荷量Q的多少正比于机械变形x，即Q=K1x晶体片两个表面上施加电压E则x=K2E17.并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器是把石英晶体当作电感元件使用，振荡器的工作频率ωg与晶体的串、并联谐振角频率ωs、ωp之间一定满足ωsωgωp的关系。RB1、RB2、RE是直流偏置电阻；CB是基极滤波电容，CC是集电极耦合电容，它们均对交流短路；LC是集电极高频扼流圈，对交流开路。石英谐振器和电容C1、C2组成选频网络，当晶体谐振器呈现的感抗ωL等于C1、C2串联的容抗时，可确定振荡器的工作频率ωg若工作频率是n次泛音，则L1C1并联回路的谐振频率ω01=1/√L1C1应设计在n次泛音频率和n－2次泛音频率之间。泛音晶振的原理电路及L1C1(a)交流电路；(b)电抗曲线18.串联型石英晶体振荡器串联型石英晶体振荡器是把石英谐振器用作一根短路线。当振荡器的工作频率ωg等于晶体的串联谐振频率ωs时，晶体谐振器的阻抗近似为零；当频率偏离ωs时，晶体的阻抗骤然增加，近乎开路。所以把晶体接在振荡器的反馈支路中，只有等于串联谐振频率ωs的分量才有反馈，其他频率分量均无反馈，从而只能形成ωg=ωs的振荡12第五章振幅调制与解调1.高频正弦信号uc=Ucmcos(ωct+φ)，单频正弦信号uΩ=UΩmcosΩt用uΩ改变Ucm，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，记为AM；用uΩ改变ωc，生成频率随uΩ线性变化的已调波，这种调制称为频率调制，简称调频，记为FM；用uΩ改变φ，产生相位随uΩ线性变化的已调波，这种调制称为相位调制，简称调相，记为PM。2.普通调幅信号ΩtmUΩtUUkUΩtkUUkuUuΩΩΩcos1(cos1cosasmcmmcmmcmcmsm其中,Usm=Ucm,ma=kUΩm/Ucm，称为调幅度，k是由调制电路决定的比例常数，乘法器的增益kM=k/Ucm。振幅调制不改变载波的频率ωc，所以普通调幅信号的时域表达式为tΩtmUuCasmAMcos)cos1(据此可以画出uAM的波形(a)ma≤1；(b)ma1振荡的最大振幅Usm,max=Usm(1+ma)，最小振幅Usm,min=Usm(1－ma)，所以，有:2minsm,maxsm,smUUUminsm,maxsm,minsm,maxsm,aUUUUm13利用三角函数的积化和差公式tΩUmtΩUmtUtΩtUmtUtΩtmUu)cos(21)cos(21coscoscoscoscos)cos1(csmacsmacsmcsmacsmcasmAM从而得到普通调幅信号的三个频率分量：频率ωc+Ω和ωc－Ω分别称为上边频和下边频，上、下边频分量的振幅maUsm/2都正比于调制信号uΩ的振幅UΩm，与载频ωc的频率差都是uΩ的频率Ω。所以，上、下边频分量携带了调制信号的全部信息，中间的载频分量则与调制信号无关。uAM的带宽为BWAM=2Ω发射普通调幅信号uAM时，天线系统等效