1、第一章 绪论,无线通信系统的基本组成,调制特性所谓调制，就是把信号变换成适合于在信道（传输链路）中进行传输的形式的一种过程。调制在无线通信中的作用至关重要：1.高频适于天线辐射和无线传播。 2.可以实现信道的复用，提高信道利用率。,无线通信中基本的调制方法：使高频载波信号的一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照基带调制信号的规律而变化。 根据载波受调参数的不同，调制分为三种基本方式：振幅调制（调幅） AM 频率调制（调频） FM 相位调制（调相） PM在高频电路中，我们要处理的无线电信号主要有三种： 1.消息（基带）信号 低频信号 没有进行调制之前的原始信号，也称调制信号 2.高频载波信号 高
2、频信号 用于调制的高频振荡（载波）信号和用于解调的本地振荡信（或称恢复载波），一般为单一频率的正弦（或余弦）信号或脉冲信号高频信号 3.已调信号 高频信号 调制信号对载波信号进行调制以后的信号,第二章 高频电路基础,第一节 高频电路中的元器件 一、高频电路中的元件高频元件包括：电阻，电容，电感。 二、高频振荡回路高频振荡回路包括并联谐振回路和串联谐振回路。振荡回路的谐振特性简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的特性称为谐振特性，这个特定频率称为谐振频率。,1并联谐振回路,（2）串联谐振回路,电抗特性,幅频特性,辐角特性（相频特性）,电路组成,（3）. 抽头并联振荡回路,传输线变压
3、器的应用,4) 耦合振荡回路,石英晶体谐振器晶体谐振器与一般振荡回路比较，有几个明显的特点:（1）晶体的谐振频率非常稳定。 （2）有非常高的品质因数。 （3）接入系数非常小。（4）晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联 谐振阻抗。,第三章 高频谐振放大器,高频小信号放大器按频带宽度可以分为窄带放大器和宽带放大器。 按有源器件可以分为以分立元件为主的高频放大器和以集成电路为主的集中选频放大器。 对高频小信号放大器的主要要求是： 增益要高。频率选择性要好。 噪声系数要小。工作稳定可靠。,高频小信号放大器的主要性能指标1)电压放大倍数K 2)输入导纳Yi3)输出导纳Yo4)通频带B0.707与
4、矩形系数K0.1,提高放大器稳定性的方法一是从晶体管本身想办法，减小其反向传输导纳 。二是从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化，具体方法有中和法和失配法,中和法通过在晶体管的输出端与输入端之间引入一个附加的外部反馈电路(中和电路)来抵消晶体管内部参数Yre 的反馈作用。中和条件为：,失配法通过增大负载导纳，进而增大总回路导纳，使输出电路失配，输出电压相应减小，对输入端的影响也就减小。失配法是用牺牲增益来换取电路的稳定。多级谐振放大器 增益、带宽、矩形系数,第二节 高频功率放大器的原理和特性,高频功率放大器的主要功用是放大高频信号，并且以高效输出大功率为目的。高频功率放大器多工作在C类(
5、丙类）状态 高功放与低功放；高功放与高频小信号放大器 工作原理,高频功放的能量关系 输出功率P1为集电极电源供给的直流输入功率P0为集电极损耗功率PC,集电极效率为,高频谐振功率放大器的工作状态1.欠压状态 2.过压状态 3.临界状态,高频功放的外部特性高频功放的负载特性负载特性是指只改变负载电阻RL，高频功放电流、电压、功率及效率变化的特性。 按照欠压状态，临界状态和过压状态讨论。,欠压区,过压区,欠压区,过压区,高频功放的振幅特性高频功放的振幅特性是指只改变激励信号振幅Ub时，放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。,高频功放的调制特性改变它的某一电极直流电压来改变高频信号的振幅，从而实现
6、振幅调制。高频功放的调制特性分为基极调制特性和集电极调制特性。,基极调制特性是指仅改变EB时，放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。,欠压区,过压区,集电极调制特性是指仅改变Ec，放大器电流、电压、功率及效率的变化特性。,高频功放的调谐特性,高频功放的调谐特性,感性失谐,容性失谐,功放管的高频效应主要有以下几方面：一、少数载流子的渡越时间效应二、非线性电抗效应三、发射极引线电感的影响四、饱和压降的影响,第四节 高频功率放大器的实际线路,直流馈电线路直流馈电线路包括集电极和基极馈电线路。,集电极馈电线路下图是集电极馈电线路的两种形式：串联馈电线路和并联馈电线路。,串联馈电,并联馈电,2.基极馈
7、电线路基极馈电线路也有串馈和并馈两种形式,发射极自给偏压,基极组合偏压,零偏压,输出匹配网络常用的输出线路主要有两种类型：LC匹配网络和耦合回路。,第四章正弦波振荡器,振荡器：能在没有激励信号的情况下产生周期性振荡信号的电子电路。,振幅平衡条件可以表示为,相位平衡条件,平衡条件,振荡的起振条件,称为自激振荡的起振条件，也可写为,稳定条件振荡器的稳定条件分为振幅稳定条件和相位稳定条件。,振幅稳定条件为：,相位稳定条件为,又可写为,振荡器稳定工作时回路的相频特性,LC振荡器,互感耦合振荡器判断 振荡器的组成原则三端式振荡器组成原则（1）X1和X2电抗性质相同；（2）X3与X1,X2电抗性质相反。简
8、记为“射同余异”,(a)电容反馈振荡器,(b)电感反馈振荡器,三端式振荡器的组成,克拉泼振荡器,在克拉泼振荡器中，晶体管以部分接入的形式与回路联接，减弱了晶体管与回路之间的耦合。接入系数p为,假设电感两端的电阻为 ，则由图可知等效到晶体管CE两端的负载电阻 为,振荡器的振荡频率为,反馈系数的大小为,克拉泼振荡器电路,西勒振荡器,由图可知，回路的总电容为,振荡器的振荡频率为,西勒振荡器电路,提高频率稳定度的措施1、提高振荡回路的标准性2、减少晶体管的影响3、提高回路的品质因数4、减少电源、负载等的影响,二、石英晶体振荡器电路,1并联型晶体振荡器（等效电感） 2串联型晶体振荡器（等效短路线）,第5
9、章 频谱的线性搬移电路,非线性函数的级数展开分析法,用泰勒级数展开,可得,u1U1cos1t,u2U2cos2t,线性时变电路分析法 如果U2U1，在EQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有,5.2 二极管电路,单二极管电路,二极管平衡电路,二极管环形电路,差分对电路,单差分对电路,双差分对电路,调制：就是用调制信号（ 或 ）去控制载波（ 和 ）表示某个参数的过程。 载波：未受调制的高频振荡信号 。 振幅调制：由调制信号去控制载波的振幅 。 振幅调制分为三种方式：普通的调幅方式（AM）抑制载波的双边带调制（DSBSC）抑制载波的单边带调制（SSB-SC）,第六章第一节振幅调制,第六章第一节振幅调制
10、,振幅调制信号载波电压 调制电压振幅调制信号振幅 为,为比例系数，一般由调制电路确定，故又称为调制灵敏度。,为调幅度（调制度）,第六章第一节振幅调制,调幅波的频谱,单频调制的调幅波包含三个频率分量，它是由三个高频正弦波叠加而成。,在多频调制情况下，各个低频频率分量所引起的边频对组成了上、下两个边带。,调制信号为一连续谱信号或多频信号，其最高频率,单频调制时，调幅波占用的带宽,为,，则AM信号占用的带宽,第六章第一节振幅调制,调幅波的功率,载波功率,上、下边频的平均功率,AM信号的平均功率,两个边频功率与载波功率的比值为,调幅波的最大功率和最小功率,第六章第一节振幅调制,双边带信号,在调制过程中
11、，将载波抑制就形成了抑制载波双边带信号，简称双边带信号。,双边带信号的带宽：,第六章第一节振幅调制,单边带信号,第六章第一节振幅调制,振幅调制电路,调制可分为高电平调制和低电平调制：,低电平调制：将调制和功放分开，调制后的信号电平较低，还需经功率放大后达到一定的发射功率再发送出去。DSB、SSB以及调频（FM）信号均采用这种方式。,调制效率高 调制线性范围大 失真要小等,高电平调制：将功放和调制合二为一，调制后的信号不需再放大就可直接发送出去。这种调制主要用于形成AM信号。,对调制器的主要要求：,第六章第一节振幅调制,AM调制电路,高电平调制的集电极调制,第六章第一节振幅调制,高电平调制的基极
12、调制,第六章第一节振幅调制,低电平调制：1）二极管电路单管：平衡：2）差分对电路3）模拟乘法器,双差分对：,单差分对：,第六章第一节振幅调制,DSB调制电路 二极管平衡调制电路,二极管双平衡调制电路,第六章第一节振幅调制,DSB差分对调制器 ：1）单差分对电路在单差分电路中，将载波电压 加到线性通道，即 ，调制信号 加到非线性通道，即 ，可以得到DSB信号。 2）双差分对电路单差分调制器虽然可以得到DSB信号，具有相乘器功能，但它并不是一个理想乘法器。采用双差分调制器，可以近似为一理想乘法器。,第六章第一节振幅调制,SSB调制电路,滤波法,移相法,滤波器,第二节 调幅信号的解调,从高频已调信号
13、中恢复出调制信号的过程称为解调，又称为检波。振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。,第二节 调幅信号的解调,二极管峰值包络检波器原理电路与工作分析,原理电路,二极管导通,二极管截止,检 波 器 稳 态 时 的 电 流 电 压 波 形,加 入 等 幅 波 时 检 波 器 的 工 作 过 程,第二节 调幅信号的解调,二极管包络检波器输入AM信号时检波器的输出波形：,传输系数 ：输入载波电压振幅为 ，输出直流电压为 ，则,第二节 调幅信号的解调,二极管峰值包络检波器性能分析,定义为：,输入电阻 ：,第二节 调幅信号的解调,检波器的失真,惰性失真,不失真条件：,底部切削失真,不失真条件：,减小底
14、部切削失真的电路,第二节 调幅信号的解调,二极管并联检波器,第二节 调幅信号的解调,同步检波,乘积型,恢复载波与发射载波同频同相时：,恢复载波与发射载频有一定的频差：,恢复载波与发射载频有一定的相差：,第二节 调幅信号的解调,叠加型,混频,混频器中的输入已调信号us和本振电压uL分别为us=UscostcosctuL=ULcosLt,混频器的干扰,混频器存在下列干扰：信号与本振的自身组合干扰（也叫干扰哨声）外来干扰与本振的组合干扰（镜像干扰、中频干扰、组合副波道干扰）外来干扰互相作用形成的互调干扰外来干扰与信号形成的交叉调制干扰（交调干扰） 阻塞、倒易混频干扰等等,第七章 角度调制,调频波与调
15、相波的比较,调频方法,直接调频法,在直接调频法中，振荡器与调制器合二为一。这种方法是用调制,间接调频法,间接调频时，调制器与振荡器是分开的。这种方法先将调制信号,积分，然后对载波进行调相，即可实现调频。,（1）矢量合成法,（2）可变移相法,（3）可变延时法,信号（电压或电流）直接控制振荡器的振荡频率。,直接调频：优点:频偏很大；缺点：中心频率不稳定,间接调频：优点:中心频率稳定；缺点：频偏小,二、变容二极管直接调频电路的基本原理,振荡回路的等效电路,当振荡回路中的 未接入， 较大时，即回路的总电容仅是变容二极管的结电容，等效回路如图所示。调变容二极管上的高频电压很小，忽略其对变容二极管电容量变
16、化的影响。,瞬时振荡频率为,式中：,为,时的载波频率。,2、变容二极管作为回路总电容实现调频,结论:当变容二极管作为回路总电容时， 调频波会产生中心频率偏离和非线性失真.,结论:当 时，能实现线性调频。,第四节 鉴频器与鉴频方法,鉴频器,调频波的解调电路称为频率检波器或鉴频器（FD），调相波的解调电路称为相位检波器或鉴相器（PD）。,就功能而言，鉴频器是一个将输入调频波的瞬时频率,（或频偏,）变换为相应的解调输出电压,的变换器。,鉴频器的主要性能指标：,（1）鉴频器中心频率,（2）鉴频带宽,（3）线性度,（4）鉴频跨导,直接从调频信号的频率中提取原来调制信号的方法。,第四节 鉴频器与鉴频方法,
17、鉴频方法,直接鉴频法,间接鉴频法,1振幅鉴频法,（1）直接时域微分法,将等幅的调频信号变成振幅也随瞬时频率变化的、既调频又调幅的FM-AM波，通过包络检波器解调此调频信号。,电压,的振幅与瞬时频率,成正比。因此，,这是一个FM-AM波，将其经包络检波后即可得到原调制信号。,包络检波,包络检波,变换电路,第四节 鉴频器与鉴频方法,（2）斜率鉴频法,利用调谐回路幅频特性倾斜部分对FM波解调的方法称为斜率鉴频。,单回路斜率鉴频器,双离谐平衡鉴频器,线性区,第四节 鉴频器与鉴频方法,2.相位鉴频法,（1）乘积型相位鉴频法,（2）叠加型相位鉴频法,鉴相器,变换电路,低通滤波器,移相网络,叠加后的合成信号
18、为,包络检波器,移相网络,第五节 鉴频电路,互感耦合相位鉴频器,=,，,互感耦合相位鉴频器的工作原理可分为移相网络的频率-相位变换、加法器的相位-幅度变换和包络检波器的差动检波三个过程。,放大,变换网络,平衡叠加型鉴相器,第五节 鉴频电路,（1） 频率-相位变换,第五节 鉴频电路,（2）相位-幅度变换,第五节 鉴频电路,（3）检波输出,包络检波器的输出分别为：,鉴频器的输出电压为,第五节 鉴频电路,电容耦合相位鉴频器,电路的耦合系数为,设次级回路的并联阻抗,可得,第五节 鉴频电路,比例鉴频器 （具有自限幅功能）,工作原理,输出电压也可由下式导出：,第八章 反馈控制电路,自动增益控制电路（Automatic Gain Control，简称AGC ） 自动频率控制电路（Automatic Frequency Control，简称AFC） 自动相位控制-锁相环（Phase Locked Loop，简称PLL ）的基本原理 频率合成器 （Synthesizer ）,
