高频电子线路(第一章)

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1、高频电子线路高频电子线路主要内容：主要内容：u说明u无线通信系统无线通信系统的组成 无线电信号的特性无线电接收机框图无线电发射机框图高频小信号放大器高频功率放大器正弦波振荡器集电极调幅与大信号检波变容二极管调频锁相环u作业高频电子线路非线性电子电路非线性电子电路u一、线性电子电路与非线性电子电路一、线性电子电路与非线性电子电路线性电路：线性电路：尽量使用器件特性的线性部分。电路基本尽量使用器件特性的线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。是线性的，但存在不希望有的失真。非线性电路：非线性电路：利用器件特性的非线性特性，完成振荡、利用器件特性的非线性特性，完成振荡、频率变换、放大等功能

2、。频率变换、放大等功能。器件特性与使用条件密切相关。器件特性与使用条件密切相关。高频电子线路1模拟电子线路：输入、输出均为模拟量模拟电子线路：输入、输出均为模拟量电路由电路由D D、BJT(BJT(双极结晶体管双极结晶体管 )、MOS MOS 、R R、L L、C C 组成组成高频电子线路12 2）器件一般工作在高频段。）器件一般工作在高频段。电路特点电路特点：1 1）器件均工作在非线性状态；）器件均工作在非线性状态；高频电子线路*注：现代电子设备多为交叉运用。注：现代电子设备多为交叉运用。电的传递路径方式与电的传递路径方式与主要分析研究方法主要分析研究方法高频电路高频电路广播、电视、通讯等频

3、率较广播、电视、通讯等频率较高高,电参数集中的高频（射频）应用。电参数集中的高频（射频）应用。 显著特点：工作频率界于低频电路和微波显著特点：工作频率界于低频电路和微波 电路之间，内电路之间，内“路路”外外“场场”。微波电路微波电路通信、雷达、导航与电子对抗等通信、雷达、导航与电子对抗等 频率高于高频电路、集总参数应用频率高于高频电路、集总参数应用低频电路低频电路仪器、仪表、自动化控制、医疗仪器、仪表、自动化控制、医疗 电子、电话线等频率较低的一般性应用。电子、电话线等频率较低的一般性应用。特点：能量直接在线路上特点：能量直接在线路上 传递。传递。电磁场电磁场 完全非完全非“电路电路”传输，能

4、量以传输，能量以“场场”的形式传递和的形式传递和接收接收频率由低到高频率由低到高强电强电（高低压）（高低压）电力电子技术，发供电设备，电力拖动，大功率电电力电子技术，发供电设备，电力拖动，大功率电器等。器等。特点：特点： 能量以线路（电缆）形式传递，频率能量以线路（电缆）形式传递，频率50Hz（某些国家（某些国家60Hz）弱弱电电数字电路数字电路自动化控制、计算机、数据通讯等自动化控制、计算机、数据通讯等模模拟拟电电路路说明理论体系理论体系高频电子线路u本课程的性质是一门专业基础课；相关知识要求较高，难度超过模拟电子技术基础u特点非纯理论性课程 实践性很强以工程实践的观点来处理电路中的一些问题

5、说明（续）说明（续）高频电子线路换能器：换能器：将声音变成将声音变成电信号电信号Microphone发射机：发射机：将电信号变将电信号变成特定频率成特定频率和足够强度和足够强度的高频信号的高频信号Transmitter接收机：接收机：将高频信号还将高频信号还原成携带有声原成携带有声音的电信号音的电信号Receiver换能器：换能器：将携带有声将携带有声音的电信号音的电信号恢复成声音恢复成声音SpeakerEarphone发射天线发射天线将高频电信号将高频电信号变成电磁场发射变成电磁场发射Antenna接收天线接收天线将电磁场变成将电磁场变成高频电信号高频电信号无线通信系统的构成无线通信系统的构

6、成无线通信系统高频电子线路1. 时间特性时间特性指信号随时间变化快慢的特性，通常用时域波形或数学表达式（电压或电流）来表示。要求传输信号电路的时间特性（如时间常数）必须与该信号的时间特性相适应。常用的信号表示方法-数学表达式法数学表达式法-波形表达方式波形表达方式无线电信号的特性高频电子线路常用的信号表示方法常用的信号表示方法1、数学表达式法、数学表达式法如：如：tsinAu阶越函数阶越函数) t (Au正弦波正弦波无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续1）高频电子线路A2、波形表达方式、波形表达方式例如例如：tsinAut无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续2）高频电子线路2. 频谱特

7、性频谱特性 任何形式的信号都可以分解为许多不同频率、不同幅度的正弦信号之和。谐波次数越高，幅度越小，影响越小。任何信号都会占据一定的带宽。从频谱特性上看，带宽就是信号能量主要部分（一般为90以上）所占据的频带。无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续3）高频电子线路无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续4）u由于任何复杂的信号，都可分解为许多不同频率的正弦信号之和，因此，所谓“频谱”即是指组成信号的各正弦分量按频率分布的情况。u为了更直观地了解信号的频率组成和特点，我们通常采用作图的方法来表示频谱。用频率f 作横座标，用信号的各正弦分量的相对振幅作纵座标，通常称之为频谱图。u频谱特性有幅频特

8、性和相频特性两部分，分别反映信号中各个频率分量的振幅和相位的分布情况。高频电子线路脉冲信号的分解脉冲信号的分解it一 次 谐 波i1I0(a)it三 次 谐 波i1(b)it七 次 谐 波i7it五 次 谐 波i1(c)(d)无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续5）高频电子线路脉冲信号的频谱脉冲信号的频谱uf1表示脉冲重复频率，也就是基波频率。f3、 f5 、f7分别表示三、五、七次谐波，在f轴的0点，表示直流分量，这条谱线的长度表示脉冲直流分量（即平衡值）的大小。高次谐波的谱线可以分布到很高的频率，但其幅度已相当小。i ff90f7f5f3f1无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续6）

9、高频电子线路例如：下面所示为一般语音信号的频谱示意图例如：下面所示为一般语音信号的频谱示意图可以看到语音信号的频谱是连续的，其主要可以看到语音信号的频谱是连续的，其主要能量集中在能量集中在1000Hz左右。左右。电压f/Hz3003400无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续7）高频电子线路无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续8）频率特性频率特性 指无线电信号的频率或波长。对频率或波长进行分段，称为频段或波段。不同频段信号的产生、放大和接收 的方法不同，传播的方式也不同，因而它们的应用范围也不同。 本书涉及的频段是从中频（本书涉及的频段是从中频（MF）到超高频（到超高频（UHF）的频率范

10、的频率范围。围。电磁波辐射的波谱很宽, 如下图 1所示。 无线电波的频段划分、主要传播方式和用途表如下表1所示 高频电子线路无线电波105红外线1010可见光紫外线1015X射线1020宇宙 射线1025f/Hz/m31033102(3.87.8)10731073101231017图图1 电磁波波谱图电磁波波谱图无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续9）高频电子线路波段名称波长范围电波名称频率范围传播方式主要用途极长波1105m极低频ELF3000Hz主要靠地面波，超过几千公里的远距离则靠天波。通讯、远洋导航等。超长波1105104m甚低频VLF330KHz长波1104103m低频LF303

11、00KHz中波1103102m中频MF3003000KHz白天靠地波，晚上天波和地波均可传播通讯、远洋导航及广播等。短波110210m高频HF330MHZ主要靠天波，但近距离靠地波米波101m甚高频VHF30300MHz空间波通讯、电视、调频雷达及导航微波分米波101分米特高频UHF0.33GHz空间波、对流层传播通讯、电视、雷达、导航、天文等厘米波101cm超高频SHF330GHz毫米波101mm极高频EHF30300GHz表表1 无线电波段的划分表无线电波段的划分表无线电信号的特性（续无线电信号的特性（续10）高频电子线路u本课程高频（射频）频率范围：u几百KHz几百MHzu例：300KH