CH01 绪 论 (了解)
通信系统中的发送与接收设备
缓冲级 倍频器 放大 级 调制器 功率放大器振荡器
低频
功放
低频
放大
调幅 发射机方框 原理 图
波形 2
波形 1
波形 3
超外差接收机方框 原理 图
高频
放大 混频器
中频
放大 解调器
低频
放大
输入
回路
自动
增益
控制
本地
振荡器
波形 4 波形 6
波形 5
波形 7
Ch02 滤波器
LC串、并联谐振回路 滤波器
L
R
C
?
?
?
iV
?I
?
oV
?
?
CLPR
L R
gI
)( ?jYP
LC 串、并联谐振回路比较
电路名称 串联谐振回路 并联谐振回路
电路形式
激励源 恒压源 恒流源
谐振条件
谐振频率
通频带
LCS
1
0 ?? ??
020
11 ??? ???
P
P Q
C
LR 2?
L
CG
P 2?
SQ
f
BW 0?
PQ
fBW 0?
(续 1)
电路名称 串联谐振回路 并联谐振回路
端阻抗
(导纳)
品质因数
Q
谐振参数
?
?
?
?
?
?
??? )(1
)(
0
0 ?
?
?
?
?
PP
P
jQG
jY
?
?
?
?
?
?
??? )(1
)(
0
0 ?
?
?
?
?
SjQR
jZ
PP
P G
C
L
C
G
Q 01 ???
SS
S R
L
C
L
R
Q 01
?
??
S
g
m R
V
I ?
P
g
O G
I
V ?
(续 2)
电路名称 串联谐振回路 并联谐振回路
谐振性质
电压谐振 电流谐振
谐振特性
相对幅频特性
相频特性
gSLC VQVV ?? gPLC IQII ??
20
0
2
0
)(1
1
)(
)(
)(
?
?
?
?
?
?
??
??
?
?
P
v
Q
jV
jV
)()( 0
0 ?
?
?
??? ???
Pv a r c t g Q)()( 0
0 ?
?
?
??? ???
Si a r c t g Q
20
0
2
0
)(1
1
)(
)(
)(
?
?
?
?
?
?
??
??
?
?
S
i
Q
jI
jI
Ch03 高频放大器
一、共发射放大电路的高频特性
eb
bbs
Lm
r
rR
Rg
A
'
'
0
1
'
?
?
?
?中频源电压增益:
?高频截止角频率为:
'
'
'
11
SebSin
h RDCRC ???
)( '
'
0
bbSin
Lm
h rRC
Rg
AG B P
?
?? ?
?增益带宽积 GBP:
'bbr
ebr'
ebC'
?
oV
?
sV
?
ebV'
b 'b
e
c
?
ebm Vg '
sR
'LR
1C 2
C
s R
B R
1C
C R
CCV
BBV
LR
二、电阻的热噪声
? 噪声功率
dttvTP T nn )(1
0
2??
噪声电压均方值
dttvTv T n
Tn
)(1lim
0
22 ?
??
?
功率谱密度 k T RfW
v 4)( ?
若在频带△ f内则,fK T Rv
n ?? 4
2
等效电路
R
( 有噪)
等效为
R R
( 无噪) ( 无噪)
)( fW
v
2
n
v
1
R
( 有噪)
2
R
( 有噪)
等效为
R
( 无噪)
2
n
v
fK TR
vvv
nnn
??
??
4
2
2
2
1
2
21
RRR ??

R
? ?fWv
LR
2
ndv

R
2
ndi
? ?fWi
LR

?
?
? ? ? ?2
R
fWfW v
i ? ? ? k TGRkTfW i 4
14 ??
fk TGi n ?? 42
LR
2
1nv
2
2nv
1R 2R
2
1ni
?
?
fk T Giii nnn ???? 422212
21 GGG ??
二、噪声系数
gR
gv
2
nv
nisi PP / noso PP /
iR oR
LR
nF
pmG
nAP
放大器





noso
nisi
n PP
PP
F
/
/
?
niP
no
n PG
PF ?
niP
nA
n PG
PF ?? 1
按匹配时情况计算
Ch04 非线性电路
一、幂级数分析法
? 若非线性函数 在静态工作点
?附近的各阶导数都存在,则在静态工作点
?附近可展开为泰勒级数:
)(vfi ? oV
oV
????????? 3322010 )()()( oo VvbVvbVvbbi
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
?
?
?
?
0
0
0
0
!
1
!3
1
2
1
)(
3
3
3
2
2
2
1
000
Vvn
n
n
Vv
Vv
Vv
dv
id
n
b
dv
id
b
dv
id
b
g
dv
di
b
IVfb
?
系数:
非线性电路的频率变换 规律
( 1)输出电流中产生了输入电压中不曾有的新的频率成份
( 2)输出 电流中最高谐波次数及 组合频率系数 不超过
幂多项式最高次数;
(4)m次谐波以及系数之和等于 m的各组合频率成分。其振幅只
与幂级数中等于及高于 m次的各项系数有关。
(5)所有组合频率都是成对出现的。
(3)电流中的直流成分,偶次谐波以及系数之和 (即 )为偶数
的各种组合频率成分,其振幅均只与幂级数的偶次项系数 (包括
常数项 )有关 ;奇次与此类似。
qp ?
二、折线分析法
)(tvi
imV
0
t?
v 0
mI
i
?2
t?
thV
BV
斜率 g
0
i
v
)c o s( c o s)( ?? ?? tgVti im
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
)(
)(
)(
11
00
??
??
??
nmn
m
m
II
II
II
?
im
Bth
V
VV ???c os
? ??c o s1 ?? imm gVI
?
0
1??n?
2.0
1.0
1?
0?
3?
2?
0
1
?
?
2
1
三,C类谐振功率放大器
iv iv
1Tr
2Tr
LR
BBV CCV
C
L
BEv
CEv
Ci
Cv
Bi
? ? omcmo VIP ?? 1
2
1?
?
??
???
)(
)(
2
1
0
1?
工作原理波形及计算
四、三极管混频器
cv
1v
if
tngtgtggtg
n
n 1
0
12110 c o s2c o sc o s)( ??? ?
?
?
????? ?
? ? ? ? ? ? ? ???
?
???
0
1c o s
n
mcci tngtvtvtgti ?
tVtv ccmc ?c o s)( ?
tVtv m 111 c o s)( ??
?在变频器输出信号中:
? 含有频率 的输入信号频率成分 。
cf )(0 tvg c
? 需要的中频频率为 的信号。
ci fff ?? 1
? 输入信号频率 与本振信号频率 的各次谐波之
间的组合频率。这些组合频率可能对变频器输出信号形成
干扰。
f1cf
理想变频电路性能,
? 变频器传输函数中只有 项,不含其它各项 。
tg 11 c o s ?
Ch06 调制与解调
一、标准幅度调制
ttVmtV
ttmV
ttVKVtv
ccmAccm
cAcm
cmAcmAM
??
?
?
c osc osc os
c os)c os1(
c os)c os()(
???
???
???
?
?0 ???
mV??
?0
c?c??
cmV?
?0 c?c??
??c???c?
cmV?
mV??2
1
?载波占有功率为:
2
2
1
cmc VP ?
?两边带所占有的功率为:
c
AcmA
s P
mVm
P
24
)( 22
??
标准调幅信号的解调
1、相干解调( 同步解调)
)(tvAM )(tvp )(tvD
)(/ tvc
低通滤波器
)2c o s ()]([
2
1
c o s)]([
2
1
)c o s (c o s)]([)()()( /
???
???
?????
????
ttvVtvV
tttvVtvtvtv
cfcmfcm
ccfcmcAMp
2、大信号峰值包络解调器
LR LC
D
)(tvi
)( dr
idR
DV
di
o
o
t
t
)(tvi )(tvD
电路的技术指标:
?电流流通角:
3
3
L
d
R
r?
? ?
?检波效率:
?c o s?? ?
imA
d Vm
V
K
?输入阻抗:
Lid RR 2
1
?
电路的对角切割失真,( 惰性失真 )
)(tvi )(tvD
o
t
Am
A
LL
m
m
CR
?
?
?
21
电路的负峰切割失真:
LR LC
D
)(tvi
)( dr
idR
DV
di
Ri
VC
iRLR
LR
imViRLR
LR
CVRV ????
)(tvD
t
o
Vim
VR
maVim
? ? Rimaim VVmV ??
iL
i
a RR
R
m
?
?
要求:
所以:
二,抑制载波调幅
? 时域表示式:
)c o s)(c o s()c o s)(()( tVtVktVtkvtv ccmmccmfD S B ?? ??? ?
? 频谱:
上边频下边频
?0 ???
mV??
?0
c?c??
cmV?
?0 c?c??
??c???c?
mV ??2
1
波形,
同步解调
)2c o s1)((
2
1
)) ( c o s(
c o s)c o s)((c o s)(
2
ttVkVttVkV
ttVtkVttv
cfcmcfcm
cccmfcD S B
??
???
???
???
三、单边带调幅
tVVtv ccmmSSB )c o s (
2
1
)( ?? ?? ?
时域表示式:
实现单边带调幅的电路:
? 滤波法:
带通滤波器
tVtv ccmc ?c o s)( ?
tVtv mf ?? ? c o s)(
??
??
c
c
?
? SSBAM
相移法,
?
2
?
?
2
?
?
)( tv
SSB
t
c
?c o s
t?c os
t?s i n
t
c
?s i n
tt
c
?s i ns i n ?
tt
c
?c o sc o s ?
解调,采用同步解调的方法 。
四、频率调制与相位调制
调频波
)()( tvKt fFcF ?? ??
]s i nc os [
]s i nc os [
])(c os [
])(c os [)](c os [)(
0
0
0
0
0
0
??
??
????
?????
???
???
???
???
?
?
tmtV
t
VK
tV
dvKtV
dVtVtv
Fccm
mF
ccm
f
t
Fccm
t
FcmFcmFM
?
?
?
?
mFm VK ??? ?
最大频偏 调制指数
F
fVKm mmmF
F
?
?
?
?
? ??? ?
调相波
0)()( ??? ??? tvKtt fPcp
调相波的数学表示式:
]c o sc o s [
]c o sc o s [
])(c o s [
)](c o s [)(
0
0
0
??
??
??
?
????
????
???
?
?
tmtV
tVKtV
tvKtV
tVtv
Pccm
mPccm
fpccm
pcmPM
调频波的频带
)(2)1(21.0 FfFmBW mF ?????
当 时,1??
Fm FBW 21.0 ?
当 时,1??
Fm
mfBW ?? 21.0
五、调频电路
1、调制特性 )(
f
c
vgff ??
2、调制灵敏度
f
F v
fS
?
??
3、最大频偏
mf?
1、直接调频电路
tVtv mf ?? ? c o s)(
]2c o s)1
2
(
8
)1
2
(
8
c o s
2
1[
])c o s)(1
2
(
2!2
1
c o s
2
1[
22
2
?
?
?????????
???????
tmmtmf
tmtmff
cccc
ccc
?????
???
tVVv mB ??? ? c o s
最大频偏
mf?
f
F v
fS
?
??调制灵敏度
cc fm2
??
mcc Vfm ?/2
??
1C
1D2C
1PL
PF1000
K1 dE
)(tvf
3C
4C
5C
6C
7C 8C
9C
PF10
PF15
PF15
PF33
PF1000
PF1000 PF1000
PF1000
2PL
3PL
4PL
L
2R
3R
K3.4
K10
VVCC 12?
2D
'A
A
'B
B
1R
L
1D
2D
3C
5C
A
'A
2C
2,间接调频
])(c o s [)( 0
0
???? ??? ? dvKtVtv ftFccmFM
])(c o s [)( 01 ?? ??? tvKtVtv fpccmPM
Ch07 锁相环路
一,PLL的模型
相位数学模型
? ]s in [dK )( pH F
?K p
1
)(1 t?
)(2 t?
)()()( 21 ttte ??? ?? )(tv
P
)(tvd
PD LF VCO
二,PLL的线性分析
?
PK
)( SH F
S1
)(2 S? VCO
)(1 S?
线性化相位数学模型
)(Se?
)()(
)(
)(
1 sHKs
s
s
s
sT
Fp
e
e ??? ?
?
?误差传递函数,
?闭环传递函数,
)(
)(
)(
)(
)(
1
2
sHKs
sHK
s
s
sT
Fp
Fp
?
??
?
?
1、瞬态响应
2、稳态相差
3,频率特性
)(te?
一阶 PLL:
)(?e?
2
1
1
)(
??
?
?
??
?
?
?
?
P
K
jT
?
?
)()( 1
PK
tgj
?
??? ??
三、一阶 PLL的非线性分析 ( 相平面图法 )
? 1,PLL的 捕捉频带
? 2,PLL的 同步频带
? 3,稳态相差
p?
H?
,.,,,,,,2,1,0,2a r c s i n)( 0 ????
?
?? nn
K pe
?
?
?
pHLP K??? ???