高频电子电路教案

高频电子线路教案

说明:

1. 教学要求按重要性分为3个层次,分别以“掌握★、熟悉◆、了解▲”表述。学生可以根据自己的情况决定其课程内容的掌握程度和学习目标。

2. 作业习题选自教材:张肃文《高频电子线路》第四版。

3. 以图表方式突出授课思路,串接各章节知识点,便于理解和记忆。

1. 第一章 绪论

第一节 无线电通信发展简史

第二节 无线电信号传输原理

第三节 通信的传输媒质

目的要求

1. 了解无线电通信发展的几个阶段及标志

2. 了解信号传输的基本方法

3. 熟悉无线电发射机和接收机的方框图和组成部分

4. 了解直接放大式和超外差式接收机的区别和优缺点

5. 了解常用传输媒质的种类和特性

讲授思路

1. 课程简介:

高频电子技术的广泛应用

课程的重要性 课程的特点

与前导课程() 的关系 课程各章节间联系和教学安排

2. 简述无线电通信发展历史

3. 信号传输的基本方法:

图解信号传输流程

▲详述AM 、PM (波形)

4. 详述无线电发射机和接收机组成:

◆图解无线电发射机和接收机组成(各单元电路与课程各章对应关系)

超外差式和直接放大式比较

5. 简述常用传输媒质:

常用传输媒质特点及应用

双绞线、同轴电缆、光纤 天波、地波

各自适用的无线电波段(无线电波段划分表)

作业布置

思考题:

1、画出超外差式接收机电路框图。

2、说明超外差式接收机各级的输出波形。

1. 第三章 选频网络

第一节 串联谐振回路

第二节 并联谐振回路

第三节 串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换

目的要求

1. 掌握串联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算

2. 掌握串联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算

3. 掌握串联谐振回路的谐振曲线方程

4. 了解串联谐振回路的相位特性曲线

5. 了解电源内阻和负载电阻对串联谐振回路的影响

6. 掌握并联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算

7. 掌握并联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算

8. 掌握并联谐振回路的谐振曲线方程

9. 了解并联谐振回路的相位特性曲线

10. 了解电源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响

11. 了解低Q 值并联谐振回路的特点

12. 熟悉串并联电路的等效互换计算

13. 了解并联电路的一般形式

14. 熟悉抽头电路的阻抗变换计算

讲授思路★◆▲

1. 选频网络概述: 选频网络(后续章节的基础) 谐振回路(电路分析课程已讲述)

单振荡回路 耦合振荡回路(耦合回路+多个单振荡回路)

并联谐振回路

2. 详述串联谐振回路:

串联谐振回路电路图

详述回路电流方程的推导(运用电路分析理论)

★计算谐振频率、特性阻抗、能量关系、 ★幅频特性曲线、▲相频特性曲线

阻抗特性、电压特性、空载品质因数

▲ ★计算通频带

(电源内阻和负载电阻对品质因数的影响)

串联谐振回路适用场合

3. 简述并联谐振回路:

参照串联谐振回路的讲述过程

运用串联、并联电路的对偶性

4. 详述串并联电路的等效互换和抽头电路的阻抗变换:

运用上述标准串联或并联谐振回路的已知结论,分析复杂谐振回路

混联电路到串联或并联电路 推导抽头电路到无抽头电路的等效互换

◆推导串并联电路的等效互换 电感抽头

(依据等效前后阻抗虚实部恒等)

不考虑互感、谐振条件下推导

抽头电路等效互换举例

1. 第三章 选频网络

第五节 耦合回路

第六节 滤波器的其他形式

目的要求

1. 了解耦合回路的一般性质

2. 掌握耦合回路频率特性曲线及方程

3. 掌握耦合因数η不同时曲线形状的变化及特点

4. 了解LC 集中选择性、石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器特性和应用

讲授思路

1. 详述耦合回路: 单振荡回路缺点(阻抗变换不灵活 + 选频特性不理想)

耦合回路+多个单振荡回路

互感耦合串联型电容耦合并联型

★推导耦合回路频率特性方程(节点电压法或KCL )

▲反射阻抗性质 ★频率响应曲线

★推导通频带

2. 简述各种滤波器特点及应用:

LC +体积大)

LC 石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器(选频特性好+体积小)

▲根据Q

作业布置

思考题:

1、在调谐放大器的回路两端并联一个电阻,放大器的通频带将如何变化?

2、串联谐振回路发生谐振时,电容两端的电压大小与输入电压有什么关系?

3、若已知并联谐振回路的R 、L 、C ,则并联谐振频率为多少?

4、耦合回路的频率响应曲线当η

5、并联谐振回路发生谐振时,流过电感的电流大小与输入电流有什么关系?

6、若已知串联谐振回路的R 、L 、C ,则谐振回路的品质因数为多少?

7、选频网络分为两大类。除选用谐振回路外,还可以采用哪些滤波器形式?

8、反射电阻和反射电抗的大小与什么有关?

9、理想的LC 并联谐振和串联谐振的等效阻抗各等于多少?

10、谐振回路通频带与品质因数存在什么关系?

11、LC 并联谐振回路选频性能的好坏由什么指标衡量?

12、耦合电路反射电抗的性质与原电路电抗性质存在什么关系?

13、空载品质因数与有载品质因数相比,哪个更大?

14、LC 并联谐振回路相频特性曲线具有斜率单调变化的特点。利用其曲线的线性部分,可以完成什么功能? 习题:

第85页 题3.5

第86页 题3.7

1. 第四章 高频小信号放大器

第一节 概述

第二节 晶体管高频小信号等效电路与参数

第三节 单调谐回路谐振放大器

第四节 多级单调谐回路谐振放大器

目的要求

1. 掌握高频小信号放大器的主要性能指标

2. 掌握晶体管y 参数等效电路的画法

3. 了解晶体管混合π等效电路的画法

4. 掌握晶体管y 参数等效电路y 参数的计算

5. 了解晶体管的高频特性参数

6. 掌握单调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算

7. 了解级间耦合网络的形式

8. 了解多级谐振放大器的特性和计算

讲授思路

1. 高频小信号放大器概述:

调谐放大器(谐振回路作负载) +滤波器)

单调谐回路 双调谐回路

(串并联谐振回路作负载) (耦合振荡回路作负载) 集成电路放大器

★详述电压增益和功率增益、通频带、选择性、稳定性、噪声系数

(第二节至第五节) (第六节和第九、十节)

2. 晶体管高频小信号参数等效电路:

晶体管工作于高频

晶体管混合π等效电路

(模拟电路课程已讲述)

★详述晶体管y 参数等效电路 ▲β频率特性曲线

(并联结构+并联谐振电路,便于求解)

▲计算f T f β、f max

混合πy 参数定义,求解y 参数公式

3. 详述单调谐放大器分析计算:

小信号等效电路 (运用晶体管y

推导电压增益公式 推导功率增益公式

★ ★谐振时功率增益

归一化电压增益公式 ★最大功率传输时功率增益

(不考虑回路损耗) (不考虑回路损耗)

★通频带

矩形系数 ★

(考虑回路损耗)

4. 简述多级单调谐放大器特性和计算:

多个单调谐放大器

级间耦合网络(简述各种形式)

多级单调谐放大器

▲推导归一化电压增益公式

矩形系数

周次:5 课时:3

教学内容

1. 第四章 高频小信号放大器

第五节 双调谐回路谐振放大器

第六节 谐振放大器的稳定性与稳定措施

第七节 谐振放大器的常用电路和集成电路谐振放大器

2. 第三章作业讲解和答疑

3. 第一章、第三章复习和习题练习

目的要求

1. 掌握双调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算

2. 了解y re 对谐振放大器稳定性的影响

3. 了解单向化方法

4. 了解分立元件和集成电路谐振放大器的应用

讲授思路

1. 详述双调谐放大器分析计算(参照单调谐放大器讲述过程): 双调谐放大器电路原理图 小信号等效电路

(运用晶体管y 推导电压增益公式

★谐振时电压增益(临界耦合、过耦合、欠耦合)

★通频带(临界耦合)

矩形系数(临界耦合)

2. 简述y re 对谐振放大器稳定性的影响:

yre (分析单、双调谐放大器时忽略)

反馈导纳

▲Q 值或正反馈 虚部引起失谐

稳定系数及稳定性判断

▲单向化方法(中和、失配法)

3. 简述谐振放大器的应用:

谐振放大器

+滤波器) 集成电路放大器举例(谐振回路+滤波器)

4. 第三章作业讲解和答疑

5. 第一章、第三章复习和习题练习:

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、双调谐放大器为什么优于单调谐放大器?

2、小信号谐振放大器不稳定的主要原因是什么?单向化方法的主要方法有哪些?

3、若已知单调谐放大器的中心频率f 0和品质因数Q ,则其通频带为多少?

4、调谐放大器的级数增多,选择性会如何变化?

5、双调谐回路谐振放大器通频带与品质因数有什么关系?

6、高频时晶体管常用什么等效模型进行分析?

7、单调谐回路谐振放大器在满足最大功率传输条件时,最大功率增益等于多少?

8、什么是特征频率f T ?

9、最高工作频率fmax 指什么?

10、谐振放大器的稳定系数S 为多少时放大器自激?

11、晶体管y 参数与哪些因素有关?

12、半功率点又称为什么?

习题:

第152页 题4.10

第153页 题4.17

周次:6 课时:3

教学内容

1. 第五章 非线性电路、时变参量电路和变频器

第一节 概述

第二节 非线性元件的特性

第三节 非线性电路分析法

第四节 线性时变参量电路分析法

目的要求

1. 了解非线性电路、时变参量电路的概念

2. 了解非线性元件的特性

3. 了解非线性元件的频率变换作用

4. 了解非线性电路不满足叠加定理

5. 掌握非线性电路的幂级数分析法和折线分析法

6. 了解时变跨导电路的分析方法

7. 了解模拟乘法器电路的分析方法

8. 了解开关函数分析法

讲授思路

1. 简述非线性元件和非线性电路:

非线性 特性分析(伏安特性曲线,直流和动态电阻) 应用(频率变换) 近似工作于线性状态 工作于非线性状态(含开关状态)

线性电路(第四章) 非线性电路(第五至第十章,不满足叠加定理)

图解分析法 解析分析法

★详述幂级数分析法(通用方法) 针对PN 结的特殊方法

大信号:指数函数分析法 ★小信号:详述折线分析法 (幂级数分析法特例)

2. 简述时变参量电路:

元件

时变参量电路

电抗性:时变电容

(第八章)

▲ ▲/电导)

三极管变频 二极管变频 三种变频方法:频率成分依次减少

周次:7 课时:3

教学内容

1. 第五章 非线性电路、时变参量电路和变频器

第五节 变频器的工作原理

第六节 晶体管混频器

第七节 二极管混频器

第八节 差分对模拟乘法器混频电路

第九节 混频器中的干扰

第十节 外部干扰

2. 第四章作业讲解和答疑

3. 第四章复习和习题练习

目的要求

1. 熟悉变频器主要性能指标的定义

2. 掌握晶体管混频器变频电压增益、最大变频功率增益和实际变频功率增益的计算

3. 熟悉二极管混频器的种类和工作原理

4. 了解模拟乘法器混频电路的应用

5. 了解混频器干扰的种类

6. 了解混频器干扰的克服方法。

7. 了解外部干扰的种类

讲授思路

1. 变频器概述: 变频(混频)

功能:频谱搬移 ◆性能指标

变频增益、选择性、失真和干扰、噪声系数

定量指标,由等效电路计算获得 定性指标

(第六节至第八节) (第九、十节)

2. 详述晶体管混频器分析计算:

分析方法:看作输入v s 的小信号放大器(时变跨导随本振电压v o 变化)

四种组态

选择本振电压v o 基极注入的共射电路组态分析(共射电路便于分析)

简化型等效电路

(参照高频小信号放大器y 参数等效电路,y ie y fe y oe g ic g c g oc )

求解等效电路参数g ic 、g oc 、g c

g 1/2(g 1为时变跨导g (t ) 的基波分量)

由混合π等效电路根据g ic 、g oc 定义求解

★确定混频器等效电路

★推导电压增益、功率增益

实际变频(混频)器电路举例

3. 简述二极管混频器种类和工作原理(可应用于第九章振幅调制和解调):

晶体管混频器缺点(动态范围小,噪声大,反向辐射)

二极管混频器

(第四节二极管开关混频器,一个二极管,半波工作)

◆减少频率成分:二极管平衡混频器(两个二极管,半波工作)

4. ▲简述模拟乘法器混频电路

5. ▲简述各种混频器干扰:

混频器输入信号、本振、外界干扰信号、内部噪声两两之间相互作用,影响混频器工作。

(信号、噪声幅度均很小,两者之间相互作用可忽略。)

6. 简述克服混频器干扰的措施:

▲合理选择中频、提高前端选择性、合理选择工作点(包括采用场效应管)

7. 第四章作业讲解和答疑

8. 第四章复习和习题练习:

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、混频器的主要干扰有哪些?

2、克服混频干扰的主要措施有哪些?

3、二极管混频器与三极管混频器相比,有哪些特点?

4、乘法器上接入调制信号V Ωm cos Ωt 和载波信号V cm cos ωc t 后,输出信号将产生哪两个频谱分量?

5、若晶体管混频器输入信号频率和本振信号频率分别为f s 和f o ,则输出信号的主要频率成份有哪些?习题:

第201页 题5.29

第202页 题5.35 题5.36

周次:8 课时:3

教学内容

1. 第六章 高频功率放大器

第一节 概述

第二节 谐振功率放大器的工作原理

第三节 晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法

第四节 晶体管功率放大器的高频特性

目的要求

1. 了解功率放大器的分类和特点

2. 了解丙类功放的工作原理

3. 掌握丙类功放的功率关系

4. 掌握丙类功放折线分析法的临界线方程、转移特性方程、输入和输出回路特性方程

5. 掌握丙类功放输出功率、直流电源提供的功率、晶体管耗散功率和效率的计算

6. 了解丙类功放参数对工作状态的影响

7. 了解晶体管高频工作特性

讲授思路

1. 功率放大器概述: 功率放大器

非开关状态

甲类 甲乙类、乙类 丙类丁类 戊类

电流通角依次减小,效率依次提高电流通角固定

非谐振 谐振

宽带高频 低频 窄带高频

(第八节,甲类) (模拟电路音频功放,甲乙类、丁类) (第三至第七节,丙类、丁类、戊类)

2. 详述丙类功放分析计算:

丙类功放原理性电路

★外电路特性(输入和输出回路特性方程) ★晶体管特性(临界线方程、转移特性方程)

图解法 解析法(折线分析法)

(定性分析)

v C 、v CE 、i C 波形 推导i C 表达式分解

凹顶脉冲 余弦脉冲 直流分量I C 0 基波分量I cm 1

(过压区) ( 临界区、欠压区)

晶体管耗散功率P c =i C v CE 小,效率高 ★P = ★输出功率P o

★效率η、P c

合适的电流通角θc (高效率,兼顾功率)

3. 简述丙类功放参数对工作状态的影响(图解):

丙类功放原理性电路中R p 、V CC 、V BB 、V bm 如何确定

▲分别讨论R p 、V CC 、V BB 、V bm 其中一个自变量

对丙类功放工作状态的影响(其它三个参数不变)

过压区(中间级/集电极调幅)、临界区(功放)、欠压区(基极调幅)

I C 0I cm1随某个自变量的变化曲线

P =P o P c 随某个自变量的变化曲线

4. 简述晶体管高频工作特性:

晶体管工作区域划分(工作频率相对f βf T 大小)

低频 中频 高频

符合上述分析计算 i B i C i E 波形不同于低频

(丙类功放正常工作状态) (应避免工作于此状态)

第五节 高频功率放大器的电路组成

第六节 丁类(D类) 功率放大器

目的要求

1. 熟悉功放馈电的几种电路形式

2. 熟悉输入输出匹配网络的几种形式

3. 了解丁类功放的工作原理和特点

讲授思路

1. 简述功放馈电和输入输出匹配网络的电路形式:

丙类功放原理性电路丙类功放实际电路

◆举例分析馈电线路(电源提供) 输入输出匹配网络(与前后级连接)

基极馈电V BB 集电极馈电V CC 输入匹配网络(级间耦合网络) 输出匹配网络

电源(分压) 自给偏压(节省V BB ) 对中间级的要求 ◆复合输出回路 π型网络 T型网络 (宽带高频功放)

2. 简述丁类功放原理和特点:

丙类功放(θc

无法进一步提高效率

▲丁类功放原理图(θc =90°,i C 或v CE 为脉冲)

(P c =i C v CE =0,η=100%)

电流开关型(i C 脉冲) 电压开关型(v CE 脉冲)

第八节 宽带高频功率放大器

第九节 功率合成器

第十节 晶体管倍频器

2. 第五章作业讲解和答疑

3. 第五章复习和习题练习

目的要求

1. 熟悉宽带高频功放中传输线变压器的工作原理

2. 熟悉功率合成器(或分配器)的工作原理

3. 了解倍频的目的和倍频电路的种类

讲授思路

1. 详述传输线变压器的工作原理: 宽带高频功放

甲类放大(模拟电路已讲述)

低频段: ◆高频段: 展宽低频: 展宽高频:

变压器模式 两者区别 传输线模式 高磁导率磁芯 较少匝数

(1:1平衡-不平衡转换,1:4或4:1阻抗变换)

用于宽带高频功放

2. 详述功率合成器(分配器)的工作原理:

功率合成器要求

多个功放输出功率相加(推挽、并联电路满足) 多个功放彼此无关(推挽、并联电路不满足)

◆魔T 型混合网络分析(满足相加/无关?)

用于功率合成

功率合成器举例(先分配后合成)

3. 简述倍频目的和倍频电路的种类:

▲倍频目的

主振 中间级

(低主频,稳频/工艺限制) (扩展频带/削弱耦合) (增大频偏/相移)

▲倍频方法

乘法器 丙类放大器

(选频网络谐振于n 次谐波) (第八章)

4. 第五章作业讲解和答疑

5. 第五章复习和习题练习:

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、末级功放为获得较高的输出功率和效率,应选择什么工作状态?

2、丙类高频功率放大器集电极半电流通角和甲、乙类功放有什么不同?

3、哪些方法可以实现倍频?

4、倍频的目的是什么?

5、丙类谐振功率放大器的集电极电流和输出电压各是什么波形?

6、谐振功率放大器为什么采用丙类工作状态?

7、工作在欠压和过压状态的丙类功放为什么可分别看作一个恒流源和恒压源?

8、丙类谐振功放与甲类功放有什么区别?

9、丙类功放效率的最大值和输出功率的最大值分别出现在什么状态?

10、功率放大器的主要指标有什么?

11、丙类功放工作在晶体管特性曲线的什么区域?

12、丙类谐振功放的半电流导通角为什么一般取70°左右?

习题:

第272页 题6.9

第273页 题6.19

第274页 题6.30

周次:11 课时:3

教学内容

1. 第八章 参量现象与时变电抗电路

第一节 概述

第二节 参量放大器

第三节 参量混频器

第四节 参量倍频器

第五节 参量自激现象及其消除

目的要求

1. 了解时变电抗电路的概念

2. 掌握参量放大器的工作原理

3. 掌握门-罗公式

4. 了解参量放大器的特点和应用

5. 掌握参量混频器的工作原理

6. 掌握参量倍频器的工作原理

7. 了解参量倍频器的电路形式

8. 了解参量自激的原因

9. 了解消除参量自激的方法

讲授思路

1. 时变电抗电路概述: 时变参量电路

(第五章) C -v 非线性,常用) L -i 非线性)

参量混频器

与相同功能非参量电路按性能指标比较优缺点

2. 详述门-罗公式并用于分析时变参量电路:

输入信号f s f p 组合频率f m , n

★功率分配关系:门-罗公式

★参量放大P p →P s ★参量混频P p (或+P s ) →P i ★P s →P i

f i =f p -f s f i =f p -f s 或f i =f p +f s f i =mf s

物理过程分析 下边带混频 上边带混频(常用) 变容管 三极管C b ' c

参量放大要求: 优缺点比较 并联型

a. 周期改变的电容

b. f p =2f s 或有空闲回路 优缺点比较

简并式 非简并式

3. 简述参量自激的原因及消除方法:

高频功放

三极管C b ' c

▲/分频(参量自激,不同于反馈型自激)

倍频自激 分频自激

P s →P i P s →P i P p

f i =mf s f i =f s -f p 、f i =f p =f s /2

输出波形失真(基波+谐波)

▲消除方法(抑制能量转换)

减小激励 降低回路Q 值/偏调 加高频负反馈

作业布置

思考题:

1、参量现象可以有哪些应用?

2、如何用门-罗公式分析参量电路的工作原理?

周次:12 课时:3

教学内容

1. 第九章 振幅调制与解调

第一节 概述

第二节 调幅波的性质

第三节 平方律调幅

第四节 斩波调幅

第五节 模拟乘法器调幅

第六节 单边带信号的产生

第七节 残留边带调幅

目的要求

1. 熟悉调幅方法和检波器分类

2. 掌握普通调幅信号、双边带调幅信号和单边带调幅信号的数学表达式和频谱

3. 掌握调幅度的概念和计算,调幅波的载波功率和边频功率的关系

4. 了解平方律调幅的工作原理

5. 了解二极管平衡调幅器

6. 了解斩波调幅的工作原理

7. 了解二极管电桥斩波调幅器和二极管环形调幅器

8. 掌握模拟乘法器调幅电路的工作原理

9. 了解单边带通信的优点

10. 了解单边带信号的产生方法

11. 了解残留边带调幅的概念

讲授思路

1. 振幅调制与解调概述:

电路和分析类似混频器:非线性电路,产生新频率成分,混频器取中频,调幅取载波/边带 低电平 高电平

集电极 基极

(调制功率大) (调制功率小)

解调

包络(大信号):普通AM 、VSB 同步(小信号):DSB、SSB (需本地载波恢复电路)

二极管 三极管 相乘型 相加型

串联 并联 电路同低电平调幅 +包络检波

2. 详述调幅信号的数学表达式和频谱:

★各种调幅信号的数学表达式、频谱、应用

普通AM 抑制载波抑制一边带▲SSB-SC 便于解调节省功率节省频带

★调幅度 频谱 相移法 滤波器法:多次调幅/滤波

★计算载波功率/边频功率/总功率(平均)

周次:13 课时:3

教学内容

1. 第九章 振幅调制与解调

第八节 高电平调幅

第九节 包络检波

第十节 同步检波

第十一节 单边带信号的接收

2. 第六章作业讲解和答疑

3. 第六章、第八章复习和习题练习

目的要求

1. 掌握集电极调幅电路的计算

2. 了解基极调幅电路

3. 掌握包络检波电路的工作原理

4. 掌握电压传输系数、等效输入电阻、惰性失真和负峰切割失真的分析计算

5. 了解同步检波的工作原理

6. 了解同步检波的应用

7. 了解单边带信号的产生和接收的方法

讲授思路

1. 详述集电极调幅电路分析计算: 高电平调幅

集电极 基极 丙类过压状态:I C 0I cm 1v c 随V CC (v Ω)变化 丙类欠压状态:I C 0I cm 1v c 随V bm 变化,效率低

未调制 m a 调制(平均) 调幅峰(瞬时)

P oT P =P cT ηT P oav P =av P cav ηav P o max P =max P c max ηmax

功率守恒:输入(电源P Ω+载波P i )=输出(已调波输出P V +调制信号P o +晶体管耗散P c )

2. 详述二极管大信号包络峰值检波器分析计算:

电压传输系数

惰性 频率 非线性

3. 简述同步检波器原理: ▲同步检波(小信号):DSB、SSB (需本地载波恢复电路) 相乘型 相加型

电路同低电平调幅 加法器+包络检波

4. 简述单边带信号接收过程:

单边带信号

产生 接收

相移法 滤波器法:多次调幅/滤波 过程相反 多次变频

同步检波

5. 第六章作业讲解和答疑

6. 第六章、第八章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、产生负峰切割失真的原因是什么?

2、在模拟乘法器上接入交流调制信号和交流载波信号后将产生哪种调幅信号?

3、一个单音调制的普通调幅信号,载波功率为1kW ,调幅度为0.3,则平均输出总功率为多少?

4、普通调幅信号和抑制载波双边带调幅信号的数学表达式各是什么?

5、大信号包络检波器可能产生哪些失真?

6、什么检波器可解调普通AM 信号、单边带信号和双边带信号?

7、检波器的主要指标有哪些?

8、单边带通信与普通调幅波相比有什么优点?用哪些方法可以产生单边带信号?

9、模拟乘法器在调制解调中有什么应用?

10、当调幅度m a =1时,调幅信号两个边频分量的功率占总功率的多少?

11、 二极管检波电路中若负载电阻增大,可能产生什么失真?

12、为获得较好的线性调制,集电极调幅电路应工作于什么状态?

13、实现调幅波解调主要有哪两类方法?

14、调幅信号包括哪几种?

15、调幅信号的带宽取决于什么?

16、二极管峰值包络检波器的主要指标有哪些?

17、二极管检波器不产生负峰切割失真的条件是什么?

18、cos(ω―Ω)t +cos(ω+Ω)t 是什么调幅信号?

19、V m (1+k cos Ωt ) cos ωt 是什么调制波?

20、调制信号幅度增加时,调幅波的功率将如何变化?

21、当调幅度m a =1时,调幅信号一个边频分量的功率是载波功率的多少?

22、单一音频调制的普通调幅信号,其载波功率为1kW ,调幅度为0.3,则边频功率为多少?

23、如果调制信号为V Ω(t ) ,载波信号为Vc (t ) ,可以应用什么电路获得已调波电压V (t ) =KV Ω(t ) V c (t ) ?

24、在不失真的情况下,调幅波的最大输出功率为载波功率的多少倍?

25、连续波的调制方法有哪三种?

26、集电极调幅器调幅系数变化时集电极效率如何变化?

27、大信号二极管包络检波电路中含有一个低通滤波电路。如果参数选择不当会引起什么失真?

28、调幅的主要方法有哪些?

习题:

第398页 题9.7 题9.8

第399页 题9.20

周次:14 课时:3

教学内容

1. 第十章 角度调制与解调

第一节 概述

第二节 调角波的性质

第三节 调频方法概述

第四节 变容二极管调频

目的要求

1. 了解角度调制的优点和应用

2. 了解调频波的主要指标

3. 了解鉴频的方法

4. 了解鉴频器的主要指标

5. 掌握调频和调相波的波形、数学表达式、调制系数和频谱

6. 了解调频的各种方法及优缺点

7. 掌握变容二极管调频电路的工作原理和分析

讲授思路

1. 角度调制概述:

角度调制

瞬时频率随调制信号变化 积分载波瞬时相位随调制信号变化

▲方法 频谱宽度 寄生调幅 抗干扰 直接(频偏大) 间接(中心频率稳定)

宽带调频 窄带调频 变容管 磁芯电感 调制信号积分再调相

石英晶振调频 倍频+混频

(中心频率稳定,频偏小) (增大频偏)

指标方法

鉴频跨导 鉴频灵敏度 频带宽度 寄生调幅抑制 波形变换 脉冲计数(F/V) 锁相环 (第十二章) 检波器鉴相

(相加型相位鉴频器) (相乘型相位鉴频器)

比例鉴频器 符合门鉴频器

2. 详述调频和调相波的波形、数学表达式、调制系数和频谱:

★调频和调相波的数学表达式

频谱分析(非线性调制) ★最大频偏 ★最大相移 频谱特点 ★BW 公式

(调制系数)

调制前后功率不变 调制信号对BW 影响

(不同于调幅)

频率增大 幅度增大

FM :BW 基本不变 PM:BW 增大 FM/PM

(恒定带宽调制)

3. 详述变容二极管调频电路分析:

★变容二极管调频原理性电路

推导频偏公式

与调制信号成线性 非线性失真 中心频率偏移

消除失真:小频偏γ=1,大频偏γ=2

实际电路举例

:BW 增大

周次:15 课时:3

教学内容

1. 第十章 角度调制与解调

第五节 晶体振荡器直接调频

第六节 间接调频:由调相实现调频

第八节 相位鉴频器

第九节 比例鉴频器

第十节 其他形式的鉴频器

2. 第九章作业讲解和答疑

3. 第九章复习和习题练习

目的要求

1. 了解晶体振荡器直接调频电路的工作原理

2. 了解调相的各种方法

3. 熟悉相位鉴频器的工作原理

4. 了解比例鉴频器的工作原理

5. 了解其他形式的鉴频器

讲授思路

1. 简述晶振直接调频电路原理分析:

石英晶体

串联谐振f s 并联谐振f s ~f p (等效为电阻) (等效为电感) +变容管)

串联:f s 变化 并联:f p 变化

2. 简述调相各种方法:

◆间接调频:积分+调相

谐振回路或移相网络 脉冲调相

(矢量图解) (公式推导)

2. 简述各种鉴频器工作原理分析:

鉴频方法

脉冲计数(F/V) 锁相环 (第十二章)

◆检波器 ◆鉴相等宽脉冲(相加型相位鉴频器) (相乘型相位鉴频器) (图解)

电感耦合相位鉴频器 公式推导

工作原理(矢量图解) 鉴频曲线 符合门鉴频器

(简化:乘法器与门)

缺点:寄生调幅影响

比例鉴频器

3. 第九章作业讲解和答疑

4. 第九章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、调频波的频带宽度BW 如何随调制信号频率Ω变化?

2、调频为什么又称恒定带宽调制?

3、调频波的调制系数与调制信号的幅度存在什么关系?

4、调相波的频带宽度BW 如何随调制信号频率Ω变化?

5、调相波的最大频偏与调制信号的哪些参数有关?

6、变容二极管必须工作在什么状态?

7、调频波和调相波的数学表达式各是什么?

8、调频波的抗干扰性能为什么比调幅波强?

9、单音频调制的调相波,只提高调制信号的频率时,调频波的最大频偏将如何变化?

10、调频波的总功率与未调载波功率有什么关系?

11、直接调频和间接调频相比有什么特点?

12、A 0cos[ω0t +k sin Ωt ]是什么调制波?

13、当调制信号的频率从1kHz 增大到2kHz ,振幅从1V 降低到0.5V ,调频波的最大频偏将从Δf 变为多少?

14、单音频调制的调频波,只提高调制信号的频率时,调频波的最大频偏将如何变化?

15、当调制信号的频率从1kHz 增大到2kHz ,振幅从1V 降低到0.5V ,调相波的调制系数将如何变化?

16、哪种调制属于线性调制,哪种调制属于非线性调制?

17、变容二极管的电容值随外加反向电压的增大如何变化?

18、调角波调制指数的定义是什么?

19、调频波和调相波有什么区别?

习题:

第454页 题10.5 题10.13

1. 第十二章 反馈控制电路

第一节 自动增益控制(AGC)

第二节 自动频率微调(AFC)

第三节 锁相环路的基本工作原理

第四节 锁相环路各部件及其数学模型

第六节 集成锁相环

第七节 锁相环路的应用简介

目的要求

1. 掌握自动增益控制的概念和框图分析

2. 掌握自动频率控制的概念和框图分析

3. 熟悉锁相环的工作原理

4. 熟悉锁相环的组成部件

5. 了解集成锁相环的电路原理

6. 了解锁相环路的应用

讲授思路

1. 反馈控制电路概述:

★自动增益控制框图 ★自动频率控制框图 锁相环 (输入变化时,保持输出电压幅度不变)

信号强度检测 压控振荡器特性曲线 鉴频器特性曲线

(AGC 检波器) (可变增益放大/混频或电控衰减器)

简单AGC 延迟AGC 改变y fe R p 图解频率跟踪过程

指标:剩余失谐、调整系数、捕捉带、同步带

2. 详述锁相环的组成和工作原理:

自动频率控制有剩余失谐

★锁相环框图

低通滤波器 压控振荡器 (第十章) (模拟电路) (第十章变容管)

正弦波鉴相器 脉冲抽样保持鉴相器 积分 比例积分

(公式推导) (波形图解) (无源RC 低通) (无源/有源)

3. 简述锁相环路的应用:

窄带跟踪接收机 调制/解调 振荡器的稳定 倍频/分频

调幅 频率合成器

(同步检波中载波恢复)(第十三章)

稳定变容管调频中心频率 鉴频

作业布置

思考题:

1、锁相环可以有哪些应用?

2、反馈控制电路主要有哪几类?

3、锁相环路主要由哪些部件组成?

4、自动增益控制电路的功能是什么?

1. 第十三章 频率合成技术

第一节 频率合成器的主要技术指标

第二节 频率直接合成法

第三节 频率间接合成法(锁相环路法)

第四节 集成频率合成器

2. 第十章作业讲解和答疑

3. 第十章复习和习题练习

目的要求

1. 熟悉频率合成器的主要性能指标

2. 掌握直接合成器的种类和基本原理

3. 掌握间接合成器的种类和基本原理

4. 了解常用集成频率合成器

讲授思路

1. 详述频率合成器性能指标:

频率范围 频率间隔 转换时间 稳定度/准确度 频谱纯度

频谱不纯原因

有用信号谐波/干扰产生寄生调相 带外 带内 相位抖动 (寄生调幅危害小)

2. 详述各种频率合成器原理分析:

★频率合成器电路举例/优缺点

直接合成(晶振谐波频率组合) 间接合成(锁相环路)

非相干式 相干式 模拟锁相 (单环/多环) (单环/多环 频率偏移抵消法

(减少滤波器) 集成频率合成器

3. 第十章作业讲解和答疑

4. 第十章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、频率合成器的主要指标包括哪些?

2.频率合成方法分为哪两类?

周次:18 课时:3

教学内容

1. 第十二章、第十三章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

2. 答疑

高频电子线路教案

说明:

1. 教学要求按重要性分为3个层次,分别以“掌握★、熟悉◆、了解▲”表述。学生可以根据自己的情况决定其课程内容的掌握程度和学习目标。

2. 作业习题选自教材:张肃文《高频电子线路》第四版。

3. 以图表方式突出授课思路,串接各章节知识点,便于理解和记忆。

1. 第一章 绪论

第一节 无线电通信发展简史

第二节 无线电信号传输原理

第三节 通信的传输媒质

目的要求

1. 了解无线电通信发展的几个阶段及标志

2. 了解信号传输的基本方法

3. 熟悉无线电发射机和接收机的方框图和组成部分

4. 了解直接放大式和超外差式接收机的区别和优缺点

5. 了解常用传输媒质的种类和特性

讲授思路

1. 课程简介:

高频电子技术的广泛应用

课程的重要性 课程的特点

与前导课程() 的关系 课程各章节间联系和教学安排

2. 简述无线电通信发展历史

3. 信号传输的基本方法:

图解信号传输流程

▲详述AM 、PM (波形)

4. 详述无线电发射机和接收机组成:

◆图解无线电发射机和接收机组成(各单元电路与课程各章对应关系)

超外差式和直接放大式比较

5. 简述常用传输媒质:

常用传输媒质特点及应用

双绞线、同轴电缆、光纤 天波、地波

各自适用的无线电波段(无线电波段划分表)

作业布置

思考题:

1、画出超外差式接收机电路框图。

2、说明超外差式接收机各级的输出波形。

1. 第三章 选频网络

第一节 串联谐振回路

第二节 并联谐振回路

第三节 串、并联阻抗的等效互换与回路抽头时的阻抗变换

目的要求

1. 掌握串联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算

2. 掌握串联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算

3. 掌握串联谐振回路的谐振曲线方程

4. 了解串联谐振回路的相位特性曲线

5. 了解电源内阻和负载电阻对串联谐振回路的影响

6. 掌握并联谐振回路的谐振频率、品质因数和通频带的计算

7. 掌握并联谐振回路的特性和谐振时电流电压的计算

8. 掌握并联谐振回路的谐振曲线方程

9. 了解并联谐振回路的相位特性曲线

10. 了解电源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响

11. 了解低Q 值并联谐振回路的特点

12. 熟悉串并联电路的等效互换计算

13. 了解并联电路的一般形式

14. 熟悉抽头电路的阻抗变换计算

讲授思路★◆▲

1. 选频网络概述: 选频网络(后续章节的基础) 谐振回路(电路分析课程已讲述)

单振荡回路 耦合振荡回路(耦合回路+多个单振荡回路)

并联谐振回路

2. 详述串联谐振回路:

串联谐振回路电路图

详述回路电流方程的推导(运用电路分析理论)

★计算谐振频率、特性阻抗、能量关系、 ★幅频特性曲线、▲相频特性曲线

阻抗特性、电压特性、空载品质因数

▲ ★计算通频带

(电源内阻和负载电阻对品质因数的影响)

串联谐振回路适用场合

3. 简述并联谐振回路:

参照串联谐振回路的讲述过程

运用串联、并联电路的对偶性

4. 详述串并联电路的等效互换和抽头电路的阻抗变换:

运用上述标准串联或并联谐振回路的已知结论,分析复杂谐振回路

混联电路到串联或并联电路 推导抽头电路到无抽头电路的等效互换

◆推导串并联电路的等效互换 电感抽头

(依据等效前后阻抗虚实部恒等)

不考虑互感、谐振条件下推导

抽头电路等效互换举例

1. 第三章 选频网络

第五节 耦合回路

第六节 滤波器的其他形式

目的要求

1. 了解耦合回路的一般性质

2. 掌握耦合回路频率特性曲线及方程

3. 掌握耦合因数η不同时曲线形状的变化及特点

4. 了解LC 集中选择性、石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器特性和应用

讲授思路

1. 详述耦合回路: 单振荡回路缺点(阻抗变换不灵活 + 选频特性不理想)

耦合回路+多个单振荡回路

互感耦合串联型电容耦合并联型

★推导耦合回路频率特性方程(节点电压法或KCL )

▲反射阻抗性质 ★频率响应曲线

★推导通频带

2. 简述各种滤波器特点及应用:

LC +体积大)

LC 石英晶体、陶瓷和表面声波滤波器(选频特性好+体积小)

▲根据Q

作业布置

思考题:

1、在调谐放大器的回路两端并联一个电阻,放大器的通频带将如何变化?

2、串联谐振回路发生谐振时,电容两端的电压大小与输入电压有什么关系?

3、若已知并联谐振回路的R 、L 、C ,则并联谐振频率为多少?

4、耦合回路的频率响应曲线当η

5、并联谐振回路发生谐振时,流过电感的电流大小与输入电流有什么关系?

6、若已知串联谐振回路的R 、L 、C ,则谐振回路的品质因数为多少?

7、选频网络分为两大类。除选用谐振回路外,还可以采用哪些滤波器形式?

8、反射电阻和反射电抗的大小与什么有关?

9、理想的LC 并联谐振和串联谐振的等效阻抗各等于多少?

10、谐振回路通频带与品质因数存在什么关系?

11、LC 并联谐振回路选频性能的好坏由什么指标衡量?

12、耦合电路反射电抗的性质与原电路电抗性质存在什么关系?

13、空载品质因数与有载品质因数相比,哪个更大?

14、LC 并联谐振回路相频特性曲线具有斜率单调变化的特点。利用其曲线的线性部分,可以完成什么功能? 习题:

第85页 题3.5

第86页 题3.7

1. 第四章 高频小信号放大器

第一节 概述

第二节 晶体管高频小信号等效电路与参数

第三节 单调谐回路谐振放大器

第四节 多级单调谐回路谐振放大器

目的要求

1. 掌握高频小信号放大器的主要性能指标

2. 掌握晶体管y 参数等效电路的画法

3. 了解晶体管混合π等效电路的画法

4. 掌握晶体管y 参数等效电路y 参数的计算

5. 了解晶体管的高频特性参数

6. 掌握单调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算

7. 了解级间耦合网络的形式

8. 了解多级谐振放大器的特性和计算

讲授思路

1. 高频小信号放大器概述:

调谐放大器(谐振回路作负载) +滤波器)

单调谐回路 双调谐回路

(串并联谐振回路作负载) (耦合振荡回路作负载) 集成电路放大器

★详述电压增益和功率增益、通频带、选择性、稳定性、噪声系数

(第二节至第五节) (第六节和第九、十节)

2. 晶体管高频小信号参数等效电路:

晶体管工作于高频

晶体管混合π等效电路

(模拟电路课程已讲述)

★详述晶体管y 参数等效电路 ▲β频率特性曲线

(并联结构+并联谐振电路,便于求解)

▲计算f T f β、f max

混合πy 参数定义,求解y 参数公式

3. 详述单调谐放大器分析计算:

小信号等效电路 (运用晶体管y

推导电压增益公式 推导功率增益公式

★ ★谐振时功率增益

归一化电压增益公式 ★最大功率传输时功率增益

(不考虑回路损耗) (不考虑回路损耗)

★通频带

矩形系数 ★

(考虑回路损耗)

4. 简述多级单调谐放大器特性和计算:

多个单调谐放大器

级间耦合网络(简述各种形式)

多级单调谐放大器

▲推导归一化电压增益公式

矩形系数

周次:5 课时:3

教学内容

1. 第四章 高频小信号放大器

第五节 双调谐回路谐振放大器

第六节 谐振放大器的稳定性与稳定措施

第七节 谐振放大器的常用电路和集成电路谐振放大器

2. 第三章作业讲解和答疑

3. 第一章、第三章复习和习题练习

目的要求

1. 掌握双调谐放大器的电压增益、功率增益、通频带和矩形系数计算

2. 了解y re 对谐振放大器稳定性的影响

3. 了解单向化方法

4. 了解分立元件和集成电路谐振放大器的应用

讲授思路

1. 详述双调谐放大器分析计算(参照单调谐放大器讲述过程): 双调谐放大器电路原理图 小信号等效电路

(运用晶体管y 推导电压增益公式

★谐振时电压增益(临界耦合、过耦合、欠耦合)

★通频带(临界耦合)

矩形系数(临界耦合)

2. 简述y re 对谐振放大器稳定性的影响:

yre (分析单、双调谐放大器时忽略)

反馈导纳

▲Q 值或正反馈 虚部引起失谐

稳定系数及稳定性判断

▲单向化方法(中和、失配法)

3. 简述谐振放大器的应用:

谐振放大器

+滤波器) 集成电路放大器举例(谐振回路+滤波器)

4. 第三章作业讲解和答疑

5. 第一章、第三章复习和习题练习:

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、双调谐放大器为什么优于单调谐放大器?

2、小信号谐振放大器不稳定的主要原因是什么?单向化方法的主要方法有哪些?

3、若已知单调谐放大器的中心频率f 0和品质因数Q ,则其通频带为多少?

4、调谐放大器的级数增多,选择性会如何变化?

5、双调谐回路谐振放大器通频带与品质因数有什么关系?

6、高频时晶体管常用什么等效模型进行分析?

7、单调谐回路谐振放大器在满足最大功率传输条件时,最大功率增益等于多少?

8、什么是特征频率f T ?

9、最高工作频率fmax 指什么?

10、谐振放大器的稳定系数S 为多少时放大器自激?

11、晶体管y 参数与哪些因素有关?

12、半功率点又称为什么?

习题:

第152页 题4.10

第153页 题4.17

周次:6 课时:3

教学内容

1. 第五章 非线性电路、时变参量电路和变频器

第一节 概述

第二节 非线性元件的特性

第三节 非线性电路分析法

第四节 线性时变参量电路分析法

目的要求

1. 了解非线性电路、时变参量电路的概念

2. 了解非线性元件的特性

3. 了解非线性元件的频率变换作用

4. 了解非线性电路不满足叠加定理

5. 掌握非线性电路的幂级数分析法和折线分析法

6. 了解时变跨导电路的分析方法

7. 了解模拟乘法器电路的分析方法

8. 了解开关函数分析法

讲授思路

1. 简述非线性元件和非线性电路:

非线性 特性分析(伏安特性曲线,直流和动态电阻) 应用(频率变换) 近似工作于线性状态 工作于非线性状态(含开关状态)

线性电路(第四章) 非线性电路(第五至第十章,不满足叠加定理)

图解分析法 解析分析法

★详述幂级数分析法(通用方法) 针对PN 结的特殊方法

大信号:指数函数分析法 ★小信号:详述折线分析法 (幂级数分析法特例)

2. 简述时变参量电路:

元件

时变参量电路

电抗性:时变电容

(第八章)

▲ ▲/电导)

三极管变频 二极管变频 三种变频方法:频率成分依次减少

周次:7 课时:3

教学内容

1. 第五章 非线性电路、时变参量电路和变频器

第五节 变频器的工作原理

第六节 晶体管混频器

第七节 二极管混频器

第八节 差分对模拟乘法器混频电路

第九节 混频器中的干扰

第十节 外部干扰

2. 第四章作业讲解和答疑

3. 第四章复习和习题练习

目的要求

1. 熟悉变频器主要性能指标的定义

2. 掌握晶体管混频器变频电压增益、最大变频功率增益和实际变频功率增益的计算

3. 熟悉二极管混频器的种类和工作原理

4. 了解模拟乘法器混频电路的应用

5. 了解混频器干扰的种类

6. 了解混频器干扰的克服方法。

7. 了解外部干扰的种类

讲授思路

1. 变频器概述: 变频(混频)

功能:频谱搬移 ◆性能指标

变频增益、选择性、失真和干扰、噪声系数

定量指标,由等效电路计算获得 定性指标

(第六节至第八节) (第九、十节)

2. 详述晶体管混频器分析计算:

分析方法:看作输入v s 的小信号放大器(时变跨导随本振电压v o 变化)

四种组态

选择本振电压v o 基极注入的共射电路组态分析(共射电路便于分析)

简化型等效电路

(参照高频小信号放大器y 参数等效电路,y ie y fe y oe g ic g c g oc )

求解等效电路参数g ic 、g oc 、g c

g 1/2(g 1为时变跨导g (t ) 的基波分量)

由混合π等效电路根据g ic 、g oc 定义求解

★确定混频器等效电路

★推导电压增益、功率增益

实际变频(混频)器电路举例

3. 简述二极管混频器种类和工作原理(可应用于第九章振幅调制和解调):

晶体管混频器缺点(动态范围小,噪声大,反向辐射)

二极管混频器

(第四节二极管开关混频器,一个二极管,半波工作)

◆减少频率成分:二极管平衡混频器(两个二极管,半波工作)

4. ▲简述模拟乘法器混频电路

5. ▲简述各种混频器干扰:

混频器输入信号、本振、外界干扰信号、内部噪声两两之间相互作用,影响混频器工作。

(信号、噪声幅度均很小,两者之间相互作用可忽略。)

6. 简述克服混频器干扰的措施:

▲合理选择中频、提高前端选择性、合理选择工作点(包括采用场效应管)

7. 第四章作业讲解和答疑

8. 第四章复习和习题练习:

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、混频器的主要干扰有哪些?

2、克服混频干扰的主要措施有哪些?

3、二极管混频器与三极管混频器相比,有哪些特点?

4、乘法器上接入调制信号V Ωm cos Ωt 和载波信号V cm cos ωc t 后,输出信号将产生哪两个频谱分量?

5、若晶体管混频器输入信号频率和本振信号频率分别为f s 和f o ,则输出信号的主要频率成份有哪些?习题:

第201页 题5.29

第202页 题5.35 题5.36

周次:8 课时:3

教学内容

1. 第六章 高频功率放大器

第一节 概述

第二节 谐振功率放大器的工作原理

第三节 晶体管谐振功率放大器的折线近似分析法

第四节 晶体管功率放大器的高频特性

目的要求

1. 了解功率放大器的分类和特点

2. 了解丙类功放的工作原理

3. 掌握丙类功放的功率关系

4. 掌握丙类功放折线分析法的临界线方程、转移特性方程、输入和输出回路特性方程

5. 掌握丙类功放输出功率、直流电源提供的功率、晶体管耗散功率和效率的计算

6. 了解丙类功放参数对工作状态的影响

7. 了解晶体管高频工作特性

讲授思路

1. 功率放大器概述: 功率放大器

非开关状态

甲类 甲乙类、乙类 丙类丁类 戊类

电流通角依次减小,效率依次提高电流通角固定

非谐振 谐振

宽带高频 低频 窄带高频

(第八节,甲类) (模拟电路音频功放,甲乙类、丁类) (第三至第七节,丙类、丁类、戊类)

2. 详述丙类功放分析计算:

丙类功放原理性电路

★外电路特性(输入和输出回路特性方程) ★晶体管特性(临界线方程、转移特性方程)

图解法 解析法(折线分析法)

(定性分析)

v C 、v CE 、i C 波形 推导i C 表达式分解

凹顶脉冲 余弦脉冲 直流分量I C 0 基波分量I cm 1

(过压区) ( 临界区、欠压区)

晶体管耗散功率P c =i C v CE 小,效率高 ★P = ★输出功率P o

★效率η、P c

合适的电流通角θc (高效率,兼顾功率)

3. 简述丙类功放参数对工作状态的影响(图解):

丙类功放原理性电路中R p 、V CC 、V BB 、V bm 如何确定

▲分别讨论R p 、V CC 、V BB 、V bm 其中一个自变量

对丙类功放工作状态的影响(其它三个参数不变)

过压区(中间级/集电极调幅)、临界区(功放)、欠压区(基极调幅)

I C 0I cm1随某个自变量的变化曲线

P =P o P c 随某个自变量的变化曲线

4. 简述晶体管高频工作特性:

晶体管工作区域划分(工作频率相对f βf T 大小)

低频 中频 高频

符合上述分析计算 i B i C i E 波形不同于低频

(丙类功放正常工作状态) (应避免工作于此状态)

第五节 高频功率放大器的电路组成

第六节 丁类(D类) 功率放大器

目的要求

1. 熟悉功放馈电的几种电路形式

2. 熟悉输入输出匹配网络的几种形式

3. 了解丁类功放的工作原理和特点

讲授思路

1. 简述功放馈电和输入输出匹配网络的电路形式:

丙类功放原理性电路丙类功放实际电路

◆举例分析馈电线路(电源提供) 输入输出匹配网络(与前后级连接)

基极馈电V BB 集电极馈电V CC 输入匹配网络(级间耦合网络) 输出匹配网络

电源(分压) 自给偏压(节省V BB ) 对中间级的要求 ◆复合输出回路 π型网络 T型网络 (宽带高频功放)

2. 简述丁类功放原理和特点:

丙类功放(θc

无法进一步提高效率

▲丁类功放原理图(θc =90°,i C 或v CE 为脉冲)

(P c =i C v CE =0,η=100%)

电流开关型(i C 脉冲) 电压开关型(v CE 脉冲)

第八节 宽带高频功率放大器

第九节 功率合成器

第十节 晶体管倍频器

2. 第五章作业讲解和答疑

3. 第五章复习和习题练习

目的要求

1. 熟悉宽带高频功放中传输线变压器的工作原理

2. 熟悉功率合成器(或分配器)的工作原理

3. 了解倍频的目的和倍频电路的种类

讲授思路

1. 详述传输线变压器的工作原理: 宽带高频功放

甲类放大(模拟电路已讲述)

低频段: ◆高频段: 展宽低频: 展宽高频:

变压器模式 两者区别 传输线模式 高磁导率磁芯 较少匝数

(1:1平衡-不平衡转换,1:4或4:1阻抗变换)

用于宽带高频功放

2. 详述功率合成器(分配器)的工作原理:

功率合成器要求

多个功放输出功率相加(推挽、并联电路满足) 多个功放彼此无关(推挽、并联电路不满足)

◆魔T 型混合网络分析(满足相加/无关?)

用于功率合成

功率合成器举例(先分配后合成)

3. 简述倍频目的和倍频电路的种类:

▲倍频目的

主振 中间级

(低主频,稳频/工艺限制) (扩展频带/削弱耦合) (增大频偏/相移)

▲倍频方法

乘法器 丙类放大器

(选频网络谐振于n 次谐波) (第八章)

4. 第五章作业讲解和答疑

5. 第五章复习和习题练习:

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、末级功放为获得较高的输出功率和效率,应选择什么工作状态?

2、丙类高频功率放大器集电极半电流通角和甲、乙类功放有什么不同?

3、哪些方法可以实现倍频?

4、倍频的目的是什么?

5、丙类谐振功率放大器的集电极电流和输出电压各是什么波形?

6、谐振功率放大器为什么采用丙类工作状态?

7、工作在欠压和过压状态的丙类功放为什么可分别看作一个恒流源和恒压源?

8、丙类谐振功放与甲类功放有什么区别?

9、丙类功放效率的最大值和输出功率的最大值分别出现在什么状态?

10、功率放大器的主要指标有什么?

11、丙类功放工作在晶体管特性曲线的什么区域?

12、丙类谐振功放的半电流导通角为什么一般取70°左右?

习题:

第272页 题6.9

第273页 题6.19

第274页 题6.30

周次:11 课时:3

教学内容

1. 第八章 参量现象与时变电抗电路

第一节 概述

第二节 参量放大器

第三节 参量混频器

第四节 参量倍频器

第五节 参量自激现象及其消除

目的要求

1. 了解时变电抗电路的概念

2. 掌握参量放大器的工作原理

3. 掌握门-罗公式

4. 了解参量放大器的特点和应用

5. 掌握参量混频器的工作原理

6. 掌握参量倍频器的工作原理

7. 了解参量倍频器的电路形式

8. 了解参量自激的原因

9. 了解消除参量自激的方法

讲授思路

1. 时变电抗电路概述: 时变参量电路

(第五章) C -v 非线性,常用) L -i 非线性)

参量混频器

与相同功能非参量电路按性能指标比较优缺点

2. 详述门-罗公式并用于分析时变参量电路:

输入信号f s f p 组合频率f m , n

★功率分配关系:门-罗公式

★参量放大P p →P s ★参量混频P p (或+P s ) →P i ★P s →P i

f i =f p -f s f i =f p -f s 或f i =f p +f s f i =mf s

物理过程分析 下边带混频 上边带混频(常用) 变容管 三极管C b ' c

参量放大要求: 优缺点比较 并联型

a. 周期改变的电容

b. f p =2f s 或有空闲回路 优缺点比较

简并式 非简并式

3. 简述参量自激的原因及消除方法:

高频功放

三极管C b ' c

▲/分频(参量自激,不同于反馈型自激)

倍频自激 分频自激

P s →P i P s →P i P p

f i =mf s f i =f s -f p 、f i =f p =f s /2

输出波形失真(基波+谐波)

▲消除方法(抑制能量转换)

减小激励 降低回路Q 值/偏调 加高频负反馈

作业布置

思考题:

1、参量现象可以有哪些应用?

2、如何用门-罗公式分析参量电路的工作原理?

周次:12 课时:3

教学内容

1. 第九章 振幅调制与解调

第一节 概述

第二节 调幅波的性质

第三节 平方律调幅

第四节 斩波调幅

第五节 模拟乘法器调幅

第六节 单边带信号的产生

第七节 残留边带调幅

目的要求

1. 熟悉调幅方法和检波器分类

2. 掌握普通调幅信号、双边带调幅信号和单边带调幅信号的数学表达式和频谱

3. 掌握调幅度的概念和计算,调幅波的载波功率和边频功率的关系

4. 了解平方律调幅的工作原理

5. 了解二极管平衡调幅器

6. 了解斩波调幅的工作原理

7. 了解二极管电桥斩波调幅器和二极管环形调幅器

8. 掌握模拟乘法器调幅电路的工作原理

9. 了解单边带通信的优点

10. 了解单边带信号的产生方法

11. 了解残留边带调幅的概念

讲授思路

1. 振幅调制与解调概述:

电路和分析类似混频器:非线性电路,产生新频率成分,混频器取中频,调幅取载波/边带 低电平 高电平

集电极 基极

(调制功率大) (调制功率小)

解调

包络(大信号):普通AM 、VSB 同步(小信号):DSB、SSB (需本地载波恢复电路)

二极管 三极管 相乘型 相加型

串联 并联 电路同低电平调幅 +包络检波

2. 详述调幅信号的数学表达式和频谱:

★各种调幅信号的数学表达式、频谱、应用

普通AM 抑制载波抑制一边带▲SSB-SC 便于解调节省功率节省频带

★调幅度 频谱 相移法 滤波器法:多次调幅/滤波

★计算载波功率/边频功率/总功率(平均)

周次:13 课时:3

教学内容

1. 第九章 振幅调制与解调

第八节 高电平调幅

第九节 包络检波

第十节 同步检波

第十一节 单边带信号的接收

2. 第六章作业讲解和答疑

3. 第六章、第八章复习和习题练习

目的要求

1. 掌握集电极调幅电路的计算

2. 了解基极调幅电路

3. 掌握包络检波电路的工作原理

4. 掌握电压传输系数、等效输入电阻、惰性失真和负峰切割失真的分析计算

5. 了解同步检波的工作原理

6. 了解同步检波的应用

7. 了解单边带信号的产生和接收的方法

讲授思路

1. 详述集电极调幅电路分析计算: 高电平调幅

集电极 基极 丙类过压状态:I C 0I cm 1v c 随V CC (v Ω)变化 丙类欠压状态:I C 0I cm 1v c 随V bm 变化,效率低

未调制 m a 调制(平均) 调幅峰(瞬时)

P oT P =P cT ηT P oav P =av P cav ηav P o max P =max P c max ηmax

功率守恒:输入(电源P Ω+载波P i )=输出(已调波输出P V +调制信号P o +晶体管耗散P c )

2. 详述二极管大信号包络峰值检波器分析计算:

电压传输系数

惰性 频率 非线性

3. 简述同步检波器原理: ▲同步检波(小信号):DSB、SSB (需本地载波恢复电路) 相乘型 相加型

电路同低电平调幅 加法器+包络检波

4. 简述单边带信号接收过程:

单边带信号

产生 接收

相移法 滤波器法:多次调幅/滤波 过程相反 多次变频

同步检波

5. 第六章作业讲解和答疑

6. 第六章、第八章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、产生负峰切割失真的原因是什么?

2、在模拟乘法器上接入交流调制信号和交流载波信号后将产生哪种调幅信号?

3、一个单音调制的普通调幅信号,载波功率为1kW ,调幅度为0.3,则平均输出总功率为多少?

4、普通调幅信号和抑制载波双边带调幅信号的数学表达式各是什么?

5、大信号包络检波器可能产生哪些失真?

6、什么检波器可解调普通AM 信号、单边带信号和双边带信号?

7、检波器的主要指标有哪些?

8、单边带通信与普通调幅波相比有什么优点?用哪些方法可以产生单边带信号?

9、模拟乘法器在调制解调中有什么应用?

10、当调幅度m a =1时,调幅信号两个边频分量的功率占总功率的多少?

11、 二极管检波电路中若负载电阻增大,可能产生什么失真?

12、为获得较好的线性调制,集电极调幅电路应工作于什么状态?

13、实现调幅波解调主要有哪两类方法?

14、调幅信号包括哪几种?

15、调幅信号的带宽取决于什么?

16、二极管峰值包络检波器的主要指标有哪些?

17、二极管检波器不产生负峰切割失真的条件是什么?

18、cos(ω―Ω)t +cos(ω+Ω)t 是什么调幅信号?

19、V m (1+k cos Ωt ) cos ωt 是什么调制波?

20、调制信号幅度增加时,调幅波的功率将如何变化?

21、当调幅度m a =1时,调幅信号一个边频分量的功率是载波功率的多少?

22、单一音频调制的普通调幅信号,其载波功率为1kW ,调幅度为0.3,则边频功率为多少?

23、如果调制信号为V Ω(t ) ,载波信号为Vc (t ) ,可以应用什么电路获得已调波电压V (t ) =KV Ω(t ) V c (t ) ?

24、在不失真的情况下,调幅波的最大输出功率为载波功率的多少倍?

25、连续波的调制方法有哪三种?

26、集电极调幅器调幅系数变化时集电极效率如何变化?

27、大信号二极管包络检波电路中含有一个低通滤波电路。如果参数选择不当会引起什么失真?

28、调幅的主要方法有哪些?

习题:

第398页 题9.7 题9.8

第399页 题9.20

周次:14 课时:3

教学内容

1. 第十章 角度调制与解调

第一节 概述

第二节 调角波的性质

第三节 调频方法概述

第四节 变容二极管调频

目的要求

1. 了解角度调制的优点和应用

2. 了解调频波的主要指标

3. 了解鉴频的方法

4. 了解鉴频器的主要指标

5. 掌握调频和调相波的波形、数学表达式、调制系数和频谱

6. 了解调频的各种方法及优缺点

7. 掌握变容二极管调频电路的工作原理和分析

讲授思路

1. 角度调制概述:

角度调制

瞬时频率随调制信号变化 积分载波瞬时相位随调制信号变化

▲方法 频谱宽度 寄生调幅 抗干扰 直接(频偏大) 间接(中心频率稳定)

宽带调频 窄带调频 变容管 磁芯电感 调制信号积分再调相

石英晶振调频 倍频+混频

(中心频率稳定,频偏小) (增大频偏)

指标方法

鉴频跨导 鉴频灵敏度 频带宽度 寄生调幅抑制 波形变换 脉冲计数(F/V) 锁相环 (第十二章) 检波器鉴相

(相加型相位鉴频器) (相乘型相位鉴频器)

比例鉴频器 符合门鉴频器

2. 详述调频和调相波的波形、数学表达式、调制系数和频谱:

★调频和调相波的数学表达式

频谱分析(非线性调制) ★最大频偏 ★最大相移 频谱特点 ★BW 公式

(调制系数)

调制前后功率不变 调制信号对BW 影响

(不同于调幅)

频率增大 幅度增大

FM :BW 基本不变 PM:BW 增大 FM/PM

(恒定带宽调制)

3. 详述变容二极管调频电路分析:

★变容二极管调频原理性电路

推导频偏公式

与调制信号成线性 非线性失真 中心频率偏移

消除失真:小频偏γ=1,大频偏γ=2

实际电路举例

:BW 增大

周次:15 课时:3

教学内容

1. 第十章 角度调制与解调

第五节 晶体振荡器直接调频

第六节 间接调频:由调相实现调频

第八节 相位鉴频器

第九节 比例鉴频器

第十节 其他形式的鉴频器

2. 第九章作业讲解和答疑

3. 第九章复习和习题练习

目的要求

1. 了解晶体振荡器直接调频电路的工作原理

2. 了解调相的各种方法

3. 熟悉相位鉴频器的工作原理

4. 了解比例鉴频器的工作原理

5. 了解其他形式的鉴频器

讲授思路

1. 简述晶振直接调频电路原理分析:

石英晶体

串联谐振f s 并联谐振f s ~f p (等效为电阻) (等效为电感) +变容管)

串联:f s 变化 并联:f p 变化

2. 简述调相各种方法:

◆间接调频:积分+调相

谐振回路或移相网络 脉冲调相

(矢量图解) (公式推导)

2. 简述各种鉴频器工作原理分析:

鉴频方法

脉冲计数(F/V) 锁相环 (第十二章)

◆检波器 ◆鉴相等宽脉冲(相加型相位鉴频器) (相乘型相位鉴频器) (图解)

电感耦合相位鉴频器 公式推导

工作原理(矢量图解) 鉴频曲线 符合门鉴频器

(简化:乘法器与门)

缺点:寄生调幅影响

比例鉴频器

3. 第九章作业讲解和答疑

4. 第九章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、调频波的频带宽度BW 如何随调制信号频率Ω变化?

2、调频为什么又称恒定带宽调制?

3、调频波的调制系数与调制信号的幅度存在什么关系?

4、调相波的频带宽度BW 如何随调制信号频率Ω变化?

5、调相波的最大频偏与调制信号的哪些参数有关?

6、变容二极管必须工作在什么状态?

7、调频波和调相波的数学表达式各是什么?

8、调频波的抗干扰性能为什么比调幅波强?

9、单音频调制的调相波,只提高调制信号的频率时,调频波的最大频偏将如何变化?

10、调频波的总功率与未调载波功率有什么关系?

11、直接调频和间接调频相比有什么特点?

12、A 0cos[ω0t +k sin Ωt ]是什么调制波?

13、当调制信号的频率从1kHz 增大到2kHz ,振幅从1V 降低到0.5V ,调频波的最大频偏将从Δf 变为多少?

14、单音频调制的调频波,只提高调制信号的频率时,调频波的最大频偏将如何变化?

15、当调制信号的频率从1kHz 增大到2kHz ,振幅从1V 降低到0.5V ,调相波的调制系数将如何变化?

16、哪种调制属于线性调制,哪种调制属于非线性调制?

17、变容二极管的电容值随外加反向电压的增大如何变化?

18、调角波调制指数的定义是什么?

19、调频波和调相波有什么区别?

习题:

第454页 题10.5 题10.13

1. 第十二章 反馈控制电路

第一节 自动增益控制(AGC)

第二节 自动频率微调(AFC)

第三节 锁相环路的基本工作原理

第四节 锁相环路各部件及其数学模型

第六节 集成锁相环

第七节 锁相环路的应用简介

目的要求

1. 掌握自动增益控制的概念和框图分析

2. 掌握自动频率控制的概念和框图分析

3. 熟悉锁相环的工作原理

4. 熟悉锁相环的组成部件

5. 了解集成锁相环的电路原理

6. 了解锁相环路的应用

讲授思路

1. 反馈控制电路概述:

★自动增益控制框图 ★自动频率控制框图 锁相环 (输入变化时,保持输出电压幅度不变)

信号强度检测 压控振荡器特性曲线 鉴频器特性曲线

(AGC 检波器) (可变增益放大/混频或电控衰减器)

简单AGC 延迟AGC 改变y fe R p 图解频率跟踪过程

指标:剩余失谐、调整系数、捕捉带、同步带

2. 详述锁相环的组成和工作原理:

自动频率控制有剩余失谐

★锁相环框图

低通滤波器 压控振荡器 (第十章) (模拟电路) (第十章变容管)

正弦波鉴相器 脉冲抽样保持鉴相器 积分 比例积分

(公式推导) (波形图解) (无源RC 低通) (无源/有源)

3. 简述锁相环路的应用:

窄带跟踪接收机 调制/解调 振荡器的稳定 倍频/分频

调幅 频率合成器

(同步检波中载波恢复)(第十三章)

稳定变容管调频中心频率 鉴频

作业布置

思考题:

1、锁相环可以有哪些应用?

2、反馈控制电路主要有哪几类?

3、锁相环路主要由哪些部件组成?

4、自动增益控制电路的功能是什么?

1. 第十三章 频率合成技术

第一节 频率合成器的主要技术指标

第二节 频率直接合成法

第三节 频率间接合成法(锁相环路法)

第四节 集成频率合成器

2. 第十章作业讲解和答疑

3. 第十章复习和习题练习

目的要求

1. 熟悉频率合成器的主要性能指标

2. 掌握直接合成器的种类和基本原理

3. 掌握间接合成器的种类和基本原理

4. 了解常用集成频率合成器

讲授思路

1. 详述频率合成器性能指标:

频率范围 频率间隔 转换时间 稳定度/准确度 频谱纯度

频谱不纯原因

有用信号谐波/干扰产生寄生调相 带外 带内 相位抖动 (寄生调幅危害小)

2. 详述各种频率合成器原理分析:

★频率合成器电路举例/优缺点

直接合成(晶振谐波频率组合) 间接合成(锁相环路)

非相干式 相干式 模拟锁相 (单环/多环) (单环/多环 频率偏移抵消法

(减少滤波器) 集成频率合成器

3. 第十章作业讲解和答疑

4. 第十章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

作业布置

思考题:

1、频率合成器的主要指标包括哪些?

2.频率合成方法分为哪两类?

周次:18 课时:3

教学内容

1. 第十二章、第十三章复习和习题练习

提问学生、要求学生在黑板上解答

2. 答疑


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