电子电路2总结（持续更新）
绪论
滤波器
滤波器的特性和分类
特性：
分类：
LC滤波器
LC 串、并联谐振回路（只讨论并联谐振回路）
阻抗特性（导纳特性）
谐振特性和回路谐振频率
频率特性（幅频特性与相频特性）
信号源和负载特性
阻抗变换电路
（全耦合变压器等效）
（双电容耦合电路）
（双电感抽头耦合电路）
应用部分接入法的选频电路(例)
L、C串并联谐振回路比较：
例题：
一般LC滤波器
通带衰耗不为零；阻带衰耗不为无穷大。
通带和阻带之间有过渡带。
通带和阻带内不一定平坦，可有起伏。
常用的逼近方法：（只看巴特沃斯函数逼近）
在设计中，一般只设计出低通滤波器的数据。高通、带通和带阻滤波器的设计，可以通过对低通滤波器的变换得到，因此通常称低通滤波器为原型滤波器。
巴特沃斯逼近：
（幅度最大平坦型）幅频特性和相频特性是平坦的。适用于一般性滤波。
滤波器的归一化设计：
小结
例题
有源RC滤波器
设计过程
根据对滤波器性能的需要，设计无源LC滤波器作为原型；
列出原型无源LC滤波器的电路方程，将其表示成适合于积分器实现的形式；（统一为电压变量，即对电压的积分得到电压。）
用积分器和加法器实现电路方程；
根据原型滤波器元件数值，确定积分器等电路中元件参数。
高频放大器
晶体管的高频小信号等效电路和参数
双极型晶体管的混合π等效电路
混合π型等效电路较复杂，在实际应用当中，计算结果只要满足允许的误差就可以了。因此，根据实际情况，常可以把某些次要因素忽略。图示简化等效电路，基本上能够满足工程计算的需要。
双极型晶体管的高频参数
高频小信号宽带放大器
共发射极放大电路
分析思路：
1、画高频等效电路
2、等效电路单向化
3、计算增益
4、计算带宽
5、计算增益带宽积
正弦波振荡器
不需外加激励，自身将直流电能转换为交流电能
引言
分类
本章主要介绍 反馈型LC器 的工作原理
定义
振荡器是一种不需外加激励信号而能自动将直流能量变换为周期交变能量的装置
基本构成
在晶体管正弦振荡器中，晶体管既起着能量变换的作用，又起着调整和控制振荡强度的非线性作用
分析方法
LC振荡器的基本工作原理
从调谐放大到自激振荡
互感耦合LC振荡电路
瞬时极性法
定性分析
定量分析
环路的起振条件
振荡的建立过程
振荡的平衡条件
振荡的稳定条件
振荡的稳定条件包含 振幅稳定条件 和 相位稳定条件
振幅稳定条件：
相位稳定条件：
自给偏置对振荡状态的影响
小结
LC振荡器的电路分析
LC 振荡器的基本构成
三点式振荡器
电容反馈型振荡器电路（Colpitts 振荡器）
电感反馈型振荡器电路（Hartley振荡器）
两种振荡器电路比较
电容三点式振荡器的改进型
串联改进型电容反馈三点式振荡器（clapp 电路）
并联改进型电容反馈三点式振荡器（shelle电路）
小结
振荡器的频率稳定度
调制与解调
调制是一种非线性过程：载波被调制信号调制后将产生新的频率分量，通常它们分布在载波频率的两边，并占有一定的频带，这就是已调制信号。
调制的必要性
可提高发射的有效和可实现性：无线信道中传输信号时，利 用电磁场在空间的传播，需要用天线把电磁波发射到空间， 或者把电磁波从空间接收下来。
可实现频率复用：调制可以将不同信号分在同一信道中传输 而互不影响，例如频分复用。
可提高传输质量：调制可以降低干扰对信号传输的影响，如 扩频调制。
载波表达式：c(t)=A(t)cos[w(t) t +θ(t)]
调制：用调制信号去控制载波的某个参数(幅度、频率、相位)
幅度调制：
幅度调制（AM）是指载波的幅度随调制信号的变化规律而变化，而其角频率和相位均为常数。
标准幅度调制-SAM：
（1）标准调幅波信号的数学表示式：
（2）标准调幅波信号的波形与频谱：
单频余弦波调幅信号的波形与频谱：
任意vf(t)调幅信号的波形与频谱 ：
（3）标准调幅波信号的功率分配关系:
（4）标准调幅波性质的讨论:
• 幅度调制是一种非线性过程，它将调制信号的各频率分量变 换为载波频率与这些频率的和频和差频分量。 从形式上看都是将信号的频谱在频率轴上平移。因此， 又称幅度调制为线性调制。
• 已调信号的幅度随调制信号而变化。因此，调幅信号幅度的包络线近似为调制信号的波形(mA≤1)。只要能取出这个包络信号就可实现解调。
• 调幅波的频谱由两部分组成：
• 一部分是未调载波的频谱，另一部分是分别平移至±ωc 处的调制信号的频谱，幅度减半。
• 标准调幅信号所占的频带宽度为 2Ωm，即它是调制信号频带宽度Ωm的两倍。
• 从传递信息的角度看，标准调幅信号所占的频带宽度中有一半是多余的，因此，这种调幅方式在频率资源利用上是有缺点的。
• 调幅波中，欲传送的信息包含在边带内，载波分量并不包含送的信息，但它所占有的功率却为总功率的一半以上。
• 因此，从有效地利用频谱和发射机功率的角度考虑，标准幅度调制是有缺点的。
实现标准调幅的方法：
它是由载波和载波与调制信号相乘的两部分组成。据此，可以得到实现标准调幅的两种方案，如下图所示。
标准调幅信号的解调：
调幅信号的解调就是从调幅信号中取出调制信号，它是调幅的逆过程。幅度解调器也叫 检波器
解调方法分为两类：
•相干解调：用同频同相的本地载波与已调制信号相乘， 可用相乘器实现，本地载波的产生是难点；
•非相干解调：利用非线性器件本身的非线性实现解调。
小信号：平方律解调：通常用于功率指示； 平均包络解调；大信号：峰值包络解调。
（1）检波器的技术指标：
检波效率：检波效率是指检波器输出信号的幅度与输入调幅信号中包络的幅度之比。对于单频正弦信号调幅，这 时的检波效率或称为检波器的传输系数为
输入阻抗：检波电路是前级放大器的负载，它的输入阻抗将影响前级的工作，需合理设计；
检波失真：要求检波器的输出信号波形与输入调幅信号的包络之间只有时间延迟或幅度比例上的变化，而不出现新的频率成分或改变原有各频率分量间的相互关系，也即不出现非线性失真或线性失真；
谐波输出：检波器的输出信号中，除有用信号外，往往还包含有载波及其各次谐波分量，低通滤波器可以将其滤除。但在载波频率较高时，这些分量可能通过空间辐射、寄生耦合或电源反馈到前级，影响电路工作的稳定性。
•在设计检波器时，要尽量避免载波及其高次谐波出现。
（2）相干解调：
•它是将调幅信号与一本地载波信号相乘以得出调制信号 分量；
•这个本地载波信号需要在接收设备内产生，并且与调幅 信号中的载波相干，或者说是同步的；
•所以这种解调方法又称同步解调。
高质量的解调电路通常采用锁相环技术产生本地载波信号。
锁相环可以跟踪输入载波信号频率和相位的变化。
（3）非相干解调：
利用元件的非线性特性对调幅信号进行变换来实现调 幅波的解调。因为不需要本地载波作为相干信号，故称之 为非相干解调。
非相干解调方法：
小信号平方律解调：通常用于功率指示； 平均包络解调；
大信号峰值包络解调。
1、 小信号平方律解调器：
2、大信号峰值包络解调器：
当载波频率比调制信号的最高频率高得很多标准调幅信号幅度的包络线近似为调制信号的波形。因此，只要 能取出这个 包络 信号就可实现解调。
抑制载波调幅-DSB：
调制信号是正 值时的已调波 载波相位与调 制信号是负值 时的已调波载 波相位是反相的
已调信号的幅 度变化，其包络不能反映调 制信号的形状
特点：
1、在 vf (t) 改变符号时，已调信号载波出现倒相点；
2、已调波的包络按 |vf(t)| 的规律变化；
3、提高了效率，但已调信号的带宽仍为原信号的两倍 。
调制信号是正值时的已调波载波相位与调制信号是负值时的已调波载波相位是反相的。
已调信号的幅度仍随调制信号变化，但其包络不能反映调制信号的形状。
抑制载波调幅信号中不应包含固定的载波分量，但若调制信号的平均值不是零，会产生“载漏” 。
由于抑制载波调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形，因而也不能应用峰值包络检波方法。所以，对这类调幅信号，只能使用同步解调方法 。
抑制载波调幅的调制和解调电路：
同步解调的关键在于产生出和载波信号同频同相的本地载波信号。
产生和载频信号同频同相的本地载波：
双边带抑制载波调幅方式中，不含固定载波分量， 因而可以有效地利用发射机的功率传递信息。但它是双边带信号，所占带宽仍为调制信号最高角频率的两倍。
而从有效传输信息的角度看，只要传送一个边带就够了，只传送一个边带的调幅信号称为单边带调幅， 可以选择上边带也可以采用下边带。
单边带调幅，简记为SSBAM，显然，它既可充分利用发射机的功率又节省占有频带。所以， 它是传输信息的最佳调幅方式。
但是实现这种调幅方式的调制和解调技术比较复杂。
单边带调幅-SSBAM:
（1）单边带调幅的时域表示式：
（2）用滤波法实现单边带调幅：
采用多级滤波降低对滤波器的要求：
（3）用相移法实现单边带调幅：
（4）用混合法实现单边带调幅：
单边带调幅的解调:
单边带调幅信号的幅度包络不反映调制信号的波形。
对单边带调幅信号，只能使用同步解调方法。
为了实现同步解调，需要建立本地载波信号。由于SSBAM 信号中不含载波分量，无法从调幅信号中直接滤出载波。通常，采用两种方法：
• 在SSBAM信号中加入导频。
• 在本地产生一个频率近似为载波频率的振荡。
（6）单边带传输的优缺点：
优点：和标准AM比
– 节省功率：3倍，4.8dB
– 节约带宽：50％，3dB
– 选择性衰落：3dB
独立边带调幅-ISB：
两个不同的调制信号互不相干地调制在 同一载波频率
– 发射机有两个独立的单边带调制器，一个调 制器产生上边带，一个调制器产生下边带， 结合为一个双边带信号，但这个双边带的上下边带是相互独立的
– 为了解调，需要插入导频
– ISB技术可用于立体声AM传输
残留边带调幅-VSBAM：
从有效传输信息的角度，单边带调幅是最好的调幅方式。
但是不适于传送带有直流分量的信号（或包含大量低频分量， 例如：电视信号）。
【折衷方式】—–残留边带调幅，简记为VSBAM。
VSBAM方式中，不是把一个边带完全滤除，而是保留一部 分。下图所示为VSBAM信号幅度谱的示意图。
为了保证信号无失真地传输， 传送边带中被抑制的部分和 抑制边带中被传送的部分应 满足互补对称关系 。
VSB AM所占带宽比SSB AM略宽，基本具有SSB AM的优点 在调制信号中含有直流分量时，这种调制方式可以使用 残留边带滤波器比单边带滤波器也易于实现
残留边带调幅信号的解调：
对不含载波分量的VSBAM信号的解调只能采用同步的解调 的方法。
• 为了恢复本地载波信号，可以在VSB AM信号中加入导 频信号；
• 也可采用DSB AM类似的非线性变换方法。这是因为 VSB AM信号中，载波附近具有两个边带信号。
• 在容许一定失真情况下，对含有大载波分量的VSBAM信号 可以使用峰值包络检波器解调，从而可大大简化解调电路。
正交幅度调制与解调：
正交幅度调制与解调是一种特殊的复用技术，一般是指利用两个频率相同但相位相差90度的正弦波作为载波，以调幅的方法同时传送两路互相独立的信号的调制方式。
这种调制方式的已调信号所占频带仅为两路信号中的较宽者而不是二者之和，可以节省传输带宽。
正交幅度调制与解调原理：
角度调制的基本概念：
当载波的相位角受调制信号的控制而变化时，将产 生有恒具定振幅和瞬时相角Φ(t)的正弦波，称之为 角度调制。
包括：相位调制PM和频率调制FM。
角度调制调制前后频率分量不是线性对应关系， 而是经调制将原来的频谱扩展到非常宽的频率范围 之内，所以属于非线性调制。
角度调制在时间域上的特点：
（1） 幅度始终不变
（2） 只是角度（频率、相位）在变化
瞬时频率和瞬时相位：
频率调制：
使余弦信号的瞬时角频率与调制信号成线性关系变化，而初始相位不变。
频率调制信号的性质:
单频余弦调频:
调频波的频谱特点：
1、调频波的频谱结构：
•包含载波频率分量（但是幅度小于1，与 mF有关）；
•还包含无穷多个旁频分量；
•各旁频分量之间的距离是调制信号角频率Ω；
•各频率分量的幅度由贝塞尔函数 决定；
•奇次旁频分量的相位相反。
2、调频波的频谱结构与调制指数mF 关系密切。
•mF 愈大，则具有一定幅度的旁频数目愈多，这是调频波频 谱的主要特点。
•与标准调幅情况不同，调频波的调制指数mF可大于1，而且 通常应用于大于1的情况。
3、对于某些mF值，载频分量或某次旁频分量的幅度是零。
举例：mF =2.40, 5.52, 8.65……，载频分量的幅度是零。 这个特点可以在需要的时候利用。
4、频率调制不是将信号的频谱在频率轴上简单地平移，而是 将信号各频率分量进行非线性变换。
•因此，频率调制既是一种非线性过程，且又被称为非线 性调制。
5、各频率分量间的功率再分配。
•因为调频波是一个等幅波，所以它的总功率为常数，不 随调制指数的变化而变化，并且等于未调载波的功率；
•调制后，已调波出现许多频率分量，这个总功率就分配 到各分量。随Jn(mF) 的不同，各频率分量之间功率分配的 比例不同。
调频波的频带：
1、调频波所占的带宽，理论上说是无穷宽的，因为它包含有 无穷多个频率分量。
2、但实际上，在调制指数一定时，超过某一阶数的贝塞尔函 数的值已经相当小，其影响可以忽略，这时则可认为调频波 所具有的频带宽度是近似有限的。
3、调频波的频带宽度有两种近似：
4、下面分三种情况，说明对不同mF，调频波带宽的特点。
•上式表明，在调制指数较小的情况下，调频波只有角 频率分别为 wc 和 wc±Ω 的三个分量，它与用同样调制 信号进行标准调幅所得调幅波的频带宽度相同。
•通常，把这种情况的频率调制称为窄带调频。
上式表明，在调制指数较大的情况下，调频波的带 宽等于二倍频偏。
通常，把这种情况的频率调制称为宽带调频。又称 为恒定带宽调频。
恒定带宽调频是指调频波的带宽与调制信号频率无关
两个正弦信号之和的调频：
相位调制：
保持余弦信号的中心角频率不变，而使其 瞬时相位与调制信号成线性关系变化。
单一频率调角波的数学表示式、频移和相移：
**仅从表达式或波形无法判定该信号是 PM 还是 FM **
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