BUAA期末《电子电路2》复习大纲
电子电路2 知识点汇总
一、绪论：通信系统的基本概念
发射机框图
接收机方框图
当所使用信道的频率特性不适于基带信号传输时，可以利用调制技术将基带信号的频谱搬移到信道的工作频率范围内， 这称为 载波信号传输
超外差式接收机： 将接收到的不同载频的微弱高频已调信号变换成统一的固定的中频已调信号，再在固定中频上进行放大、检波和后续的信号处理
若线性系统的特性不是理想的，则会产生信号的波形失真， 但不会产生新的频率分量，这种失真称为线性失真。
在通信电路中，属于非线性系统的电路有谐振功率放大器、 倍频器、振荡器、及各种调制、解调器等。电路种类与形式 很多，应用很广泛。
信号通过非线性系统后，最主要的特点是将产生新的频率分量。
二、滤波器
幅频特性、相频特性
LC串并联谐振
LC谐振回路是高频电路里最常用的无源网络， 包括 并联回路 和 串联回路 两种结构类型。
重点：
1、LC回路谐振的条件：XΣ = 0 （等同于 wL = 1/wC）
2、品质因数Q的计算：
3、RP是谐振的LC两端的等效电阻，RS 是客观存在的内阻
4、谐振时的电路特点：
串联电路：谐振阻抗最小，电流最大，VR = VS
并联电路：谐振阻抗最大，电压最大，IRP = IS
5、谐振曲线的表达式：
6、谐波抑制度：
基本特性：中心频率、品质因数、3dB带宽、选频特性（幅频特性、相频特性），阻抗变换关系，相关计算
部分接入
负载 对并联谐振回路的影响：
减小负载对并联谐振回路影响的最常用方法： 部分接入法
变压器部分接入，电容、电感部分接入，阻抗变换关系，相关计算 ：
（1）全耦合变压器等效
（2） 双电容耦合电路
（3）双电感抽头耦合电路
LC、RC滤波器设计
先进行LC无源滤波器设计 、再进行RC有源滤波器设计
匹配
负载与信源内阻 互为 共轭
三、通信系统中典型线性电路分析
在通信设备中，属于线性系统的电路有线性放大器、滤波器、相加（减）器、微分（积分） 电路以及工作于线性状态下的反馈控制电路等
分析线性系统，可用单位冲击响应h(t)，或复频域传递函数H(s)
无失真传输 ：幅度是常数，相位是频率的线性函数
**线性失真 ** ：信号通过线性系统时，改变了输入信号各频率分量之间的相对关系，它只表现在信号的波形发生了畸变，而不会增加新的频率分量
如果滤波效果是人为制造的，则不称之为失真
高频小信号放大器 （线性电路）
实现途径：
选用特征频率高和Cb‘c小的晶体管
采用频带较宽的电路。例如共基极放大电路，共发 一 共基放大电路。
在线路上可以采用负反馈的方法。
根据系统传输函数零点、极点的原理，进行展宽频带的设计
晶体管的π型高频等效电路：
集电结势垒电容 Cb’c，约为几PF。
发射结扩散电容 Cb’e 。
所以希望 Cb’c 和 r bb’ 尽量小。
双极型晶体管的高频参数 :
截止频率 fβ ：共发电路的短路电流放大系数 β 值，由于结电容的影响，将是频率的函数。下降至 β0 的 0.707 时的频率称为 β 截止频率。
特征频率 fT ：特征频率是指 |β|=1 时的频率。（电流放大系数为 1，但功率增益>1）
最高振荡频率 fmax ：晶体管的功率增益 GP = 1 时的工作频率称为最高振荡频率。
截止频率 fα ：fα 是 |α| 下降到 α0 / 1.414 时的频率。晶体管的共基极短路电流放大系数是 α ：其中 α0 是低频 时共基极短路电流放大系数。
密勒定理（倍增效应）：
影响共发、共基高频小信号放大器高频特性的因素：
共发—共基、共源—共栅组合放大器电路与特性：
高频响应特性好，频带宽。上限截止频率主要取决于共发电路
噪声分析
电阻的热噪声：
在常温（T=290K）下工作的1kΩ电阻， 与带宽为 BW=100kHz 的理想网络相连接，求该电阻的 噪声电压均方值 与 噪声电压均方根值 。
RC并联电路如图，求 端口 噪声电压均方值
等效噪声带宽与半功率点通频带：
等效噪声带宽稍大于半功率点通频带
级联系统：噪声系数主要由第一级决定，第一级的噪声系数越小、功率综艺越大越好
接收机的灵敏度与最小可检测信号
输入电阻为50Ω的接收机，噪声指数为 6dB， BW=1MHz。当要求输出信噪比为1时，接收机的最小有用信号功率和电压为多少？
四、通信系统中典型非线性电路分析
小信号分析方法 ：幂级数法
大信号分析方法 ：折线分析法
线性电路和非线性电路的特征 ：分析方法的异同
非线性电路输出中各频率分量的分析 ：非线性对信号的影响
分析方法
描述方法： 1）解析函数描述法 2）幂级数描述法 3）折线描述法
C类功放
讨论工作频率、输出功率、效率、功率增益和非线性失真
工作原理，A（线性放大器）、B（推挽结构、视为线性）、C类（非线性）区分
C类倍频器
尖顶余弦脉冲
功放效率与电压利用系数及电流流通角的关系：
功放效率与电压利用系数及电流流通角的关系：
模拟相乘器
电路：Gilbert乘法器、环行乘法器
工作原理，应用
混频器 （变频器）
工作原理（起到一个频谱搬移的作用） ：
输入信号、本振信号、输出信号之间的关系
变频干扰（如何产生）：
变频是线性频谱搬移。若在有用频谱内出现新的无用频谱分量，则称作产生了干扰 。
产生干扰的原因主要有2个：
1、变频器件的非理想相乘特性；
2、接收机输入回路和前级高频放大器的选择特性不好， 使干扰信号与有用信号一起加在变频器上，这样有用信号频率、本振频率和干扰信号频率构成某种特殊关系， 形成变频干扰 。
二极管混频器：
在二极管平衡混频器的 输出电流 中：
• 没有本振信号频率的基波和各次谐波
• 没有输入信号频率的偶次谐波分量，也没有含输入信号频率偶次谐波成分的组合频率分量
• 含有输入信号频率的 基波 ， 奇次谐波 和这些信号与本振频率各次谐波之间的 组合频率 分量
• 若在负载处接入选频电路，仅使频率为 w1 - wc = wi 的信号通过，即可完成混频的作用
五、信号产生：振荡器
振荡器是一种不需外加信号激励就能自动将直流能量变换为周期性交变能量的装置
振荡器正常工作，必须有以下四个部分 :
放大器：至少有一个有放大作用的有源器件
正反馈通路 或负阻：必须有一个能够补充元器件能 量损耗的正反馈通路或负阻器件，以保证有稳定的 振荡
频率决定元件或回路 ：振荡器必须有频率决定元件或回路，如电阻、电容、电感、和晶体，以及它们构成的选频回路、相移网络、或延时网络
电源：为振荡器提供能源
工作原理
瞬时极性法：
瞬时极性法是分析判断振荡电路是否满足正反馈的基本方法。对分析判断互感耦合振荡器、RC振荡器较为方便， 而对于三点式振荡器较多的是利用三点式振荡器相位平衡条件的判断准则来分析。
在应用瞬时极性法时，首先要识别清楚放大器的组态形式，确定输入端和输出端。然后假设某一瞬时，输入端对参考点的电位为+，根据放大器的组态确定输出端对参考点的相位，同相放大为+，反向放大为-。再通过互感耦合的同名端决定反馈电压Uf 对参考点的电位。若反馈到输入端仍为+， 表示为正反馈，可能振荡，若反馈到输入端为-，则为负反馈，不能振荡。
互感耦合 LC 振荡电路：
定性分析：
• 在谐振频率处，电路相移是2nπ，才满足相位平衡条件；
• 反馈信号足够大，才满足起振条件；
• 电路的振荡频率近似等于回路的谐振频率。
三点式振荡器：
互感耦合LC振荡器：互感耦合振荡器的工作频率不易很高，频率稳定度 的提高受到一定的限制，而且调测中改动反馈强度不方便，所以，在无线电设备中更为广泛采用的是三点式LC振荡器。
三点式LC振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管或场效应管三个电极直接连接的一种振荡器
（1） Xce 与 Xbe 应为同一性质的电抗； （2）Xcb 应与 Xce ，Xbe 的电抗性质相反。 —> 射同基反
1. 电容反馈型振荡器电路：考毕茨（Colpitts）振荡器
考毕茨振荡器的振荡频率稍高于回路的振荡频率
振荡波形好
电路的频率稳定度较高，适当加大回路的电容量，就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响
工作频率可以做得较高
反馈系数 越大 ，保证起振的 A 越小 、 越小，容易起振
反馈系数 越大 ，晶体管的输入电阻 Ri 反映到回路两端的 Ri‘ = Ri/F^2^ 越小 ，RΣ 减小 ，放大倍数下降，不容易起振。
调C1或C2来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。但只 要在L两端并上一个可变电容器，并令C1与C2为固定电容， 则在调整频率时，基本上不会影响反馈系数。
2. 电感反馈型振荡器电路：哈脱莱（Hartley）振荡器
哈脱莱电路的振荡频率稍低于回路的振荡频率
L1、L2之间有互感，反馈较强，容易起振
振荡频率调节方便，只要调整电容C的大小即可
C的改变基本上不影响电路的反馈系数
振荡波形不好，因为反馈电压是在电感上获得， 而电感对高次谐波呈高阻抗，因此对高次谐波的反馈较强，使波 形失真大
振荡频率不能做得太高，这是因为当频率太高，极间 电容影响加大，可能使支路电抗性质改变，从而不能满足相 位平衡条件
3. 电容三点式振荡器的改进型
改进思路： （1）把决定振荡频率的主要元件与决定反馈系数F的主要元 件分开。 （2）使振荡频率尽量不受晶体管的输出、输入电容影响。
4. 串联改进型电容反馈三点式振荡器（克拉泼 clapp 电路）
4. 并联改进型电容反馈三点式振荡器（西勒 shelle 电路）
晶体振荡器 ：
石英谐振器的基本特性:
六、信号传输：调制与解调
幅度调制：
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 初始相位 均为常数
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
标准幅度调制（AM）：
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。
相干解调 ：
用模拟相乘器和低通滤波器实现
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。
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。
小信号：
平方律检波
输出信号与输入信号的平方成正比，或者说与输入信号的功率成正比，因此，小信号平方律检波器可用于功率指示。
大信号：
利用标准调幅波幅度包络变化就是调制信号变化 的规律来实现解调
峰值包络检波：
当载波频率比调制信号的最高频率高得很多( wc ≥100Ωf ) 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。
负载电阻 RL 数值大， 输入阻抗大，电流流 通角小，检波效率高
但是，RL 数值大， RL CL数值过大，放电 速度慢，会产生失真。
黑线表示RL CL数值选择过大，放电速度慢。峰值包络解调器电路的对角切割失真（惰性失真）
现象：RL CL数值选择过大，放电速度慢，二极管不导通。
抑制载波调幅（SC-AM） ：
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
提高了效率，但已调信号的带宽仍为原信号的两倍
同步解调方法：
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， 因而不能应用峰值包络检波方法。只能使用同步解调方法。
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。
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。
单边带幅度调制（SSB） ：
对滤波器要求甚高，尤其是调制信号中的低频很低时
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。
残留边带幅度调制（VSB）：
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。
角度调制：
FM 调制：
如果瞬时频率随调制信号线性变化，称为频率调制
直接调频 ：
直接使振荡器的频率随调制信号呈线性关系变化
间接调频 ：
现将调制信号积分处理后，再进行调相
调频电路的主要技术指标：
1、调制特性：
• 振荡器的频率偏移与调制电压的关 系称为调制特性。
• 在一定电压范围内，调制特性应近 似为直线特性。
2、调制灵敏度：
• 调制电压变化单位数值所产生的频率偏移称为调制 灵敏度。
3、最大频偏 Δfm ：
• 在调制电压作用下，所能达到的最大频率偏移。
• 不同的调频系统对最大频偏有不同的要求：
4、中心频率稳定度：
• 调频信号的瞬时频率是以稳定的中心频率（载波频率） 为基准变化的。
• 如果中心频率不稳定，就有可能使调频信号的频谱落到 接收机通带范围之外，以致不能保证正常通信。
PM 调制：
如果瞬时相位随调制信号线性变化，称为相位调制
鉴频电路：
七、八 PLL （频率合成）
AGC 自动增益控制
原理、组成、应用
AFC 自动频率控制
原理、组成、应用
APC 自动相位控制
原理、组成、应用
与PLL的异同
PLL
原理、组成、环路方程
线性特性（跟踪特性、频率特性）、非线性特性 （同步带、捕捉带、一阶环相图），相关计算
稳态相差、3dB带宽、相位的频率响应、同步带
wechat
alipay
