《通信电子线路（高频电路）》导学手册

引言

1.本课程的基本任务

高频电路是高等院校电子信息类专业的一门技术基础课。主要研究对象是高频电子线路的各种基本单元电路。本课程的任务，是在介绍各种高频电路的基础上，着重研究高频电路的基本概念、基本原理、基本分析方法，培养学生的分析问题和解决问题的能力，为以后深入学习电子信息某些领域及高频电路的应用打下基础。

2.本课程的基本要求

(1)电路方面：掌握高频小信号谐振放大器、高频功率放大器的电路组成、工作原理、性能特点和用途；了解宽频带放大器的工作原理及拓宽频带的方法；熟悉LC正弦波振荡器的电路结构、工作原理、性能特点和提高频率稳定度的方法；掌握调制、解调、混频和倍频等各种频率变换功能的实现方法、电路组成、工作原理及性能特点。

(2)分析方法方面：巩固和熟悉放大电路的网络参数等效电路分析方法；掌握非线性电路的折线近似分析法和幂级数分析法；能进行合理的近似，引出对电路进行近似的工程分析；根据分析结果，提出电路的设计原则及改进电路性能的基本途径。

(3)基本技能方面：进一步熟悉实验室常用仪器，如示波器、低频信号发生器、低频毫伏表和直流稳压源的正确使用方法；掌握高频电子线路测量仪器的使用方法，如扫频仪、高频信号发生器、频率计数器、调制度测量仪等；掌握高频电路性能参数和技术指标的测量方法；进一步提高编写实验报告的能力。

一、高频小信号谐振放大器

(一)教学要求

1.了解晶体管高频等效电路参数的含义（Y参数和混π参数）。

2.熟悉晶体管的频率参数并会应用。

3.熟悉单级单调谐小信号谐振放大器的电路组成及工作原理。

4.会利用Y参数等效电路的方法对小信号谐振放大器进行分析和计算。

5.了解多级小信号谐振放大器的工作特点。

6.了解双回路谐振放大器的工作原理及性能特点。

7.了解谐振放大器工作的不稳定的原因及采取的稳定措施。

(二)教学重点与难点

重点是 小信号谐振放大器的电路结构、工作原理及性能分析计算。难点是放大器的稳定性的概念。

(三)学习方法

学好第一章的基础知识，结合线性电路的分析方法。注意高频小信号谐振放大器与一般的低频放大器的区别和相同点。

(四)本章小结

1.在分析高频小信号谐振放大器时，Y参数等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型，使用时必须注意，Y参数不仅与静态工作点有关，而且是工作频率的函数。在分析小信号宽频带放大器时，混合π型等效电路是描述晶体管工作状况的重要模型，混合π型参数同样与静态工作点有关。

2.单级单调谐放大器是谐振放大器的基本电路。为了增大回路的有载Q值，提高电压增益，减少对回路谐振特性的影响，谐振回路与信号源和负载的连接大都采用部分接入方式。

二、高频功率放大器

(一)教学要求

1.了解高频功率放大器与低频功率放大器的相同点与不同点。

2.理解丙类工作状态提高工作效率的原理。

3.掌握高频功率放大器的电路组成及工作原理。

4.熟练掌握高功放的功率、效率等计算公式。

5.掌握高频功率放大器的负载特性。

6.掌握各级电压对高频功率放大器性能的影响。

7.了解高频功率放大器的馈电电路及匹配网络的形式。

(二)教学重点与难点

重点是(1)高频功率放大器的工作原理及功率的计算；(2)高频功率放大器的四个基本特性。

难点是高频功率放大器的负载特性的分析。

(三)学习方法

在学习过程中，弄清丙类工作的高频功率放大器是如何进行不失真的正弦

波信号放大的原理。另外，根据高频功率放大器的负载线的变化，将其四个基本特性进行归纳总结，并熟练掌握。

(四)本章小结

1.高频功率放大器可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比之下，丙类谐振功率放大器的输出功率不及甲类和乙类大，但效率高，节约能源，所以是高频功放中经常选用的一种电路形式。

2.丙类高功放效率高的原因在于导通角小，也就是晶体管导通时间短，集电极功耗小。但导通角越小，将导致输出功率越小。所以选择合适的导通角，是丙类谐振功放在兼顾效率和输出功率两个指标时的一个重要考虑因素。

3.折线分析法是工程上常用的一种近似分析方法。利用折线分析方法可以对高频功放进行性能分析，得出它的负载特性、放大特性和调制特性。若丙类谐振功放用来放大等幅信号(如调频信号)时，应该工作在临界状态；若用来放大非等幅信号(如调幅信号)时，应该工作在欠压状态；若用来进行基极调幅，应该工作在欠压状态；若用来进行集电极调幅，应该工作在过压状态。折线化的动态线在性能分析中起了非常重要的作用。

4.丙类谐振功放的输入回路常采用自给负偏压方式，输出回路有串馈和并馈两种直流馈电方式。为了实现和前后级电路的阻抗匹配，可以采用LC分立元件、微带线或传输线变压器几种不同形式的匹配网络，分别适用于不同的频段和不同的工作状态。

三、LC正弦波振荡器

(一)教学要求

1.熟悉正弦波振荡器的三个工作条件。

2.了解振荡器的基本组成及各部分作用。

3.掌握互感耦合、电容三点式和电感三点式振荡器的电路形式、交流等效电路及相位平衡条件的判断。

4.熟练熟悉三点式振荡器的相位条件判断准则(组成原则)。

5.了解振荡器起振条件的分析方法。

6.掌握克拉泼和西勒电路的性能特点和工作原理。

7.会计算各种振荡器的振荡频率、反馈系数和接入系数。

8.了解提高频率稳定度的措施。

9.掌握石英晶体的电特性、石英晶体振荡器的电路形式和工作原理。

(二)教学重点与难点

重点是(1)LC三点式振荡器的电路形式、交流等效电路的画法、组成原则及有关计算；(2)提高频率稳定度的措施。难点是振荡器起振条件的分析。

(三)学习方法

要判断振荡器能否满足相位平衡条件、计算振荡频率等，关键是要正确画出其交流等效电路。画振荡器交流等效电路的步骤：(1)画交流等效电路前，应仔细分析振荡器中每个电容与电感的作用。(2)保留工作电容与工作电感，将耦合电容与旁路电容短路，高频扼流圈开路，直流电源与地短路。(3)判断工作电容和工作电感，一般根据参数值大小。电路中数值最小电容(电感)和与其同一数量级的电容(电感)均被视为工作电容(电感)，耦合电容与旁路电容的值往往要大于工作电容几十倍以上，高频扼流圈的值也远远大于工作电感。小电容是工作电容，大电容是耦合电容或旁路电容，小电感是工作电感，大电感是高频扼流圈。(4)不要画出电阻。

(四)本章小结

1.反馈振荡器是由放大器和反馈网络组成的具有选频能力的正反馈系统。反馈振荡器必须满足起振、平衡和稳定三个条件，每个条件应分别讨论其振幅和相位两个方面的要求。在振荡频率点，环路增益的幅值起振时必须大于1，且具有负斜率的增益—振幅特性，这是振幅方面的要求。在振荡频率点，环路增益的相位应为2 的整数倍，具有负斜率的相频特性，这是相位方面的要求。

2.三点式振荡器是LC正弦波振荡器的主要形式，可分成电容三点式和电感三点式两种基本类型。频率稳定度是振荡器的主要性能指标之一。为了提高频率稳定

度，必须采取一系列措施，包括减小外界因数的变化的影响和提高电路抗外界因数变化影响的能力两个方面。克拉泼和西勒电路是两种较实用的电容三点式改进型电路，前者适合于作固定频率振荡器，后者可作为波段振荡器。

3.晶体振荡器的频率稳定度很高，但振荡频率的可调范围很小。

四、振幅调制与解调电路

(一)教学要求

1.掌握非线性电路的幂级数分析法和频率变换的作用。

2.掌握调幅波的时域、频域和功率特性。

3.了解各种调幅波的产生方法。

4.熟悉各种调幅电路的组成及工作原理。

5.了解检波器的组成及各部分的作用。

6.熟悉检波器的技术指标含义和定义式。

7.了解小信号检波器的工作原理。

8.掌握大信号检波器的电路组成及工作原理。

9.掌握大信号检波器的技术指标的分析与计算。

10.熟悉对角切割和负峰切割失真的原因和不失真的条件。

(二)教学重点与难点

重点是(1)非线性电路的频率变换作用及幂级数分析法；(2)调幅波三个方面的特性；(3)集电极调幅电路、模拟乘法器调幅电路和大信号峰值检波电路的工作原理。难点是峰值检波器的定量分析。

(三)学习方法

从数学表达式的书写、波形的形状、频谱的组成、带宽的计算和功率的计算等方面掌握调幅波的性质；从调幅波的产生与解调电路的原理深刻领会非线性电路的频率变换作用。

(四)本章小结

1.频率变换电路的输出能够产生输入信号中没有的频率分量。频率变换功能必须由非线性器件实现，所以非线性器件特性分析是频率变换电路分析的基础。

2.四种调幅方式(普通调幅、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅)对于相同调制信号产生的已调波信号的时域波形不一样，频谱不一样，带宽不完全一样，调制解调的实现方式和难度不一样，适用的通信系统也不一样。

3.从时域上看，两信号相乘是实现线性频谱搬移的最直接的方法，所以模拟乘法器是进行调幅、检波等频率变换的最常用的部件。

4.二极管峰值检波器由于电路简单而被广泛应用。但要注意，它只适用于普通调幅波的检波，而且要正确选择元器件的参数，以避免产生对角切割失真与底边切割失真。

五、角度调制与解调电路

(一)教学要求

1.掌握角调制波的时域、频域和功率特性。

2.了解变容二极管的特性和作用。

3.熟悉变容二极管调频电路的工作原理及分析计算方法。

4.熟悉调频电路的扩展最大线性频偏的方法。

5.掌握鉴频特性的概念。

6.掌握各种鉴频电路的工作原理。

7.掌握限幅的概念及用途。

(二)教学重点与难点

重点是(1)单频调角波的性质；(2)调频波的调制与解调的实现方法和电路的工作原理。难点是(1)调频、调相的瞬时频偏和瞬时相偏的概念；(2)变容二极管调频电路的工作原理和分析计算。

(三)学习方法

为了弄清两种角度调制的性质，由于它们存在必然的内在联系，可以通过列表格的形式将它们进行对比，找出相同与不同点，关键是两者的频率 和相位的变化与调制信号的幅度关系。在学习调频电路时要注意三个方面，即载波是如何产生的，调制信号是如何接入电路的，电路是如何实现调制的。在学习鉴频电路时，主要弄清为什么要将调频波变换成调频—调幅波，电路又是如何实现这种变换的。

(四)本章小结

1.调频信号的瞬时频率变化与调制电压成线性关系，调相信号的瞬时相位变化与调制电压成线性关系，两者都是等幅信号。对于单频调角信号来说，只要调制指数相同，则频谱结构与参数相同，均由载频和无数对上下边频组成，即频带无限宽。

2.最大频偏、最大相偏和带宽是调角信号的三个重要参数。要注意区别频偏和带宽的两个不同概念，注意区别调频和调相信号中的频偏、相偏与其它参数的不同关系。

3.直接调频方式可获得较大的线性频偏，但载频稳定度较差。间接调频方式载频稳定度高，但可获得的线性频偏较小。采用晶振、倍频和混频等措施可以改善两种调频方式的载频稳定度或最大线性频偏等性能指标。

4.斜率鉴频和相位鉴频是两种主要鉴频方式。在鉴频电路中，LC并联回路作为线性网络，利用其幅频特性和相频特性，分别可将调频信号转换成调频—调幅信号和调频—调相信号，为频率解调准备了条件。在调频电路中，由变容二极管(或其它可变电抗器件)组成的LC并联回路作为非线性网络，更是经常用到的关键部件。

5.限幅电路是鉴频电路前端不可缺少的重要部分，它可以消除叠加在调频信号上面的寄生调幅，从而可减小鉴频失真。

六、混频与倍频电路

(一)教学要求

1.掌握混频的基本概念及用途。

2.掌握三极管混频电路的工作原理。

3.掌握混频干扰及减小的措施。

4.了解二极管混频电路的工作原理及性能特点。

5.掌握倍频的概念及用途。

6.了解三极管倍频电路的工作原理。

(二)教学重点与难点

重点是(1)晶体管混频器的工作原理及分析方法；(2)混频干扰的成因 ；难点是晶体管混频器的工作原理及分析方法。

(三)学习方法

在学习混频电路时，关键是弄清线性时变的概念。为了理解混频干扰的形成原因，首先要对超外差式接收机的结构研究清楚。

(四)本章小结

1.混频是超外差式接收机的重要组成部分。

2.混频虽然与调幅同属于线性频谱搬移过程，在工作原理上基本相同，但在参数和电路设计上认真考虑混频干扰的影响，采取措施尽量避免或减小混频干扰的产生及引起的失真。

3.晶体管倍频器是一种常用的倍频电路，在使用时应注意两点：一是倍频次数一般不超过3~4次；二是要采用良好的输出滤波网络。

七、反馈控制电路

(一)教学要求

1.熟悉AGC、AFC和PLL反馈控制电路的基本组成框图及各框图的作用。

2.掌握AGC、AFC和PLL的基本工作原理。

3.了解AGC、AFC和PLL反馈控制电路的用途。

(二)教学重点与难点

重点是AGC、AFC和PLL反馈控制电路的组成框图及工作原理。难点是反馈控制电路的控制过程。

(三)小结

1.反馈控制电路是一个闭环负反馈系统，它可以获取输入信号动态范围的扩大(AGC)，输出信号频率的稳定(AFC和PLL)以及其它一些性能良好的电路功能。

2.AGC电路、AFC电路和PLL电路的被控参量分别是信号的电平、频率和相位，在组成上分别采用电平比较器、鉴频器和鉴相器取出误差信号，然后分别控制放大器的增益、VCO的振荡频率和相位，分别使输出信号的电平、频率和相位稳定在一个预先规定的参量上，或者跟踪参考信号的变化。在达到稳定状态后，三种电路分别存在电平、频率和相位方面的剩余误差，称为稳态误差。为了减小稳态误差，可以在环路中加入直流放大器，即增大环路的直流增益。稳态误差不可能为零。

3.锁相环路作为一种无频率误差的反馈控制电路，且又易于集成化，在实际应用上已日益广泛。

第二篇：通信电子线路课后答案 第八章

8.1　在题图8.1所示锁相环路中，=0.63V/rad，，VCO中心频率=2.5MHz，环路滤波器H（s）=1。在输入载波信号作用下环路锁定，控制频差为10kHz。试求锁定时输入信号频率、环路控制电压和稳态相差。

8.2　AGC、AFC、APC电压分别与输入信号的振幅、频率、相位有关，那么，在调幅接收机、调频接收机、调相接收机中是可分别采用AGC、AFC、APC电路？如果采用，各应注意什么问题？

8.3　题图8.3是锁相可变倍频环路。已知鉴相灵敏度=0.1V/rad，压控灵敏度rad/sV。参考频率，固定分频器的分频比，可变分频器的分频比～793，试求VCO输出信号的频率范围、频率间隔和转换时间。

图８.３

8.4　下图是频率合成器件方框图，其中是高稳定晶振电路产生的标准频率，试推导频率合成器输入频率与的关系试假定

= -

  =

/ =/

=-=/-/

图８.４

8.5　锁相环电路的频率特性为什么不等于环路滤波器的频率特性？锁相环电路中低通滤波器的作用是什么？

8.6　在锁相环电路中，能否将鉴相器改用相位鉴频器？为什么？

8.7　若频率合成器MC145152内振荡器频率为2.048MHz，参考分频比R=1024，N=384～511，A=0～63，P=15，求频率合成器输出频率范围、频率间隔和总频率个数。

8.8　在图8.8所示科斯塔斯环组成方框图中，乘积鉴相器和乘法器的输入输出信号频率范围是否有差别？三个低通滤波器的截止频率是否有差别？对乘积鉴相器和乘法器和三个低通滤波器的性能各有什么要求？