写一半写不下去了, 这高频真难复习
绪论
通信系统的组成
无线电波的频段划分表
| 波段 | 波长 | 频率 | 频段 | 主要传播方式和用途 |
|---|---|---|---|---|
| 长波(LW) | $10^3 \sim 10^4 m$ | $30 \sim 300 kHz$ | 低频(LF) | 地波﹔远距离通信 |
| 中波(MW) | $10^2 \sim 10^3 m$ | $300kHz \sim 3 MHz$ | 中频(MF) | 地波、天波﹔广播、通信、导航 |
| 短波(SW) | $10 \sim 100m$ | $3 \sim 30MHz$ | 高频(HF) | 天波、地波﹔广播、通信 |
| 超短波(VSW) | $1 \sim 10m$ | $30 \sim 300MHz$ | 甚高频(VHF) | 直线传播、对流层散射﹔通信、电视广播、调频广播、雷达 |
| 分米波(USW) | $10 \sim 100 cm$ | $300MHz \sim 3GHz$ | 特高频(UHF) | 直线传播、散射传播;通信、中继与卫星通信、雷达、电视广播 |
| 厘米波(SSW) | $1 \sim 10 cm$ | $3 \sim 30GHz$ | 超高频(SHF) | 直线传播﹔中继和卫星通信、雷达 |
| 毫米波(ESW) | $1 \sim 10 mm$ | $30 \sim 300GHz$ | 极高频(EHF) | 直线传播﹔微波通信、雷达 |
主讲$300kHz \sim 300MHz$左右的频段
信号调制
可见通信原理 的对应部分
高频电路基础
高频震荡回路
串联谐振回路
串联阻抗为:
| $Z_s = r + j \omega L + \frac{1}{j \omega C}$ |  |
串联电抗为:
| $X=\omega L - \frac{1}{\omega C}$ |  |
谐振(角)频率为:
$$ \omega _0 = \frac{1}{\sqrt{LC}} (rad/s) \qquad f_0 = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}} (Hz) $$品质因数:
反应了L和C中的储存的能量与电阻r消耗能量的比值
$$ Q = \frac{\omega _0 L}{r}=\frac{1}{r \omega _0 C} $$广义失谐量:
$$ \xi = 2Q \frac{\Delta \omega }{\omega _0}=2Q \frac{\Delta f}{f_0} $$
通频带:1
$$ B_{0.7}=2 \Delta f = \frac{f_0}{Q} $$矩形系数:2
$$ K_{r0.1}=\frac{B_{0.1}}{B_{0.7}} \approx 9.95 $$并联谐振回路
$$
\mathbf{R_0 = \frac{L}{rC}}
$$并联阻抗:
$$ Z_p=\frac{(r+j \omega L)\frac{1}{j \omega C}}{r+ j \omega L + \frac{1}{j\omega C}} $$并联导纳:
| $Y_p = \frac{rC}{L} + j(\omega C - \frac{1}{\omega L})$ |  |
并联电纳:
| $B = \omega C - \frac{1}{\omega L}$ |  |
品质因数:
$$ Q = \frac{\omega _0 C}{G_0} = \frac{1}{G_0 \omega _0 L} $$矩形系数同串联谐振
抽头并联谐振回路
接入系数:
$$ p = \frac{U}{U_T} = \frac{L_1}{L_1+L_2}=\frac{C_1}{C_1+C_2} $$$$ \begin{aligned} U &= pU_T \\ I_T &= pI \\ R_{i} &= p^2 R_{iT} \\ g &= \frac{1}{p^2} g_T \end{aligned} $$$L_1$为抽头部分电感 / $C_2$为抽头部分的电容
耦合震荡回路(双调谐回路)
耦合系数:
$$ \begin{aligned} 互感耦合 & k=\frac{M}{\sqrt{L_1L_2}} \\ 电容耦合 & k=\frac{Cc}{\sqrt{(C_1+Cc)(C_2+Cc)} } \end{aligned} $$临界耦合: $k_0 = \frac{1}{\sqrt{Q_1Q_2}}$
通频带:(临界耦合)
$$ B_{0.7}=\sqrt{2}\frac{f_0}{Q} $$矩形系数:(临界耦合)
$$ K_{r0.1}=3.15 $$石英晶体谐振器
串联谐振频率
$$ f_q = \frac{1}{2 \pi \sqrt{L_qC_q}} $$并联谐振频率:
$$ f_0 = f_q \sqrt{1+\frac{C_q}{C_0}} $$电子噪声
电阻热噪声
噪音电压功率谱密度:
$$ S_U = 4kTR $$噪音电流功率谱密度:
$$ S_I = 4kTG $$噪音电压均方值:
$$ E_n^2 = 4kTBR $$噪音电流均方值:
$$ I_n^2 = 4kTBG $$高频小信号放大器
放大器高频等效模型
晶体管高频Y参数等效电路
$$ I_b = Y_{ie}U_{b}+Y_{re}U_{c} \\ I_c = Y_{fe}U_{b}+Y_{oe}U_{c} $$带载小信号放大器高频等效电路
电压放大倍数:
$$ K = \frac{U_c}{U_b} = -\frac{Y_{fe}}{Y_{oe}+Y_L'} $$ 谐振时放大器增益为:
$$ K_0 = \frac{p_1p_2 Y_{fe}}{G_{\sum }} $$输入导纳:
$$ Y_i = Y_{ie}-\frac{Y_{re}Y_{fe}}{Y_{oe}+Y_L'} \approx Y_{ie} $$输出导纳:
$$ Y_o = Y_{oe}-\frac{Y_{re}Y_{fe}}{Y_{S}+Y_{ie}} \approx Y_{oe} $$谐振频率:
$$ f_0 = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC_{ \sum }}} $$有载品质因数:
$$ Q_L = \frac{1}{\omega _0 L g_{\sum}} $$次级为电阻
$$ > C_{\sum } = C + p_1^2C_{oe} \\ > G_{\sum } = g_0 + p_1^2g_{oe} + p_2^2g_L > $$次级为放大器
$$ > C_{\sum } = C + p_1^2C_{oe} + p_2^2C_{ie} \\ > G_{\sum } = g_0 + p_1^2g_{oe} + p_2^2g_{ie} > $$
多级谐振放大器
多级单调谐放大器
多级放大器谐振频率相同, 均为信号中心频率
总放大倍数为各级放大倍数累乘
频带宽度:
$$ B_{n0.7} = \sqrt{2^{1/n}-1} \cdot \frac{f_0}{Q_L} $$矩形系数:
$$ K_{r0.1} = \sqrt{\frac{100^{1/n}-1}{2^{1/n}-1}} $$多级双调谐放大器
临界耦合下
总放大倍数为各级放大倍数累乘
频带宽度:
$$ B_{n0.7} = \sqrt[4]{2^{1/n}-1} \cdot \sqrt{2} \cdot \frac{f_0}{Q_L} $$矩形系数:
$$ K_{r0.1} = \sqrt[4]{\frac{100^{1/n}-1}{2^{1/n}-1}} $$高频功率放大器
| 分类 | 特点 |
|---|---|
| 甲类(A) | 电流通角为360度，最大效率50% |
| 乙类(B) | 电流通角180度，最大效率78.5% |
| 甲乙类(AB) | 电流通角180度~360度 |
| 丙类(C) | 电流通角小于180度，效率比较高 |
| 开关型(D/E/S) | 开关形式，效率接近100% |
丙类高频功率放大器
- 静态发射结反偏, 使晶体管工作在截止区($E_b$一般为负值)
