高頻電子線路——理論、方法與應用

於洪珍  中國礦業大學信息與控制工程學院教授、博士生導師，電子信息工程系首席專家。現任中國礦業大學本科教學咨詢專家、教學委員會副主任、課程建設委員會副主任、學術委員會委員，徐州市科技專家委員會委員。曾任中國人工智能學會常務理事、江蘇省自動化學會常務理事、徐州市通信學會副理事長。2003年被評為首屆國家級教學名師，2020年獲第2屆國家傑出教學獎，2021年被評為首屆全國教材建設獎先進個人。1992年獲國務院政府特殊津貼，先後被評為徐州市勞動模範、全國煤炭行業教學名師、全國優秀教師、江蘇省優秀研究生指導教師、江蘇省關心下一代工作優秀個人等。長期堅持教學、科研和生產實踐相結合，獲國家級教學成果獎2項，省部級各類教學成果獎11項，科研成果獲省部級獎11項。發表教學論文32篇，學術論文112篇，主編出版教材10部，專著4部。在60年的從教生涯中，先後為本科生、研究生開設了“模擬電路”“數字電路”“高頻電子線路”“多媒體通信”“數據壓縮”“信息融合”等20門課程。主持和主講的“通信電子電路”課程被評為2004年度國家精品課程，並於2016年被評為國家級精品資源共享課程。主編的《通信電子電路》立體化教材被列選為江蘇省高等學校重點建設教材項目，2007年被評為江蘇省高等學校精品教材、獲江蘇省優秀教學成果一等獎，2014年被列選為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，2021年被評為江蘇省本科優秀培育教材。在教學研究及教材建設中融合了“啟發和創新”的思想，主持的“啟發式、創新性教學研究及其在電類專業中的實踐”於2005年獲國家級教學成果獎二等獎。

目錄

第1章緒論

 

 

微課視頻21分鐘

 

1.1無線通信的發展

 

1.2通信系統的組成和基本原理

 

1.3無線電波波段的劃分

 

1.4無線電波的傳播特性 

 

1.5調制的通信系統

 

1.6通信系統中的噪聲

 

1.7本書的主要內容和特點

 

思考題與習題

 

第2章高頻小信號調諧放大器

 

 

微課視頻152分鐘

 

2.1概述

 

2.2LC諧振回路

 

2.2.1諧振回路的基本特性

 

2.2.2負載和信號源內阻對諧振回路的影響

 

2.2.3諧振回路的接入方式

 

2.3晶體管高頻等效電路及頻率參數

 

2.3.1晶體管混合Π型等效電路

 

2.3.2晶體管Y參數等效電路

 

2.3.3混合Π型等效電路參數與Y參數的關系

 

2.3.4晶體管的高頻放大能力及其頻率參數

 

2.4高頻小信號調諧放大器

 

2.4.1電路組成

 

2.4.2電路性能指標

 

2.5高頻小信號調諧放大器的級聯

 

2.5.1多級單調諧放大器

 

2.5.2參差調諧放大器

 

2.5.3雙調諧回路放大器

 

2.6高頻小信號調諧放大器的穩定性

 

2.6.1晶體管內部反饋的有害影響

 

2.6.2解決辦法

 

2.7集中選頻放大器

 

2.7.1集中選頻放大器的組成

 

2.7.2石英晶體濾波器和陶瓷濾波器

 

2.7.3聲表面波濾波器

 

2.8高頻小信號調諧放大電路的Multisim仿真

 

本章小結

 

思考題與習題

 

第3章高頻功率放大器

 

微課視頻77分鐘

 

3.1概述

 

3.2調諧功率放大器的工作原理

 

3.2.1基本原理電路

 

3.2.2晶體管特性的折線化

 

3.2.3晶體管導通的特點、導通角

 

3.2.4集電極余弦脈沖電流的分析

 

3.2.5槽路電壓

 

3.3功率和效率

 

3.4調諧功率放大器的工作狀態分析

 

3.4.1調諧功率放大器的動態特性

 

3.4.2調諧功率放大器的三種工作狀態及其判別方法

 

3.4.3Rc、Ec、Eb和Ubm變化對放大器工作狀態的影響

 

3.5調諧功率放大器的實用電路

 

3.5.1直流饋電電路

 

3.5.2自給偏壓環節

 

3.5.3輸入、輸出匹配網絡

 

3.5.4高頻調諧功率放大器實用電路舉例

 

3.6功率晶體管的高頻效應

 

3.6.1高頻功率晶體管的電流放大倍數

 

3.6.2晶體管高頻工作時載流子渡越時間的影響

 

3.6.3晶體管高頻工作時對飽和壓降的影響

 

3.7倍頻器

 

3.7.1丙類倍頻器的電路及波形

 

3.7.2丙類倍頻器的工作原理

 

3.8集成無線發射芯片與電路

 

3.9寬帶高頻功率放大器

 

3.9.1傳輸線變壓器

 

3.9.2單級寬頻帶高頻功率放大器

 

3.9.3功率合成器

 

3.9.4實例分析

 

本章小結

 

思考題與習題

 

第4章正弦波振蕩器

 

 

微課視頻83分鐘

 

4.1概述

 

4.2反饋型正弦波自激振蕩器基本原理

 

4.2.1反饋振蕩器的組成

 

4.2.2振蕩器的平衡條件

 

4.2.3振蕩器的建立和起振條件

 

4.2.4振蕩器的穩定條件 

 

4.2.5振蕩器的分析方法

 

4.3三點式振蕩器

 

4.3.1三點式振蕩器的基本工作原理 

 

4.3.2電容三點式振蕩器

 

4.3.3電感三點式振蕩器

 

4.3.4兩種振蕩電路的比較

 

4.4改進型電容三點式振蕩器

 

4.4.1電容三點式振蕩器的主要問題與改進方法

 

4.4.2串聯改進型電容三點式振蕩器

 

4.4.3並聯改進型電容三點式振蕩器

 

4.4.4幾種三點式振蕩器的比較

 

4.5振蕩器的頻率穩定問題

 

4.5.1振蕩器的頻率穩定度

 

4.5.2造成頻率不穩定的因素

 

4.5.3穩頻措施

 

4.6石英晶體諧振器

 

4.6.1石英晶體的壓電效應及等效電路

 

4.6.2石英晶體的阻抗特性

 

4.6.3石英晶體諧振器的頻率溫度特性

 

4.6.4石英晶體諧振器頻率穩定度高的原因

 

4.7晶體振蕩器電路

 

4.7.1並聯型晶振電路

 

4.7.2串聯型晶振電路

 

4.7.3泛音晶振電路

 

4.8集成壓控振蕩電路

 

4.9毫米波振蕩器

 

4.10正弦波振蕩電路的Multisim仿真

 

本章小結

 

思考題與習題

 

第5章振幅調制與解調

 

 

微課視頻91分鐘

 

5.1概述

 

5.2調幅信號的分析

 

5.2.1普通調幅波

 

5.2.2抑制載波雙邊帶調幅

 

5.2.3抑制載波單邊帶調幅

 

5.3調幅波產生原理的理論分析

 

5.3.1非線性器件的相乘作用

 

5.3.2模擬乘法器的工作原理分析

 

5.4普通調幅波的產生電路

 

5.4.1低電平調幅電路

 

5.4.2高電平調幅電路

 

5.5普通調幅波的解調電路

 

5.5.1檢波器的性能指標

 

5.5.2大信號峰值包絡檢波

 

5.5.3同步解調電路

 

5.6抑制載波調幅波的產生和解調電路

 

5.6.1大信號調幅的數學分析——開關函數近似分析法

 

5.6.2抑制載波調幅的產生電路

 

5.6.3抑制載波調幅的解調電路

 

5.6.4抑制載波調幅電路的應用舉例

 

5.7發射和接收應用電路

 

5.8振幅調制與解調電路的Multisim仿真

 

本章小結

 

思考題與習題

 

第6章角度調制與解調

 

 

微課視頻93分鐘

 

6.1概述

 

6.2角度調制信號分析

 

6.2.1調頻及其數學表達式

 

6.2.2調相及其數學表達式

 

6.2.3調頻與調相的關系

 

6.2.4調角波的頻譜與有效頻帶寬度

 

6.2.5調角波的功率

 

6.3調頻信號的產生

 

6.3.1調頻方法

 

6.3.2調頻電路的性能指標

 

6.4調頻電路

 

6.4.1變容二極管調頻電路

 

6.4.2晶體振蕩器調頻電路

 

6.4.3調相和間接調頻電路

 

6.5調頻波的解調

 

6.5.1鑒頻器的質量指標

 

6.5.2斜率鑒頻器

 

6.5.3相位鑒頻器

 

6.5.4比例鑒頻器

 

6.5.5脈沖計數式鑒頻器

 

6.6限幅器

 

6.6.1概述

 

6.6.2二極管限幅器

 

6.6.3三極管限幅器

 

6.7調制方式的比較

 

6.8集成調頻與解調電路

 

6.8.1MC2833調頻電路

 

6.8.2MC3361B與MC3367解調電路

 

6.8.3CMT2300A調頻與解調電路

 

6.9角度調制電路的Multisim仿真

 

本章小結

 

思考題與習題

 

第7章變頻器

 

 

微課視頻76分鐘

 

7.1概述

 

7.2變頻器的基本原理

 

7.3變頻器的主要技術指標

 

7.4晶體三極管變頻電路

 

7.4.1三極管變頻電路的幾種形式

 

7.4.2變頻器工作狀態選擇

 

7.4.3三極管變頻電路實例

 

7.5超外差接收機的統調與跟蹤

 

7.6環形混頻電路

 

7.7模擬乘法器構成的混頻電路

 

7.8混頻的應用與二次混頻

 

7.9變頻幹擾及其抑制方法

 

7.9.1信號與本振的自身組合頻率幹擾

 

7.9.2外來幹擾和本振頻率產生的副波道幹擾

 

7.9.3交調和互調幹擾

 

本章小結

 

思考題與習題

 

第8章鎖相環及其他反饋控制電路

 

 

微課視頻44分鐘

 

8.1鎖相環

 

8.1.1基本鎖相環的構成

 

8.1.2鎖相環的基本原理

 

8.1.3鎖相環的數學模型

 

8.1.4環路的鎖定、捕捉和跟蹤

 

8.1.5環路的同步帶和捕捉帶

 

8.2集成鎖相環芯片 

 

8.2.1CC4046集成鎖相環芯片 

 

8.2.2NE564集成鎖相環芯片

 

8.3鎖相環的應用 

 

8.3.1鎖相調頻與鑒頻

 

8.3.2鎖相接收機 

 

8.3.3振蕩器的穩定與提純

 

8.3.4頻率合成器

 

8.4自動增益控制電路

 

8.4.1產生控制信號的自動增益控制電路

 

8.4.2控制放大器的增益

 

8.5自動頻率控制電路

 

8.5.1自動頻率控制的原理框圖

 

8.5.2自動頻率控制電路的應用舉例

 

8.6靜噪電路

 

8.7鎖相環的Multisim仿真

 

本章小結

 

思考題與習題

 

第9章高頻電子線路的應用

 

 

微課視頻10分鐘

 

9.1通信無線收發系統

 

9.1.1調幅收發信機電路與分析

 

9.1.2調頻收發信機電路與分析

 

9.2移動通信收發信機

 

9.2.1發信機的主要性能指標

 

9.2.2發信機的組成及電路

 

9.2.3收信機的主要性能指標

 

9.2.4收信機的組成及電路

 

9.3脈寬調制全集成化載波多路遙訊裝置

 

9.3.1主要性能特點

 

9.3.2主要技術指標

 

9.3.3工作原理

 

9.4藍牙收發芯片RF2968

 

9.4.1概述

 

9.4.2引腳功能

 

9.4.3內部結構

 

9.4.4應用

 

9.5智能手機射頻收發電路

 

9.5.1智能手機原理

 

9.5.2射頻收發電路

 

9.6軟件無線電

 

9.6.1基本概念

 

9.6.2軟件無線電的硬件組成

 

9.6.3軟件無線電的應用

 

9.7全球衛星導航系統接收芯片AT6558R

 

9.7.1概述

 

9.7.2衛星定位原理

 

9.7.3AT6558R芯片

 

參考文獻

 

附錄A部分習題參考答案