自考非线性电子电路知识要点总结

第一章绪论1.信息源：的作用是把各种需要传递的信息转换成电信号，信息可以是数据、文字、图像、话音等；为了使信号适合在信道中传输，在发送端需要对信号作某些变化。2.信道：是指信号的传媒质，信号可以利用明线、电缆、光缆及波导等导线传输，也可以利用无线波的空间传播进行传输。3.在输入为大信号或静态工作点设计不合适时，器件的非线性就比较严重，输出信号将产生非线性失真。4.在无线通信中的信号主要有三种：信息信号、高频载波信号及已调信号。5.信息信号就是表示信息的电信号，通常把各种信息信号归结为两类：⑴连续信息，即信息状态是连续变化的，也就是模拟信号；⑵离散信息，即信息的状态是可数的或离散型的，也就是数字信号。6.信号的表示方法：电压或电流的时间函数表示法、波形表示法以及频谱表示法。7.高频载波信号一般是指没有受信息信号调制的单一频率的正弦波信号。8.调制方式：振幅调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）；当为数字信号进行调制时，通常又称为键控，相应的基本调制方式分别为振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）和相位键控（PSK）。注意：振幅调制信号的振幅随信息信号正比地变化，发射出的振幅调制信号中包含了信息信号，接收端需要将信息信号从振幅调制信号中取出来。取出信息信号的过程，称为解调。9.高频具有宽阔的频段，能容纳许多互不干扰的频道，也能传播某些宽频带的信息信号。注意：图1—5（第七页）。10.振荡器的作用是产生高频载波信号，高频功率放大器的主要作用是将振荡器输出小号放大到足够的功率电平；话筒的作用是将话音信号转化为电信号；音频放大器用来放大话音信号；调制器的主要作用是用话音信号去控制高频载波信号的幅度变化。形成已调信号，以便于发射。第二章高频谐振放大器第一节LC选频网络1.当角频率ω变化时，总阻抗Z的模值和相角也将发生变化，将它们之间的关系分别称为幅频特性和相频特性。2.当电路发生串联谐振时，有ωoL－(1∕ωo)=0，故得谐振角频率ωo及谐振频率ƒo为：ωo=1∕(LC),注：括号为根号。ƒo=1∕2π（LC），注：括号为根号。可见电路的谐振频率由回路元件参数L和C决定。3.当LC串联电路发生谐振时，电抗X=0，故阻抗为纯阻性，且等于r，阻抗模值为最小。谐振时ωo=1∕(LC),(注：括号为根号),这时的感抗与容抗值相等，其值称为谐振电路的特性阻抗。4.在串联谐振电路下，Q=ωoL∕r=1∕ωoCr=ρ∕r，当ω＜ωo时回路呈容性阻抗，当ωωo时回路呈感性阻抗。5.Ro=L∕Cr=Q（1∕ωoC）=Qωo，在Q》1的条件下，ωo可以称为并联谐振电路的谐振频率。6.在并联谐振条件下，ωωo时回路呈感性阻抗，当ωωo时回路呈容性阻抗。注意：a.通常将|Z|下降为谐振电阻值的根号2分之一时，对应的频率范围称为回路通频带，也称回路的带宽，记为B=ƒo∕Q。b.例题2—1（第十三页）。7.抽头并联谐振回路：常常用到激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联谐振回路。输入端呈现的电阻R=（U∕UT）²Ro=P²Ro，接入系数p=（C1∕C1+C2）。注意：例题2—3（十五页）。8.耦合谐振电路在高频电路中的主要作用：⑴用来进行阻抗转换以完成高频信号的传输；⑵形成简单谐振回路更好的频率特性。通常应用时要满足下述两个条件：两个回路都对信号频率调谐；两个回路都为高Q电路。第二节噪声来源及噪声系数1干扰（噪声）：就是除有用信号以外的一切不需要的信号及各种电磁骚动的总称。干扰和噪声没有本质上的区别，但习惯上将外部来的称为干扰，内部产生的为噪声。2..噪声的来源与特性：①.电阻热噪声：由热运动而产生的起伏电压就成为电阻的热噪声；电阻的热噪声电压是由大量电子热运动产生的感应电流之和，服从正态分布。②电抗元件的噪声。③晶体三极管的噪声。④场效应管的噪声。3.噪声系数：是衡量或测试线性电路或系统内部噪声大小的参数。4.对高频小信号放大器的主要要求是：⑴增益要高，也就是放大量要大。⑵频率选择性要好。⑶工作稳定可靠。注意：22页2---34a和2---34b。5.为了提高放大器的稳定性，通常从两个方面入手：⑴从晶体管本身想办法，减小其反向传输导纳。⑵从电路上设法消除晶体管的反向作用，使它单向化，具体方法有失配法和中和法。中和法通过晶体管的输出端与输入端之间引入一个附加的外部反馈电路来抵消晶体管内部参数yre的反馈作用。6.集中滤波器的类型有LC滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面滤波器等。7.与低频功放不同，高频攻放选用谐振回路做负载，完成两个功能，即阻抗匹配和滤波（用谐振回路选出有用分量，将其他分量滤除，这就是谐振回路的滤波功能）。8.甲乙类：当θ=180º时，放大器工作于甲类；当90ºθ180º时，为甲乙类；当θ=90º时，为乙类；当θ90º时，则为丙类对于高频攻放，通常θ90º。注意：28页式2—44、2—45、2—46、2—48、2—49、2—50，从上式可见，要想提高电压利用系数ζ就是要提高Uc，这通常靠提高回路谐振阻抗RL来实现。9.各工作状态下高频功放的极限频率：⑴甲类放大器，γ=1，则η《50％；⑵乙类放大器，γ=1.75，ηc《78.5％；⑶对于丙类放大器，θ90°，γ1.75，故ηc可以到90％以上。当θ=0°时，γ=2，但这种情况不可取的，因为这时ic=0，没有功率输出。为了兼顾功率和效率，通常选θ在35°—75°。注意：33页式2—61，34页式2—63、2—64.，34页例题2—4.第三节高频功放的外部特性1.功放的状态特点：⑴临界状态输出功率最大，效率也较高，通常应选择在此状态工作，RLcr就成为一个重要参数。⑵过压状态的特点是效率高、损耗小，并且输出电压受负载电阻RL影响小。⑶欠压状态由于效率低、集电极损耗大，一般不选在此状态下工作。在实际调整中，高频功放可能会经历上述各种状态，利用负载特性就可以正确判断各种状态，以进行正确的调整。2.高频谐振功率放大器工作在临界状态，负载为并联谐振回路，谐振电阻RLcr，若⑴负载突然开路，功率放大器工作在什么状态？输出频率如何变化？功率放大器有无危险？⑵负载电阻减小到RLcr的1／2，功率放大器工作在什么状态？输出功率如何变化？功率放大器有无危险？⑶并联谐振回路失谐，功率放大器工作在什么状态？输出频率如何变化？功率放大器有无危险？解：根据高频功放的负载特性：⑴负载电阻增加，功放的工作状态由临界状态向过压状态变化，在此过程中输出功率将下降，集电极耗散功率也下降，功率放大器不会损坏。⑵负载电阻减小，功放的工作状态由临界状态向欠压状态变化，在此过程中输出功率将下降，集电极耗散功率将上升，功率放大器有可能损坏。⑶并联谐振回路失谐，由并联谐振回路的幅频特性可知，负载阻抗值将减小，因此功率放大器变化同⑵。3.例题：⑴高频谐振功率放大器放大振幅调制信号时应工作在什么状态？为什么？⑵高频谐振功率放大器放大频率调制（高频载波信号的频率随调制信号而变化，振幅是不变的）信号时，应工作在什么状态下？为什么？解：⑴高频谐振功率放大器放大振幅调制信号时，由于输入信号的幅度发生变化，输出的信号幅度也应该线性变化，这样才不会产生失真，故根据振幅特性可知，功率放大器应工作在欠压状态，在欠压状态时输出信号幅度与输入信号幅度线性关系。⑵高频谐振功率放大器放大频率调制信号时，此时输出信号的幅度不发生变化，为了最大限度地输出功率，此时功率放大器应工作在临界状态；或者为了高效、输出大功率，也可以工作在弱过压状态。上述情况下，输出电压幅度均不变。4.在集电极调制特性中，应选择在过压状态工作，基极则为欠压状态下。5.双端口网络的作用：⑴使负载阻抗与放大器所需的最佳阻抗相匹配，以保证放大器传输到负载的功率最大，即起到匹配网络的作用。⑵抑制工作频率范围以外的不需要频率，即应有良好的滤波作用。⑶大多数发射机都为波段工作，因此双端口网络要适应波段工作的要求，改变工作频率时调谐要方便，并能在波段内保持较好的匹配和较高的效率等。第三章正弦波振荡器第一节反馈振荡器原理1.器的分类：⑴根据工作原理可分为反馈型振荡器和负阻型振荡器等。⑵根据产生的波形可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。⑶根据选频网络所采用的器件可以分为LC振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等。2.如果设计一个反馈网络，使通过反馈网络反馈回来的信号Uƒ（s）满足Uƒ（s）=Ui（s），则将开关迅速切换到位置“2”时Uo（S）,这就构成了振荡器。因此，为了能产生自激振荡，必须有正反馈，即反馈输入端的信号和放大器输入端的信号相位相同，只有正反馈才有可能产生振荡。3.自激振荡的起振条件：UƒUi，则T（jω）1（起振振幅条件）等价于|T（jω）|1，σT=2nπ，n=0,1,2….（起振相位条件—为正反馈）。4.振幅平衡条件为：T(jω)=1(振幅平衡条件)等价于σT=2nπ,n=0,1,2…..(相位平衡条件)，放大倍数K=1∕F。5.振幅平衡条件即为：T（jω）=1（振幅平衡条件）等价于|T（jω）|=1,σT=2nπ,n=0,1,2..6.稳定条件：在平衡点附近，当不稳定因素使振幅增大时，环路增益的模值T应减少。振幅稳定条件为：σT∕σUi0等价于σK∕σUi0,K为放大器增益大小。ω=dσ∕dt，σ=∫ωdt。相位稳定条件：50页式3—14.第二节三端式振荡器1.三端式振荡器能否振荡的原则：⑴X1和X2的电抗性质相同；⑵X3与X1、X2的电抗性质相反。注意：例题3—1（第52页）。2.电容反馈振荡器：C=C1C2∕C1+C2，|F（jω）|=C1∕C2。3.电感反馈振荡电路：ω1≈ωo=1∕（LC），（注：括号为根号），L=L1+L2+2M，ω1≈ωo=1∕（LC）（注：括号为根号）=ωo，|F（jω）|≈(L2+M)∕(L1+M)。注意：例题3—2（第56页）和3—3（57页）。4.为了提高稳定度，需要对电路作改进以减少晶体管极间电容对回路的影响，可以采用减弱晶体管与回路之间的耦合的方法，由此得到两种改进型电容反馈的振荡器——克拉泼振荡器和西勒振荡器。注意⑴：式3—31（57页）、3—32（58页）、3—33（58页）、3—34（58页）、3—35（59页）、3—36（59页）、3—37（59页）。⑵西勒振荡器适用于较宽波段工作。第三节频率稳定度1.振荡器的频率稳定度是指由于外界条件的变化，引起振荡器的实际工作频率偏离标称频率的程度，分为决定稳定度和相对稳定度。设ƒ1为实际工作频率，ƒo为标称频率，则绝对稳定度定义为：Δƒ=|ƒ1-ƒo|，相对稳定度定义为：Δƒ∕ƒo=|ƒ1-ƒo|∕ƒo，常用的是相对稳定度。不管是绝对稳定度还是相对稳定度，都应该指明时间间隔，即在多长时间间隔内发生了上述的变化，即频率稳定度=(|Δƒmax|∕ƒo)∕时间间隔，式中|Δƒmax|为最大频率偏差。2通常将频率稳定度分为几种：⑴长期稳定度。⑵长期稳定度。⑶瞬时稳定度。3.提高频率稳定度的主要措施：⑴提高振荡器回路的标准型。⑵减少晶体管的影响。⑶提高回路的品质因数。⑷减少电源、负载等的影响。4.石英晶体振荡器是利用石英晶体谐振器决定工作频率的，石英晶体振荡器可以达到10的负4次方到10的-21次方。5.一般地，在工作频率小于20MHz采用基频晶体，在工作频率大于20MHz时采用泛音晶体。6.石英晶体谐振器与一般的谐振回路相比，具有以下特点：⑴晶体的谐振频率ƒq和ƒo非常稳定。⑵接入系数很小。⑶有非常高的Q值。因此石英晶体谐振振荡器稳定度很高。7.晶体振荡器可分为两类：①并联晶体振荡器和串联晶体振荡器。②在并联型振荡器中，晶体起等效电感的作用（该电路满足三端式振荡器的组成原则）；在串联型晶体振荡器中，晶体起选频短路线的作用注意：例题3—4（69页）。第四章频谱线性搬移电路第一节非线性电路的分析法1.振幅调制与解调、频率调制与解调、相位调制与解调、混频等电路，都属于频谱搬移电路。从频域上看频谱的搬移可以分为线性搬移和非线性搬移两类，因此采用的电路一定是非线性电路。2.当