射頻與通信電路復(fù)習(xí)案例

1、 常用的射頻電路的有源和無源器件，無源器件電阻、常用的射頻電路的有源和無源器件，無源器件電阻、 電容和電感的射頻特性及等效電路。電容和電感的射頻特性及等效電路。 一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 傳輸線的種類、傳輸線基礎(chǔ)理論、傳輸線分析方傳輸線的種類、傳輸線基礎(chǔ)理論、傳輸線分析方 法，電壓反射系數(shù)的定義及計(jì)算方法、駐波及駐波比、法，電壓反射系數(shù)的定義及計(jì)算方法、駐波及駐波比、 端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗計(jì)算方法及特殊情況分析、端接負(fù)載傳輸線的輸入阻抗計(jì)算方法及特殊情況分析、 無耗傳輸線的功率傳輸特性、回波損耗和插入損耗的無耗傳輸線的功率傳輸特性、回波損耗和插入損耗的 定義及其計(jì)算。定義及其計(jì)算。 阻

2、抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的表示方法及特點(diǎn)、利用阻抗圓圖和導(dǎo)納圓圖的表示方法及特點(diǎn)、利用Smith 圓圖求解端接負(fù)載的傳輸線輸入阻抗的方法。圓圖求解端接負(fù)載的傳輸線輸入阻抗的方法。 兩端口網(wǎng)絡(luò)的兩端口網(wǎng)絡(luò)的Z參數(shù)、參數(shù)、Y參數(shù)、參數(shù)、H參數(shù)和參數(shù)和ABCD參數(shù)參數(shù) 的表示方法和物理意義，網(wǎng)絡(luò)的表示方法和物理意義，網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的定義及其物理意參數(shù)的定義及其物理意 義，電路網(wǎng)絡(luò)互連及其參數(shù)分析，網(wǎng)絡(luò)義，電路網(wǎng)絡(luò)互連及其參數(shù)分析，網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的測(cè)試條參數(shù)的測(cè)試條 件和測(cè)試方法。件和測(cè)試方法。 二、典型例題二、典型例題 例題例題1 在一微帶線中（假定微帶線無限長且無損耗）電在一微帶線中（假定微帶線無限長且無損耗）電

3、 流表示式為：流表示式為： ，求出（，求出（a） 相速，（相速，（b）頻率，（）頻率，（c）波長。）波長。 9 ( )0.6cos(9 10500 )Ai ttz 分析：分析：這是一個(gè)關(guān)于波動(dòng)方程及結(jié)論計(jì)算的典型例題。這是一個(gè)關(guān)于波動(dòng)方程及結(jié)論計(jì)算的典型例題。 根據(jù)電流的表達(dá)式可以算出電磁波的三個(gè)重要參數(shù)：根據(jù)電流的表達(dá)式可以算出電磁波的三個(gè)重要參數(shù)： 相速、頻率、波長。相速、頻率、波長。 解：解：電流表達(dá)式為：電流表達(dá)式為： 9 ( )0.6cos(9 10500 )Ai ttz 頻率：頻率： 9 9 9 10 1.433 10 Hz 2 f 相速：相速： 9 7 29 10 1.8 10

4、m/s 500 P f 波長：波長： 2 22 1.256 10 m 500 例題例題2 負(fù)載負(fù)載 ，傳輸線的特性阻抗為，傳輸線的特性阻抗為 且工作頻率為且工作頻率為 。求端接負(fù)載阻抗傳輸線的。求端接負(fù)載阻抗傳輸線的 輸入阻抗和輸入反射系數(shù)。輸入阻抗和輸入反射系數(shù)。 20 L Z 0 50Z 1GHz 解：解：由端接負(fù)載阻抗傳輸線輸入阻抗的計(jì)算公式得由端接負(fù)載阻抗傳輸線輸入阻抗的計(jì)算公式得 0 0 0 cossin ( ) cossin L in L ZdjZd ZdZ ZdjZd 22 20 cos50 sin 44 50 22 50 cos20 sin 44 j j 50 50125 20

5、 負(fù)載反射系數(shù)：負(fù)載反射系數(shù)： 0 0 0 20503 20507 L L ZZ ZZ 輸入反射系數(shù)：輸入反射系數(shù)： 2 2 24 0 333 ( ) 777 j j dj in deee 例題例題3 用短路短截線實(shí)現(xiàn)用短路短截線實(shí)現(xiàn)2nH的電感，工作頻率為的電感，工作頻率為 1GHz，特征阻抗為，特征阻抗為 ，求傳輸線的最短長度。，求傳輸線的最短長度。 50 分析：分析：用理想的短路或開路短截線可以實(shí)現(xiàn)電容或電用理想的短路或開路短截線可以實(shí)現(xiàn)電容或電 感功能，根據(jù)端接阻抗傳輸線輸入阻抗的計(jì)算公式可感功能，根據(jù)端接阻抗傳輸線輸入阻抗的計(jì)算公式可 以求出特定阻抗值所對(duì)應(yīng)的傳輸線的長度。以求出特定

6、阻抗值所對(duì)應(yīng)的傳輸線的長度。 解：解：短路短截線的輸入阻抗為：短路短截線的輸入阻抗為： 9 tan21020nH inO ZjZlj Lj 則傳輸線的最短長度：則傳輸線的最短長度： 9 21020nH arctan/arctan/ 50 o L l Z 0.286 0.123 2 / 其中，其中， 為波長。為波長。 例題例題4 對(duì)于下圖所示系統(tǒng)，假如傳輸線是無耗的，計(jì)算對(duì)于下圖所示系統(tǒng)，假如傳輸線是無耗的，計(jì)算 輸入功率、傳送到負(fù)載的功率、回波損耗和插入損耗。輸入功率、傳送到負(fù)載的功率、回波損耗和插入損耗。 分析：分析：首先求出負(fù)載通過傳輸線變換后的輸入阻抗，然首先求出負(fù)載通過傳輸線變換后的輸

7、入阻抗，然 后根據(jù)輸入功率的計(jì)算公式，可求出輸入功率，由于傳后根據(jù)輸入功率的計(jì)算公式，可求出輸入功率，由于傳 輸線是無耗的，故傳送到負(fù)載的功率等于輸入功率?；剌斁€是無耗的，故傳送到負(fù)載的功率等于輸入功率?；?波損耗和插入損耗與輸入反射系數(shù)有關(guān)。波損耗和插入損耗與輸入反射系數(shù)有關(guān)。 解：解：由于傳輸線的長度為由于傳輸線的長度為 ，輸入阻抗為：，輸入阻抗為： 1/4 2 0 50 50 100 25 in L Z Z Z 則則 ，0 s 0 0 100501 100503 in in in ZZ ZZ 根據(jù)輸入功率的計(jì)算公式，得到輸入功率根據(jù)輸入功率的計(jì)算公式，得到輸入功率 222 2 1 100

8、1 1(1)11100 9 W 8819 1 Gsin in sin V P 由于傳輸線是無耗的，故傳送到負(fù)載的功率等于由于傳輸線是無耗的，故傳送到負(fù)載的功率等于 輸入功率輸入功率 100 W 9 Lin PP 回波損耗回波損耗 1 10lg(/)20lg()20lg=9.5dB 3 rinin RLPP 插入損耗插入損耗 10lg(/)10lg()/)20lg(1) tininrinin ILP PPPP 2 20lg=3.5dB 3 4. S參數(shù)參數(shù) （1）網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的物理意義參數(shù)的物理意義 in 11in in S = o o ZZ ZZ 是網(wǎng)絡(luò)端口是網(wǎng)絡(luò)端口1的反射系數(shù)的反射系數(shù)

9、2 21 1 2 S = G V V 是網(wǎng)絡(luò)端口是網(wǎng)絡(luò)端口1到端口到端口2的正向電壓增益的正向電壓增益 例題例題5 傳輸線的特征阻抗為傳輸線的特征阻抗為 ，負(fù)載阻抗為，負(fù)載阻抗為 ，工作頻率，工作頻率 ，相速，相速 ， 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，求輸入阻抗時(shí)，求輸入阻抗 。 0 50Z (3060) L Zj 2GHzf 0.5 P vC 0.64cmd in Z 分析：分析：應(yīng)用應(yīng)用Smith圓圖法計(jì)算其阻抗，可按下面步驟：圓圖法計(jì)算其阻抗，可按下面步驟： 1）用特征阻抗用特征阻抗 歸一化負(fù)載阻抗歸一化負(fù)載阻抗 ，求出，求出 。 0 Z L Z L z 2）在在Smith圓圖內(nèi)找出圓圖內(nèi)找出 的位置。的位置

10、。 L z 3）在在Smith圓圖內(nèi)確定負(fù)載阻抗所對(duì)應(yīng)的負(fù)載反射系圓圖內(nèi)確定負(fù)載阻抗所對(duì)應(yīng)的負(fù)載反射系 數(shù)數(shù) ，用幅度和相位表示。，用幅度和相位表示。 0 4）用用2倍電長度倍電長度 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn) ，獲得，獲得 。 d 0 ( ) in d 5）記錄在特定位置記錄在特定位置 處的歸一化輸入阻抗處的歸一化輸入阻抗 。 d in z 6）將將 轉(zhuǎn)換到實(shí)際的阻抗轉(zhuǎn)換到實(shí)際的阻抗 。 in z in Z 0 96d 解：解： 歸一化負(fù)載阻抗歸一化負(fù)載阻抗 ，/0.61.2 LLo zZZj 0 96d 歸一化輸入阻抗歸一化輸入阻抗 (0.64)0.30.53 in zcmj 輸入阻抗輸入阻抗

11、(0.64)1526.5 in Zcmj 例題例題6 級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1的的ABCD矩陣為矩陣為 13 24 ，級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)2 ABCD矩陣為矩陣為 78 56 ，求整個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的，求整個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的ABCD 矩陣，并說明矩陣，并說明ABCD矩陣的應(yīng)用場(chǎng)。矩陣的應(yīng)用場(chǎng)。 分析：分析：級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的ABCD參數(shù)等于所有組成級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)等于所有組成級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)ABCD矩陣的乘積。矩陣的乘積。 解：解：級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整體ABCD矩陣等于所有子網(wǎng)絡(luò)矩陣等于所有子網(wǎng)絡(luò)ABCD 矩陣的乘積。矩陣的乘積。 因此，整個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的因此，整個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的ABCD矩陣為矩陣為 1122

12、1122 13782226 24563440 ABABAB CDCDCD 三、三、本章作業(yè)本章作業(yè) 1-1 從駐波比（從駐波比（SWR）的基本定義出發(fā)：）的基本定義出發(fā)： maxmax minmin VI SWR VI 證明其能也能表示為：證明其能也能表示為： 0 0 1 1 SWR 證明：證明：電壓駐波比定義為最大電壓與最小電壓的比值，即電壓駐波比定義為最大電壓與最小電壓的比值，即 max min V SWR V 0 (1)VV 而而 則則 max0 (1)VV min0 (1)VV 故故 00 max min00 (1)1 (1)1 VV SWR VV 即得證即得證 1-2 證明在無耗傳輸

13、線條件下，輸入功率和負(fù)載功率證明在無耗傳輸線條件下，輸入功率和負(fù)載功率 相同，且為相同，且為 222 2 1(1)1 8 1 Gsin inL sin V PP 證明：證明：源阻抗和輸入阻抗用反射系數(shù)表示為源阻抗和輸入阻抗用反射系數(shù)表示為 1 1 s soG s ZZZ 1 1 in ino in ZZ 輸入電壓和電流可以表示為輸入電壓和電流可以表示為 (1)() in inininG inG Z VVV ZZ (1)/ ininino IVZ 則輸入功率可表示為則輸入功率可表示為 2 2 * 0 Re()/2(1)/2 ininininin PV IVZ 222 2 1(1)1 8 1 Gs

14、in sin V 由于傳輸線是無耗的，故輸入功率和負(fù)載功率相等，即由于傳輸線是無耗的，故輸入功率和負(fù)載功率相等，即 222 2 1(1)1 8 1 Gsin inL sin V PP 1-4 負(fù)載阻抗為負(fù)載阻抗為 ，與特征阻抗為，與特征阻抗為 的傳輸線相連，求負(fù)載處的駐波比。的傳輸線相連，求負(fù)載處的駐波比。 3060 L Zj 50 解：解：負(fù)載處的反射系數(shù)為負(fù)載處的反射系數(shù)為 108.5 0 0 0 (3060)502060 0.63 (3060)508060 j L L ZZjj e ZZjj 則負(fù)載處的駐波比為則負(fù)載處的駐波比為 0 0 110.63 4.4 11 0.63 SWR 1-

15、5 一終端短路傳輸線段，工作在一終端短路傳輸線段，工作在1GHz，相速度是光速，相速度是光速 的的75%，用分析法確定為獲得（，用分析法確定為獲得（a）5.6pF電容和（電容和（b） 4.7nH電感所需的最短線長。電感所需的最短線長。 解：解： 9 -1 8 22 3.14 10 28m 3 100.75 P f v 短路時(shí)容性阻抗：短路時(shí)容性阻抗： 01 1 tan() in ZjZd j C 1min 0 11 arctand CZ 912 11 arctan0.093m 282 3.14 105.6 1050 短路時(shí)感性容抗：短路時(shí)感性容抗： 02 tan() in j LZjZd 2m

16、in 0 1 arctan L d Z 99 12 3.14 104.9 10 arctan0.019m 2850 1-6 已知放大器輸入、輸出端口駐波系數(shù)分別為已知放大器輸入、輸出端口駐波系數(shù)分別為2 in SWR 3 out SWR輸出端口反射系數(shù)的模。若采用輸出端口反射系數(shù)的模。若采用 、 11 S 22 S 表示結(jié)果，其物理含義是什么？表示結(jié)果，其物理含義是什么？ 解：解：由駐波比定義得由駐波比定義得 1 1 SWR 由由 1 2 1 in in in SWR 得得 1 2 in 由由 1 3 1 out out out SWR 得得 1 3 out 如果用如果用 、 表示，則表示，則

17、 11 S 22 S 11in S輸入端口反射系數(shù)的模等于該端口輸入端口反射系數(shù)的模等于該端口 的模。的模。 11 S 22out S輸出端口反射系數(shù)的模等于該端口輸出端口反射系數(shù)的模等于該端口 的模。的模。 22 S 1-7 如圖所示，負(fù)載阻抗為如圖所示，負(fù)載阻抗為 ，傳輸線的特征，傳輸線的特征 阻抗為阻抗為 ，且長度為，且長度為 。求負(fù)載反射系數(shù)。求負(fù)載反射系數(shù) ， 輸入反射系數(shù)輸入反射系數(shù) ，線上的駐波比，線上的駐波比 ，回波損耗，回波損耗 ，輸入阻抗，輸入阻抗 。 13090j 500.3 L in SWR RL in Z 解：解：負(fù)載反射系數(shù)負(fù)載反射系數(shù) o 0 0 1309050

18、0.598 21.8 1309050 L L L jZZ ZZj 電長度電長度 o 2 0.3108l 輸入反射系數(shù)輸入反射系數(shù) o 2108 2oo 0.598 21.80.598 165.8 j j l inLe e 駐波比駐波比 110.598 3.98 11 0.598 SWR 回波損耗為回波損耗為20lg20lg 0.5984.47dBRL 輸入阻抗為輸入阻抗為 o 0 0 o 0 1309050tan 108 tan 50 tan5013090 tan 108 L in L jj ZjZl ZZ ZjZljj 12.755.8j 一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 選頻回路的基本概念，選

19、頻回路的性能指標(biāo)，利選頻回路的基本概念，選頻回路的性能指標(biāo)，利 用用LC串并聯(lián)諧振回路進(jìn)行選頻的基本原理，掌握串并聯(lián)諧振回路進(jìn)行選頻的基本原理，掌握LC 串串/并聯(lián)諧振回路有關(guān)諧振、諧振頻率、諧振阻抗、并聯(lián)諧振回路有關(guān)諧振、諧振頻率、諧振阻抗、 諧振時(shí)的電流（電壓）以及品質(zhì)因數(shù)的定義和計(jì)算，諧振時(shí)的電流（電壓）以及品質(zhì)因數(shù)的定義和計(jì)算， 品質(zhì)因數(shù)對(duì)諧振回路選頻特性的影響，串并聯(lián)諧振回品質(zhì)因數(shù)對(duì)諧振回路選頻特性的影響，串并聯(lián)諧振回 路的選頻特性及主要性能指標(biāo)。路的選頻特性及主要性能指標(biāo)。 阻抗匹配的基本概念，進(jìn)行阻抗匹配的必要性，阻抗匹配的基本概念，進(jìn)行阻抗匹配的必要性， 實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的條件及基

20、本方法，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的條件及基本方法，L型匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)型匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè) 計(jì)方法，以及相關(guān)電容、電感值的計(jì)算，計(jì)方法，以及相關(guān)電容、電感值的計(jì)算， 和和T型匹型匹 配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，利用配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，利用Smith圓圖進(jìn)行阻抗匹配圓圖進(jìn)行阻抗匹配 的基本方法及步驟。的基本方法及步驟。 （4）串并聯(lián)支路阻抗轉(zhuǎn)換串并聯(lián)支路阻抗轉(zhuǎn)換 并聯(lián)電阻并聯(lián)電阻 并聯(lián)電抗并聯(lián)電抗 22 22 1 ()(1) SSS PSS SS rXX RrrQ rr 22 2 2 1 1 ()(1) SSS PSS SS rXr Xrr XXQ 二、二、典型例題典型例題 例題例題1 并聯(lián)諧振回路均無損耗并聯(lián)諧振回路均無損

21、耗 ， 負(fù)載電阻負(fù)載電阻 ，如下圖所示，如下圖所示, 10HL 300pFC 5k L R 求：求：(1)(1)回路諧振頻率回路諧振頻率 (2)(2)回路回路3dB帶寬帶寬 (3)(3)矩形系數(shù)矩形系數(shù) 0 3dB BW 0.1 K 分析：分析：上圖所示的并聯(lián)諧振回路的諧振頻率和品質(zhì)因上圖所示的并聯(lián)諧振回路的諧振頻率和品質(zhì)因 素均可由公式求得，求出品質(zhì)因素之后，可得回路素均可由公式求得，求出品質(zhì)因素之后，可得回路 3dB帶寬帶寬 ，由于該諧振回路屬于單調(diào)諧振回路，由于該諧振回路屬于單調(diào)諧振回路， 故其矩形系數(shù)等于故其矩形系數(shù)等于9.96。 3dB BW 解：解：(1)(1)諧振頻率諧振頻率 6

22、 0 612 11 18.25 10 rad/s 10 10300 10 LC 0 0 2.9MHz 2 f (2)(2)回路空載回路空載 ，有載為，有載為 0 Q 3 66 0 5 10 27.4 18.25 1010 10 L e R Q L 回路通頻段回路通頻段 6 0 3 2.9 10 105.8KHz 27.4 dB e f BW Q (3)(3)由于是單調(diào)諧振回路，所以矩形系數(shù)為由于是單調(diào)諧振回路，所以矩形系數(shù)為 。 0.1 9.96K 例題例題2 設(shè)計(jì)一個(gè)無耗的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，采用設(shè)計(jì)一個(gè)無耗的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，采用L型匹配型匹配 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將天線等效阻抗網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將天線等效阻抗 變換

23、為純變換為純 電阻電阻 ，其工作頻率為，其工作頻率為 ，求匹配，求匹配 網(wǎng)絡(luò)的電感和電容值。網(wǎng)絡(luò)的電感和電容值。 5030 A Zj 160 in R 100MHzf 解：解：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)L型匹配網(wǎng)絡(luò)如下：型匹配網(wǎng)絡(luò)如下： 根據(jù)變換電阻的大小得品質(zhì)因數(shù)根據(jù)變換電阻的大小得品質(zhì)因數(shù) 160 -1=-1=1.48 50 R Q R 大 小 L網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)支路由網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)支路由 、 、 組成，根據(jù)支路組成，根據(jù)支路 Q的定義有的定義有 A r C X 1 C X 1 74 S S C CCCA A X QXXXr Q r 1 1 1 8 11 74304436pF 210442 C C XC f X 同理

24、，由并聯(lián)支路的同理，由并聯(lián)支路的Q可得可得 8 160108 1080.172H 1.482210 P P P L in LP L X R QXL Xf 例題例題3 并聯(lián)諧振回路如下圖所示，已知并聯(lián)諧振回路如下圖所示，已知 , ，回路空載，回路空載 。信號(hào)源內(nèi)阻。信號(hào)源內(nèi)阻 負(fù)載電阻負(fù)載電阻 。求該回路的諧振頻率、諧振電。求該回路的諧振頻率、諧振電 阻、通頻帶。阻、通頻帶。 390pFC 390HL 0 Q100100 S Rk 200 L Rk 解：解：由于回路為高由于回路為高Q，所以回路諧振頻率，所以回路諧振頻率 0 126 11 465.5kHz 2 2300 10390 10 f LC

25、 回路的損耗電阻回路的損耗電阻 36 0 0 2465.5 10390 10 11.4 100 L r Q 回路的諧振阻抗回路的諧振阻抗 2 0 (1)114K P RrQ 考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載后回路的總諧振阻抗為考慮信號(hào)源內(nèi)阻及負(fù)載后回路的總諧振阻抗為 |42K SPL RRRR 回路的有載回路的有載Q值為值為 3 0 42 10 37 2 e R Q f L 0 3dB 465.5 12.56kHz 37 e f BW Q 通頻帶通頻帶 三、三、本章習(xí)題本章習(xí)題 2-1 選頻網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)是什么？選頻網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo)是什么？ 答：答： 中心頻率，即為傳輸系數(shù)最大的頻率點(diǎn)。中心頻率，即

26、為傳輸系數(shù)最大的頻率點(diǎn)。 通頻帶通頻帶 ，傳輸系數(shù)下降為中心頻率，傳輸系數(shù)下降為中心頻率 對(duì)應(yīng)值對(duì)應(yīng)值 的的 時(shí)對(duì)應(yīng)的上下限的頻率之差。時(shí)對(duì)應(yīng)的上下限的頻率之差。 3dB BW 0 f 1/2 帶內(nèi)波動(dòng)帶內(nèi)波動(dòng) ，通頻帶內(nèi)傳輸系數(shù)的最大波動(dòng)值。，通頻帶內(nèi)傳輸系數(shù)的最大波動(dòng)值。 選擇性（帶外衰減）與矩形系數(shù)。選擇性（帶外衰減）與矩形系數(shù)。 插入損耗插入損耗 輸入輸出阻抗輸入輸出阻抗 2-2 給定并聯(lián)諧振回路的中心頻率給定并聯(lián)諧振回路的中心頻率 ，要求，要求 在偏離諧振頻率在偏離諧振頻率 處衰減處衰減 ，求回路，求回路 Q值，通頻帶值，通頻帶 。 0 640kHzf 100kHz16dBS 3dB

27、 BW 解：解： 2 0 1 16dB0.158 2 1 S Q 20Q 則則 得得 將將 及及 代入代入 0 100kHzff 0 640kHzf 0 3dB 640 32kHz 200 f BW Q 0 10MHzf 56pFC 3 150kHz dB BW 600kHzf 2-3 并聯(lián)諧振回路的中心頻率并聯(lián)諧振回路的中心頻率， 通頻帶通頻帶，求回路電感，求回路電感L L、Q Q值及對(duì)值及對(duì) 處的信號(hào)選擇性處的信號(hào)選擇性S S。 ， 電感電感 對(duì)對(duì) 解：解： 27212 0 11 4.53 H (210 )56 10 L C 處的信號(hào)選擇性處的信號(hào)選擇性600kHzf 22 0 0 0 1

28、1 0.12418.13dB 0.6 2 2() 166.67 1 10 S ff Q f 0 0 3dB 10 66.67 0.15 f Q BW 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) 2-4 畫出如下圖所示四個(gè)無損耗回路的電抗畫出如下圖所示四個(gè)無損耗回路的電抗-頻率特頻率特 性，并算出關(guān)鍵點(diǎn)的頻率值。性，并算出關(guān)鍵點(diǎn)的頻率值。 解：解： (b)(a) 0 1 2 f LC 0 1 2 f LC 1 12 1 2() f C LL 1 2 1 2 f LC (d) (c) 2 1 1 2 f CL 2 12 12 1 2 f C C L CC 10025.1Zj50 2-5 見下圖，設(shè)計(jì)一個(gè)無損耗匹配網(wǎng)絡(luò)將負(fù)載

29、阻抗見下圖，設(shè)計(jì)一個(gè)無損耗匹配網(wǎng)絡(luò)將負(fù)載阻抗 連接到內(nèi)阻為連接到內(nèi)阻為的信號(hào)源上。的信號(hào)源上。 變換網(wǎng)絡(luò)的變換網(wǎng)絡(luò)的Q Q為：為： 100 11 50 Q 解：解：由于負(fù)載電阻由于負(fù)載電阻R=100R=100大于輸入阻抗大于輸入阻抗5050 ，因此匹，因此匹 配網(wǎng)絡(luò)如圖示，其中配網(wǎng)絡(luò)如圖示，其中的容抗的容抗 ，用于，用于 1 25.1 C Xj 1 C 抵消負(fù)載中的感抗。抵消負(fù)載中的感抗。 因此因此100 L R X Q 2 5050 C XQ 0 50Z 50 0.50.8 L zj 1.60.8 L zj 2-6 設(shè)計(jì)兩個(gè)無損耗設(shè)計(jì)兩個(gè)無損耗L L網(wǎng)絡(luò)，完成下列歸一化阻抗（網(wǎng)絡(luò)，完成下列歸

30、一化阻抗（ ）變換為）變換為 （1 1） （2 2）。 ： ； （1 1）已知已知及參考電阻及參考電阻 設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，則設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，則 解：解： 0.50.8 L zj 0 50Z 50 (0.5.8)2540 L LLC ZjjrjX 50 11 25 Q () L LCL XXrQ1 254065 L X S C R x Q 50 50 1 C x （2 2） 1.60.850 (1.60.8)8040 LL ZjZjj 用電容用電容抵消負(fù)載感抗抵消負(fù)載感抗 ，見圖示，見圖示， 1 C 1 L X 11 40 CL XX 80 10.774 50 L S r Q R 80 1

31、03.3 0.774 L C r X Q 50 0.77438.7 LS XRQ ，這是電阻與電感并聯(lián)，這是電阻與電感并聯(lián)， -3 (2.5- 2.3) 10 ( ) i YjS 50 2-7 已知某集成共射已知某集成共射共基放大器的輸入導(dǎo)納為共基放大器的輸入導(dǎo)納為 。設(shè)計(jì)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，將。設(shè)計(jì)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)，將 變換為與放大器共軛匹配。變換為與放大器共軛匹配。源電阻源電阻 解：解： 已知已知 -3 (2.5- 2.3) 10 i Yj 其中其中 3 11 400 2.5 10 i i R g 3 1 434 2.3 10 i X 設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，用容抗設(shè)計(jì)匹配網(wǎng)絡(luò)如圖示，用容抗 抵消放大器

32、的輸入抵消放大器的輸入 匹配網(wǎng)絡(luò)匹配網(wǎng)絡(luò)Q值為值為 1 C X 則則 1 434 Ci XX感抗。感抗。 400 12.64 50 Q 400 151 2.64 i L R X Q 2 50132 C XQ 一、一、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 電路與系統(tǒng)噪聲來源、種類及效應(yīng)，起伏噪聲的電路與系統(tǒng)噪聲來源、種類及效應(yīng)，起伏噪聲的 基本概念及其特點(diǎn)，電阻熱噪聲、雙極晶體管和場(chǎng)效基本概念及其特點(diǎn)，電阻熱噪聲、雙極晶體管和場(chǎng)效 應(yīng)晶體管主要噪聲來源、大小及等效電路，電抗元件應(yīng)晶體管主要噪聲來源、大小及等效電路，電抗元件 的噪聲、兩端口網(wǎng)絡(luò)的等效輸入噪聲源，噪聲系數(shù)、的噪聲、兩端口網(wǎng)絡(luò)的等效輸入噪聲源，噪聲系

33、數(shù)、 等效噪聲溫度的基本概念及相關(guān)計(jì)算，噪聲系數(shù)與等等效噪聲溫度的基本概念及相關(guān)計(jì)算，噪聲系數(shù)與等 效輸入噪聲源的關(guān)系，多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)效輸入噪聲源的關(guān)系，多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù) 的計(jì)算方法。的計(jì)算方法。 非線性器件的描述方法、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的定非線性器件的描述方法、靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的定 義及計(jì)算方法，器件非線性的影響：諧波、增益壓縮、義及計(jì)算方法，器件非線性的影響：諧波、增益壓縮、 堵塞、交叉調(diào)制等，堵塞、交叉調(diào)制等，1dB壓縮點(diǎn)與三階交調(diào)截點(diǎn)的定壓縮點(diǎn)與三階交調(diào)截點(diǎn)的定 義、計(jì)算及其關(guān)系，非線性器件在頻譜搬移中的應(yīng)用。義、計(jì)算及其關(guān)系，非線性器件在頻譜搬移中的應(yīng)用。 二、二

34、、典型例題典型例題 510K 250K 290KT 5 10 HzB 例題例題1 試計(jì)算試計(jì)算 噪聲噪聲電流。若并聯(lián)電流。若并聯(lián)電阻后，總均方值噪聲電壓電阻后，總均方值噪聲電壓 ，噪聲帶寬，噪聲帶寬） 電阻的均方值噪聲電壓，均方值電阻的均方值噪聲電壓，均方值 又為多少？（設(shè)又為多少？（設(shè) 解：解： 2-2335 1 4kTR B4 1.38 10290 510 1010 n V 2-212 1 1 4kTB3.14 10(A ) R n I 12 510 250 |167.7k 510250 RR 2102 4kTRB2.68 10(V ) n V 則則 102 8.16 10(V ) 例題例

35、題2 如圖所示放大器及輸入信號(hào)，設(shè)放大器的帶寬如圖所示放大器及輸入信號(hào)，設(shè)放大器的帶寬 200KHzB ，試求：，試求： in S N out S out N out S N 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號(hào)功率輸出信號(hào)功率 輸出噪聲功率輸出噪聲功率 輸出信噪比輸出信噪比 100( 115)15dB in S N 1002080dBm outin SSG N內(nèi)32NFdBF F e T 000 (1)(2 1) e TFTTT 0e kT BkT B 200KHzB 0 174 10lg121dBm e kT BkT BB 解：解： 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號(hào)功率輸出信號(hào)功率 設(shè)放大器內(nèi)部噪

36、聲為設(shè)放大器內(nèi)部噪聲為，因?yàn)?，因?yàn)?根據(jù)噪聲系數(shù)根據(jù)噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度與等效噪聲溫度的關(guān)系，可以的關(guān)系，可以 所以放大器的內(nèi)部噪聲等效到輸入端為所以放大器的內(nèi)部噪聲等效到輸入端為 放大器的帶寬放大器的帶寬 則則 ， 算出該放大器的等效噪聲溫度為算出該放大器的等效噪聲溫度為 ， ， 0 () outii NG NNGNGkT B 內(nèi) -10 1152095dBm=3.16 10mW i GN -10 121 20101dBm=0.79 10mWGN 內(nèi) -10 ()3.96 10mW=-94dBm outi NG NN 內(nèi) 80( 94)14dBm out S N 由于由于 故輸出噪聲功率為

37、故輸出噪聲功率為 輸出信噪比輸出信噪比 30KHzB 250K A T 50 ,min ()20dB o SNR ,minin P 例題例題3 某接收機(jī)前端兩級(jí)的增益，噪聲系數(shù)如下圖所示，某接收機(jī)前端兩級(jí)的增益，噪聲系數(shù)如下圖所示， 。其天線等效噪聲溫度。其天線等效噪聲溫度 間相匹配，且輸入、輸出阻抗均為間相匹配，且輸入、輸出阻抗均為。為獲得輸出。為獲得輸出 ，求接收機(jī)的最小輸入電平，求接收機(jī)的最小輸入電平 為多少？為多少？ 帶寬為帶寬為，各級(jí)，各級(jí) 信噪比信噪比 11 10dB10 PP GG 11 2dB1.58NFF 21 4dB2.51NFF 解：解：將增益、噪聲系數(shù)的將增益、噪聲系數(shù)

38、的dBdB值換成線性值為值換成線性值為 ， ， 1 2 1 12.51 1 1.581.7312.38dB 10 P F FFNF G 0 (1)211.9K e TFT 10lg () 10lg tAe Fk TTB 23 10lg1.38 10(250211.9) 10lg3030 23028 14.730157.1dBW=-127.1dBm 11 ,min,min ()127.1 20107.1dBm1.9 10mW into PFSNR 接收機(jī)的噪聲系數(shù)為接收機(jī)的噪聲系數(shù)為 等效噪聲溫度等效噪聲溫度 接收機(jī)最低輸入電平接收機(jī)最低輸入電平 基底噪聲為基底噪聲為 三、三、本章習(xí)題本章習(xí)題

39、和和 1 R 2 R 12L RRR n P 3-1 如下圖所示，計(jì)算溫度為如下圖所示，計(jì)算溫度為T T的兩有噪電阻的兩有噪電阻 輸出到負(fù)載輸出到負(fù)載上的噪聲功率上的噪聲功率。 解：由于匹配，所以輸出為額定噪聲功率 n PkTB 解：解：由于匹配，所以輸出為額定噪聲功率由于匹配，所以輸出為額定噪聲功率 1531.62GdB22NFdB 2 2 2 0 800 800kF113.76 290 e e T T T 1 0 (1)(2 1)290290k e TFT 2 1 13.76 1 22.087 31.62 F FF G 3-2 放大器的增益為放大器的增益為15dB15dB，帶寬為，帶寬為2

40、00MHz200MHz，噪聲系，噪聲系 數(shù)為數(shù)為3dB3dB，連接到等效噪聲溫度為，連接到等效噪聲溫度為800K800K的解調(diào)器前端。的解調(diào)器前端。 求整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度。求整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度。 系統(tǒng)的等效噪聲溫度為系統(tǒng)的等效噪聲溫度為 系統(tǒng)的噪聲系數(shù)為系統(tǒng)的噪聲系數(shù)為 解：解：先把先把dB數(shù)化為自然數(shù)數(shù)化為自然數(shù) 2 1 800 290315.3k 31.62 e ee T TT G 放大器的等效噪聲溫度為放大器的等效噪聲溫度為 3-3 某接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示，若從接收天線進(jìn)某接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示，若從接收天線進(jìn) 來的噪聲輸入功率為來的噪聲輸入功率為

41、ia NkT B15 a TK，其中，其中 溫度為溫度為290K290K，中頻帶寬為，中頻帶寬為10MHz10MHz。求接收機(jī)總的噪聲系。求接收機(jī)總的噪聲系 數(shù)、總的等效噪聲溫度和輸出噪聲功率。數(shù)、總的等效噪聲溫度和輸出噪聲功率。 ，環(huán)境，環(huán)境 1 1010GdB 21 10.79GLdB 32 30.5GLdB 1 21.58FdB 21 11.26FLdB 3 42.51FdB 32 1 112 111.26 12.51 1 1.581.82.55 1010 0.79 FF FFdB GGG 用多級(jí)噪聲系數(shù)的計(jì)算公式得接收機(jī)總的噪聲系數(shù)用多級(jí)噪聲系數(shù)的計(jì)算公式得接收機(jī)總的噪聲系數(shù) 解：解：

42、將將dB轉(zhuǎn)換為線性值轉(zhuǎn)換為線性值 0 (1)(1.8 1) 290232 e TFTK 236 1.38 101523210 103.95 oae Nk TTBG 15 1.35 1098.7WdBm 則總的等效噪聲溫度為則總的等效噪聲溫度為 輸出噪聲功率為輸出噪聲功率為 290 a TK 3NFdB t F 10dBm ,min ()20 o SNRdB 3-4 設(shè)天線等效噪聲溫度設(shè)天線等效噪聲溫度 ，放大器的噪聲，放大器的噪聲 ，求基底噪聲，求基底噪聲。若。若1dB1dB ，此接收機(jī)的線性，此接收機(jī)的線性 ）？）？ 帶寬為帶寬為100kHz， 壓縮點(diǎn)的輸入功率為壓縮點(diǎn)的輸入功率為 范圍是多

43、少（若要求輸出信噪比范圍是多少（若要求輸出信噪比 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài) 174/() 10log t FdBm HzNF dBB 5 1743 10log10121dBm 解：解：噪聲底數(shù)為噪聲底數(shù)為 放大器的線性動(dòng)態(tài)范圍也可以定義為它的放大器的線性動(dòng)態(tài)范圍也可以定義為它的1dB1dB壓壓 縮點(diǎn)的輸入功率與靈敏度之比，則線性動(dòng)態(tài)范圍為縮點(diǎn)的輸入功率與靈敏度之比，則線性動(dòng)態(tài)范圍為 10(121)111dB l DR ,min ()20 o SNRdB ,min,min ()101 into PFSNRdBm 10(101)91dB l DR 放大器的線性動(dòng)態(tài)范圍可以定義為它的放大器的線性動(dòng)態(tài)范圍可以定義為它

44、的1dB1dB壓縮點(diǎn)壓縮點(diǎn) 的輸入功率與噪聲底數(shù)之比，即的輸入功率與噪聲底數(shù)之比，即 若若 則靈敏度則靈敏度 3-5 接收機(jī)噪聲系數(shù)是接收機(jī)噪聲系數(shù)是7dB7dB，增益為，增益為40dB40dB，對(duì)應(yīng)增益，對(duì)應(yīng)增益 1dB1dB壓縮點(diǎn)的輸出功率是壓縮點(diǎn)的輸出功率是25dBm25dBm，對(duì)應(yīng)三階截點(diǎn)的輸出，對(duì)應(yīng)三階截點(diǎn)的輸出 功率是功率是35dBm35dBm，接收機(jī)采用等效噪聲溫度，接收機(jī)采用等效噪聲溫度 150 A TK 的天線。設(shè)接收機(jī)帶寬為的天線。設(shè)接收機(jī)帶寬為100MHz100MHz，若要求輸出信噪比，若要求輸出信噪比 為為10dB10dB，求：接收機(jī)的線性動(dòng)態(tài)范圍和無雜散動(dòng)態(tài)范，求：接

45、收機(jī)的線性動(dòng)態(tài)范圍和無雜散動(dòng)態(tài)范 圍。圍。 0 150290 a TKTK () itae NFk TT B 解：解：由于此題接收機(jī)的天線噪聲溫度為由于此題接收機(jī)的天線噪聲溫度為 因此計(jì)算接收機(jī)的噪聲底數(shù)（即等效輸入噪聲功因此計(jì)算接收機(jī)的噪聲底數(shù)（即等效輸入噪聲功 率）時(shí)應(yīng)為：率）時(shí)應(yīng)為： 0 75.01(1)(5.01 1) 2901162.9 e NFdBTFTK -238-12 1.38 10(1501162.9) 101.8 10-87.4 it NFdBm ,1,1 2540 114 i dBO dB PPGdBm t F -14-(-87.4)73.4 l DRdB 其中其中為接收

46、機(jī)的等效噪聲溫度為接收機(jī)的等效噪聲溫度 增益增益1dB1dB壓縮點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入功率是：壓縮點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入功率是： 則線性動(dòng)態(tài)范圍定義為（以則線性動(dòng)態(tài)范圍定義為（以為下限）為下限）: : e T ,min ()77.4 into PFSNRdBm 1 ,min ( 14)( 77.4)63.4 indB l in P DRdB P 33 35405dBmIIPOIPG 30 1 2 () 3 ftt DRIIPFFSNR 1 (2 ( 5)87.4)( 87.4 10)44.9dB 3 若以靈敏度為下限，則線性動(dòng)態(tài)范圍是：若以靈敏度為下限，則線性動(dòng)態(tài)范圍是： 將三階互調(diào)輸出功率轉(zhuǎn)換為輸入功率：將三階

47、互調(diào)輸出功率轉(zhuǎn)換為輸入功率： 無雜散動(dòng)態(tài)范圍為無雜散動(dòng)態(tài)范圍為 3-6 已知放大器和混頻器連接如下圖所示，低噪放的已知放大器和混頻器連接如下圖所示，低噪放的 增益是增益是 20 P GdB 3 22OIPdBm6 P GdB 3 13IIPdBm 3 OIP ，對(duì)應(yīng)三階截點(diǎn)的輸出功率是，對(duì)應(yīng)三階截點(diǎn)的輸出功率是 ，混頻器的變頻損耗是，混頻器的變頻損耗是 三階截點(diǎn)的輸入功率是三階截點(diǎn)的輸入功率是，求系統(tǒng)的三階，求系統(tǒng)的三階 。 ，對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng) 截點(diǎn)截點(diǎn) 3 OIP 33 22202dBm1.58mWIIPOIPG 3 13dBm19.95mWIIP 20100GdB 33 132 111100 5

48、.644 ()()1.5819.95 G IIPIIPIIP 解：解：將放大器的三階截點(diǎn)輸出功率將放大器的三階截點(diǎn)輸出功率變?yōu)樽優(yōu)?混頻器的混頻器的 放大器功率增益放大器功率增益 則整個(gè)系統(tǒng)的三階截點(diǎn)輸入功率為則整個(gè)系統(tǒng)的三階截點(diǎn)輸入功率為 輸入功率，即輸入功率，即 33 132 111100 5.644 ()()1.5819.95 G IIPIIPIIP 3 1 0.177mw-7.516dBm 5.644 IIP 3312 7.5162066.48dBmOIPIIPGG 則整個(gè)系統(tǒng)的三階截點(diǎn)輸入功率為則整個(gè)系統(tǒng)的三階截點(diǎn)輸入功率為 則則 若以輸出功率為參考，則若以輸出功率為參考，則 一、一

49、、本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn) 射頻發(fā)射級(jí)、接收級(jí)的基本組成及完成的主要功射頻發(fā)射級(jí)、接收級(jí)的基本組成及完成的主要功 能，設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題，無能，設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題，無 線通信接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和方案，鏡像頻率線通信接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和方案，鏡像頻率 干擾、組合頻率干擾和變頻器引起的寄生通道干擾的干擾、組合頻率干擾和變頻器引起的寄生通道干擾的 產(chǎn)生機(jī)理，高中頻和低中頻的利弊。產(chǎn)生機(jī)理，高中頻和低中頻的利弊。 單次變頻超外差式接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、各組成部單次變頻超外差式接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、各組成部 分的功能及其特點(diǎn)，二次變頻超外差式接收機(jī)的組成分的功能及

50、其特點(diǎn)，二次變頻超外差式接收機(jī)的組成 結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，零中頻結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，零中頻(直接下變頻直接下變頻)接收機(jī)、鏡頻抑制接收機(jī)、鏡頻抑制 接收機(jī)和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，接收機(jī)射頻前接收機(jī)和數(shù)字中頻的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，接收機(jī)射頻前 端設(shè)計(jì)考慮，直接調(diào)制與間接調(diào)制發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)與特端設(shè)計(jì)考慮，直接調(diào)制與間接調(diào)制發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)與特 點(diǎn)，發(fā)射機(jī)射頻前端設(shè)計(jì)考慮，無線發(fā)射接收機(jī)的性點(diǎn)，發(fā)射機(jī)射頻前端設(shè)計(jì)考慮，無線發(fā)射接收機(jī)的性 能指標(biāo)及系統(tǒng)指標(biāo)分配與計(jì)算。能指標(biāo)及系統(tǒng)指標(biāo)分配與計(jì)算。 二、二、典型例題典型例題 例題例題1 畫出射頻發(fā)射級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu)及其完成的主要畫出射頻發(fā)射級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu)及其完成的主要 功能

51、。功能。 解：解： 射頻發(fā)射級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu)射頻發(fā)射級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu) 完成的主要功能：完成的主要功能： 產(chǎn)生正弦載波產(chǎn)生正弦載波 完成基帶信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制完成基帶信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制 將通帶信號(hào)搬移到所需的頻段將通帶信號(hào)搬移到所需的頻段 放大到足夠的功率并發(fā)射放大到足夠的功率并發(fā)射 不干擾相鄰信道不干擾相鄰信道 例題例題2 畫出零中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖，并寫出其優(yōu)畫出零中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖，并寫出其優(yōu) 缺點(diǎn)。缺點(diǎn)。 解：解： 零中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖：零中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)方框圖： 直接變頻到基帶信號(hào)，不存在鏡像干擾；直接變頻到基帶信號(hào)，不存在鏡像干擾； 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 簡單。簡單。 LORF 1/ f

52、優(yōu)點(diǎn)：由于優(yōu)點(diǎn)：由于 存在低噪聲放大器偶次諧波失真干擾存在低噪聲放大器偶次諧波失真干擾 ，從而將調(diào)制的，從而將調(diào)制的RF信號(hào)信號(hào) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 信道間隔離度差（頻率竄透）信道間隔離度差（頻率竄透） 噪聲效應(yīng)嚴(yán)重噪聲效應(yīng)嚴(yán)重 例題例題3 某超外差式接收機(jī)射頻部分各模塊間均互相匹某超外差式接收機(jī)射頻部分各模塊間均互相匹 配，它們的增益、噪聲系數(shù)如圖所示，求：配，它們的增益、噪聲系數(shù)如圖所示，求： 系統(tǒng)總的增益系統(tǒng)總的增益 系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)系統(tǒng)總的噪聲系數(shù) 解：解： L表示無源有耗網(wǎng)絡(luò)的損耗，它與增益表示無源有耗網(wǎng)絡(luò)的損耗，它與增益G互為互為 倒數(shù)，用倒數(shù)，用dB表示時(shí)絕對(duì)值相同，符號(hào)相反。表示時(shí)絕

53、對(duì)值相同，符號(hào)相反。 ?？偟脑肼曄禂?shù)可按多級(jí)線性系統(tǒng)。總的噪聲系數(shù)可按多級(jí)線性系統(tǒng) 級(jí)連公式計(jì)算，由于各級(jí)間匹配，所以級(jí)連公式計(jì)算，由于各級(jí)間匹配，所以 5 1025220465064GdB ()()NF dBL dB 32 1 112 11FF FF GGG 總 1.58 11.58 13.16 1 3.16 0.3160.316 100.316 10 0.63 3.16 1.8350.18350.1835 1.0850.9222.525 0.2270.03020.59910.56710.239dB 故總增益為故總增益為 無源有耗網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)等于其損耗值無源有耗網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)等于其損耗值L

54、 L，即，即 要求的最低輸入電壓為要求的最低輸入電壓為 ，天線等效噪聲溫度為，天線等效噪聲溫度為 。求接收機(jī)的最低輸入。求接收機(jī)的最低輸入 50 i R 3dBNF 200KHzB 150K a T min 10dB S N 0.5V ,minin P 例題例題4 已知某二次混頻超外差接收機(jī)的輸入電阻為已知某二次混頻超外差接收機(jī)的輸入電阻為 ，射頻部分的噪聲系數(shù)，射頻部分的噪聲系數(shù)，帶寬為，帶寬為 解調(diào)器前端的最低輸入信噪比解調(diào)器前端的最低輸入信噪比 為多少？為多少？ ，要求，要求 ，解調(diào)器，解調(diào)器 功率功率 32NFdBF 000 (1)(2 1)290K e TFTTT 解：由于解：由于，

55、則接收機(jī)的等效噪聲溫度，則接收機(jī)的等效噪聲溫度 為為 ,min0 min ()(1)(/) 10lg ina S PdBmk TFTdBm HzB N 23 0 (1)1.38 10(150290) a k TFT 23 607.2 10(/)172.2/W HzdBm Hz 5 ,min 172.2 10lg(2 10 ) 10109.2 in PdBm 故接收機(jī)的最低輸入功率故接收機(jī)的最低輸入功率 則則 三、三、本章作業(yè)本章作業(yè) 答：答： 射頻發(fā)射級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu)射頻發(fā)射級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu) 4-1 畫出射頻接收級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu)及其完成的主要畫出射頻接收級(jí)的基本組成結(jié)構(gòu)及其完成的主要 功能。功

56、能。 完成的主要功能：完成的主要功能： 從眾多的電波中選出有用信號(hào)從眾多的電波中選出有用信號(hào) 將微弱信號(hào)放大到解調(diào)器所要求的電平值將微弱信號(hào)放大到解調(diào)器所要求的電平值 將通帶信號(hào)變?yōu)榛鶐盘?hào)將通帶信號(hào)變?yōu)榛鶐盘?hào) 4-2 設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題是什么？設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題是什么？ 答：答：設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題：設(shè)計(jì)收發(fā)機(jī)的射頻部分時(shí)應(yīng)解決的關(guān)鍵問題： 選用合適的調(diào)制和解調(diào)方式。選用合適的調(diào)制和解調(diào)方式。 接收機(jī)選出有用信道抑制干擾。接收機(jī)選出有用信道抑制干擾。 接收機(jī)的靈敏度和線性動(dòng)態(tài)范圍。接收機(jī)的靈敏度和線性動(dòng)態(tài)范圍。 發(fā)射機(jī)的高效率不失真

57、的功率放大器。發(fā)射機(jī)的高效率不失真的功率放大器。 限制發(fā)射信號(hào)對(duì)相鄰信道的干擾。限制發(fā)射信號(hào)對(duì)相鄰信道的干擾。 天線收發(fā)轉(zhuǎn)換器的損耗小，隔離性好。天線收發(fā)轉(zhuǎn)換器的損耗小，隔離性好。 4-3 說明單次變頻超外差式接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)說明單次變頻超外差式接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 答：答： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 帶通濾波器帶通濾波器BPF1作頻帶選擇作頻帶選擇, 而而BPF2作信道選擇作信道選擇, 實(shí)現(xiàn)了頻帶選擇和信道的分離。實(shí)現(xiàn)了頻帶選擇和信道的分離。 合理分配系統(tǒng)增益，放大器穩(wěn)定性好。合理分配系統(tǒng)增益，放大器穩(wěn)定性好。 適用于信號(hào)載頻遠(yuǎn)高于中頻頻率的情況。適用于信號(hào)載頻遠(yuǎn)高于中頻頻率的情況。 在較低固定中頻上

58、放大，在較低固定中頻上放大，ADC和解調(diào)較為容易。和解調(diào)較為容易。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 在變頻器內(nèi)可能產(chǎn)生眾多的寄生頻率，對(duì)有用信號(hào)在變頻器內(nèi)可能產(chǎn)生眾多的寄生頻率，對(duì)有用信號(hào) 形成干擾，降低信噪比。最主要的干擾有以下三種：形成干擾，降低信噪比。最主要的干擾有以下三種： 鏡像頻率干擾鏡像頻率干擾 中頻干擾中頻干擾 互調(diào)干擾互調(diào)干擾 4-4 為什么要用二次變頻方案，對(duì)為什么要用二次變頻方案，對(duì)中頻和中頻和中頻的選中頻的選 擇有何要求？擇有何要求？ 答：答：為了解決中頻選擇中碰到的為了解決中頻選擇中碰到的“靈敏度靈敏度”和和“選擇選擇 性性”的矛盾，可以采用二次變頻方案。的矛盾，可以采用二次變頻方案。

59、高第一中頻有利于鏡頻抑制，有好的頻帶選擇性。高第一中頻有利于鏡頻抑制，有好的頻帶選擇性。 低第二中頻有利于低第二中頻有利于IFA的穩(wěn)定性和降低對(duì)解調(diào)器的的穩(wěn)定性和降低對(duì)解調(diào)器的 要求。要求。 4-5 如圖所示放大器及輸入信號(hào)，設(shè)放大器的帶寬如圖所示放大器及輸入信號(hào)，設(shè)放大器的帶寬 200KHzB ，試求：，試求： in S N out S out N out S N 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號(hào)功率輸出信號(hào)功率 輸出噪聲功率輸出噪聲功率 輸出信噪比輸出信噪比 算出該放大器的等效噪聲溫度為算出該放大器的等效噪聲溫度為 根據(jù)噪聲系數(shù)根據(jù)噪聲系數(shù)與等效噪聲溫度與等效噪聲溫度 設(shè)放大器內(nèi)部噪聲為設(shè)放

60、大器內(nèi)部噪聲為 80( 110)30dB in S N 802060dBm outin SSG N內(nèi)32NFdBF F e T 000 (1)(2 1) e TFTTT 解：解： 輸入信噪比輸入信噪比 輸出信號(hào)功率輸出信號(hào)功率 ，因?yàn)?，因?yàn)椋?的關(guān)系，可以的關(guān)系，可以 0e kT BkT B 200KHzB 0 174 10lg121dBm e kT BkT BB 0 () outii NG NNGNGkT B 內(nèi) -9 1102090dBm=1.0 10 mW i GN -10 12120101dBm=0.79 10mWGN 內(nèi) -9 ()1.079 10 mW=-89.7dBm outi