通信电子线路讲义.doc

通信电子线路 主讲 石松 绪　论 ＊线性电路与非线性电路的概念 ０.1非线性电子线路的作用 一、功率放大 二、振荡器 三、波形变换，频率变换 调制、解调电路，混频、倍频电路等。 例：无线通信系统的发射、接收机电路框图。 图0-1-1　无线通信系统的组成方框图 图0-1-2　无线电波传播方式 图0-1-3　采用调幅方式的中波广播发射机组成方框图 图0-1-4　采用调幅方式的中波广播接收机组成方框图 0.2非线性器件的基本特点 线性电阻： 　　　　线性电容： 　　　　线性电感： 一、非线性器件特性的参数 ＊非线性电阻（电导）为例 图0-2-1　和的定义 1.直流电导 2.交流电导（微变电导、增量电导或时变增量电导） 　　　 交流电导也可表示为 　　　 3.平均电导 图0-2-2　在大信号作用下的电流波形 (1)器件两端加上的余弦电压 (2)器件中流过电流的傅里叶级数展开式为 (3)定义平均电导为 　　　　＊跨导也有直流跨导、交流跨导（增量跨导）及平均跨导的概念。 二、非线性器件特性的控制变量 ＊在电压与电流的关系中，存在谁控制谁的问题 例：隧道二极管的伏安特性曲线（电压控制电流） 　　图0-2-3　隧道二极管的伏安特性曲线 三、不满足叠加原理 若，则当时，不存在 例：，当时 　　　　　　 　　　　　　即 0.3本课程的特点 一、理解物理含义是根本，不要求过于繁琐的数学计算； 二、掌握基本电路的功能和原理是关键，不要被具体的电路所迷惑； 三、多思考，勤练习。 第一章　功率电子线路 1.1功率电子线路概述 1.1.1功率放大器 一、性能要求 　　安全、高效率和不失真（失真小）。 　　　输出信号功率 　　　功率管耗散功率 　　　集电极效率 　　　电源直流功率 二、功率管的运用状态 a.甲类 b.乙类 c.甲乙类 d.丙类 图1-1-1　各种运用状态下的输出电流波形 　　1、甲类　　　导通角 　　2、乙类　　　导通角 　　3、甲乙类　　导通角略大于 　　4、丙类　　　导通角小于 　　5、丁类　　　导通角，导通期间管子饱和 　　6、戊类　　　电流导通角小于，导通期间管子饱和 集电极耗散功率计算式： 1.1.2电源变换电路 1.直流-直流变换器（DC-DC Converter）　斩波器 2.交流-交流变换器（AC-AC Converter） 3.直流-交流变换器（DC-AC Converter）　逆变器（Inverter） 1.1.3功率器件 一、功率管散热和相应的 1.热阻的概念 图1-1-2　热传导过程的模拟 　 2. 集电结允许最高结温下的最大值为 图1-1-3　与之间的关系 　　 　　式中为周围空气温度。 3.加装散热器后的热等效电路 （a）,（b） 功率管底座上加装散热器 （c） 相应的热等效电路 图1-1-4 功率管的散热器及相应热等效电路 j:集电结 s:散热器　c:管壳 a:周围空气 二、二次击穿 图1-1-5　考虑到二次击穿后的功率管安全工作区 三、功率管 (a)结构剖面图 (b)转移特性 (c)温度特性 图1-1-6　双扩散MOS功率管 四、绝缘栅双极型功率管（IGBT） (a)结构 (b)等效电路 (c)电路符号 图1-1-7　IGBT 1.2功率放大器的电路组成和工作特性 1.2.1简单的共发射极放大器的功率分析 图1-2-1 简单共发射电路图解分析 一、电路参数计算 输出信号功率： 静态工作点：， 三极管瞬间电压、电流： 各功率计算： 集电极效率： ，式中取中的交流输出功率部分 显然，最大集电极效率发生在输出信号振幅为最大值的时候，此时 ， 因此 二、结论 1.除了有用的输出功率外，消耗的功率一部分在管子中（），另一部分为中的直流功率（）； 2.在恒定的情况下，提高输出功率的方法只有增大的值，即减小负载的值。但需配合增大激励的振幅，以确保及的振幅能达到最大； 3.改变负载大小时，需要对输入激励和静态工作点作相应的调整： 　　(1)改变负载大小； 　　(2)负载线斜率发生变化； 　　(3)重新调整静态工作点为新的负载线中点； 　　(4)改变输入激励大小，以让输出信号振幅在不失真条件下为最大。 图1-2-2　充分激励时变化对功率性能的影响 1.2.2甲类、乙类功率放大器的电路组成及其功率性能 一、甲类变压器耦合功率放大器 (a)原理电路 (b)直流通路 (c)交流通路 图1-2-3　甲类变压器耦合功率放大器 图1-2-4　甲类变压器耦合功率放大器的图解分析 1.直流负载线方程 2.交流负载