第1章高频电子线路

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1、,高等教育出版社，胡宴如、耿苏燕主编 主讲教师：朱春华 18623716908 13703825712 zhuchunhua,高频电子线路,第 1 章 绪 论,通信与通信系统 无线电波段的划分与无线电波的传播 非线性电子线路的基本概念 本章小结,1.1通信与通信系统,主要要求：,掌握通信系统的基本组成及各组成部分的作用,了解调幅广播通信系统的基本组成及各组成部 分的作用,了解数字通信系统的基本组成及各组成部分的 作用,理解通信系统中为何要采用调制技术,一、通信系统的基本组成,通信系统基本组成,基带信号 (低频信号),调制,已调信号 (高频信号),解调,基带信号,二、调制的概念及其意义,用基带信

2、号去控制高频信号的某一参数，使该参数按照基带信号的规律变化的过程，称为调制。,基带信号也称为调制信号；未调制的高频信号称为载波信号； 经调制后的高频信号称为已调信号,用基带信号去控制高频信号的振幅，称为调幅 AM 频率，称为调频 FM 相位，称为调相 PM,为何要调制？,1. 天线尺寸大于信号波长的十分之一，信号才能有效发射。,常用基带信号频率范围： 图像信号 06MHz 语音 300Hz 3.4kHz 音乐 16Hz 20kHz 直接进行传输是不现实的。,2. 实现信道的频率复用,三、通信系统的分类,广播通信系统 电视通信系统,双工：,发送者,接收者,如电话,单工：,发送者,接收者,如广播、

3、电视,半双工：,发送者,接收者,如对讲,根据通信方式不同分,四、模拟通信系统,以典型的中短波调幅广播通信系统为例， 介绍其组成及各部分作用,直接传输模拟信号的通信系统,五、数字通信系统,传输数字信号的通信系统,模拟通信系统,数字通信系统,用数字基带信号去控制高频信号的振幅，称为振幅键控 ASK 频率，称为频率键控 FSK 相位，称为相位键控 PSK,数字调制：用数字基带信号对高频正弦波进行的调制,高频小信号放大电路、高频功率放大电路、振荡电路、 调制电路、解调电路、混频器、倍频器、低频放大电路 反馈控制电路等。,数字通信系统抗干扰、抗噪声能力强，易利用计算机进行处理。,六、通信系统的基本单元电

4、路,非线性电路,高频电路,1.2无线电波段的划分与无线电波的传播,主要要求：,了解无线电波段的划分,了解无线电波的传播方式及其特点,一、无线电波段的划分,中波AM广播 530kHz1602kHz 地波 短波 5.818MHz 天波 FM 88108MHz,二、无线电波的传播方式及其应用,沿地面传播,长波、超长波(1.5MHz),特 点,传输稳定， 远距离传输,沿空间 直线传播 （视距传播）,超短波以上(30MHz),距离短,依靠电离 层传播,短波(30MHz),(地波),(空间波),(天波),距离远,1.3 非线性电子线路的基本概念,1.3.1 线性与非线性电路,线性电路 ,全部由线性或处于线

5、性工作状态的元器件 组成的电路,非线性电路 ,有一个以上非线性元器件组成的电路,线性元件： R、L、C,非线性元件： 二极管、三极管.,非线性元件在正弦波作用下的波形,线性,非线性,1.2.2 非线性电路的基本特点,设 i = a u2,当u = u1 + u2,则 i = a (u12+ u22 + 2u1u2),i = a(U21mcos2 1t + U22mcos2 2t + 2U1mcos 1tU2mcos 2t),设 u1 = U1m cos 1t,u2 = U2m cos 2t,直流成分,二次谐波,频率和分量,频率差分量,1. 产生了新的频率分量, 可变换频率(混频器);,2. 叠

6、加定理不再适用;,3. Q合适且信号小时,可按线性电路处理.,思考讨论题（见教材）,课堂练习一,1.如果广播电台发射的信号频率为,接收机中频,=455KHz,问接收机本振频率 是多少？,解：,936KHz455KHz1391KHz,答：接收机本振频率为1391KHz。,课堂练习二,2.如果高频载波频率为150MHZ,问/4天线应多 长？ 解：频率等于光速C除以波长,即 C,则： C , 3 150 2(米), /4240.5 (米) 答：/4天线应0.5米长。,课堂练习三,3. 中波广播波段的波长范围为187560米,问其频率范围为? 解：频率 等于光速C除以波长,即 C, 则： 560米时，

7、 3 560536 KHz 187米时， 3 1871604 KHz 答：频率范围为536 KHz 1604 KHz。,本章小结（P11） 1. 通信系统的构成及类型。（电、光） 2.为了改善通信性能采用的方法。（调制 ） 3.通信系统中电路的特点。（高频、非线性）,思考题与习题 1-1 为什么在无线电通信中要使用“载波”发射，其作用是什么？ 答：一些需要传送的信息转变成电信号后，其主要频率成分在低频范围。将这些低频范围的电信号直接发射出去，有两个问题难以解决：一是无选择性、互相干扰、不能实现多路通信；二是因为当电信号频率低时，需要特长的发射天线。因此，在无线电通信中要使用“高频载波”发射，其

8、作用是发射天线的尺寸小；不同的电台采用不同的载频，就容易多路同时发送，实现多路通信。 1-2 在无线电通信中为什么要采用“调制”与“解调”，各自的作用是什么？ 答：“调制”是发射机的主要功能。所谓调制是用需传送的信息（基带信号）去控制载波振荡信号的三参量之一，使其随需传送的信息成线性关系变化。因为载波信号相当于运载工具，其频率为高频、超高频甚至是微波，其频率很高。若采用无线发射，其天线尺寸可以很小。 “解调”是接收机的主要功能。所谓解调是将收到的已调波的原信号取出来。,1-3 计算机通信中应用的“调制解调”与无线电通信中的“调制解调”有什么异同点？ 答：计算机通信中传送的是数字信号，它的调制器

9、的主要作用是波形变换，它将基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。 解调器的作用是波形识别，它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。 计算机通信中应用的“调制解调”与无线电通信中的“调制解调”的相同之处是都有调幅、调频和调相。 计算机通信中传送的基带信号是数字基带信号，无线电通信中传送的基带信号是模拟基带信号。,1-4 试说明模拟信号和数字信号的特点，它们之间的相互转换应采用什么器件实现？ 答：信号的某一参量（如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽度、位置等）可以取无限多数值，且直接与信息对应的称模拟信号。其特点是信号连续变化。 信号的某一参量只能取有限值，并且常常

10、不直接与信息相对应的信号，称为数字信号。其特点是离散（不连续）的。 数字信号转换成模拟信号用D/A变换，模拟信号转换成数字信号用A/D变换。,1-5 理解“功能”电路的功能的含义，说明掌握功能电路的功能在开发电子系统中有什么好处。 答：“功能” 是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务。 高频功能电路可以用不同的器件和不同的电路形式构成。其功能和输入、输出频谱的关系不会因不同器件或不同的电路形式而改变。 大规模集成电路通常是由多个不同功能电路组成的，掌握了基本功能电路的功能，对了解和应用集成电路设计较复杂或大的电子系统是有利的。 。,1-6 理解地波传播、天波传播和直线传播的无线电信号传播的主要方式，它们主要的传送频率范围是什么？ 答： 地波（绕射）传播是电波沿着地球弯曲表面传播。长波（ 101100km ）和中波（ 103-102 m ）范围的电波适合绕射方式传播。 天波传播（反射和折射）是利用电离层的反射和折射来实现传播的。短波（ 3-30MHz ）信号主要是利用电离层的反射和折射来实现传播。 直线（视距）传播是电波在天线间沿着直线传播。 频率较高的超短波（30-300MHz）及更高频率（300MHz以上）的无线电波，主要沿空间直线传播。,