《高频电子线路一.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频电子线路一.（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 高频电子线路 曾兴雯曾兴雯 主编主编 第第1 1章章 绪论绪论 1.1 1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述 1.2 1.2 射频前端结构射频前端结构 1.3 1.3 无线信道特性无线信道特性 1.4 1.4 本课程的特点与学习方法本课程的特点与学习方法 1.1 1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述 本课程研究的对象是本课程研究的对象是模拟无线通信系统模拟无线通信系统中的发送设备和接收设中的发送设备和接收设 1.1.1 1.1.1 高频电子线路课程研究的对象高频电子线路课程研究的对象 备，重点研究它们的组成原理、基本电路和分析方法。备，重点研究它们的组成原理、基本电路和分析方法。 1
2、.1. 2 1.1. 2 通信及通信系统通信及通信系统 通信通信泛指将信息从发送者传送到接收者的过程，泛指将信息从发送者传送到接收者的过程，而实现这种信而实现这种信 息传递过程的系统称为通信系统。息传递过程的系统称为通信系统。 信源信源发送设备发送设备信道信道接收设备接收设备收信装置收信装置 噪声源噪声源 通信系统原理框图通信系统原理框图 有线通信系统（利用双绞线、同轴电缆光纤电缆等传递信息）有线通信系统（利用双绞线、同轴电缆光纤电缆等传递信息） 信道信道：信号传输的载体，即信号传输的通道（媒质）。信号传输的载体，即信号传输的通道（媒质）。 按处理、传输信号的不同按处理、传输信号的不同 模拟通
3、信模拟通信 数字通信数字通信 通信系统通信系统按信道按信道 分为分为 无线通信系统（利用无线通信系统（利用电磁波电磁波传递信息）传递信息） 信源信源发送设备发送设备信道信道接收设备接收设备收信装置收信装置 噪声源噪声源 通信系统原理框图通信系统原理框图 信源信源发送设备发送设备信道信道接收设备接收设备收信装置收信装置 噪声源噪声源 通信系统原理框图通信系统原理框图 常见的常见的信源：信源： 话筒、话筒、 摄像机、各种传感器件。摄像机、各种传感器件。 发送设备的发送设备的作用作用： 将基带信号变换成将基带信号变换成适合信道适合信道传输特性的信号。传输特性的信号。 接收设备的接收设备的作用作用：
4、接收传送过来的信号，并进行处理，以恢复发送端的基带信号。接收传送过来的信号，并进行处理，以恢复发送端的基带信号。 收信装置收信装置( (信宿信宿) ) ：还原声音的扬声器、恢复图象的显像管等还原声音的扬声器、恢复图象的显像管等 原始信号原始信号电信号电信号（基带信号）（基带信号） 电信号电信号原始信号原始信号 1.1.31.1.3无线通信系统的组成无线通信系统的组成 高频电路的基本内容高频电路的基本内容: : 高频振荡器高频振荡器 、高频放大器、高频放大器 混频或变频混频或变频 、调制与解调、调制与解调 音频 放大器 调制器激励放大 输出功 率放大 载波 振荡器 天线开关 高频放大混频器 中频
5、放大 与滤波 解调器 音频 放大器 话 筒 本地 振荡器 扬 声 器 变频器 即信源提供的信号。基带信号是频谱在零频附即信源提供的信号。基带信号是频谱在零频附近的宽带信号。近的宽带信号。 基带信号能否在无线基带信号能否在无线 信道中传输？信道中传输？ 不能！不能！ (1)(1) 基带信号频率低，无线发射天线尺寸过大。基带信号频率低，无线发射天线尺寸过大。 (2)(2) 无选择性，相互干扰，不能实现多信道通信。无选择性，相互干扰，不能实现多信道通信。 即：即： 从切实可行的天线出发从切实可行的天线出发 一般一般天线天线不宜不宜短于短于波长波长的的1/41/4 音频信号：音频信号：20Hz20KH
6、z 波长：波长： 1515000Km 对应对应天线天线长度长度: : 3.753750Km =c/f 1. 1.基带信号（调制信号）基带信号（调制信号） 1.1.41.1.4 无线通信中的信号与调制无线通信中的信号与调制 便于不同电台相同频段基带信号的同时接收便于不同电台相同频段基带信号的同时接收 12 解决问题的方法？ 就是用就是用调制信号调制信号去控制去控制高频载波高频载波的参数的参数, ,使载波信号的某一个使载波信号的某一个 或几个参数（振幅、或几个参数（振幅、 频率或相位）按照调制信号的规律变化。频率或相位）按照调制信号的规律变化。 2. 2.调制调制 (3) 调制的作用 (2)(2)
7、已调信号已调信号： 用于调制的用于调制的高频振荡信号高频振荡信号或用于解调的本地振荡信号或用于解调的本地振荡信号.( .(单一频率）单一频率） (1)(1)高频载波信号高频载波信号 调制信号对高频载波信号进行调制后的信号。调制信号对高频载波信号进行调制后的信号。 实现频谱的搬移；实现信道的复用；提高信道的抗干扰能力。实现频谱的搬移；实现信道的复用；提高信道的抗干扰能力。 (4)(4) 调制的类型调制的类型 振幅调制振幅调制（AM):AM): 频率调制频率调制（FM)FM) 相位调制相位调制（PM)PM) 就是用调制信号去控制高频载波的就是用调制信号去控制高频载波的振幅振幅，使高，使高 频载波的
8、振幅随调制信号的规律变化。频载波的振幅随调制信号的规律变化。 3. 3.解调（检波）：解调（检波）：从高频从高频已调信号已调信号中恢复出中恢复出调制信号调制信号的过程。的过程。 w0Dwm w0+Dwm AMFM 有中波通信、有中波通信、 短波通信、短波通信、 超短波通信、超短波通信、 微波通信和卫星通信等。微波通信和卫星通信等。 1.1.5 1.1.5 无线通信系统的类型无线通信系统的类型 （1 1） 按照按照工作频段工作频段或传输手段分或传输手段分 （2 2） 按照按照通信方式通信方式来分类来分类 单工单工方式：方式： 半双工半双工通信：通信：是一种既可以发也可以收但不能同时收发的通信方式
9、。 是一种既可以发也可以收但不能同时收发的通信方式。 指的是只能发或只能收的方式指的是只能发或只能收的方式。 （3 3）按照）按照调制方式调制方式的不同来划分的不同来划分 双工双工方式：方式：是一种可以同时收发的通信方式。是一种可以同时收发的通信方式。 有调幅、有调幅、 调频、调频、 调相以及混合调制等调相以及混合调制等。 （4 4） 按照传送的按照传送的消息的类型消息的类型分类分类 有模拟通信和数字通信有模拟通信和数字通信, , 也可以分为话音通信、也可以分为话音通信、 图像通信、图像通信、 数据通信和多媒体通信等。数据通信和多媒体通信等。 1.1.6 1.1.6 无线通信系统的要求与指标无
10、线通信系统的要求与指标 1.2.1 1.2.1 发射机结构发射机结构 载波 本振 中频放大 滤波 上混频射频功放 调制 射频滤波 1.2 射频前端结构 1.2.2 1.2.2 接收机结构接收机结构 1.2.3 1.2.3 天线天线 天线是将交流电信号与电磁波相互转换的器件，天线是将交流电信号与电磁波相互转换的器件，具有互易性。 具有互易性。 超外差式接收机方框图超外差式接收机方框图 低噪声低噪声 放大器放大器 f fs s f f s s 本地振荡本地振荡 f f o o 下混下混 频器频器 f f o o f fs s = = f f i i 解调器解调器 中频放大中频放大 与滤波与滤波 F
11、 F f f i 滤波滤波 1. 1. 时间特性时间特性 无线电信号的时间特性就无线电信号的时间特性就是是信号随时间变化快慢的特性。信号随时间变化快慢的特性。 （用时域波形或数学表达式描述）（用时域波形或数学表达式描述） 1.3.1 1.3.1 无线电信号的特性无线电信号的特性 2. 2. 频谱特性频谱特性 对于较复杂的信号（如话音信号、对于较复杂的信号（如话音信号、 图像信号等）图像信号等）, , 用频谱用频谱 分析法表示较为方便分析法表示较为方便。 1.3 1.3 无线信道特性无线信道特性 信号分解信号分解 任何信号都会占据一定的任何信号都会占据一定的带宽带宽。 从频谱特性上看从频谱特性上
12、看, , 带宽就带宽就 是信号能量主要部分（一般为是信号能量主要部分（一般为90%90%以上）所占据的频率范围或以上）所占据的频率范围或 频带宽度。频带宽度。 频谱图频谱图 频谱特性包含频谱特性包含幅频幅频特性特性和和相频相频特性两部分。特性两部分。 幅频特性幅频特性：信号中各频率分量的相对振幅与频率之间的关系。：信号中各频率分量的相对振幅与频率之间的关系。 相频特性：相频特性：信号中各频率分量的相位与频率之间的关系。信号中各频率分量的相位与频率之间的关系。 信号振幅 0 F3F5F7F9FF 3. 3. 频率特性频率特性 电磁波波谱 ：指无线电信号的频率或波：指无线电信号的频率或波长长 。
13、无线电信号的频（波）段的划分无线电信号的频（波）段的划分 1.3.2 1.3.2 无线信道的特性无线信道的特性 图 无线电波的主要传播方式 （a） 直射传播; （b） 地波传播; （c） 天波传播; 绕射 直射 电离层折射反射 (a) (c) (b) 传播特性指的是无线电信号的传播方式、传播特性指的是无线电信号的传播方式、 传播距离、传播距离、 传播特点等。传播特点等。 4.传播特性： 衰落特性衰落特性 1.4 1.4 本课程的特点与学习方法本课程的特点与学习方法 1. 1. 本课程的特点：高频、非线性。本课程的特点：高频、非线性。 2. 2. 课程的性质课程的性质： 高频电子线路是电子信息、
14、通信等电专业的一门高频电子线路是电子信息、通信等电专业的一门 技术基础课。技术基础课。本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习， 掌握高频电路中的基本概念、基本原理和基本方法（包括仿真掌握高频电路中的基本概念、基本原理和基本方法（包括仿真 方法）看懂一般的实际电路；熟悉本课程所述各类部件的组成、方法）看懂一般的实际电路；熟悉本课程所述各类部件的组成、 特点、性能指标，以及在通信系统中的地位与作用；能较深刻特点、性能指标，以及在通信系统中的地位与作用；能较深刻 地理解非线性电路的分析方法及特点；初步建立起信息传输系地理解非线性电路的分析方法及特点；初
15、步建立起信息传输系 统的整体概念；了解重要新技术的发展趋势。为后续的专业课统的整体概念；了解重要新技术的发展趋势。为后续的专业课 的学习打好基础。的学习打好基础。 3. 3.学时：学时：总学时为总学时为7070，其中理论学时为，其中理论学时为5050，实验学时为，实验学时为2020。 4.4.高频电子线路的分析方法高频电子线路的分析方法 1 1、等效电路分析法：、等效电路分析法：(Y(Y参数等效电路、混合丌等效电路参数等效电路、混合丌等效电路) ) 用于高频小信号放大器用于高频小信号放大器 2 2、折线分析法：用于高频功率放大器、包络检波器；、折线分析法：用于高频功率放大器、包络检波器； 3 3、幂级数分析法：用于频率变换电路，如平方律调幅、平方律、幂级数分析法：用于频率变换电路，如平方律调幅、平方律 检波、平衡混频等；检波、平衡混频等； 4 4、时变参量电路分析法：适于大小两个信号同时作用于一个有、时变参量电路分析法：适于大小两个信号同时作用于一个有 源器件，如晶体管混频。由时变参量元件所组成的电路，叫做参源器件，如晶体管混频。由时变参量元件所组成的电路，叫做参 变电路，有时也称为时变线性电路。变电路，有时也称为时变线性电路。 思考题与习题思考题与习题 1. 1. 画出无线通信收发信机的原理框图画出无线通信收发信机的原理框图, , 并说出各部分的功用。并说出各部分的
