通信电子线路课件高频绪论青岛理工

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1、高频电子线路High frequency electronic circuits总学分:4.5学分,专业基础课教材:谢嘉奎等著, 电子线路(非线性部分)高等教育出版社 2000年5月。参考书目:高频电子线路曾兴雯著,高等教育出版社 2004年1月。非线性电子线路通信电子线路 主要学习无线通信系统所涉及到的各单元电路的组成、工作原理、性能计算及应用。通过该课程的学习,使学生熟悉非线性电子线路课程的体系结构,引导学生在分析非线性电子线路时,树立工程分析的观点,用简单的分析方法获得具有实用意义的结果,具有一定的电路综合能力。课程的目的与任务:绪 论模拟电子线路:输入、输出均为模拟量电路由D、BJT、

2、MOS 、R、L、C 组成电路特点:1)器件均工作在非线性状态;2)器件一般工作在高频段。0.1非线性电子线路的作用一、线性电子电路与非线性电子电路线性电路:尽量使用器件特性的线性部分。电路基本是线性的,但存在不希望有的失真。非线性电路:利用器件特性的非线性特性,完成振荡、频率变换、放大等功能。器件特性与使用条件密切相关。1. 通信通信:信息的传输,信息从发送者接收者的过程 通信系统:实现信息传输过程的系统,由信源(发送者)、信道(信息传输的媒介)、信宿(接收者)三部分组成 分类:按信道分为有线通信系统、无线通信系统和光纤通信系统二、非线性电子线路在通信系统中的应用2.通信发展的历史 驿站,最

3、早的有线通信系统;烽火,最早的无线通信系统1895年,马可尼实现了短距离的无线电通信1876年贝尔发明电话,建立了常规通信工具;1837年莫尔斯发明电报;1864年,麦克斯韦推导出电磁场方程;1887年赫兹用实验证实了电磁波的存在;1901年,实现了横渡大西洋的通信; 1948年,维纳、香农提出信息论、控制论、系统论的基础;肖克莱发明晶体三极管1960年代后期开始卫星通信;1958年集成电路诞生;1970年代后期,光通信成为通信介质的主流1907年,发明电子三极管;无线电广播的参数为:频率:波长:则天线长度为: 解决方法:调制 低频信号(调制信号、基带信号):携带需要传输信息的低频信号;有用信

4、号3.高频电子线路与无线电通信 在接收端,将调制信号从已调波信号中取出的过程称为解调采用调制的另一个原因是为充分利用频带。高频信号(载波信号):运输工具;参考信号 已调波信号(通带信号):调制后的信号,携带需要传输信息的高频信号4.无线电波的传播特性无线电波的传播特性主要取决于其频率(波长)无线电波的传播特性无线电波的传播特性主要取决于其频率(波长),有: 直射(视距)传播:超短波或频率更高的无线电波;传播距离有限;架高天线、中继或卫星;绕射(地波)传播:中、低频率的无线电波;传播距离远且稳定 折射和反射(天波)传播:短波波段的无线电波;电离层的反射和折射,传播距离远(最大距离为4000km)

5、;传播性能不稳定; 散射传播:4006000MHz的无线电波;对流层;传播距离远且稳定。表 1各波段特点波 段波长/m频率/MHz特 点说 明中、长波 200 1.5沿地表传播大地表面是导体,一部分电磁波会损耗掉,频率越高,损耗越大短波10 2001.5 30靠电离层反射传播电磁波一部分被吸收,另一部分被反射或折射到地面。频率越高,被吸收的能量越小,但频率超过一定值,电磁波会穿过电离层,不再返回地面超短波 30沿空间直线传播地球表面是弯曲的,所以只能限制在视线范围内5.现代通信技术与高频电子线路现代通信技术发展的趋势:高频、宽带、无线接入等 蓝牙技术(bluetooth):开放的技术规范;短距

6、离语音和数据通信,其载频为2.4GHz; 电力载波技术(PWL,用于固定通讯):应用OFDM(正交频率调制),Homepnp 规范,传输速率达10Mbps,载波频率:150kHz450kHz,通过电力线的设备即插即用; 数字扩频技术:将所需传送的信号加到一伪随机序列上再进行传送;传输方式即可有线亦可无线;特点:抗干扰性强,保密性强。无线通信系统组成:发射装置 + 接收装置 + 传输媒体6.本课程的主要内容 无线通信系统所涉及的各单元电路的组成、工作原理和性能特点。7调幅发射机组成8调幅接收机 调幅广播接收机的组成放大器的增益带宽积为一定值,取决于电路参数。超外差调幅广播接收机的组成其他通信系统

7、 调频无线通信系统 数字通信系统 软件无线电小结(1)非线性电子线路讨论的范围除小信号放大器以外的其他功能电路振荡器、功放、调制器、解调器、混频器、倍频器。 (2)本课程讨论的内容三类电路 功率放大电路在输入信号作用下,可将直流电源提供的部分功率转换为按输入信号规律变化的输出信号功率,并使输出信号的功率大于输入信号的功率。 振荡电路可在不加输入信号的情况下,稳定地产生特定频率或特定频率范围的正弦波振荡信号。 波形变换和频率变换电路能在输入信号作用下产生与之波形和频谱不同的输出信号。包括:调制电路、解调电路、混频电路和倍频电路。主要内容功率电子线路非谐振功放、功率合成整流与稳压谐振功放第一章第三

8、章振荡电路第二章调制与解调电路第四章振幅调制、解调与混频电路角度调制与解调电路第五章反馈控制电路第六章 基本特点:工作特性的非线性;不满足叠加定理;具有频率变换作用。一、非线性器件的参数 工作特性非线性的具体体现:多种含义不同的参数,且参数的大小随激励信号的大小变化。1、直流(静态)电导Q0.2非线性器件的基本特点2、交流(微分、增量)电导(正弦小信号)Q表明增量电流与增量电压间的依存关系3、平均电导(交流大信号)较大,则:Q:频率变换二、非线性器件的控制变量:功率放大器、振荡是的单值函数; 是的多值函数;三、不满足叠加定理例:则:四、实现频率变换0.3本课程的特点1工程上采用近似分析法 对策:对器件数学模型和电路工作条件进行合理近似,用近似分析方法获得具有实用意义的结果。2功能与电路形式多对策:抓本质功能再多也是借助器件的非线性;抓基本电路种类虽多,但都是在为数不多的基本电路上发展起来的。3重视实验环节,坚持理论联系实际 本书内容安排的三个层次: 由电路功能的基本原理导出基本电路。 合理近似,引出对电路的工程近似分析。 根据分析结果,提出对电路的设计原则及改进电路性能的基本途径。

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