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1、Page 1高频电子线路高频电子线路电气与电子工程系电气与电子工程系电气与电子工程系电气与电子工程系 杨清杨清杨清杨清1010高频电子线路（第高频电子线路（第高频电子线路（第高频电子线路（第4 4版）胡宴如版）胡宴如版）胡宴如版）胡宴如 高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社Page 2第一章第一章 绪论绪论n n什么是高频？为什么要学高频？什么是高频？为什么要学高频？什么是高频？为什么要学高频？什么是高频？为什么要学高频？n n通信系统的基本组成通信系统的基本组成通信系统的基本组成通信系统的基本组成n n发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组
2、成发射设备的基本原理和组成n n接收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成n n高频电子线路的研究对象高频电子线路的研究对象高频电子线路的研究对象高频电子线路的研究对象n n如何学好高频？如何学好高频？如何学好高频？如何学好高频？n n无线电波的基本特点无线电波的基本特点无线电波的基本特点无线电波的基本特点n n非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念Page 3什么是高频？为什么要学高频？什么是高频？为什么要学高频？n n高频电子线路广泛应用于通信系统和各种设备中。无线电通信、广播、
3、高频电子线路广泛应用于通信系统和各种设备中。无线电通信、广播、雷达、导航等都是利用高频无线电波来传递信息。雷达、导航等都是利用高频无线电波来传递信息。n n例如：用手机通话例如：用手机通话何谓高何谓高频？频？所谓“高频”，广义上讲就是适于无线电传播的无线电频率，通常又称为“射频射频”。工作频率：300KHz-30MHz uu在专业课程中起在专业课程中起“承上启下承上启下”的作的作用，前导课有电路分析、低频电子；用，前导课有电路分析、低频电子；后面有电视技术等。是考试课。后面有电视技术等。是考试课。 Page 4n与低频电子线路课程的区别特点：与低频电子线路课程的区别特点：与低频电子线路课程的区
4、别特点：与低频电子线路课程的区别特点：n n低频不需考虑结电容低频不需考虑结电容低频不需考虑结电容低频不需考虑结电容, ,而高频就要考虑。而高频就要考虑。而高频就要考虑。而高频就要考虑。n n必须考虑分布电感、分布电容的影响。必须考虑分布电感、分布电容的影响。必须考虑分布电感、分布电容的影响。必须考虑分布电感、分布电容的影响。n n要考虑载流子的渡越时间。要考虑载流子的渡越时间。要考虑载流子的渡越时间。要考虑载流子的渡越时间。什么是高频？为什么要学高频？什么是高频？为什么要学高频？为什么要用为什么要用高频？高频？1、由天线理论可知，要将、由天线理论可知，要将无线电信号有效地发射，天线的尺寸必无
5、线电信号有效地发射，天线的尺寸必须和电信号的波长为同一数量级须和电信号的波长为同一数量级。2、原始电信号一般是低频信号，要求非常长的天线，这是不切实要求非常长的天线，这是不切实际的。际的。3、低频信道中会互相重叠、干扰，、低频信道中会互相重叠、干扰，使接收设备也无法接收信号。使接收设备也无法接收信号。 Page 5n n信源：信息的来源，如语言、音乐、文字、图像、电码等。信源：信息的来源，如语言、音乐、文字、图像、电码等。信源：信息的来源，如语言、音乐、文字、图像、电码等。信源：信息的来源，如语言、音乐、文字、图像、电码等。n n变换器：变换器：变换器：变换器： 源信息与电信号之间的互相转换；
6、输入将信息变换成源信息与电信号之间的互相转换；输入将信息变换成源信息与电信号之间的互相转换；输入将信息变换成源信息与电信号之间的互相转换；输入将信息变换成电信号电信号电信号电信号，该信号，该信号，该信号，该信号为为为为基带信号基带信号基带信号基带信号；输出则刚好相反；信源不同，变换器不同，如话筒、摄像机、电话；输出则刚好相反；信源不同，变换器不同，如话筒、摄像机、电话；输出则刚好相反；信源不同，变换器不同，如话筒、摄像机、电话；输出则刚好相反；信源不同，变换器不同，如话筒、摄像机、电话等。等。等。等。n n发送设备：把电信号转换成发送设备：把电信号转换成发送设备：把电信号转换成发送设备：把电信
7、号转换成高频振荡信号高频振荡信号高频振荡信号高频振荡信号并由天线发射出去并由天线发射出去并由天线发射出去并由天线发射出去n n传输媒质：信息的传送通道（自由空间）传输媒质：信息的传送通道（自由空间）传输媒质：信息的传送通道（自由空间）传输媒质：信息的传送通道（自由空间）n n接收设备：把无线高频信号转换成电信号接收设备：把无线高频信号转换成电信号接收设备：把无线高频信号转换成电信号接收设备：把无线高频信号转换成电信号n n信宿：信息的最终接收者信宿：信息的最终接收者信宿：信息的最终接收者信宿：信息的最终接收者通信系统的基本组成通信系统的基本组成通信系统的基本组成通信系统的基本组成信信源源输入输
8、入变换器变换器发送发送设备设备信道信道接收接收设备设备输出输出变换器变换器信信宿宿基带信号基带信号已调信号已调信号已调信号已调信号基带信号基带信号图1 通信系统基本组成各部分作用各部分作用：信息源收信装置Page 6问题的解决问题的解决调制调制n什么是调制？什么是调制？什么是调制？什么是调制？ 把待传送信号把待传送信号把待传送信号把待传送信号“ “装载装载装载装载” ”到高频振荡信号上的过程。到高频振荡信号上的过程。到高频振荡信号上的过程。到高频振荡信号上的过程。n三种信号三种信号三种信号三种信号 调制信号、载波信号和已调信号调制信号、载波信号和已调信号调制信号、载波信号和已调信号调制信号、载
9、波信号和已调信号n三种方式三种方式三种方式三种方式 调幅（调幅（调幅（调幅（AMAM）、调频（）、调频（）、调频（）、调频（FMFM）和调相（）和调相（）和调相（）和调相（PMPM）新问题新问题新问题新问题怎么运作？怎么运作？怎么运作？怎么运作？发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成Page 7发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成发射设备的基本原理和组成n n以调幅无线电广播发射机为例以调幅无线电广播发射机为例以调幅无线电广播发射机为例以调幅无线电广播发射机为例 Page 8接收设备的基本原理和组成接
10、收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成信号的信号的“ “卸载卸载”解调解调n什么是解调？什么是解调？ 从高频已调波信号中从高频已调波信号中从高频已调波信号中从高频已调波信号中“ “取出取出取出取出” ”调制信号的过程。调制信号的过程。调制信号的过程。调制信号的过程。n解调的三种方式解调的三种方式 对调幅波的解调对调幅波的解调对调幅波的解调对调幅波的解调检波检波检波检波 对调频波的解调对调频波的解调对调频波的解调对调频波的解调鉴频鉴频鉴频鉴频 对调相波的解调对调相波的解调对调相波的解调对调相波的解调鉴相鉴相鉴相鉴相Page 9接收设备的基本原理和组成接收设备的基本
11、原理和组成接收设备的基本原理和组成接收设备的基本原理和组成n n以以以以超外差式调幅接收机为例超外差式调幅接收机为例图图3 超外差式调幅接收机组成超外差式调幅接收机组成Page 10n本地振荡器用来产生fL = fc fI的高频振荡信号。n混频器将其与本地振荡器提供的频率为fL的信号混频，产生频率为fI的中频信号。n中频放大器是中心频率fI固定的放大器，进一步滤除无用信号。n解调器将得到得中频调制信号变换为原基带信号，再经低频或视频放大器放大后从扬声器或显象管输出。 为了提高接收机性能，目前广泛彩超外差接收方式Page 11高频电子线路的研究对象高频电子线路的研究对象高频电子线路的研究对象高频
12、电子线路的研究对象问题：本课程我们学些什么？问题：本课程我们学些什么？答：答：答：答：发送和接收设备中电子线路的电路组成和工作原理发送和接收设备中电子线路的电路组成和工作原理发送和接收设备中电子线路的电路组成和工作原理发送和接收设备中电子线路的电路组成和工作原理 n n高频、中频放大器都是小信号谐振放大高频、中频放大器都是小信号谐振放大第二第二章章 n n功率放大器是谐振功率放大器功率放大器是谐振功率放大器第三章第三章n n高频振荡、本地振荡是正弦波振荡器高频振荡、本地振荡是正弦波振荡器第四章第四章n n幅度调制、解调、混频幅度调制、解调、混频第五章第五章n n角度调制和解调角度调制和解调第六
13、章第六章n n锁相环路是现代通信系统不可缺少的技术锁相环路是现代通信系统不可缺少的技术第第七章七章Page 12如何学好高频？如何学好高频？如何学好高频？如何学好高频？n n预习、听课、笔记、复习、实验、课外制作。如自己制作收音机、预习、听课、笔记、复习、实验、课外制作。如自己制作收音机、预习、听课、笔记、复习、实验、课外制作。如自己制作收音机、预习、听课、笔记、复习、实验、课外制作。如自己制作收音机、做仿真实验等。做仿真实验等。做仿真实验等。做仿真实验等。 n n应首先掌握电路功能输入、输出频谱的关系，再分析实现这种功能应首先掌握电路功能输入、输出频谱的关系，再分析实现这种功能应首先掌握电路
14、功能输入、输出频谱的关系，再分析实现这种功能应首先掌握电路功能输入、输出频谱的关系，再分析实现这种功能基本原理与方法。基本原理与方法。基本原理与方法。基本原理与方法。n n注意对电路功能和基本原理的理解；注重实践环节的训练，培养运注意对电路功能和基本原理的理解；注重实践环节的训练，培养运注意对电路功能和基本原理的理解；注重实践环节的训练，培养运注意对电路功能和基本原理的理解；注重实践环节的训练，培养运用集成电路去设计与开发新电子系统能力。用集成电路去设计与开发新电子系统能力。用集成电路去设计与开发新电子系统能力。用集成电路去设计与开发新电子系统能力。Page 13无线电波的基本特点无线电波的基
15、本特点无线电波的基本特点无线电波的基本特点n n无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同，且有无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同，且有无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同，且有无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同，且有=c/=c/f f。n n无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。n n无线电波的三种传播途径（如图）：无线电波的三种传播途径（如图）：无线电波的三种传播途径（如图）：无线电波的三种传播途径（如图）：Page 14无线电波的波段划分
16、表无线电波的波段划分表: :波段名称波段名称波段名称波段名称波长范围波长范围波长范围波长范围频段名称频段名称频段名称频段名称频率范围频率范围频率范围频率范围主要用途主要用途主要用途主要用途长波长波LW103104m低频低频(LF)30300kHz长距离点与点通信长距离点与点通信中波MW102103m中频(MF)3003000kHz广播、船舶、飞行通信短波SW10102m高频(HF)330MHz短波广播、军事通信米波米波110m甚高频甚高频(VHF)30300MHz电视、调频广播、雷达电视、调频广播、雷达分米波分米波110dm特高频特高频(UHF)3003000MHz电视、雷达、移动通信电视、雷
17、达、移动通信厘米波厘米波110cm超高频超高频(SHF)330GHz雷达、中继、卫星通信雷达、中继、卫星通信毫米波毫米波110mm极高频极高频(EHF)30300GHz射电天文、卫星、雷达射电天文、卫星、雷达无线电波的基本特点Page 15非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念n在非线性电子电路中，所用的非线性器件在电路在非线性电子电路中，所用的非线性器件在电路在非线性电子电路中，所用的非线性器件在电路在非线性电子电路中，所用的非线性器件在电路中的作用是产生新的频率分量中的作用是产生新的频率分量中的作用是产生新的频率分量中的作用是产生新
18、的频率分量 。非线性电子线路。非线性电子线路。非线性电子线路。非线性电子线路的分析方法与线性电子线路的分析方法是不同的。的分析方法与线性电子线路的分析方法是不同的。的分析方法与线性电子线路的分析方法是不同的。的分析方法与线性电子线路的分析方法是不同的。因而在学习本课程的各功能电路时，要根据不同因而在学习本课程的各功能电路时，要根据不同因而在学习本课程的各功能电路时，要根据不同因而在学习本课程的各功能电路时，要根据不同电路的功能特点，掌握各个功能电路的实现方法电路的功能特点，掌握各个功能电路的实现方法电路的功能特点，掌握各个功能电路的实现方法电路的功能特点，掌握各个功能电路的实现方法和基本原理。
19、要根据输入信号的大小和器件的工和基本原理。要根据输入信号的大小和器件的工和基本原理。要根据输入信号的大小和器件的工和基本原理。要根据输入信号的大小和器件的工作状态不同，选用不同的近似分析法。作状态不同，选用不同的近似分析法。作状态不同，选用不同的近似分析法。作状态不同，选用不同的近似分析法。n问题问题9 9：什么叫线性电路？什么叫非线性电路？：什么叫线性电路？什么叫非线性电路？ 答：答：答：答：全由由由由线性或处于线性工作状态的或处于线性工作状态的或处于线性工作状态的或处于线性工作状态的元器件组成的组成的组成的组成的电路称为，电路中电路称为，电路中电路称为，电路中电路称为，电路中只要含有一个元
20、器件是非线性的或处于非线性工作状态的，则称为非。或处于非线性工作状态的，则称为非。或处于非线性工作状态的，则称为非。或处于非线性工作状态的，则称为非。 Page 16n问题10：非线性元器件的基本特点是什么？ （1）非线性元器件特性的参数）非线性元器件特性的参数: （2）非线性元器件的控制变量）非线性元器件的控制变量 （3）不满足叠加原理）不满足叠加原理 非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念非线性电子线路的基本概念Page 17小结小结小结小结n高频电子线路的典型应用是无线通信系统；高频电子线路的典型应用是无线通信系统；高频电子线路的典型应用是无线通信系统；
21、高频电子线路的典型应用是无线通信系统；n无线通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介无线通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介无线通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介无线通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介三部分组成；三部分组成；三部分组成；三部分组成；n无线电信号的发射与接收的关键是调制与解调；无线电信号的发射与接收的关键是调制与解调；无线电信号的发射与接收的关键是调制与解调；无线电信号的发射与接收的关键是调制与解调；n高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本课程
22、要解决的问题；课程要解决的问题；课程要解决的问题；课程要解决的问题；n了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本知识；知识；知识；知识；n学习本课程时，不必过分追求数学求解而应注重学习本课程时，不必过分追求数学求解而应注重学习本课程时，不必过分追求数学求解而应注重学习本课程时，不必过分追求数学求解而应注重结果的物理意义，不要满足了解单个电路的工作结果的物理意义，不要满足了解单个电路的工作结果的物理意义，不要满足了解单个电路的工作结果的物理意义，不要满足了解单个电路的工作原理而要致力于洞悉各种之间的内在联系。原理而要致力于洞悉各种之间的内在联系。原理而要致力于洞悉各种之间的内在联系。原理而要致力于洞悉各种之间的内在联系。 Page 18思考思考思考思考1 1、通信系统基本组成框图及各部分作用？、通信系统基本组成框图及各部分作用？2 2、无线电通信为什么要进行调制？、无线电通信为什么要进行调制？
