通信电子线路CH01绪论.ppt

Communications electronics通信电子线路通信电子线路第第1 1章章 绪绪 论论•范围：范围：通信领域中各种高频电路通信领域中各种高频电路( (含非线性含非线性电路电路) )的组成、工作原理及分析计算的组成、工作原理及分析计算•主要内容：主要内容：高频小信号放大器、高频功率放高频小信号放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、频谱的线性搬移电路、大器、正弦波振荡器、频谱的线性搬移电路、振幅调制与解调、混频、频率调制与解调、振幅调制与解调、混频、频率调制与解调、参量电路、反馈控制电路原理及应用参量电路、反馈控制电路原理及应用•要求：要求：掌握基本概念和分析方法；掌握有关掌握基本概念和分析方法；掌握有关内容的数学推导过程；理论与实际结合培养内容的数学推导过程；理论与实际结合培养动手能力动手能力课程要求课程要求1.1 电子线路的分类电子线路的分类•按照工作频率分：按照工作频率分：低频电子线路（低于低频电子线路（低于300kHz300kHz）、）、高频电子线路（高频电子线路（300kHz300kHz～～300MHz300MHz）和微波电子线）和微波电子线路（高于路（高于300MHz300MHz）） 。

工作频率提高工作频率提高器件上限工作频率提高器件上限工作频率提高分布参数影响增大分布参数影响增大集中参数电路集中参数电路分布参数电路分布参数电路高频高频低频低频•按照流通信号分按照流通信号分：：模拟电子线路和数字电子线路模拟电子线路和数字电子线路•按照集成度高低分按照集成度高低分：：分立电路和集成电路分立电路和集成电路•按照元件性质分按照元件性质分：：线性与非线性电子线路和恒参与线性与非线性电子线路和恒参与变参电子线路变参电子线路1.2 线性与非线性电子线路线性与非线性电子线路•差异：差异：•非线性不具有叠加性和均匀性非线性不具有叠加性和均匀性•非线性会产生新的频率成分非线性会产生新的频率成分•非线性输出与工作点和输入信号有关非线性输出与工作点和输入信号有关•非线性有静态变量、动态变量和平均变量非线性有静态变量、动态变量和平均变量•非线性以非线性方程来描述，精确求解困难，非线性以非线性方程来描述，精确求解困难，通常以近似求解为主通常以近似求解为主1.3 通信和通信系统通信和通信系统•通信：通信：泛指把信息从发送信息者传送到接受泛指把信息从发送信息者传送到接受信息者的过程信息者的过程。

•通信系统：通信系统：完成信息传输的系统完成信息传输的系统信源信源发信发信设备设备收信收信设备设备信宿信宿信道信道噪声源噪声源•1、信号的三种形式、信号的三种形式•基带信号：基带信号：即消息信号或调制信号，表示信息的即消息信号或调制信号，表示信息的电信号如：话音、图象信号（模拟信号）；数电信号如：话音、图象信号（模拟信号）；数据、电报信号（数字信号）等据、电报信号（数字信号）等•高频载波信号：高频载波信号：确知的单一频率的正弦波信号确知的单一频率的正弦波信号•已调波信号：已调波信号：已载有消息信号的高频载波信号已载有消息信号的高频载波信号•2、信号的表示方法、信号的表示方法•数学表达式：数学表达式：例如，例如，u=2sin2u=2sin2103t103t（（V V））•波形：如右图波形：如右图•频谱：频谱：将信号所包含的所有频率在坐标横轴上表将信号所包含的所有频率在坐标横轴上表示出来对周期性的时间函数，可用傅里叶级数示出来对周期性的时间函数，可用傅里叶级数分解为许多离散的频率分量；对非周期性的时间分解为许多离散的频率分量；对非周期性的时间函数，可用傅里叶变换表示为连续谱函数，可用傅里叶变换表示为连续谱。

itoT/2T 3T/22T•信号的频谱信号的频谱单频信号：单频信号：i(t) = 2 sin 100 tf (Hz)250 (rad/s)100 0双频信号：双频信号：i(t) = 2 sin 100 t + cos200  t 多频信号：占据一段频带宽度多频信号：占据一段频带宽度----带宽带宽离散谱离散谱连续谱连续谱Bf 1f 2f f 2•3、调制和已调信号频谱、调制和已调信号频谱•将低频消息信号直接发射是不现实的，因此信号将低频消息信号直接发射是不现实的，因此信号的无线传播必须进行调制如右图所示的无线传播必须进行调制如右图所示 由振荡电路产生一个由振荡电路产生一个高频载波信号，可将其加高频载波信号，可将其加到适当高度的天线上发射到适当高度的天线上发射出去，作为传输信息的运出去，作为传输信息的运载工具不同的电台可采载工具不同的电台可采用不同的载波，避免了信用不同的载波，避免了信号的相互干扰号的相互干扰调制调制 调制信号调制信号(话音或图象话音或图象) 高频载波信号高频载波信号已已调调波波•调制：调制：用需要传输的消息信号（调制信号）去控用需要传输的消息信号（调制信号）去控制高频载波信号的某一参数制高频载波信号的某一参数————振幅、振幅、角频率或角频率或相位，使其随相位，使其随调制信号的变化而变化，这一过程调制信号的变化而变化，这一过程称为调制。

称为调制•调制后的高频信号：调制后的高频信号：即已调波，其本身是高频信即已调波，其本身是高频信号，可以发射，同时因为受到调制，就带着控制号，可以发射，同时因为受到调制，就带着控制它的信号（即要传输的信号它的信号（即要传输的信号 ）一起发射出去一起发射出去•调制的主要作用：调制的主要作用：1 1、进行、进行频谱搬移频谱搬移（将原来不适宜传输的基带信号搬（将原来不适宜传输的基带信号搬移到适合传输的某一个频段上，再送入信道）；移到适合传输的某一个频段上，再送入信道）；2 2、实现、实现信道复用信道复用（把多个信号分别安排在不同的频（把多个信号分别安排在不同的频段上同时进行传输）；段上同时进行传输）；3 3、调制可以提高通信系统、调制可以提高通信系统抗干扰抗干扰能力1.4 无线电广播的发射与接收无线电广播的发射与接收•1、通信系统的任务、通信系统的任务•将各种电信号由发送端传送到接收端，以达到传将各种电信号由发送端传送到接收端，以达到传输消息的目的输消息的目的•2、通信系统的构成、通信系统的构成发端发端用户用户信道信道收信收信设备设备收端收端用户用户发信发信设备设备消息信号消息信号消息信号消息信号高频信号高频信号高频信号高频信号•3、无线电广播信号的发射、无线电广播信号的发射(1) 低频部分：信息变换与放大低频部分：信息变换与放大(2) 高频部分：高频信号产生、高频部分：高频信号产生、放大、调制放大、调制低频低频放大器放大器高频高频振荡器振荡器高频谐振高频谐振放大器放大器振幅振幅调制器调制器高频高频功放功放拾音器拾音器消息信号消息信号•4、无线电广播信号的接收（超外差式）、无线电广播信号的接收（超外差式） 超外差接收方式，是超外差接收方式，是现代无线电接收机的典现代无线电接收机的典型形式。

型形式本地本地振荡器振荡器混频器混频器中频中频放大器放大器检波器检波器(解调解调)低频低频放大器放大器高频谐振高频谐振放大器放大器fcfLfL- fc= fIfc1.5 无线电波的传播方式和频段划分无线电波的传播方式和频段划分•无线通信的媒质是自由空间电磁波从发射天线无线通信的媒质是自由空间电磁波从发射天线辐射出去之后，经过自由空间到达接受天线辐射出去之后，经过自由空间到达接受天线1、无线电波的传播方式、无线电波的传播方式•地波传播（绕射波）：地波传播（绕射波）：沿地面传播的无线电波沿地面传播的无线电波•特点：波长愈长，传播损耗愈小主要用于中、特点：波长愈长，传播损耗愈小主要用于中、长波无线电通信和导航例如，收音机接收的广长波无线电通信和导航例如，收音机接收的广播电台中波信号播电台中波信号•视距传播（直射波）：视距传播（直射波）：在发射天线与接收天线间直线传播的在发射天线与接收天线间直线传播的无线电波无线电波•特点：收、发信高架（高度比波长大的多）主要用于超短特点：收、发信高架（高度比波长大的多）主要用于超短波、微波波段的通信和电视广播例如，卫星通信采用视距波、微波波段的通信和电视广播。

例如，卫星通信采用视距传播 •天波传播（反射波）：天波传播（反射波）：也称电离层传播，经地面也称电离层传播，经地面100KM100KM至至600KM600KM的电离层反射传送到接收点的电磁波的电离层反射传送到接收点的电磁波•特点：损耗小，传播距离远；因电离层状态不断变化使天波特点：损耗小，传播距离远；因电离层状态不断变化使天波传播不稳定；因要满足从电离层返回地面的条件，工作频率传播不稳定；因要满足从电离层返回地面的条件，工作频率受到限制主要用于短波、中波的远距离通信和广播例如，受到限制主要用于短波、中波的远距离通信和广播例如，收音机接收的广播电台短波信号或军用短波电台收音机接收的广播电台短波信号或军用短波电台三种传播方式示意图三种传播方式示意图绕射方式（沿地面传播）绕射方式（沿地面传播）反射方式反射方式直射方式直射方式大地大地大地大地大地大地电离层电离层•2、频段的划分、频段的划分•例：多波段收音机例：多波段收音机•参见教材第参见教材第329329页附录页附录1 1Ⅱ：： （（8.5——18））MHzⅠ：（：（2.2——8.5））MHzⅢ：：（（18——30））MHzMW：：FM:SW：：(535KHz——1605KHz)（（88——108））MHz•课程特点课程特点1 1、电子信息和通信专业的学生必须掌握的一门专业、电子信息和通信专业的学生必须掌握的一门专业基础课。

基础课2 2、该课程是电路、信号与系统、模拟电子线路、数、该课程是电路、信号与系统、模拟电子线路、数字电路的后续课程字电路的后续课程3 3、学习该课程时注意它与模拟电子线路的不同分析、学习该课程时注意它与模拟电子线路的不同分析方法和实验测试的不同点方法和实验测试的不同点高频、非线性高频、非线性4 4、注意模型与公式的使用条件注意模型与公式的使用条件课后作业•画出调幅发送机和接收机的原理框图，并说明各部分的作用•简述无线电通信中调制的目的。