高頻電子線路PPT

高頻電子線路周冬梅Chapter1緒論§1.1課程概述§1.2通信系統(tǒng)的組成§1.3信號(hào)的頻譜表示法§1.5數(shù)字通信系統(tǒng)§1.6現(xiàn)代通信系統(tǒng)§1.4無(wú)線通信系統(tǒng)中的信道§1.1課程概述通信發(fā)展簡(jiǎn)史原始手段有線通信無(wú)線通信烽火、旗語(yǔ)電報(bào)（1837Morse）電話（1876Bell）電磁波的存在

Maxwell理論Hertz實(shí)踐了解無(wú)線電發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的工作原理和組成。掌握構(gòu)成發(fā)送、接收設(shè)備的各單元電路的工作原理、典型電路、性能特點(diǎn)、及工程分析方法和實(shí)驗(yàn)技能。包括諧振功率放大器、正弦波振蕩器、混頻、振幅調(diào)制解調(diào)、角度調(diào)制解調(diào)等內(nèi)容。本課程討論的通信電子線路主要用于無(wú)線通信系統(tǒng)。

課程內(nèi)容及要求：課程的特點(diǎn)：1、電子信息與通信專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。2、它是電路理論、信號(hào)與線性系統(tǒng)、低頻電子線路等課程的后繼課程。3、在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)要注意它與低頻電路理論的不同分析方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的不同點(diǎn)。

§1.2通信系統(tǒng)的組成1.2-1通信系統(tǒng)組成框圖1.2-2無(wú)線電信號(hào)的發(fā)射1.2-3無(wú)線電信號(hào)的接收1.2-1通信系統(tǒng)原理框圖信號(hào)源發(fā)送設(shè)備傳輸信道收信裝置接收設(shè)備信號(hào)源在實(shí)際的通信電子線路中傳輸?shù)氖歉鞣N電信號(hào)，為此，就需要將各種形式的信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。常見(jiàn)的信號(hào)源有：話筒攝像機(jī)各種傳感器件發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備的作用：將基帶信號(hào)變換成適合信道的傳輸特性的信號(hào)。對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行變換的原因：由于要傳輸?shù)男畔⒎N類多樣，其對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)特性各異，這些基帶信號(hào)往往并不適合信道的直接傳輸。傳輸信道信號(hào)從發(fā)送到接收中間要經(jīng)過(guò)傳輸信道，又稱傳輸媒質(zhì)。不同的傳輸信道有不同的傳輸特性。根據(jù)傳輸媒質(zhì)的不同，可以分為兩大類：有線信道和無(wú)線信道。有線信道：雙線對(duì)電纜、同軸電纜、光纜無(wú)線信道：自由空間接收設(shè)備接收設(shè)備的作用：接收傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)，并進(jìn)行處理，以恢復(fù)發(fā)送端的基帶信號(hào)。接收設(shè)備的要求：由于信號(hào)在傳輸和恢復(fù)的過(guò)程中存在著干擾和失真，接收設(shè)備要盡量減少這種失真。收信裝置收信裝置是指接收設(shè)備輸出的電信號(hào)變換成原來(lái)形式的信號(hào)的裝置。例如：還原聲音的喇叭恢復(fù)圖象的顯象管1.2-2無(wú)線電信號(hào)的發(fā)射無(wú)線電發(fā)射機(jī)的組成調(diào)制器：將基帶信號(hào)加載到高頻的振蕩信號(hào)(載波)上面。即用基帶信號(hào)去改變載波的參數(shù)。通常載波信號(hào)有三個(gè)參數(shù)可以改變：振幅，頻率，相位，表達(dá)式為，對(duì)應(yīng)有三種調(diào)制方式：調(diào)幅，調(diào)頻，調(diào)相。廣播電臺(tái)中常用的方法是調(diào)幅與調(diào)頻。

最大的疑問(wèn)是：為何選擇用高頻信號(hào)來(lái)傳遞信息？

疑問(wèn)：為何選擇用高頻信號(hào)來(lái)傳遞信息？1、傳輸特性的問(wèn)題：音頻信號(hào)在自由空間中傳播的速度較慢(340m/s)，而且衰減很快，根本就不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸；2、天線尺寸的問(wèn)題：為了有效的將電信號(hào)輻射出去，要求天線的長(zhǎng)度與信號(hào)的波長(zhǎng)可以相比擬；3、頻率資源的問(wèn)題：多路聲音通信同時(shí)進(jìn)行時(shí)，使用的頻率都是20到20K赫茲。容易混在一起，在接收端我們無(wú)法將其分離。1.2-3無(wú)線電信號(hào)的接收1.最簡(jiǎn)單的接收機(jī)2.直接放大式接收機(jī)3.超外差式接收機(jī)超外差接收機(jī)的主要特點(diǎn)：把被接收的高頻調(diào)幅信號(hào)的載波頻率fs先變?yōu)轭l率較低的而且是固定不變的中頻fi，再利用中頻放大器加以放大，然后進(jìn)行檢波。由于中頻是固定的，因此中頻放大器的選擇性與增益都與接收的載波頻率無(wú)關(guān)。信號(hào)源諧振放大器或倍頻器接收天線放大器調(diào)制器高頻振蕩器已調(diào)波放大器發(fā)射天線高頻放大器混頻器中頻放大器解調(diào)器放大器信宿無(wú)線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理框圖選擇電路本地振蕩器3.頻域表示法

根據(jù)傅立葉變換的基本原理，任何一個(gè)函數(shù)都可以用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)。如果把信號(hào)看成一個(gè)函數(shù)，這就為我們研究信號(hào)提供了一種新的方法。通過(guò)研究信號(hào)的頻譜我們可以突出在信號(hào)傳輸中存在的主要問(wèn)題，如信號(hào)的變化規(guī)律，信號(hào)的能量分布等。

由于任何復(fù)雜的信號(hào)，都可分解為許多不同頻率的正弦信號(hào)之和，因此，所謂“頻譜”即是指組成信號(hào)的各正弦分量按頻率分布的情況。為了更直觀地了解信號(hào)的頻率組成和特點(diǎn)，我們通常采用作圖的方法來(lái)表示頻譜。用頻率f作橫座標(biāo)，用信號(hào)的各正弦分量的相對(duì)振幅作縱座標(biāo)，通常稱之為頻譜圖。脈沖信號(hào)的分解無(wú)線通信的傳輸媒質(zhì)是自由空間。電磁波從發(fā)射天線輻射出去之后，經(jīng)過(guò)自由空間到達(dá)接收天線的傳播途徑可分為兩大類：地波和天波。1.4

無(wú)線通信系統(tǒng)中的信道1.4.1無(wú)線電波的傳播方式一地波（分為地面波和空間波）1.地面波就是沿地面?zhèn)鞑サ臒o(wú)線電波（繞射傳播），適用于長(zhǎng)波和超長(zhǎng)波。2.空間波是在發(fā)射天線與接收天線間直線傳播的無(wú)線電波（直射傳播）,發(fā)射天線和接收天線較高，接收點(diǎn)的電磁波由直接波和地面反射波合成。適用于超短波。二天波（天空波）經(jīng)過(guò)地面100km至500km的電離層反射傳送到接收點(diǎn)的電磁波（電離層反射折射傳播）。適用于短波。電離層反射的特點(diǎn)：

頻率越高，吸收能量越小，但頻率過(guò)高電波會(huì)穿透電離層。故頻率只限于中短波段300Khz－30Mhz。1.4.2無(wú)線電波段的劃分

波段名稱波長(zhǎng)范圍頻率范圍頻段名稱超長(zhǎng)波10,000—100,000m30—3kHz甚低頻VLF長(zhǎng)波1,000—10,000m300—30kHz低頻LF中波200—1,000m1500—300kHz中頻MF中短波50—200m6,000—1,500kHz中高頻IF短波10—50m30—6MHz高頻HF米波1—10cm300—30MHz甚高頻VHF分米波10—100cm3,00—300MHz特高頻UHF厘米波(微波)1—1