第1章高頻電子線路

高等教育出版社，胡宴如、耿蘇燕主編主講教師：李izhi@高頻電子線路上課時間：3-13周實驗時間：6,8,10,12,13周1-2班：周五下午第四大節(jié)3-5班：周四下午第四大節(jié)實驗地點：6513高頻實驗室考試時間：18周成績組成：考試70%，考勤10%，

作業(yè)10%，實驗10%第1章緒論

通信與通信系統(tǒng)無線電波段的劃分與無線電波的傳播

非線性電子線路的基本概念

本章小結1.1通信與通信系統(tǒng)主要要求：

掌握通信系統(tǒng)的基本組成及各組成部分的作用了解調幅廣播通信系統(tǒng)的基本組成及各組成部分的作用了解數字通信系統(tǒng)的基本組成及各組成部分的作用理解通信系統(tǒng)中為何要采用調制技術獲取信息傳遞信息處理信息信息社會的三大支柱一、通信系統(tǒng)的基本組成信源輸入變換器發(fā)送設備信道接收設備輸出變換器輸出通信：發(fā)送者與接收者之間的信息傳遞通信系統(tǒng)：利用電信號或光信號實現(xiàn)信息傳遞的系統(tǒng)通信系統(tǒng)基本組成基帶信號

(低頻信號)調制已調信號(高頻信號)噪聲與干擾解調基帶信號二、調制的概念及其意義

用基帶信號去控制高頻信號的某一參數，使該參數按照基帶信號的規(guī)律變化的過程，稱為調制。

基帶信號也稱為調制信號；未調制的高頻信號稱為載波信號；經調制后的高頻信號稱為已調信號

用基帶信號去控制高頻信號的振幅，稱為調幅AM

頻率，稱為調頻FM

相位，稱為調相PM為何要調制？1.天線尺寸大于信號波長的十分之一，信號才能有效發(fā)射。例如f

=

1

kHz，則天線長度需大于30km，顯然是不現(xiàn)實的常用基帶信號頻率范圍：圖像信號0~6MHz語音300Hz~3.4kHz音樂16Hz~20kHz直接進行傳輸是不現(xiàn)實的。2.實現(xiàn)信道的頻率復用三、通信系統(tǒng)的分類根據信道不同分有線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)根據基帶信號不同分模擬通信系統(tǒng)數字通信系統(tǒng)廣播通信系統(tǒng)電視通信系統(tǒng)雙工：發(fā)送者接收者如電話單工：發(fā)送者接收者如廣播、電視半雙工：發(fā)送者接收者如對講機根據通信方式不同分四、模擬通信系統(tǒng)以典型的中短波調幅廣播通信系統(tǒng)為例，介紹其組成及各部分作用直接傳輸模擬信號的通信系統(tǒng)五、數字通信系統(tǒng)傳輸數字信號的通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng)數字通信系統(tǒng)

用數字基帶信號去控制高頻信號的振幅，稱為振幅鍵控ASK

頻率，稱為頻率鍵控FSK

相位，稱為相位鍵控PSK

數字調制：用數字基帶信號對高頻正弦波進行的調制

高頻小信號放大電路、高頻功率放大電路、振蕩電路、調制電路、解調電路、混頻器、倍頻器、低頻放大電路反饋控制電路等。

數字通信系統(tǒng)抗干擾、抗噪聲能力強，易利用計算機進行處理。六、通信系統(tǒng)的基本單元電路非線性電路高頻電路1.2無線電波段的劃分與無線電波的傳播

主要要求：

了解無線電波段的劃分了解無線電波的傳播方式及其特點一、無線電波段的劃分波段名稱波長范圍頻率范圍頻段名稱超長波10010km330kHz甚低頻VLF長波中波短波超短波(米波)101km1000200m20010m101m30300kHz0.33MHz3

30MHz30300MHz低頻LF中頻MF高頻HF甚高頻VHF微波分米波厘米波毫米波亞毫米波10010cm101cm101mm10.1mm0.33GHz330GHz30

300GHz3003000GHz特高頻UHF超高頻SHF極高頻EHF超極高頻光波1001m3300THz1T=1012中波AM廣播530kHz~1602kHz地波短波5.8~18MHz天波FM88~108MHz二、無線電波的傳播方式及其應用沿地面?zhèn)鞑ラL波、超長波(<1.5MHz)特點傳輸穩(wěn)定，遠距離傳輸沿空間直線傳播（視距傳播）超短波以上(>30MHz)距離短依靠電離層傳播電離層短波(<30MHz)(地波)(空間波)(天波)距離遠波段名稱傳播主要應用超長波地波潛艇通信、遠洋通信、遠程導航、發(fā)送標準時間信號等長波地波除上述外，還用于低下通信中波地波為主廣播、導航、船舶通信、飛行通信、船港通信等短波天波為主中遠距離的廣播與通信等超短波(米波)空間波調頻廣播、電視、移動通信、雷達、導航等微波分米波厘米波毫米波亞毫米波空間波電視、雷達、衛(wèi)星通信、中繼通信等光波1.3非線性電子線路的基本概念1.3.1線性與非線性電路

線性電路—全部由線性或處于線性工作狀態(tài)的元器件組成的電路

非線性電路—有一個以上非線性元器件組成的電路

線性元件：R、L、C

非線性元件：二極管、三極管….uiOUIuiOIQUQQui

非線性元件在正弦波作用下的波形uiOIQUQQuttiO線性非線性1.2.2非線性電路的基本特點設i=au2當u=u1+u2則i=a(u12+u22

+2u1u2)

i=a(U21mcos2

1t

+

U22mcos2

2t

+

2U1mcos

1tU2mcos

2t)設u1=U1mcos

1tu2=U2mcos

2t直流成分二次諧波頻率和分量頻率差分量1.產生了新的頻率分量,可變換頻率(混頻器);2.疊加定理不再適用;3.Q合適且信號小時,可按線性電路處理.思考討論題（見教材）

課堂練習一1.如果廣播電臺發(fā)射的信號頻率為

接收機中頻=455KHz,問接收機本振頻率是多少？解：＝936KHz＋455KHz＝1391KHz答：接收機本振頻率為1391KHz。

課堂練習二2.如果高頻載波頻率為150MHZ,問λ/4天線應多長？解：∵頻率等于光速C除以波長λ,即?＝C∕λ,則：λ＝C∕?,

λ＝3×÷150×＝2(米),

λ/4＝2÷4＝0.5(米)

答：λ/4天線應0.5米長。

課堂練習三3.中波廣播波段的波長范圍為187~560米,問其頻率范圍為?

解：∵頻率?等于光速C除以波長λ,即

?＝C∕λ,則：

λ＝560米時，?＝3×∕560≈536KHzλ＝187米時，?＝3×∕187≈1604KHz

答：頻率范圍為536KHz～1604KHz。本章小結（P11）

1.通信系統(tǒng)的構成及類型。（電、光）

2.為了改善通信性能采用的方法。（調制）

3.通信系統(tǒng)中電路的特點。（高頻、非線性）

思考題與習題1-1

為什么在無線電通信中要使用“載波”發(fā)射，其作用是什么？答：一些需要傳送的信息轉變成電信號后，其主要頻率成分在低頻范圍。將這些低頻范圍的電信號直接發(fā)射出去，有兩個問題難以解決：一是無選擇性、互相干擾、不能實現(xiàn)多路通信；二是因為當電信號頻率低時，需要特長的發(fā)射天線。因此，在無線電通信中要使用“高頻載波”發(fā)射，其作用是發(fā)射天線的尺寸??；不同的電臺采用不同的載頻，就容易多路同時發(fā)送，實現(xiàn)多路通信。1-2

在無線電通信中為什么要采用“調制”與“解調”，各自的作用是什么？答：“調制”是發(fā)射機的主要功能。所謂調制是用需傳送的信息（基帶信號）去控制載波振蕩信號的三參量之一，使其隨需傳送的信息成線性關系變化。因為載波信號相當于運載工具，其頻率為高頻、超高頻甚至是微波，其頻率很高。若采用無線發(fā)射，其天線尺寸可以很小。

“解調”是接收機的主要功能。所謂解調是將收到的已調波的原信號取出來。1-3計算機通信中應用的“調制解調”與無線電通信中的“調制解調”有什么異同點？答：計算機通信中傳送的是數字信號，它的調制器的主要作用是波形變換，它將基帶數字信號的波形變換成適合于模擬信道傳輸的波形。解調器的作用是波形識別，它將經過調制器變換過的模擬信號恢復成原來的數字信號。計算機通信中應用的“調制解調”與無線電通信中的“調制解調”的相同之處是都有調幅、調頻和調相。計算機通信中傳送的基帶信號是數字基帶信號，無線電通信中傳送的基帶信號是模擬基帶信號。1-4

試說明模擬信號和數字信號的特點，它們之間的相互轉換應采用什么器件實現(xiàn)？答：信號的某一參量（如連續(xù)波的振幅、頻率、相位，脈沖波的振幅、寬度、位置等）可以取無限多數值，且直接與信息對應的稱模擬信號。其特點是信號連續(xù)變化。信號的某一參量只能取有限值，并且常常不直接與信息相對應的信號，稱為數字信號。其特點是離散（不連續(xù)）的。數字信號轉換成模擬信號用D/A變換，模擬信號轉換成數字信號用A/D變換。1-5

理解“功能”電路的功能的含義，說明掌握功能電路的功能在開發(fā)電子系統(tǒng)中有什么好處。答：“功能”

是指基本電路能夠完成的信號傳輸和信號變換處理的具體工作任務。高頻功能電路可以用不同的器件和不同的電路形式構成。其功能和輸入、輸出頻譜的關系不會因不同器件或不同的電路形式而改變。大規(guī)模集成電路通常是由多個不同功能電路組成的，掌握了基本功能電路的功能，對了解和應用集成電路設計較復雜或大的電子系統(tǒng)是有利的。1-6

理解地波傳播、天波傳播和直線傳播的無線電信號