高頻電子電路1章

通信電子電路

目錄第3章高頻功率放大器第2章高頻小信號(hào)諧振放大器第4章正弦波振蕩器第5章振幅調(diào)制與解調(diào)第1章緒論第6章角度調(diào)制與解調(diào)

為什么要學(xué)習(xí)通信電子電路？低頻電路和高頻電路的比較1低頻:波長長,時(shí)間上的因素可以忽略,信號(hào)的流程是閉環(huán),參數(shù)是集中參數(shù);高頻:波長短,時(shí)間上的因素常無法忽略,信號(hào)象波一樣傳輸,是分步式參數(shù);2.低頻:傳送線路的限制少,重視噪聲處理與頻率特性;高頻:傳送線路使用同軸電纜,重視特性阻抗;3.低頻:負(fù)載變化,電路仍然恒定;高頻:負(fù)載處于阻抗匹配.第1章

緒論§1.1無線電信號(hào)傳輸原理§1.2通信的傳輸媒質(zhì)§1.3現(xiàn)代通信系統(tǒng)§1.1無線電信號(hào)傳輸原理1.1-1無線傳輸信號(hào)的根本方法1.1-2無線信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射1.1-3無線信號(hào)的接收1.2-1傳輸信號(hào)的根本方法信號(hào)：電能量以受控方式隨時(shí)間變化時(shí)稱為信號(hào)1.信號(hào)的頻率：每秒周期數(shù)，單位赫茲100M信號(hào)：1秒內(nèi)信號(hào)上下振動(dòng)100億次2.信號(hào)的強(qiáng)度：以功率〔W〕來衡量3.射頻信號(hào)的帶寬：無線應(yīng)用的邊界的劃分是由無線電管理局來決定。決定每個(gè)帶寬的精確頻率和應(yīng)用，確保不會(huì)發(fā)生濫用和發(fā)射非法射頻信號(hào)。射頻信號(hào)的行為1.趨膚效應(yīng)：存在于導(dǎo)體的外表2.自由空間的損耗：喪失能量3.吸收：微波爐的原理

波段名稱波長范圍頻率范圍頻段名稱超長波10,000—100,000m30—3kHz甚低頻VLF長波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—100cm3,000—300MHz特高頻UHF厘米波(微波)1—10cm30—3GHz超高頻SHF毫米波1—10mm300—30GHz極高頻EHF亞毫米波1mm以下300GHz以上超極高頻波段頻率范圍GHzL-波段S-波段C-波段X-波段Ku-波段12.0-18.03GHz信號(hào)可以稱為微波信號(hào)或者S波段信號(hào)

通信系統(tǒng)原理框圖信號(hào)源發(fā)送設(shè)備傳輸信道接收設(shè)備收信裝置調(diào)制放大話筒，傳感器件，攝像機(jī)，從已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)出發(fā)送端相一致的基帶信號(hào)？1.2-2無線電信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射無線電發(fā)射機(jī)方框圖

將音頻信號(hào)“裝載”到高頻振蕩中的方法有好幾種，如調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相等。電視中圖象是調(diào)幅，伴音是調(diào)頻。播送電臺(tái)中常用的方法是調(diào)幅與調(diào)頻。1.2-3無線電信號(hào)的接收最簡單的接收機(jī)原理框圖1.2-3無線電信號(hào)的接收超外差式接收機(jī)方框圖消息信號(hào)源諧振放大器或倍頻器發(fā)射天線接收天線高頻振蕩器本地振蕩器已調(diào)波放大器高頻放大器中頻放大器混頻器調(diào)制器解調(diào)器放大器放大器視頻顯示器揚(yáng)聲器等等無線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理框圖選擇電路通信電子電路的主要研究內(nèi)容1信號(hào)的產(chǎn)生振蕩器2信號(hào)的放大

高頻小信號(hào)放大，高頻功率放大3信號(hào)的交換

倍頻器，變頻器調(diào)制器：調(diào)幅，調(diào)頻，調(diào)相解調(diào)器：檢波，鑒頻，鑒相§1.2通信的傳輸媒質(zhì)傳輸信道根據(jù)傳輸媒質(zhì)的不同，可以分為兩大類：有線通信：雙絞線電纜、同軸電纜、光纜無線通信：自由空間

無線通信信道無線通信的傳輸媒質(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。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線電波。適用于長波和超長波。2.空間波是在發(fā)射天線與接收天線間直線傳播的無線電波,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。二天波經(jīng)過地面100km至500km的電離層反射傳送到接收點(diǎn)的電磁波。適用于短波。電離層反射的特點(diǎn)：

頻率越高，吸收能量越小，但頻率過高電波會(huì)穿透電離層。故頻率只限于中短波段300Khz－30Mhz。散射通信利用對(duì)流層對(duì)電波的散射進(jìn)行通訊，它適用于超短波以及微波波段的通信，通信距離很遠(yuǎn)?！?.3現(xiàn)代通信系統(tǒng)

70年代以前，通信系統(tǒng)主要是模擬體制，接收機(jī)如前介紹的超外差接收機(jī)，70—80年代無線電通信實(shí)現(xiàn)了模擬數(shù)字的大轉(zhuǎn)變，從系統(tǒng)控制〔選臺(tái)調(diào)諧、音量控制，均衡控制等〕到信源編碼、信道編碼，以及硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)都無一例外地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。現(xiàn)代超外差接收機(jī)可用以下圖來表示，它是一個(gè)模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)?！?.3.1模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)進(jìn)入90年代后，通信界開始了一場新的無線電革命，即從數(shù)字化走向了軟件化，軟件無線電技術(shù)〔softwareRadio〕應(yīng)運(yùn)而生。軟件無線電最初目的是滿足軍用通信中不同頻段，它可以很容易地解決各種接口標(biāo)準(zhǔn)之間的兼容問題，使得它的優(yōu)越性很快得到商用通信的青睞，并且在個(gè)人移動(dòng)通信領(lǐng)域開展迅速。軟件無線電是特指具有用軟件實(shí)現(xiàn)各種功能特點(diǎn)的無線電臺(tái)〔如移動(dòng)通信中的移動(dòng)機(jī)、基站電臺(tái)、軍用電臺(tái)等〕?！?.3.2軟件無線電軟件無線電結(jié)構(gòu)圖軟件無線電的根本概念是利用不斷增加的芯片處理速度和不斷的大規(guī)模集成電路技術(shù)，把DSP芯片或通用CPU芯片作為無線通信的根本硬件平臺(tái)，將很多的無線通信功能，如調(diào)制技術(shù)、跳頻、糾錯(cuò)及加密等用軟件實(shí)現(xiàn)。這些軟件通常是DSP、ASIC、FPGA里的軟件。這樣就把無線通信系統(tǒng)或產(chǎn)品的某些局部轉(zhuǎn)移到軟件上來?？梢杂密浖?jí)來改變無線參數(shù)；可以按要求的條件用編程來設(shè)計(jì)；使不同的系統(tǒng)和設(shè)備容易兼容和互聯(lián)；系統(tǒng)升級(jí)基于軟件，其代價(jià)小；無線通信設(shè)備的價(jià)格將與軟件有關(guān)。由于大規(guī)模集成電路的數(shù)字無線電和軟件無線電收發(fā)機(jī)，其內(nèi)部的根本功能，根本原理，工作流程和電路結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的超外差式無線電收發(fā)機(jī)并無太大差異，經(jīng)典高頻電子線路的分析方法與設(shè)計(jì)思想仍可作為現(xiàn)代無線電新技術(shù)的理論根底。而且，由于目前器件水平的限制，軟件無線電技術(shù)還根本只能在通信系統(tǒng)的基帶處理局部得到較好發(fā)揮，還必須采用與傳統(tǒng)電路結(jié)合的方式進(jìn)行系統(tǒng)研制。要超越器件水平的限制，進(jìn)行深入的理論研究，提出新的解決方案和好的算法，也需要借助于一些經(jīng)典的通信電路理論。數(shù)字通信中的很多電路功能也根本上用模擬電路實(shí)現(xiàn)。因此，本門課程中仍以根本模擬通信電子電路為主要內(nèi)容進(jìn)行分析。本課程的特點(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)根底課程。2、它是電路理論、信號(hào)與系統(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)測試的不同