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(zhǎng)長(zhǎng),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(zhǎng)短,時(shí)間上的因素常無(wú)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(wú)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(wú)線電信號(hào)傳輸原理1.1-1無(wú)線傳輸信號(hào)的根本方法1.1-2無(wú)線信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射1.1-3無(wú)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(lái)衡量3.射頻信號(hào)的帶寬：無(wú)線應(yīng)用的邊界的劃分是由無(wú)線電管理局來(lái)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：?jiǎn)适芰?.吸收：微波爐的原理

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—100cm3,000—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(wú)線電信號(hào)的產(chǎn)生與發(fā)射無(wú)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(wú)線電信號(hào)的接收最簡(jiǎn)單的接收機(jī)原理框圖1.2-3無(wú)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(wú)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?jī)?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(wú)線通信：自由空間

無(wú)線通信信道無(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。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。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,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(guò)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(guò)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(wú)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(wú)一例外地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化?，F(xiàn)代超外差接收機(jī)可用以下圖來(lái)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(chǎng)新的無(wú)線電革命，即從數(shù)字化走向了軟件化，軟件無(wú)線電技術(shù)〔softwareRadio〕應(yīng)運(yùn)而生。軟件無(wú)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(wèn)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(wú)線電是特指具有用軟件實(shí)現(xiàn)各種功能特點(diǎn)的無(wú)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(wú)線電軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)圖軟件無(wú)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(wú)線通信的根本硬件平臺(tái)，將很多的無(wú)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(wú)線通信系統(tǒng)或產(chǎn)品的某些局部轉(zhuǎn)移到軟件上來(lái)?？梢杂密浖?jí)來(lái)改變無(wú)線參數(shù)；可以按要求的條件用編程來(lái)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)??；無(wú)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(wú)線電和軟件無(wú)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(wú)線電收發(fā)機(jī)并無(wú)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(wú)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(wú)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(cè)試的不同