高频电子电路1章

通信电子电路目录第3章高频功率放大器第2章高频小信号谐振放大器第4章正弦波振荡器第5章振幅调制与解调第1章绪论第6章角度调制与解调•为什么要学习通信电子电路？•低频电路和高频电路的比较1低频:波长长,时间上的因素可以忽略,信号的流程是闭环,参数是集中参数;高频:波长短,时间上的因素常无法忽略,信号象波一样传输,是分步式参数;2.低频:传送线路的限制少,重视噪声处理与频率特性;高频:传送线路使用同轴电缆,重视特性阻抗;3.低频:负载变化,电路仍然恒定;高频:负载处于阻抗匹配.第1章绪论§1.1无线电信号传输原理§1.2通信的传输媒质§1.3现代通信系统§1.1无线电信号传输原理1.1-1无线传输信号的基本方法1.1-2无线信号的产生与发射1.1-3无线信号的接收1.2-1传输信号的基本方法信号：电能量以受控方式随时间变化时称为信号1.信号的频率：每秒周期数，单位赫兹100M信号：1秒内信号上下振动100亿次2.信号的强度：以功率（W）来衡量3.射频信号的带宽：无线应用的边界的划分是由无线电管理局来决定。决定每个带宽的精确频率和应用，确保不会发生滥用和发射非法射频信号。射频信号的行为1.趋肤效应：存在于导体的表面2.自由空间的损耗：丢失能量3.吸收：微波炉的原理波段名称波长范围频率范围频段名称超长波10,000—100,000m30—3kHz甚低频VLF长波1,000—10,000m300—30kHz低频LF中波200—1,000m1500—300kHz中频MF中短波50—200m6,000—1,500kHz中高频IF短波10—50m30—6MHz高频HF米波1—10cm300—30MHz甚高频VHF分米波10—100cm3,000—300MHz特高频UHF厘米波(微波)1—10cm30—3GHz超高频SHF毫米波1—10mm300—30GHz极高频EHF亚毫米波1mm以下300GHz以上超极高频波段频率范围GHzL-波段1.0-2.0S-波段2.0-4.0C-波段4.0-8.0X-波段8.0-12.0Ku-波段12.0-18.03GHz信号可以称为微波信号或者S波段信号通信系统原理框图信号源发送设备传输信道接收设备收信装置调制放大话筒，传感器件，摄像机，从已调信号中恢复出发送端相一致的基带信号？1.2-2无线电信号的产生与发射无线电发射机方框图音频放大高频振荡倍频高频放大调制缓冲传输线话筒声音（直流电源未画）将音频信号“装载”到高频振荡中的方法有好几种，如调频、调幅、调相等。电视中图象是调幅，伴音是调频。广播电台中常用的方法是调幅与调频。1.2-3无线电信号的接收最简单的接收机原理框图检波选择性电路1MHz870kHz640kHz1.2-3无线电信号的接收超外差式接收机方框图高频放大fsfs本地振荡fo混频fo–fs=fifi低频放大检波中频放大FF消息信号源谐振放大器或倍频器发射天线接收天线高频振荡器本地振荡器已调波放大器高频放大器中频放大器混频器调制器解调器放大器放大器视频显示器扬声器等等无线电发射机和接收机原理框图选择电路通信电子电路的主要研究内容1信号的产生振荡器2信号的放大高频小信号放大，高频功率放大3信号的交换倍频器，变频器调制器：调幅，调频，调相解调器：检波，鉴频，鉴相§1.2通信的传输媒质传输信道根据传输媒质的不同，可以分为两大类：有线通信：双绞线电缆、同轴电缆、光缆无线通信：自由空间无线通信信道•无线通信的传输媒质是自由空间。电磁波从发射天线辐射出去之后，经过自由空间到达接收天线的传播途径可分为两大类：地波和天波。一地波（分为地面波和空间波）1.地面波就是沿地面传播的无线电波。适用于长波和超长波。2.空间波是在发射天线与接收天线间直线传播的无线电波,发射天线和接收天线较高，接收点的电磁波由直接波和地面反射波合成。适用于超短波。二天波经过地面100km至500km的电离层反射传送到接收点的电磁波。适用于短波。电离层反射的特点：频率越高，吸收能量越小，但频率过高电波会穿透电离层。故频率只限于中短波段300Khz－30Mhz。散射通信•利用对流层对电波的散射进行通讯，它适用于超短波以及微波波段的通信，通信距离很远。§1.3现代通信系统70年代以前，通信系统主要是模拟体制，接收机如前介绍的超外差接收机，70—80年代无线电通信实现了模拟数字的大转变，从系统控制（选台调谐、音量控制，均衡控制等）到信源编码、信道编码，以及硬件实现技术都无一例外地实现了数字化。现代超外差接收机可用下图来表示，它是一个模拟与数字的混合系统。IF放大解调DSPDACADC混频本振（数字频率合成可控振荡源）宽带RF放大器§1.3.1模拟与数字的混合系统进入90年代后，通信界开始了一场新的无线电革命，即从数字化走向了软件化，软件无线电技术（softwareRadio）应运而生。软件无线电最初目的是满足军用通信中不同频段，它可以很容易地解决各种接口标准之间的兼容问题，使得它的优越性很快得到商用通信的青睐，并且在个人移动通信领域发展迅速。软件无线电是特指具有用软件实现各种功能特点的无线电台（如移动通信中的移动电话机、基站电台、军用电台等）。§1.3.2软件无线电可编程处理器宽带A/D–D/ARF转换窄带A/D–D/A可选的信号源编码N–R/T软件实时、准实时高集成度硬件电话视频传真数据移动终端脱机软件可编程处理器在线软件N-R/T软件业务开发工作站可编程处理器宽带A/D–D/ARF转换PSTN定时系统模块式、开放硬件结构天线接口软件无线电结构图软件无线电的基本概念是利用不断增加的芯片处理速度和不断的大规模集成电路技术，把DSP芯片或通用CPU芯片作为无线通信的基本硬件平台，将很多的无线通信功能，如调制技术、跳频、纠错及加密等用软件实现。这些软件通常是DSP、ASIC、FPGA里的软件。这样就把无线通信系统或产品的某些部分转移到软件上来。可以用软件升级来改变无线参数；可以按要求的条件用编程来设计；使不同的系统和设备容易兼容和互联；系统升级基于软件，其代价小；无线通信设备的价格将与软件有关。由于大规模集成电路的数字无线电和软件无线电收发机，其内部的基本功能，基本原理，工作流程和电路结构与传统的超外差式无线电收发机并无太大差异，经典高频电子线路的分析方法与设计思想仍可作为现代无线电新技术的理论基础。而且，由于目前器件水平的限制，软件无线电技术还基本只能在通信系统的基带处理部分得到较好发挥，还必须采用与传统电路结合的方式进行系统研制。要超越器件水平的限制，进行深入的理论研究，提出新的解决方案和好的算法，也需要借助于一些经典的通信电路理论。数字通信中的很多电路功能也基本上用模拟电路实现。因此，本门课程中仍以基本模拟通信电子电路为主要内容进行分析。本课程的特点1、电子信息与通信专业学生必须掌握的一门专业基础课程。2、它是电路理论、信号与系统、低频电子线路等课程的后继课程。3、在学习这门课程时要注意它与低频电路理论的不同分析方法和实验测试的不同点。（1）通过学习掌握实际单元电路的分析方法。包括放大、振荡、调谐、调制。（2）整机电路的分析和计算。（3）根据给出的指标完成部分电路的设计。4、课程要求：通信电子线路华中科技大学严国萍龙占超编高频电子线路高等教育出版社张肃文主编教材与参考书：作业现代通信系统的特征（500字左右）