通信电子电路课件-于洪珍(第1章)

课程：通信电子电路作者：于洪珍出版社：清华大学出版社低频电子线路高频电子线路线性电子线路非线性电子线路（利用器件的非线性完成振荡、频率变换等功能）课程要求：1.建立（无线）通信系统的概念（组成，波形及频谱特征）2.认识基本无线通信系统（高频部分）的各单元电路：评价电路的性能指标电路的基本形式设计基本电路与相关课程之间的关系先修课程：电路基础、模拟电子线路、信号与线性系统电路（是基础）模拟电子线路（低频模拟电路）高频电子线路（高频模拟电路）课程目的：对基本的通信电路，具备认识、分析、评价、设计的能力。兴趣分析问题、解决问题的能力本章内容1.1通信系统的概念1.2无线电波的传播特性1.3无线电波的频段划分1.4调制的通信系统本章重点与难点（一）本章重点１．通信系统的组成；２．无线电波的传输特性；３．超外差式接收系统；（二）本章难点调制的通信系统网络的互联1.1通信系统的概念声音的传递——手机图像的传递•传输信息的系统通信的目的是传递信息——通信系统(包括语言、音乐、文本、图像和数据等)。理解：任何一个通信系统，都是从一个称为信息源的时空点向另一个称为信宿的目的点（用户）传送信息。通信系统是指实现这一通信过程的全部技术设备和信道的总和。信息源发送设备信道接收设备收信装置噪声源电信号通信系统的基本组成（结合目录）信息源：是指要传送的原始信息，如文字、数据、语音、音乐、图像等。噪声源：是指信道中的噪声及分散在通信系统中其它各处噪声的集中表示。（突发性噪声和随机噪声）对于非电量信号：经输入变送器变换为电信号（例如被传输的是声音信息就需先经声—电换能器—话筒，变换为相应信号的电信号）。输入信息本身就是电信号时：（如计算机输出的二进制信号）可以直接送到发送设备。发送设备：是将电信号变换为适应于信道传输特性的信号的一种装置。接收设备：接收设备的功能和发送设备相反，它是将经信道传输后接收到的信号恢复成与发送设备输入信号相一致的一种装置。收信装置：将电信号还原成原来的信息。信道：传输信息的通道，或传输信号的通道。信道的分类：有线信道和无线信道。有线信道：包括架空明线、电缆、光缆等。无线信道：是传输无线电波的自由空间，如地球表面的大气层、水、地下及宇宙空间等。通信系统的分类（信息传输方式）传输线—有线通信发信源发送设备信道接收设备收信装置噪声源电信号模拟信号—模拟通信系统自由空间—无线通信数字信号—数字通信系统发信源发送设备信道接收设备收信装置噪声源电信号调制(频带)通信系统(调制器)(解调器)发信源发送设备信道接收设备收信装置噪声源电信号通信系统的分类基带通信系统传播特性：传播方式、传播距离、传播特点决定因素：无线电波的频率fMHzf5.1MHzf30~5.1MHzf30地波（长波、中波）天波（短波）空间波（超短波）1.2无线电波的传播特性说明：无线电传播一般都要采用高频（射频）才适于天线辐射和无线传播。原因：根据天线理论，要将无线电信号有效的发射出去，天线的尺寸必须和要传输的电信号的波长为同一数量级。1.3无线电波的频段划分频率从几十千赫至几万兆赫的电磁波都属于无线电波，所以它的频率范围是很宽的，为了便于分析和应用，习惯上将无线电的频率范围划分为若干个区域，即对频率或波长进行分段，称为频段或波段。无线电波的分类：1.按波长分超长波、长波、中波、短波、超短波（米波）、分米波、厘米波、毫米波等2.按频率分甚低频、低频、中频、高频、甚高频、特高频、超高频、极高频等电磁波波长：电波在一个震荡周期T内的传播距离叫波长，用符号λ表示。无线电波在空间传播的速度：每秒30万公里，用C表示。波长λ，频率f和电磁波传播速度C的关系可用下式表示：λ=C*T=C/f无线电波105红外线1010可见光紫外线1015X射线1020宇宙射线1025f/Hz/m3¡Á1033¡Á10£­2(3.8¡«7.8)¡Á10£­73¡Á10£­73¡Á10£­123¡Á10£­17图1—4电磁波波谱表1-1为无线电波的波（频）段频段划分及其用途表目前无线电广播使用的无线电波段是：中波广播：535～1605KHz短波广播：2～24MHz调频广播：88～108MHz高频的划分：狭义：3～30MHz广义：300k～3GHz中频～超高频1.4调制的通信系统因特网上的“猫”声音的无线传递——手机电信号通信中，实现信号远距离传输的一种主要方法。调制：就是在传送信号的一方（发送端），用我们所要传送的对象（例如话音信号）去控制载波的幅度（或频率或相位），使载波的幅度（或频率或相位）随要传送的对象信号而变，这里对象信号本身称为“调制信号”，调制后形成的信号称为“已调信号”。一、什么是调制调制的方式:控制调制低频信号高频信号（载波）载波的参数已调波幅度调制（简称“调幅”，AM）频率调制（简称“调频”，FM）相位调制（简称“调相”，PM）幅度频率相位角度调制相角载波的作用：在调制的通信系统中，载波只起一个装载和运送信号的作用，相当于“运载工具”，而调制信号才是真正需要传送的对象。•分析：若信号频率为1kHz，其相应波长为300km，若采用1/4波长的天线，根据就可以算出天线长度需要75km，制造这样的天线是很困难的。fcλ二、为什么要进行调制？•只有天线实际长度与电信号的波长相比拟时，这时电信号才能以电磁波形式有效地辐射，这就要求原始电信号必须有足够高的频率。8310300km1000cf三、什么是解调解调：就是在接收信号的一方（接收端）；从收到的已调信号中把调制信号恢复出来。调幅波的解调叫“检波”，调频波的解调叫“鉴频”，解调是其统称。四、无线电广播发送系统组成：高频、低频和电源三大部分组成。高频部分有：主振级——由石英晶体振荡器产生频率稳定度高的载波；缓冲级——实质上是一种吸收功率小，工作稳定的放大级，其作用是减弱后级对主振级的影响；倍频器——将载波频率提高到需要的频率值；高频放大器——高频放大以提高输出功率；调制器——其功能是使高频载波信号幅度按低频信号大小变化的幅度调制，然后经发射天线以电磁波形式向远方辐射。低频部分有：话筒（或录音带等）、低频电压放大器、低频功率放大器。作用：这样将使低频电信号通过逐级放大获得所需的功率电平电，然后对高频（载波）进行调幅。2．超外差式接收机其接收过程如下：从接收天线收到微弱高频调幅信号经输入回路选频后，通过高频放大器放大，送到混频器与本机振荡器所产生的等幅高频信号进行混频，在其输出端得到波形包络形状与输入高频信号的波形相同，但频率由原来高频变化为中频的调幅信号，经中频放大后送到检波器，检出原调制的低频信号，然后再经过低频放大，最后从扬声器还原成原来的声音信息（语言或音乐）。“通信电子电路”课程主要内容有：谐振回路、小信号调谐放大器、高频调谐功率放大器、倍频器、正弦波振荡器、变频器、振幅调制及检波电路、角度调制及解调电路等。着重讨论发送设备和接收设备各单元的工作原理和组成，以及构成发送、接收设备的各种单元电路的工作原理、典型电路和分析方法。1.5“通信电子电路”课程主要内容振荡器谐振功率放大器调频、调幅低频电压放大器、低频功率放大器小信号谐振功率放大器变频器振荡器考试方式：平时：20％考试：80％参考书目：高频电子线路.张肃文.高等教育出版社高频电路.沈伟慈.西安电子科技大学