高頻電子電路1章-課件

1、通信電子電路 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) 目錄 第3章 高頻功率放大器 第2章 高頻小信號諧振為什么要學習通信電子電路？低頻電路和高頻電路的比較1 低頻:波長長,時間上的因素可以忽略,信號的流程是閉環(huán),參數(shù)是集中參數(shù); 高頻:波長短,時間上的因素常無法忽略,信號象波一樣傳輸,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:負載變化,電路仍然恒定; 高頻:負載處于阻抗匹配.為什么要學習通信電子電路？1

2、 低頻:波長長,時間上的因素可以第 1 章 緒論1.1 無線電信號傳輸原理1.2 通信的傳輸媒質1.3 現(xiàn)代通信系統(tǒng)第 1 章 緒論1.1 無線電信號傳輸原理1.2 1.1 無線電信號傳輸原理1.1-1 無線傳輸信號的基本方法1.1-2 無線信號的產(chǎn)生與發(fā)射1.1-3 無線信號的接收1.1 無線電信號傳輸原理1.1-1 無線傳輸信號的基本方1.2-1 傳輸信號的基本方法 信號：電能量以受控方式隨時間變化時稱為信號1.信號的頻率：每秒周期數(shù)，單位赫茲 100M信號：1秒內(nèi)信號上下振動100億次2.信號的強度：以功率（W）來衡量3.射頻信號的帶寬： 無線應用的邊界的劃分是由無線電管理局來決定。決定

3、每個帶寬的精確頻率和應用，確保不會發(fā)生濫用和發(fā)射非法射頻信號。1.2-1 傳輸信號的基本方法 信號：電能量以受控方式隨時間射頻信號的行為1.趨膚效應：存在于導體的表面2.自由空間的損耗：丟失能量3.吸收：微波爐的原理射頻信號的行為1.趨膚效應：存在于導體的表面 波段名稱 波長范圍 頻率范圍 頻段名稱超長波 10,000100,000m 303kHz 甚低頻VLF長 波 1,00010,000m 30030kHz 低頻LF中 波 2001,000m 1500300kHz 中頻MF中短波 50200m 6,0001,500kHz 中高頻IF短 波 1050m 306MHz 高頻HF米 波 110c

4、m 30030MHz 甚高頻VHF分米波 10100cm 3,000300MHz 特高頻UHF厘米波(微波) 110cm 303GHz 超高頻SHF毫米波 110mm 30030GHz 極高頻EHF亞毫米波 1mm以下 300GHz以上 超極高頻 波段名稱 波長范圍 頻率范 波段 頻率范圍GHzL-波段 1.0-2.0S-波段 2.0-4.0C-波段 4.0-8.0X-波段 8.0-12.0Ku-波段 12.0-18.0 3GHz信號可以稱為微波信號或者S波段信號 波段 高頻電子電路1章-課件 通信系統(tǒng)原理框圖信號源發(fā)送設備傳輸信道接收設備收信裝置調(diào)制放大話筒，傳感器件，攝像機，從已調(diào)信號中恢

5、復出發(fā)送端相一致的基帶信號？ 通信系統(tǒng)原理框圖信號源發(fā)送設備傳輸信道接收設備收信裝置調(diào)制1.2-2 無線電信號的產(chǎn)生與發(fā)射無線電發(fā)射機方框圖1.2-2 無線電信號的產(chǎn)生與發(fā)射無線電發(fā)射機方框圖 將音頻信號“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。廣播電臺中常用的方法是調(diào)幅與調(diào)頻。 將音頻信號“裝載”到高頻振蕩中的方法有好幾種，如調(diào)頻、調(diào)1.2-3 無線電信號的接收最簡單的接收機原理框圖1.2-3 無線電信號的接收1.2-3 無線電信號的接收最簡單的接收機原理框圖1.2-超外差式接收機方框圖超外差式接收機方框圖消息信號源諧振放大器或倍頻器發(fā)射天線接收

6、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聲器等等無線電發(fā)射機和接收機原理框圖選擇電路消息諧振放大器發(fā)射接收高頻本地已調(diào)波高頻中頻混頻器調(diào)制器解調(diào)通信電子電路的主要研究內(nèi)容1 信號的產(chǎn)生 振蕩器2 信號的放大 高頻小信號放大，高頻功率放大3 信號的交換 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，鑒相通信電子電路的主要研究內(nèi)容1 信號的產(chǎn)生1.2 通信的傳輸媒質傳輸信道根據(jù)傳輸媒質的不同，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 1.2 通信的傳輸媒質傳輸信道 無線通信信道無線通信的傳輸

7、媒質是自由空間。電磁波從發(fā)射天線輻射出去之后，經(jīng)過自由空間到達接收天線的傳播途徑可分為兩大類：地波和天波。無線通信信道無線通信的傳輸媒質是自由空間。電磁波從發(fā)射天線輻一 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，接收點的電磁波由直接波和地面反射波合成。適用于超短波。一 地波（分為地面波和空間波）1. 地面波二 天波經(jīng)過地面100km至500km的電離層反射傳送到接收點的電磁波。適用于短波。電離層反射的特點： 頻率越高，吸收能量越小，但頻率過高電波會穿透電離層。故頻率只

8、限于中短波段300Khz30Mhz 。二 天波經(jīng)過地面100km至500km的電離層反射傳送到接散射通信利用對流層對電波的散射進行通訊，它適用于超短波以及微波波段的通信，通信距離很遠。散射通信利用對流層對電波的散射進行通訊，它適用于超短波以及微1.3 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，接收機如前介紹的超外差接收機，7080年代無線電通信實現(xiàn)了模擬數(shù)字的大轉變，從系統(tǒng)控制（選臺調(diào)諧、音量控制，均衡控制等）到信源編碼、信道編碼，以及硬件實現(xiàn)技術都無一例外地實現(xiàn)了數(shù)字化?，F(xiàn)代超外差接收機可用下圖來表示，它是一個模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)。1.3.1 模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)1.3 現(xiàn)代通信系

9、統(tǒng) 70年代以前，通信系統(tǒng)主要是模擬體制 進入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（software Radio）應運而生。 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準之間的兼容問題，使得它的優(yōu)越性很快得到商用通信的青睞，并且在個人移動通信領域發(fā)展迅速。 軟件無線電是特指具有用軟件實現(xiàn)各種功能特點的無線電臺（如移動通信中的移動電話機、基站電臺、軍用電臺等）。1.3.2 軟件無線電 進入90年代后，通信界開始了一場新的無線電革命，軟件無線電結構圖軟件無線電結構圖軟件無線電的基本概念是利用不斷增加的芯片處理速度和不斷的大

10、規(guī)模集成電路技術，把DSP芯片或通用CPU芯片作為無線通信的基本硬件平臺，將很多的無線通信功能，如調(diào)制技術、跳頻、糾錯及加密等用軟件實現(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)品的某些部分轉移到軟件上來?？梢杂密浖墎砀淖儫o線參數(shù)；可以按要求的條件用編程來設計；使不同的系統(tǒng)和設備容易兼容和互聯(lián)；系統(tǒng)升級基于軟件，其代價?。粺o線通信設備的價格將與軟件有關。軟件無線電的基本概念是利用不斷增加的芯片處理速度和不斷的大規(guī) 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，其內(nèi)部的基本功能，基本原理，工作流程和電路結構與傳統(tǒng)的超外差式無線電收發(fā)機并無太大差異，經(jīng)典高

11、頻電子線路的分析方法與設計思想仍可作為現(xiàn)代無線電新技術的理論基礎。而且，由于目前器件水平的限制，軟件無線電技術還基本只能在通信系統(tǒng)的基帶處理部分得到較好發(fā)揮，還必須采用與傳統(tǒng)電路結合的方式進行系統(tǒng)研制。要超越器件水平的限制，進行深入的理論研究，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基本上用模擬電路實現(xiàn)。因此，本門課程中仍以基本模擬通信電子電路為主要內(nèi)容進行分析。 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，本課程的特點1、電子信息與通信專業(yè)學生必須掌握的一 門專業(yè)基礎課程。2、它是電路理論、信號與系統(tǒng)、低頻 電子線路等課程的后繼課程。3、在學習這門課程時要注意它與低頻電路 理論的不同分析方法和實驗測試的不同 點。 本課程的特點1、電子信息與通信專業(yè)學生必須掌握的一 （1）通過學習掌握實際單元電路的分析方法。 包括放大、振蕩、調(diào)諧、調(diào)制。（2）整機電路