高頻電子線路第五版第一章

目錄第1章

緒論第2章

選頻網(wǎng)絡第3章高頻小信號放大器第4章非線性電路、時變參量電路和變頻器第5章高頻功率放大器第6章正弦波振蕩器第7章振幅調(diào)制與解調(diào)第8章角度調(diào)制與解調(diào)第10章反饋控制電路第11章頻率合成電路第1章緒論1.1通信系統(tǒng)的組成

1.2收發(fā)設備的組成1.3無線電通信波段

1.4收音機電路實例1.5本課程研究對象

1.6本課程特點Next高頻電子線路HighFrequencyCircuit參考書思考題與習題2

*注：現(xiàn)代電子設備多為交叉運用。電的傳遞路徑方式與主要分析研究方法高頻電路——廣播、電視、通訊等頻率較高,電參數(shù)集中的高頻（射頻）應用。

顯著特點：工作頻率界于低頻電路和微波

電路之間，內(nèi)“路”外“場”。微波電路——通信、雷達、導航與電子對抗等

頻率高于高頻電路、集總參數(shù)應用低頻電路——儀器、儀表、自動化控制、醫(yī)療電子、電話線等頻率較低的一般性應用。特點：能量直接在線路上

傳遞。電磁場

——完全非“電路”傳輸，能量以“場”的形式傳遞和接收頻率由低到高強電——電力電子技術，發(fā)供電設備，電力拖動，大功率電器等。特點：能量以線路（電纜）形式傳遞，頻率50Hz（某些國家60Hz）弱電數(shù)字電路——自動化控制、計算機、數(shù)據(jù)通訊等模擬電路課程說明理論體系1.1通信系統(tǒng)的組成通信的主要任務是傳遞信息，即將經(jīng)過處理的信息從一個地方傳遞到另一個地方。PrevNextRegardlessoftheparticularapplication,allcommunicationsystemsinvolvethreemainsubsystems:thetransmitter,thechannel,andthereceiver.基于“高頻電子技術”實現(xiàn)通信的共同特點：利用高頻（射頻）無線電波來傳遞信息。因此，設備中產(chǎn)生和接收、檢測高頻信號的基本功能電路大都是相同的。已調(diào)信號通信系統(tǒng)基本組成框圖發(fā)送設備信道信宿基帶信號已調(diào)信號基帶信號信源輸入變換器接收設備輸出變換器發(fā)送端接收端噪聲源PrevNext發(fā)送端各模塊功能信源（informationsource）：需要傳送的原始信號，一般為非電物理量。輸入變換器(inputconverter)：將非電信號轉換為電信號，其輸出稱為“基帶信號”(basebandsignal)。發(fā)送設備(transmitter)：將基帶信號變成適合于信道傳輸?shù)摹邦l帶信號”(frequencybandsignal)。電信號，且直接表示了原始信息?；鶐盘枌嵸|(zhì)：PrevNext信道及其分類信道（channel）：即傳輸媒介。無線信道有線信道海水(seawater)地球表面(surfaceofEarth)自由空間(free

air)同軸電纜(coaxialcable)波導(waveguide)光纖(fiberorfibre)PrevNextChannelsmaybeclassifiedintotwocategories:

wirechannnelsandwirelesschannnels接收端各模塊功能接收設備(receiver)：完成發(fā)送設備功能的反變換——解調(diào)，其輸出為基帶信號。輸出變換器(outputconverter)：將接收設備輸出的基帶信號變換成原來形式的信號。信宿(informationsink)：原始信號的接收者。PrevNext通信過程的敘述原始非電信號經(jīng)輸入變換器變換成電信號后，送入發(fā)送設備，將其變換成適合于信道傳輸?shù)男盘?，然后送入信道傳輸。接收設備則從眾多信號（包括噪聲）中選出有用信號并將其解調(diào)，還原出原基帶信號，再經(jīng)輸出變換器恢復出原始非電信號。原始信號電信號變換

信道解調(diào)原始信號1.2收/發(fā)設備的組成高頻功放主振低頻功放1.2.1調(diào)幅發(fā)射機組成框圖緩沖調(diào)制倍頻高頻放大電源低頻放大高頻部分低頻部分倍頻(doublefrequency)：降低主振器頻率，以利于穩(wěn)頻。主振(oscillator)：產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波信號。緩沖(buffer)：減弱后級對主振器的影響。發(fā)射機框圖中各模塊功能頻率：20Hz~~~20kHz波長：15km~~~15000km可見，這樣的天線是不可能制作的。②實現(xiàn)多路通信。因為基帶信號為低頻信號，相互之間不易區(qū)分，接收設備無法選擇所需接收的信號。調(diào)制的目的：①便于制作天線。由天線理論可知：要將天線電信號有效地發(fā)射出，天線的幾何尺寸必須和電信號的波長處于同一數(shù)量級。如聲音信號低頻電信號稱為調(diào)制信號(modulatingsignal)。未經(jīng)調(diào)制的高頻振蕩信號稱為載波信號。(carriersignal)將低頻基帶信號裝載到高頻振蕩信號上的過程稱為調(diào)制(modulating)。將低頻信號從被調(diào)制過的高頻振蕩信號上卸取下來的過程稱為解調(diào)(demodulating)。經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩信號稱為已調(diào)波信號。

(modulatingsignal)調(diào)制的思想載波＋調(diào)制信號＝已調(diào)波信號

飛機＋人＝載人飛機相關概念調(diào)制后的效果②實現(xiàn)了信道復用。由于不同的發(fā)射臺采用不同頻率的高頻振蕩信號作為載波，這樣在頻譜上就可以互相分開了。①天線的尺寸大大降低。由于調(diào)制后傳送的是攜帶有低頻電信號的高頻振蕩信號?！罢{(diào)制”的專業(yè)術語對于正弦波振蕩信號，其主要參數(shù)是A，f，φ，因而出現(xiàn)了振幅調(diào)制，頻率調(diào)制和相位調(diào)制。調(diào)制：用原始低頻信號去控制高頻振蕩信號的某一參數(shù)，使之隨原始電信號的變化規(guī)律而變化。1.2.2直接放大式接收機組成框圖1.2收/發(fā)設備的組成輸入回路高頻放大低頻放大解調(diào)器1.2.2超外差接收機組成框圖

(superheterodynereceiver)1.2收/發(fā)設備的組成AGC輸入回路本地振蕩器混頻器中頻放大解調(diào)器高頻放大低頻放大超外差接收機組成特點超外差式與直接式接收機相比，增加了混頻器(mixer)、本地振蕩器(LocalOscillator--LO)和中頻放大器(IntemidiateFrequencyAmplifier--IFA)三種功能電路。Mixer的作用是將接收到的不同頻率的載波信號變換為固定頻率的中頻(IntemidiateFrequency--IF)信號。這樣做的目的是可提高接收機的選擇性和靈敏度。另外，AGC,AFC,PLL是通信系統(tǒng)中必不可少的輔助部分，若無，甚至無法工作。一個完整的通信設備組成框圖1發(fā)射機部分2接收機部分3共用設備4天線信源信宿無線電波具有直射、繞射、反射與折射等現(xiàn)象。決定傳播方式和傳播特點的關鍵因素是無線電信號的頻率。電波的傳播方式（a）地面波;（b）天波;（c）空間波沿大地與空氣的分界面?zhèn)鞑サ碾姴ń械乇砻娌ǎ喎Q地波。繞射傳播。超長波、長波、中波無線電信號，都是利用地波傳播的。短波近距離通信也利用地波傳播。天波：利用天空的電離層折射和反射而傳播的電波，也叫天空波。電離層只對短波波段的電磁波產(chǎn)生反射作用，因此天波傳播主要用于短波遠距離通信?？臻g波又稱為直射波，是由發(fā)射點從空間直線傳播到接收點的無線電波。直射波傳播距離一般限于視距范圍。超短波和微波通信就是利用直射波傳播的。1.3無線電通信波段波段名稱波長范圍頻率范圍頻段名稱用途長波(LW)10km～1km30～300kHz低頻(LF)遠距離通信中波(MW)1km～100m0.3～3MHz中頻(MF)AM廣播短波(SW)100m～10m3～30MHz高頻(HF)AM廣播超短波(VSW)10m～1m30～300MHz甚高頻(VHF)FM廣播電視微波分米波(USW)100～10cm0.3～3GHz超高頻(UHF)電視移動通信厘米波(SSW)10～1cm3～30GHz特高頻SHF)微波/衛(wèi)星通信毫米波(ESW)10～1mm30～300GHz極高頻(EHF)射電天文

(m)(mm)

(MHz)

(GHz)如：99MHz→3m無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線(Hz)f10010210410610810101012101410161018102010221024衛(wèi)星地面微波雙絞線同軸電纜光纖海事無線電調(diào)頻無線電調(diào)幅無線電電視移動無線電電信領域使用的電磁波的頻譜LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段(Hz)f1041051061071081091010101110121013101410151016無線電頻率的上限一般為3000GHz。我國規(guī)定的廣播波段：中頻（MF）中波：535～1605kHz----AM高頻（HF）短波：1.6～26.1MHz----AM甚高頻（VHF）超短波：88～108MHz----FM射頻（RadioFrequency

--RF）：10kHz～幾百GHz。在此頻率范圍內(nèi)，以電磁形式向空間輻射而形成無線電波。無線電通信波段相關知識所謂“高頻”，廣義上講就是適于無線電傳播的無線電頻率，通常又稱“射頻”。無線電通信波段相關知識UHFⅣ波段470～566MHz13～24頻道UHFⅤ波段606～958MHz25～68頻道我國廣播電視頻道的劃分：四個波段，68個頻道（臺），頻道間隔為8MHz。VHFⅠ波段48.5～92MHz1～5頻道VHFⅢ波段167～223MHz6～12頻道一般來說，中波廣播（535～1605kHz）的服務半徑一般不超過數(shù)百公里。短波廣播（4～19MHz內(nèi)的部分頻段）的服務半徑大于1000km。根據(jù)服務范圍發(fā)射功率數(shù)十至數(shù)百千瓦不等。ISM(IndustrialScientificandMedical)頻段為公用頻段許可頻段。無線電通信波段相關知識在USA，F(xiàn)CC（FederalCommunicationsCommission），規(guī)定在RF范圍內(nèi)，有三個免許可頻段：900MHz（902～928MHz）2.4GHz（2.4～2.4835GHz）5.8GHz（5.725～5.850GHz）收音機的工作原理特別體現(xiàn)了無線通信技術方面的內(nèi)容，幾乎囊括了高頻接收技術的大部分內(nèi)容。1.4收音機電路實例PrevNextR828AM/FM收音機電路原理圖TEA5711/T電路原理框圖該收音機電路由兩片集成電路芯片與一些外圍輔助電路組成。TEA5711/T芯片：收音機的主要芯片，它將接收到的無線電高頻信號進行放大、混頻、中頻放大、檢波后送入CXA1622M芯片。CXA1622M芯片：對解調(diào)出的音頻信號進行功率放大，并送給揚聲器。該電路包括AGC和AFC電路。1.5本課程研究對象與任務本課程將以無線通信系統(tǒng)為主要研究對象，即研究“高頻信號的產(chǎn)生、發(fā)射、接收和處理”，包括：（1）高頻放大器（2）高頻功率放大器（3）高頻振蕩器（4）變頻/混頻器（5）調(diào)制解調(diào)器（6）反饋控制電路任務：討論以集總參數(shù)為限的上述高頻電子電路的基本組成、工作原理、性能特點、基本工程分析方法。關注各功能電路的輸入、輸出頻譜的變化關系，找出合理的實現(xiàn)方法。1.6本課程特點及學習本課程的目的所討論的電路主要是非線性電子線路，其顯著特點是，涉及的基本概念多、電路形式多、分析方法更加復雜，求解也困難得多。要求具有較寬的基礎知識。學習本課程的目的：為學習電視理論、通信設備維護、電子測量技術、現(xiàn)代通信原理等課程打下基礎。為今后考研和從事高頻技術研究工作打下基礎。重視實踐環(huán)節(jié)。

小結高頻電子線路的典型應用是無線通信系統(tǒng)；無線通信系統(tǒng)由發(fā)射設備、接收設備和傳輸媒介三部分組成；無線電信號的發(fā)射與接收的關鍵是調(diào)制與解調(diào)；高放、混頻、本振、調(diào)制、解調(diào)等相關知識是本課程要解決的問題；了解無線電信號所具有的基本特點