高頻電子線路第五第一章

第1章緒論1.1通信系統(tǒng)的組成

1.2收發(fā)設(shè)備的組成1.3無線電通信波段

1.4收音機(jī)電路實(shí)例1.5本課程研究對象

1.6本課程特點(diǎn)Next高頻電子線路HighFrequencyCircuit參考書思考題與習(xí)題目前一頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)

*注：現(xiàn)代電子設(shè)備多為交叉運(yùn)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(yīng)用。

顯著特點(diǎn)：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(dá)、導(dǎo)航與電子對抗等

頻率高于高頻電路、集總參數(shù)應(yīng)用低頻電路——儀器、儀表、自動(dòng)化控制、醫(yī)療電子、電話線等頻率較低的一般性應(yīng)用。特點(diǎn)：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(qiáng)電——電力電子技術(shù)，發(fā)供電設(shè)備，電力拖動(dòng)，大功率電器等。特點(diǎn)：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(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通訊等模擬電路課程說明理論體系目前二頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)1.1通信系統(tǒng)的組成通信的主要任務(wù)是傳遞信息，即將經(jīng)過處理的信息從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方。PrevNextRegardlessoftheparticularapplication,allcommunicationsystemsinvolvethreemainsubsystems:thetransmitter,thechannel,andthereceiver.基于“高頻電子技術(shù)”實(shí)現(xiàn)通信的共同特點(diǎn)：利用高頻（射頻）無線電波來傳遞信息。因此，設(shè)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。目前三頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)已調(diào)信號通信系統(tǒng)基本組成框圖發(fā)送設(shè)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(shè)備輸出變換器發(fā)送端接收端噪聲源PrevNext目前四頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(zhuǎn)換為電信號，其輸出稱為“基帶信號”(basebandsignal)。發(fā)送設(shè)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?shí)質(zhì)：PrevNext目前五頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(dǎo)(waveguide)光纖(fiberorfibre)PrevNextChannelsmaybeclassifiedintotwocategories:

wirechannnelsandwirelesschannnels目前六頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)接收端各模塊功能接收設(shè)備(receiver)：完成發(fā)送設(shè)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(shè)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目前七頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(shè)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(shè)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(fù)出原始非電信號。原始信號電信號變換

信道解調(diào)原始信號目前八頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)1.2收/發(fā)設(shè)備的組成高頻功放主振低頻功放1.2.1調(diào)幅發(fā)射機(jī)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目前九頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(jī)框圖中各模塊功能目前十頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)頻率：20Hz~~~20kHz波長：15km~~~15000km可見，這樣的天線是不可能制作的。②實(shí)現(xiàn)多路通信。因?yàn)榛鶐盘枮榈皖l信號，相互之間不易區(qū)分，接收設(shè)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。如聲音信號目前十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(jī)＋人＝載人飛機(jī)相關(guān)概念目前十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)調(diào)制后的效果②實(shí)現(xiàn)了信道復(fù)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。目前十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)“調(diào)制”的專業(yè)術(shù)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。目前十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)1.2.2直接放大式接收機(jī)組成框圖1.2收/發(fā)設(shè)備的組成輸入回路高頻放大低頻放大解調(diào)器目前十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)1.2.2超外差接收機(jī)組成框圖

(superheterodynereceiver)1.2收/發(fā)設(shè)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目前十六頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)超外差接收機(jī)組成特點(diǎn)超外差式與直接式接收機(jī)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(jī)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。目前十七頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)一個(gè)完整的通信設(shè)備組成框圖1發(fā)射機(jī)部分2接收機(jī)部分3共用設(shè)備4天線信源信宿目前十八頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(diǎn)的關(guān)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?，簡稱地波。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(yuǎn)距離通信。空間波又稱為直射波，是由發(fā)射點(diǎn)從空間直線傳播到接收點(diǎn)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。目前十九頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(yuǎn)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(dòng)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目前二十頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(dòng)無線電電信領(lǐng)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。目前二十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)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(guān)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”。目前二十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)無線電通信波段相關(guān)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(gè)波段，68個(gè)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(wù)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(wù)半徑大于1000km。根據(jù)服務(wù)范圍發(fā)射功率數(shù)十至數(shù)百千瓦不等。目前二十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)ISM(IndustrialScientificandMedical)頻段為公用頻段許可頻段。無線電通信波段相關(guān)知識在USA，F(xiàn)CC（FederalCommunicationsCommission），規(guī)定在RF范圍內(nèi)，有三個(gè)免許可頻段：900MHz（902～928MHz）2.4GHz（2.4～2.4835GHz）5.8GHz（5.725～5.850GHz）目前二十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)收音機(jī)的工作原理特別體現(xiàn)了無線通信技術(shù)方面的內(nèi)容，幾乎囊括了高頻接收技術(shù)的大部分內(nèi)容。1.4收音機(jī)電路實(shí)例PrevNext目前二十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)R828AM/FM收音機(jī)電路原理圖目前二十六頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)TEA5711/T電路原理框圖目前二十七頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)該收音機(jī)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(jī)的主要芯片，它將接收到的無線電高頻信號進(jìn)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(jìn)行功率放大，并送給揚(yáng)聲器。該電路包括AGC和AFC電路。目前二十八頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)1.5本課程研究對象與任務(wù)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(wù)：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(diǎn)、基本工程分析方法。關(guān)注各功能電路的輸入、輸出頻譜的變化關(guān)系，找出合理的實(shí)現(xiàn)方法。目前二十九頁\總數(shù)三十三頁\編于十五點(diǎn)1.6本課程特點(diǎn)