高頻電子線路

高頻電子線路Highfrequencyelectroniccircuits總學(xué)分：4.5學(xué)分，專業(yè)基礎(chǔ)課教材：謝嘉奎等著，《電子線路（非線性部分）》高等教育出版社2000年5月。參考書目：《高頻電子線路》曾興雯著，高等教育出版社2004年1月。非線性電子線路通信電子線路主要學(xué)習(xí)無線通信系統(tǒng)所涉及到的各單元電路的組成、工作原理、性能計(jì)算及應(yīng)用。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉非線性電子線路課程的體系結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生在分析非線性電子線路時(shí)，樹立工程分析的觀點(diǎn)，用簡(jiǎn)單的分析方法獲得具有實(shí)用意義的結(jié)果，具有一定的電路綜合能力。課程的目的與任務(wù)：緒論模擬電子線路：輸入、輸出均為模擬量電路由D、BJT、MOS、R、L、C組成電路特點(diǎn)：1）器件均工作在非線性狀態(tài)；2）器件一般工作在高頻段。0.1

非線性電子線路的作用一、線性電子電路與非線性電子電路

線性電路：盡量使用器件特性的線性部分。電路基本是線性的，但存在不希望有的失真。

非線性電路：利用器件特性的非線性特性，完成振蕩、頻率變換、放大等功能。器件特性與使用條件密切相關(guān)。1.通信通信：信息的傳輸，信息從發(fā)送者接收者的過程

通信系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)信息傳輸過程的系統(tǒng)，由信源（發(fā)送者）、信道（信息傳輸?shù)拿浇椋?、信宿（接收者）三部分組成

分類：按信道分為有線通信系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和光纖通信系統(tǒng)二、非線性電子線路在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用2.通信發(fā)展的歷史驛站，最早的有線通信系統(tǒng)；烽火，最早的無線通信系統(tǒng)1895年，馬可尼實(shí)現(xiàn)了短距離的無線電通信1876年貝爾發(fā)明電話，建立了常規(guī)通信工具；1837年莫爾斯發(fā)明電報(bào)；1864年,麥克斯韋推導(dǎo)出電磁場(chǎng)方程；1887年赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在；1901年，實(shí)現(xiàn)了橫渡大西洋的通信；

1948年，維納、香農(nóng)提出信息論、控制論、系統(tǒng)論的基礎(chǔ);肖克萊發(fā)明晶體三極管1960年代后期開始衛(wèi)星通信；1958年集成電路誕生；1970年代后期，光通信成為通信介質(zhì)的主流1907年，發(fā)明電子三極管；無線電廣播的參數(shù)為：?頻率：波長(zhǎng)：?則天線長(zhǎng)度為：?

解決方法：調(diào)制

低頻信號(hào)（調(diào)制信號(hào)、基帶信號(hào)）：攜帶需要傳輸信息的低頻信號(hào)；有用信號(hào)＋3.高頻電子線路與無線電通信在接收端，將調(diào)制信號(hào)從已調(diào)波信號(hào)中取出的過程稱為解調(diào)采用調(diào)制的另一個(gè)原因是為充分利用頻帶。高頻信號(hào)（載波信號(hào)）：運(yùn)輸工具；參考信號(hào)

已調(diào)波信號(hào)（通帶信號(hào)）：調(diào)制后的信號(hào)，攜帶需要傳輸信息的高頻信號(hào)4.無線電波的傳播特性無線電波的傳播特性主要取決于其頻率（波長(zhǎng)）無線電波的傳播特性無線電波的傳播特性主要取決于其頻率（波長(zhǎng)），有：直射（視距）傳播：超短波或頻率更高的無線電波；傳播距離有限；架高天線、中繼或衛(wèi)星；繞射（地波）傳播：中、低頻率的無線電波；傳播距離遠(yuǎn)且穩(wěn)定折射和反射（天波）傳播：短波波段的無線電波；電離層的反射和折射，傳播距離遠(yuǎn)（最大距離為4000km）；傳播性能不穩(wěn)定；散射傳播：400～6000MHz的無線電波；對(duì)流層；傳播距離遠(yuǎn)且穩(wěn)定。表1各波段特點(diǎn)波段波長(zhǎng)/m頻率/MHz特點(diǎn)說明中、長(zhǎng)波>200<1.5沿地表傳播大地表面是導(dǎo)體，一部分電磁波會(huì)損耗掉，頻率越高，損耗越大短波10~2001.5~30靠電離層反射傳播電磁波一部分被吸收，另一部分被反射或折射到地面。頻率越高，被吸收的能量越小，但頻率超過一定值，電磁波會(huì)穿過電離層，不再返回地面超短波<10>30沿空間直線傳播地球表面是彎曲的，所以只能限制在視線范圍內(nèi)5.現(xiàn)代通信技術(shù)與高頻電子線路現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)：高頻、寬帶、無線接入等

藍(lán)牙技術(shù)（bluetooth)：開放的技術(shù)規(guī)范；短距離語音和數(shù)據(jù)通信，其載頻為2.4GHz；

電力載波技術(shù)（PWL，用于固定通訊）：應(yīng)用OFDM（正交頻率調(diào)制），Homepnp

規(guī)范，傳輸速率達(dá)10Mbps，載波頻率：150kHz?450kHz，通過電力線的設(shè)備即插即用；

數(shù)字?jǐn)U頻技術(shù)：將所需傳送的信號(hào)加到一偽隨機(jī)序列上再進(jìn)行傳送；傳輸方式即可有線亦可無線；特點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)，保密性強(qiáng)。無線通信系統(tǒng)組成：發(fā)射裝置+接收裝置+傳輸媒體6.本課程的主要內(nèi)容

無線通信系統(tǒng)所涉及的各單元電路的組成、工作原理和性能特點(diǎn)。7．調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成8．調(diào)幅接收機(jī)

調(diào)幅廣播接收機(jī)的組成放大器的增益帶寬積為一定值，取決于電路參數(shù)。超外差調(diào)幅廣播接收機(jī)的組成其他通信系統(tǒng)

①

調(diào)頻無線通信系統(tǒng)

②

數(shù)字通信系統(tǒng)

③軟件無線電小結(jié)

(1)非線性電子線路討論的范圍除小信號(hào)放大器以外的其他功能電路——振蕩器、功放、調(diào)制器、解調(diào)器、混頻器、倍頻器。

(2)本課程討論的內(nèi)容——三類電路

①功率放大電路——在輸入信號(hào)作用下，可將直流電源提供的部分功率轉(zhuǎn)換為按輸入信號(hào)規(guī)律變化的輸出信號(hào)功率，并使輸出信號(hào)的功率大于輸入信號(hào)的功率。

②振蕩電路——可在不加輸入信號(hào)的情況下，穩(wěn)定地產(chǎn)生特定頻率或特定頻率范圍的正弦波振蕩信號(hào)。

③波形變換和頻率變換電路——能在輸入信號(hào)作用下產(chǎn)生與之波形和頻譜不同的輸出信號(hào)。包括：調(diào)制電路、解調(diào)電路、混頻電路和倍頻電路。主要內(nèi)容功率電子線路非諧振功放、功率合成整流與穩(wěn)壓諧振功放第一章第三章振蕩電路第二章調(diào)制與解調(diào)電路第四章振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻電路角度調(diào)制與解調(diào)電路第五章反饋控制電路第六章

基本特點(diǎn)：工作特性的非線性；不滿足疊加定理；具有頻率變換作用。一、非線性器件的參數(shù)

工作特性非線性的具體體現(xiàn)：多種含義不同的參數(shù)，且參數(shù)的大小隨激勵(lì)信號(hào)的大小變化。1、直流（靜態(tài)）電導(dǎo)Q0.2

非線性器件的基本特點(diǎn)2、交流（微分、增量）電導(dǎo)（正弦小信號(hào)）Q表明增量電流與增量電壓間的依存關(guān)系3、平均電導(dǎo)（交流大信號(hào)）較大，則：Q：頻率變換二、非線性器件的控制變量：功率放大器、振蕩是的單值函數(shù)；是的多值函數(shù)；三、不滿足疊加定理例：則：四、實(shí)現(xiàn)頻率變換0.3

本課程的特點(diǎn)1．工程上采用近似分析法

對(duì)策：對(duì)器件數(shù)學(xué)模型和電路工作條件進(jìn)行合理近似，用近似分析方法獲得具有實(shí)用意義的結(jié)果。2．功能與電路形式多

對(duì)策：抓本質(zhì)——功能再多也是借助器件的非線性；抓基本電路——種