高频电子线路张肃文第四版Chapter1绪论.ppt

高频电子线路 主讲人：姚 屏 信息楼四楼402室 Date1copyrights yaoping n课程内容及要求： n介绍信息和传输处理的基本电路，基本原 理和基本分析方法。 n要求掌握高频发射机、接收机的组成，工 作原理和电路设计。 n介绍并分析了回路、高频小信号放大器、 高频功率放大器、正弦波振荡器以及调制 、解调等。 Chapter 1 绪论Chapter 1 绪论 Date2copyrights yaoping 1.2 无线电信号的传输原理 1.3 本课程特点 1.1 无线电发展简史 Chapter 1 绪论 Date3copyrights yaoping 1.1 无线电通信发展简史 原始手段 有线通信 无线通信 烽火、旗语 电报 （1837 Morse） 电话 （1876 Bell） 电磁波的存在 Maxwell 理论 Hertz 实践 三个里程碑： Lee de forest 发明电子三极管 W. Shockley 发明晶体三极管 集成电路、数字电路的出现 返回 Date4copyrights yaoping 1.2.1 传输信号的基本方法 1.2.2 通信系统简介 1.2.3 无线电信号的产生与发射 1.2.4 无线电信号的接收 1.2.5 信号及其频谱 1.2 无线电信号传输原理 Date5copyrights yaoping 1.2.1 传输信号的基本方法 Bell 有线电话 Morse 有线电报 Hertz 在实践上证明电磁场的存在 Maxwell 在理论上发现电磁场理论 3 电通信 （无线通信，有线通信） 2 光通信 （远距离通信，迅速准确） 1 语言和文字 （最原始、最基本的传输手段） 4 无线电 Date6copyrights yaoping 1.2.2 通信系统简介 信号源发送设备 传输信道 收信装置接收设备 通信系统原理框图 Date7copyrights yaoping 在实际的通信电子线路中传输的是各种电 信号。为此，需要将各种形式的信息转变 成电信号。 信号源 常见的信号源有： 话筒 摄像机 各种传感器件 Date8copyrights yaoping 发送设备两大主要任务： n调制：将基带信号转换成适合信道传输 特性的频带信号； n放大：是指对调制信号和已调信号的电 压和功率放大、滤波等处理过程，以保 证送入信道足够大的已调信号功率。 发送设备 Date9copyrights yaoping n信号从发送到接收中间所经过传输信道， 如：电缆、光缆、无线电波等。 n不同的传输信道有不同的传输特性，根据 传输媒质的不同，可以分为两大类： 有线通信：双线对电缆、同轴电缆、光缆 无线通信：自由空间、水 传输信道 （传输媒质） Date10copyrights yaoping 双绞线： 适用于短距离（小于100m）、 1Mb/s数据率的通信环境。 同轴电缆：适用于距离在几百米、带宽小 于10MHz、码流率小于20Mbps 的通信环境。 光纤电缆：特点：衰减小（小于1db/km）、 工作频率高、信息容量大 有线通信信道 Date11copyrights yaoping 无线通信的传输媒质是自由空间和水。 电磁波从发射天线辐射出去之后，经过 自由空间到达接收天线。 根据传播途径可分为两大类： 地波、天波。 无线通信信道 Date12copyrights yaoping 什么是电 离层？ 地面波：沿地面传播的无线电波。 适用于长波和超长波。 空间波：在发射天线与接收天线间直线传 播的无线电波, 发射天线和接收 天线较高，接收点的电磁波由直 接波和地面反射波合成。 适用于超短波。 无线通信信道 地波 经过地面100km至500km的电离层反射传送 到接收点的电磁波。适用于短波。 天波： Date13copyrights yaoping 利用对流层对电波的散射进行通讯， 它适用于超短波以及微波波段的通信 ，通信距离很远。 散射通信 Date14copyrights yaoping 波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 n超长波 10,000100,000m 303kHz 甚低频 VLF n长 波 1,00010,000m 30030kHz 低频 LF n中 波 2001,000m 1500300kHz 中频 MF n中短波 50200m 6,0001,500kHz 中高频 IF n短 波 1050m 306MHz 高频 HF n米 波 110m 30030MHz 甚高频 VHF n分米波 10100cm 3,000300MHz 特高频 SHF n厘米波(微波) 110cm 303GHz 超高频 UHF n毫米波 110mm 30030GHz 极高频 EHF n亚毫米波 1mm以下 300GHz以上 超极高频 无线电波波段的划分 Date15copyrights yaoping n接收设备的作用： 接收传送过来的信号，并进行处理，以 恢复发送端的基带信号。 接收设备 n 接收设备的要求： 由于信号在传输和恢复的过程中存在着 干扰和失真，接收设备要尽量减少这种失真。 Date16copyrights yaoping n收信装置是指接收设备输出的电信号变 换成原来形式的信号的装置。 收信装置 n例如： 还原声音的喇叭 恢复图象的显像管 Date17copyrights yaoping 1.2.3 无线电信号的产生与发射 天线和电磁波的研究表明：如果天线的长度L 可以和电信号的波长 相比拟（L/4）， 则把电信号加到天线上，就可以电磁波的形式 传输到很远的地方！ 基本语言的频率范围：3003000Hz，相应的 波长为： = c/f = 3108 /f = 106105m Date18copyrights yaoping 由振荡电路输出一个高频 信号，将其加到适当高度 的天线上发射出去，这个 高频信号称为载波，用来 作为传输信息的运载工具。 解决的办法： 用需要传输的低频信号去 控制高频的载波信号，这 个过程称为调制。 产生高频信号： 调制高频信号： Date19copyrights yaoping 无线电发射机方框图 Date20copyrights yaoping 无线电发射机 将音频信号“装载”到高频 振荡中的方法有好几种， 如调频、调幅、调相等。 电视中图象是调幅，伴音 是调频。广播电台中常用 的方法是调幅与调频。 Date21copyrights yaoping Date22copyrights yaoping Date23copyrights yaoping 1.2.4 无线电信号的接收 最简单的接收机原理框图 Date24copyrights yaoping 超外差式接收机方框图 变频器 Date25copyrights yaoping 消息 信号源 放大器调制器 高频 振荡器 谐振放大器 或倍频器 已调波 放大器 发射 天线 接收 天线 高频 放大器 本地 振荡器 混频器 中频 放大器 解调器 放大器 视频显示器 扬声器等等 无线电发射机和接收机原理框图 选择 电路 Date26copyrights yaoping n常用的信号表示方法 1. 数学表达式法 如： 正弦波 u=Asint 阶跃函数 u=A(t) 1.2.5 信号及其频谱 Date27copyrights yaoping A t 2.波形表达方式 例如： Date28copyrights yaoping 3. 频域表示法 根据傅里叶变换的基本原理，任何一个 函数都可以用傅里叶级数展开。如果把信 号看成一个函数，这就为我们研究信号提 供了一种新的方法。通过研究信号的频谱 ，我们可以突出在信号传输中存在的主要 问题，如信号的变化规律，信号的能量分 布等。 Date29copyrights yaoping 由于任何复杂的信号，都可分解为许 多不同频率的正弦信号之和，因此，所谓 “频谱”即是指组成信号的各正弦分量按 频率分布的情况。 为了更直观地了解信号的频率组成和 特点，我们通常采用作图的方法来表示频 谱，即频谱图。 Date30copyrights yaoping 如：下面所示的一般语音信号的频谱示意图 可以看到语音信号的频谱是连续的，其主要 能量集中在1000Hz左右。 电压 f/Hz 3003400 Date31copyrights yaoping 一般数字信号的频谱图 可见，数字信号的频谱是不连续的。 振幅 f Date32copyrights yaoping 脉冲信号的分解 Date33copyrights yaoping 脉冲信号的频谱 f1表示脉冲信号的基波频率。 f3、 f5 、f7分别表示三、五、 七次谐波，在f 轴的0点，表 示直流分量，这条谱线的长 度表示脉冲直流分量（即平 衡值）的大小。高次谐波的 谱线可以分布到很高的频率 ，但其幅度已相当小。 Date34copyrights yaoping 1、电子信息与通信专业学生必须掌握的一 门专业基础课程。 2、它是电路理论、信号与线性系统、低频 电子线