通信电子线路第1章绪论.ppt

通信电子线路,通信电子线路,第一章 绪论,2,通信电子线路,一、本课程在学科中的位置 通信工程专业的一门专业基础课。 二、本课程要求 1.范围 ：通信领域中各种高频电路(含非线性电路)的 组成、工 作原理及分析计算。 2.主要内容：高频小信号放大器、高频功率放大器、正玹波振荡器、频谱的线性搬移电路、振幅调制与解调、混频、频率调制与解调、参量电路、反馈控制电路原理及应用。 3.要求：掌握基本概念和分析方法；掌握有关内容的数学推导过程；理论与实际结合培养动手能力。,通信电子线路,第一章 绪论,3,参考书,1.宋依青、时翔、费凤翔通信电子线路教学参考书（与本教材配套） 2.于洪珍、王艳芬.通信电子电路.北京：清华大学出版社2005.7 3.王卫东等.高频电子电路.北京：电子工业出版社，2004 4.谢嘉奎.电子线路（非线性部分）.（第四版）.北京：高等教育出版社，2000 5.汪胜宁等.电子线路（第四版）教学指导书.北京：高等教育出版社，2003 6.高吉祥.高频电子线路 .北京：电子工业出版社，2003 7.李树德等.通信电子电路.北京：人民邮电出版社，1989,通信电子线路,第一章 绪论,4,第一章 绪 论,主要内容： 通信系统的概念 无线电发送与接收设备 无线电波的传播方式和频段划分 本课程的主要内容及特点,通信电子线路,第一章 绪论,5,1.1、通信系统的概念,无线通信系统组成框图,通信电子线路,第一章 绪论,6,1.1、通信系统的概念,各部分作用 信息源：提供需要传送的信息； 输入变换器：将信息源（图像、声音等）的信息变换成电信号，把该信号称为基带信号； 发射机：将基带信号进行某种处理，并以足够的功率送入信道，以实现有效的传送，其中最主要的处理为调制，调制后的信号称为已调信号，或已调波；,通信电子线路,第一章 绪论,7,1.1、通信系统的概念,4）信道：信息的传送通道，又称传输媒介。信道可分为无线信道和有线信道两大类； 5）接收机：把由信道传送过来的已调信号取出并进行处理，得到与发送相对应的原基带信号，把这一过程称为解调； 6）输出变换器：把基带信号恢复成原来形式的信息。,通信电子线路,第一章 绪论,8,1.2 无线电发送与接收设备,通信系统按传输的基带信号不同，分为模拟通信系统和数字通信系统两大类。 1）模拟通信系统：直接传输模拟信号（即基带信号为模拟信号）的通信系统,称为模拟通信系统。 典型的模拟通信系统的发送设备的组成框图和接收设备的组成框图分别如图2和图3所示。 图2为调幅发射机的组成框图。 图3为超外差式调幅接收机的组成框图。 2）数字通信系统：传输数字信号（即基带信号为数字信号）的通信系统,称为数字通信系统。,通信电子线路,第一章 绪论,9,1.2 无线电发送与接收设备,典型调幅发送设备的组成框图,通信电子线路,第一章 绪论,10,1.2、无线电发送与接收设备 调幅发射机各部分的作用,高频振荡器： 产生高频电振荡信号，这种高频电波是用来运载基带信号，称为载波，或载频。 倍频器： 输出信号的频率是输入信号频率整数倍的电路，称为倍频器。作用提高高频振荡频率。 高频放大器： 把振荡器产生的高频振荡放大到一定的幅度。,通信电子线路,第一章 绪论,11,1.2、无线电发送与接收设备 调幅发射机各部分的作用,高频功率放大器与调幅器： 作用是将输入的高频载波信号和低频调制信号 变换成高频已调信号，并以足够大的功率输送 到天线，然后辐射到空间； 话筒（拾音器）： 输入变换器，它的作用是把声音信源转变成电信号，称为音频信号，即基带信号或调制信号； 低频放大器： 把话筒变换的音频信号放大到一定的幅度，以实现一定的调制度。,通信电子线路,第一章 绪论,12,1.2、无线电发送与接收设备 调幅发射机各部分的作用,调制 什么是调制？ 把待传送基带信号（调制信号）“装载”到高频振荡信号上去的过程。 三种信号 调制信号、载波信号和已调信号 三种调制方式 调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）,通信电子线路,第一章 绪论,13,1.2、无线电发送与接收设备 调幅发射机各部分的作用,为什么要调制 因为信号源直接发送存在的问题，主要有以下两点： 天线尺寸 天线尺寸与被辐射信号的波长相比拟时（波长的1/101/2），信号才能被天线有效的辐射出去。对于音频范围20Hz20kHz来说，这样的天线不可能实现。 信号选择 如果直接发射，多家电台的发射信号频率范围大致相同，接收机无法区分。,通信电子线路,第一章 绪论,14,1.2、无线电发送与接收设备 调幅发射机各部分的作用,三种调制方式 用待传送基带信号去改变高频振荡信号的某一参量，就可以实现调制。 振幅调制：用基带信号去改变高频振荡信号的振幅，则称为振幅调制，简称调幅； 频率调制：用基带信号去改变高频振荡信号的频率，则称为频率调制，简称调频； 相位调制：用基带信号去改变高频振荡信号的相位，则称为相位调制，简称调相。,通信电子线路,第一章 绪论,15,1.2、无线电发送与接收设备 调幅接收机各部分的作用,典型超外差调幅接收设备的组成框图,通信电子线路,第一章 绪论,16,1.2、无线电发送与接收设备 调幅接收机各部分的作用,超外差接收机 1) 什么是超外差接收机？ 为了提高接收机的性能，目前广泛采用超外差接收方式，超外差接收机的结构特点是具 有混频器。接收机将天线接收的高频已调信号的载波信号经高频放大器进行初步的选择和放大，并抑制其它无用信号。高频放大器输出的载频为已调信号 和本地振荡器所提供的频率为 的高频等幅信号同时输入混频器，在其输出端就可获得载频频率固定的信号 ，通常取 ，把此频率称为中频信号，此中频信号经中频放大器放大到足够值，然后经解调器解调，可恢复出原基带信号，经低频放大后输出。 2) 混频器的作用 混频的作用是将接收的已调信号的载频频率变为一固定中频信号。超外差接收机的结构特点是具有混频器。,通信电子线路,第一章 绪论,17,1.2、无线电发送与接收设备 调幅接收机各部分的作用,解调信号的“卸载” 什么是解调？ 从高频已调波信号中“取出”调制信号的过程。 解调的三种方式 对调幅波的解调检波 对调频波的解调鉴频 对调相波的解调鉴相,通信电子线路,第一章 绪论,18,1.3、无线电波的传播方式和频段划分,无线电波是一种电磁波，其传播速度与光速相同，且有=c/f。 无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。 无线电波的三种传播途径（如图）：,通信电子线路,第一章 绪论,19,1.3、无线电波的传播方式和频段划分,无线电波的波段划分表：,通信电子线路,第一章 绪论,20,1.4、本课程的主要内容及特点,“通信电子线路”是“电路分析”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”的后续课程，是电子信息类各专业的一门重要的专业基础课。本课程主要讨论通信系统中发送设备和接收设备中的高频部分的专用电路。这些专用电路如果从工作特点和分析方法的角度划分，大致可以分为三个模块：信号的放大模块、正弦波的产生模块、频谱的搬移模块。 信号放大模块主要讨论高频小信号谐振放大器、中频放大器、小信号宽带放大器、参量放大器、谐振放大器、功率的合成与分配等。 正弦波产生模块主要讨论各种正弦波振荡器。 频谱搬移模块主要讨论非线性器件的频谱搬移原理、振幅调制与解调、混频、倍频、频率调制与解调等。,通信电子线路,第一章 绪论,21,1.4、本课程的主要内容及特点,本课程的特点：高频、非线性。 对“高频”来讲，由于有些效应的物理机理非常复杂，很多问题涉及到了分布参数，很难做定量精确分析，所以本课程仅涉及集中参数电路的分析。 非线性电路的分析是本课程的重点，也是本课程与“模拟电子技术”的重要区别之一。非线性电子线路能够实现的功能以及电路的形式远比线性电子线路多。例如频率变换就不能用线性电子线路来实现，必须借助于非线性电路。但是非线性电路的严格分析则要涉及非线性代数方程或非线性微分方程的求解，而这些方程的求解是相当困难的，在工程上往往根据实际情况进行合理的近似，以求得具有简明物理意义的实用性结果。避免陷入繁琐的数学计算之中。 本课程是理论与实际紧密联系的课程，一切理论分析都是围绕解决工程实际问题来进行的，各种电路的分析中并不追求严密的理论分析结果，更多的是采用工程近似分析，因此，本课程的学习过程中需要注意：,通信电子线路,第一章 绪论,22,课堂练习一,1.如果广播电台发射的信号频率 ,接收机中频频率 ，问接收机本振频率 为多少？ 解： 答：接收机本振频率为1391KHz,课堂练习二,2.如果高频载波频率为150MHZ,问/4天线应长？ 解：频率等于光速C除以波长，即 C 则： C， 31081501062(米),