3、无线电基础知识.ppt

无线基础知识，一、无线通信的基础知识，二、常用电子电路三、晶体管、Date:5/15/202011.06.2020、Page:2、一、无线通信的基础知识，一. 1、电波的区分1.2、电波的传播1.3、无线收发Date:5/15/202011.06.2020 交变电磁场不仅可能存在于电荷、电流或导体的周围，而且可以远离其产生的波动源传播，在这种空间中以一定速度传播的交变电磁场称为电磁波。 在无线技术中使用的这种电磁波一般称为无线电波。1.1.1、电波、date:5/15/2020611.06.2020、page:4、1.1.1电波频带、=cT=cf、date:5/15/2020611.06.2020、page:5、1.1.1电波的应用date 3335 将202011.06.2020、page:6、1.2电波的传播、频率从数十Hz (更低)到3000GHz左右、波长从数十Mm到0.1mm左右的频谱范围内的电磁波称为电波。 电波旅行不要靠电线，要靠空气媒介，如声波。 电波在地球表面传播，有的波在空间直线传播，从大气上空反射传播，有的波透过大气，飞向远处的宇宙空间。 从发射天线和自然辐射源发射的电波通过自然条件下的介质到达接收天线的过程称为电波传播。 另外，Date:5/15/202011.06.2020、page :7，1，1 )地面波：是在地球表面传播的电波。 (中波，长波)2)天线：即电离层波。 地球大气上层约100Km处存在“电离层”。 电波进入电离层后其方向发生变化，出现“反射”。 由于电离层的折射效果的蓄积，电波的入射方向连续变化，最终“弯曲”返回地面，电离层像镜子一样反射电波。 在电离层反射返回地面的电波称为“天波”。 受气候、季节、昼夜等因素的影响。 (中、短波)、电波的传播方式(一)、Date:5/15/202011.06.2020、page 33608，3 )空间波：从发送天线直接到达接收点的电波被称为直接发射波。 一部分电波被地面和其他障碍物反射后到达接收点，被称为反射波。 直接波和反射波的组合称为空间波。 (电视广播、微波中继、移动通信)4)散射波：大气或电离层形成不均匀团块时(1216Km )，电波在这些不均匀的介质向四面八方折射散射，一部分能量可能到达接收点，这就是散射波。 (波长短的波段)5)外球层传播：距离地面1000Km的宇宙间通信称为外球层传播。 卫星通信和卫星转播电视利用这种传播方式。 另外，电波的传播方式(2)、Date:5/15/202011.06.2020、page:9、1.3.1、无线电传输的优点1 )电波传输不依赖于电线。 2 )不象声波，必须依靠空气介质传播。 3 )传播距离远，速度快，而且衰减小。 4 )带宽。 1.3.2高效放出电磁波的条件1 )频率越高，放出电磁波的能力越大。 2 )振荡电路的电场和磁场必须分散在尽可能宽的空间内，不能有效地传播电磁场的能量。 1.3无线电发送和接收；2 )无线电发送部件信号源、低频放大器、调制器、高频信号振荡器、高频放大器、发送天线和1.3.3无线电发送系统的三个部分1 )无线电传输媒介传送无线电信号的媒介主要包括地表、对流层、电离层等，这些媒介的电气特性对不同频带的无线电波传播有不同的影响。3 )无线电的接收接收天线、输入电路、高频放大器、反相器、中频放大器、解调器、低频放大器、Date:5/15/202011.06.2020、Page:11、a .总是将高频正弦波信号或脉冲信号作为载波b .用于需要传输的信号，改变某个载波信号的参数，例如幅度、频率、相位。 改变载波信号的某个参数的信号称为调制信号。 c .在测量系统中必须传输的是测量信号，通常将测量信号用作调制信号。 调制的载波信号称为调制信号。 另外，Date:5/15/202011.06.2020、Page:12、1.3.4无线信号的调制，1 )振幅调制AM :根据信号改变高频振动的振幅称为振幅调制。 任何非线性装置都可以用来产生振幅调制。 晶体管是非线性装置，只要在非线性(ab级、乙级、丙级)的状态下动作，就可以构成振幅调制电路。 一般来说，通过将高频载波信号和调制信号分别施加到谐振功率放大器内的晶体管的某个电极上，利用晶体管的放射结进行频率变换，并选择频率进行放大，从而实现振幅调制的目的。 根据信号所施加的电极，可分为基极振幅调制、集电极振幅调制、发射器振幅调制等多个振幅调制电路。 调制：用载波信号调制载波的过程。 调制分为振幅调制、频率调制和相位调制。 另外，Date:5/15/202011.06.2020，page :13，2，2 )频率调制FM :根据信号改变高频振动的频率称为频率调制。 调频波(调频信号)的特征在于，其频率根据调制信号的振幅而变化，但是其振幅总是一定的。 当调制信号的幅度为零时，将频率调制波的频率称为中心频率0。 在调制信号在正方向变大时，频率调制波的频率高于中心频率，相反，在调制信号在负方向变化时，频率调制波的频率低于中心频率。 Date:5/15/202011.06.2020，page :14，1，1 )发射的电波如何接收：当电磁波在空间中传播时，在导体上产生感应电流，感应电流的频率与诱发该电磁波的频率相同。 因此，可利用位于电磁波传播空间内的导体来接收该电磁波。 1.3.5无线电信号的解调，2 )无线电波的调谐装置(天线)通过改变可变电容的容量的大小来改变调谐电路的固有频率，进而与接收站的电磁波频率相同，该频率的电磁波在调谐电路中诱发强感应电流，选出电流最大的电磁波。 解调：复原调制信号的过程。 解调有检波、错误和错误的区别。 3 )频率变换(混合)将一定频率范围内的调制后的高频信号改变为一定的中频信号。 振幅调制无线电中频： 465KHz频率调制无线电中频： 10.7MHz电视影像中频： 38MHz，Date:5/15/202011.06.2020，Page:15，振幅检波：从振幅调制波中取出调制信号的过程称为振幅检波从高频振幅调制波解调原来的调制信号，4 )无线电波的振幅调制解调(检波1 )，常用检波电路3种：小信号平方检波，大信号包络全波和积检波。 分类，date:5/15/2020611.06.2020，Page:16，振幅调制检波的过程：date:5/15/2020611.06.2020，page:17， 5 )无线电波的调频解调(检波2 )，Date:5/15/202011.06.2020页：18，二，常用电子电路，2.1，整流电路2.2，滤波电路2.3，稳定电路2.4，振荡电路，date :5/15/2 2.1整流电路，1 )半波整流2 )全波整流3 )桥式整流，整流：利用整流元件(通常是整流二极管)的一个方向的导电性，把交流转换成一个方向的波动直流。 单相桥整流电路的变压器中只流过交流电流，半波和全波整流电路中流过直流成分。 因此，单相桥整流电路的变压器效率高，在相同的功率容量条件下，可以减小体积。 单相桥整流电路的整体性能优于单相半波和全波整流电路，因此广泛应用于直流电源。、date:5/15/2020611.06.2020、Page:20、半波整流：date:5/15/2020611.06.2020、Page:21、全波整流：date:5/15/2020611.06.2020、pate Date:5/15/202011.06.2020、Page:23、滤波：对脉动直流中的交流成分进行滤波，减少交流成分，增加直流成分。 滤波电路利用电阻元件的交叉、直流阻抗的不同来实现滤波。 2.2、滤波电路、电容器c对直流开路，对交流电阻抗小，所以c必须并联连接在负载的两端。 由于电感器l的直流阻抗小，交流阻抗大，因此l与负载串联连接。 通过滤波电路后，可以留下直流成分，去除部分交流成分，改变交流直流成分的比例，减小电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。 另外，当Date:5/15/202011.06.2020、Page:24、电容滤波电路：电容滤波电路原理：v2成为正的半周期时，二极管D1、D3导通，变压器的下一个端子电压v2对电容器c充电。 此时c与v2并联，因此输出波形为与v2相同的正弦波。 v2达到wt=p/2时开始下降。 假定关断二极管，则以指数方式将电容器c放电到负载RL。 指数放电开始点的放电速度大。 超过wt=p/2时，正弦曲线会变慢。 在wt=p/2之后二极管也导通了。 在超过wt=p/2后的某点，正弦曲线的减少率越来越快，在超过指数曲线的放电开始率后二极管就关闭。 在从t2到t3的时间点，二极管导通，c被充电，Vi=Vo正弦地变化，从t1到t2二极管关断，Vi=Vo以指数曲线下降，放电时间常数为RLC。Date:5/15/202011.06.2020、Page:25、电感滤波电路原理：电感滤波电路：蓄电元件的电感l的电流不急剧变化的性质，将电感l和整流电路的负载RL串联连接当变为v2的正半部分时，D1、D3导通，电感中的电流延迟v2。 当到达负的半周期时，经由D2和D4供应电感中的电流。 由于桥接电路的对称性和电感中的电流的连续性，4个二极管D1、D3； D2、D4的导电角都是180。 Date:5/15/202011.06.2020、page:26、2.3、稳定电路，输出电压的变化的原因是负载电流的变化和输入电压的变化，如果理想的稳定电路的输出电阻Ro=0，则Vo与负载RL无关地降低Ro，因此2.3.1二极管稳定电路2.3.2串联型稳定电路2.3.3三端子集成稳定电路、Date:5/15/202011.06.2020、page:27、2.3.1二极管稳定电路：利用稳定二极管的反向击穿特性进行稳定当输入电压变化时如何稳定： IVOVZIZIRVRVO、当负载电流变化时如何稳定： ioIRVRvz(VO)izIRVRVO、date :5/15/25 Page:28、稳定二极管的缺点是工作电流小，不能连续地调节稳定电压值。 线性串联稳压电源工作电流大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优异。 目前，该稳压电源已成为单片集成电路，广泛应用于各种电子设备和电子电路。 线性串联稳压电源的缺点是损耗大，效率低。 2.3.2串联稳压电路：当VO=VI-VR、VI增加时，r受到控制，VR增加，某种程度上抵消了VI增加对输出电压的影响。 当负载电流IL增加时，控制并减小r，VR减小，从而某种程度上消除了由于IL增加(或者VI减小)而对输出电压的影响。 而且，在Date:5/15/202011.06.2020、Page:29的实际电路中，可变电阻器r由晶体管进行取代，通过控制基极电位来控制晶体管的管电压降VCE，VCE相当于VR。 为了稳定输出电压，必须以电压负反馈电路的模式构成串联型稳定电路。 典型的串联稳压电路如图16.04所示。由调节管、放大环节、比较环节、基准电压源的几个部分组成。 Date:5/15/202011.06.2020、Page:30、VIVOVFVO、输入电压变化、负载电流不变化、输入电压不变化、ILVIVOVFVO1VCEVO。 由于Date:5/15/202011.06.2020、Page:31、VFvref VF=VO (r2r3)/(r1r2r3)=nvo，其中，n是采样系数，n=(R2 R3)/(R1 R2 R3)，因此Vo=VREF/n，调节r2清楚地表示另外，Date:5/15/202011.06.2020、Page:32、串联稳压电源的内阻小，输出端短路时输出短路电流大。 同时输入电压全部下降到调整管，调整管的功耗大幅增加，调整管因过损失发热而损坏，必须保护稳压电源的短路。 过载也会破损。 稳压电路的保护环节、保护方法有反馈保护型和温度保护型两种。 反馈保护型有锁定型和电流限制型两种。 温度保护型利用集成电路制造工艺，在调节管旁制作PN结温度传感器，超过温度时启动保护电路，工作原理与反馈保护型相同。 另外，Date:5/15/202011.06.2020、Page:33、切断类型在发生短路时，用保护电路切断调整管，限制短路电流接近零。 断路特性如图2.31所示。 电流限制型在发生短路时，通过电路中采样电阻的反馈作用来限制输出电流。 限流特性如图2.32所示。 图2.31断路特性图2.32限流特性、Date:5/15/202011.06.2020、Page:34、线性串联稳压电源和各种保护电路综合得到综合稳压器。 初期的综合稳压器的外部导线较多，现在的综合稳压器只有输入端子、输出端子、公共端子3个外部导线。 2.3.3端子集成稳压电路： Date:5/15/202011.06.2020、Page:35、振荡电路：一种自激振荡电路，其特征是利用“自激振荡”的原理进行工作，其本质是放大器正反馈的结果。 振荡电路是不需要输入信号，自己可以生成一定的