高频电子线路解析PPT课件

高频电子线路,-非线性电子线路,主要内容：,课程说明学习中需注意的几点参考书无线通信系统无线通信系统的组成无线电信号的特性,主要内容（续）：,无线电发射机框图无线电接收机框图信号通过系统的基本问题作业,*注：现代电子设备多为交叉运用。,电的传递路径方式与主要分析研究方法,高频电路广播、电视、通讯等频率较高,电参数集中的高频（射频）应用。显著特点：工作频率界于低频电路和微波电路之间，内“路”外“场”。,微波电路通信、雷达、导航与电子对抗等频率高于高频电路、集总参数应用,低频电路仪器、仪表、自动化控制、医疗电子、电话线等频率较低的一般性应用。特点：能量直接在线路上传递。,电磁场完全非“电路”传输，能量以“场”的形式传递和接收,频率由低到高,强电（高低压）电力电子技术，发供电设备，电力拖动，大功率电器等。特点：能量以线路（电缆）形式传递，频率50Hz（某些国家60Hz）,弱电,数字电路自动化控制、计算机、数据通讯等,模拟电路,课程说明,理论体系,课程说明,高频电子线路用于各种无线电技术设备和系统中；无线电技术已广泛应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航等诸多方面；其共同特点：利用高频（射频）无线电波来传递信息。因此，设备中产生和接收、检测高频信号的基本功能电路大都是相同的。本课程主要结合无线电通信这一工作方式讨论设备和系统中高频电路的线路组成、工作原理及工程设计计算。要求能够对一般性的、常用的非线性电子电路进行分析，根据分析结果，提出电路的设计原则及改进电路性能的基本途径。,本课程的性质是一门专业基础课；相关知识要求较高，难度超过模拟电子技术基础特点非纯理论性课程实践性很强以工程实践的观点来处理电路中的一些问题研究内容功率放大、正弦波振荡、调制解调等非线性电子电路的工作原理、特点、应用及设计方法等。,课程说明（续）,主要教学内容,功率放大电路正弦振荡电路频率变换电路,线性部分：小信号高频放大器,学习中需要注意的几点：,学习学习、研究的两大对象：信号系统注意信号的特性，系统（电子线路）的基本组成、原理、分析方法等，信号与系统的关系，如信号与系统的匹配等。学习方法重点掌握各种功能的基本原理及由此导出的基本电路。掌握近似的工程分析方法按要求适当练习，作适当实验,。培养四个观点：实践的观点：专业基础课和以后的专业课都是实践性很强的课程，很多课程都会有实验课的。工程的观点：一是误差的概念、二是答案的非唯一性、三、是在不同频率条件下，同一元件的作用是不同的系统的观点：要了解通信系统是由哪些基本单元电路组成；这些基本单元电路的工作原理及其在系统中的地位和作用。辩证的观点：高频电路原理课程是以非线性电路为主，对于非线性电路的分析本身就是一个辩证的问题,对症下药。,学习中需要注意的几点（续）：,参考书,张肃文，高频电子线路（第四版），高等教育出版社，张肃文，高频电子线路（第四版）学习指导书高等教育出版社，曾兴雯，高频电子线路，高等教育出版社曾兴雯、刘乃安、陈健，高频电子线路辅导书，高等教育出版社,通信系统的定义：传输信息的系统通信系统的组成：部分、输入变换器、发送设备、传输信道、接收设备、输出变换器基带信号定义：有输入变换器输出的反映原输入的全部信息,通信系统的分类：有线通信系统、无线通信系统数字通信系统、模拟通信系统低频信号不能直接传送的原因？信息传输应满足2个要求：1、距离远；2、多路传输互不干扰电磁波可以远距离传送，非电量变为电量；天线辐射特性：天线长度波长1/10音频电磁波：20Hz20KHz，对应电磁波长15000Km15Km即使可以，多路传输互相干扰办法：1、把低频基带信号加载到高频载波上去再发射，天线短；2、不同的电台（频道）采用不同的高频载波；,换能器：将声音变成电信号Microphone,发射机：将电信号变成特定频率和足够强度的高频信号Transmitter,接收机：将高频信号还原成携带有声音的电信号Receiver,换能器：将携带有声音的电信号恢复成声音SpeakerEarphone,发射天线将高频电信号变成电磁场发射Antenna,接收天线将电磁场变成高频电信号,无线通信系统的构成,无线通信系统,1.时间特性指信号随时间变化快慢的特性，通常用时域波形或数学表达式（电压或电流）来表示。要求传输信号电路的时间特性（如时间常数）必须与该信号的时间特性相适应。常用的信号表示方法数学表达式法波形表达方式,无线电信号的特性,常用的信号表示方法,1、数学表达式法,如：,阶越函数,正弦波,无线电信号的特性（续1）,A,t,无线电信号的特性（续2）,2.频谱特性任何形式的信号都可以分解为许多不同频率、不同幅度的正弦信号之和。谐波次数越高，幅度越小，影响越小。任何信号都会占据一定的带宽。从频谱特性上看，带宽就是信号能量主要部分（一般为90以上）所占据的频带。,无线电信号的特性（续3）,无线电信号的特性（续4）,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。用频率f作横座标，用信号的各正弦分量的相对振幅作纵座标，通常称之为频谱图。频谱特性有幅频特性和相频特性两部分，分别反映信号中各个频率分量的振幅和相位的分布情况。,脉冲信号的分解,无线电信号的特性（续5）,脉冲信号的频谱,f1表示脉冲重复频率，也就是基波频率。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。,无线电信号的特性（续6）,例如：下面所示为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,300,3400,无线电信号的特性（续7）,无线电信号的特性（续8）,频率特性指无线电信号的频率或波长。对频率或波长进行分段，称为频段或波段。不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同，传播的方式也不同，因而它们的应用范围也不同。本书涉及的频段是从中频（MF）到超高频（UHF）的频率范围。,电磁波辐射的波谱很宽,如下图1所示。,无线电波的频段划分、主要传播方式和用途表如下表1所示,图1电磁波波谱图,无线电信号的特性（续9）,表1无线电波段的划分表,无线电信号的特性（续10）,本课程高频（射频）频率范围：几百KHz几百MHz例：300KHz300MHz:对应波长1000m1m（低）音频电磁波：20Hz20KHz，对应电磁波长15000Km15Km中波（调幅）广播段：531KHz1602KHz调频广播段：30MHz300MHz,无线电信号的特性（续11）,传播特性指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。不同频段的无线电信号，其传播特性不同。决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。,沿地面传播,大地,无线电波传播方式地面波1、绕着地球表面传播2、f200m3、中、长波段,无线电信号的特性（续12）,电离层,大地,无线电波传播方式天波1、利用电离层折射和反射传播2、1500KHz10m3、短波段4、无线广播、通讯,无线电信号的特性（续13）,沿视距传播,大地,无线电波传播方式空间波（直射传播）1、沿直线传播2、f30MHz;10m3、超短波段、微波4、中继通讯、调频广播、电视、雷达,无线电信号的特性（续14）,无线电信号的特性（续15）,调制特性要通过载波传送消息，就必须使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）随消息信号改变，这一过程就称为调制（Modulation）。三种基本调制方式是振幅调制（调幅AM）、频率调制（调频FM）和相位调制（调相PM），还可以有组合调制方式。一般情况下，高频载波为单一频率的正弦波，对应的调制为正弦调制。若载波为一脉冲信号，则称这种调制为脉冲调制。“高频电子线路”课程主要讨论模拟消息（调制）信号和正弦载波的模拟调制。,无线电发射机框图及信号变化波形,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。,AM发射机,最简单的接收机,无线电超外差式接收机框图及信号变化波形,超外差接收机各处波形示意图,AM接收机,信号通过系统的基本问题,信号通过线性系统在通信设备中，属于线性系统的电路有线性放大器、滤波器、均衡器、相加（减）器、微分（积分）电路以及工作于线性状态下的反馈控制电路等。,线性系统满足叠加定理,假定,若线性系统的特性不是理想的，则会产生信号的波形失真，但不会产生新的频率分量，这种失真称为线性失真。,信号通过非线性系统,例：设非线性输出输入特性是,假定输入信号为：,则输出信号为：,产生了新的频率分量,非线性系统不满足叠加定理在通信电路中，属于非线性系统的电路有谐振功率放大