高频电子线路第一章

1、阳昌汉阳昌汉 主编主编杨昌汉杨昌汉 谢谢 红红 宫宫 芳芳 编编高等教育高等教育出版社出版社高频电子线路第一章第一章 绪论绪论 （3学时）学时） 第二章第二章 高频小信号放大器高频小信号放大器（8学时）学时） 第三章第三章 高频功率放大器高频功率放大器 （6学时）学时）第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器 （0学时）学时）第五章第五章 振幅调制电路振幅调制电路 （7学时）学时）第六章第六章 调幅信号的解调调幅信号的解调 （5学时）学时）第七章第七章 角度调制电路角度调制电路 （5学时）学时）第八章第八章 调角信号的解调电路调角信号的解调电路 （0学时）学时）第九章第九章 变频电路变频电路 （

2、0学时）学时）复习复习 （2学时）学时） 参考书目参考书目1.1.高频电子线路高频电子线路阳昌汉阳昌汉 主编主编 高等教育出版社高等教育出版社 20062006年年2 2月第月第1 1版。版。2.2.高频电子线路高频电子线路第二版第二版 胡宴如胡宴如 主编主编 高等教高等教育出版社育出版社 20002000年年4 4月。月。 3.3.高频电子线路学习指导高频电子线路学习指导阳昌汉阳昌汉 主编主编 高等教高等教育出版社育出版社 20062006年年7 7月第月第1 1版。版。一、本课程的地位：电子信息科学与技术专业的一、本课程的地位：电子信息科学与技术专业的重要专业基础课之一。重要专业基础课之一

3、。 二、本课程的性质特点：课程主要研究模拟通二、本课程的性质特点：课程主要研究模拟通信功能电路的基本原理及其实现的方法；以通信信功能电路的基本原理及其实现的方法；以通信系统为主线贯穿整个功能电路。系统为主线贯穿整个功能电路。 三、先修课程：电磁学、电路分析、模拟电子三、先修课程：电磁学、电路分析、模拟电子技术基础。技术基础。 第一章第一章 绪绪 论论 本章教学基本要求本章教学基本要求一、了解课程的研究对象一、了解课程的研究对象二、了解无线电发送设备和无线电接收设备二、了解无线电发送设备和无线电接收设备的基本组成的基本组成三、了解无线电传输信道的传输方式及特点三、了解无线电传输信道的传输方式及特

4、点 第一节第一节 高频电路课程的研究对象高频电路课程的研究对象一、研究对象是：通信系统中的发送设备和接收设备一、研究对象是：通信系统中的发送设备和接收设备的各种高频电路的功能、原理和基本组成。的各种高频电路的功能、原理和基本组成。 高频高频 是指本课程讨论的功能电路的特点是指本课程讨论的功能电路的特点: : 工作频率范围工作频率范围 (100KHz - 100MHz)(100KHz - 100MHz) ； 有源器件的极间电容不能忽略，必须考虑电路分布有源器件的极间电容不能忽略，必须考虑电路分布电容的影响电容的影响 功能功能 是指基本电路能够完成的是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换信号传输

5、和信号变换的工作任务的工作任务例例1 1 高频小信号放大器高频小信号放大器第一节第一节 高频电路课程的研究对象高频电路课程的研究对象第一节第一节 高频电路课程的研究对象高频电路课程的研究对象例例2 2 普通调幅波调制电路普通调幅波调制电路二、通信系统二、通信系统1.1.通信系统的基本组成（方框图）通信系统的基本组成（方框图）输输 入入变换器变换器发发 送送设设 备备 信信 道道接接 收收设设 备备输输 出出变换器变换器信源信源基带信号基带信号基带信号基带信号已调已调信号信号已调已调信号信号第一节第一节 高频电路课程的研究对象高频电路课程的研究对象中的有关高频功能电路是高频电子线路的研究对象。中

6、的有关高频功能电路是高频电子线路的研究对象。 第二节第二节 无线电发送设备的组成及原理无线电发送设备的组成及原理一、无线电发送设备的组成一、无线电发送设备的组成1 1无线电发送是以无线电发送是以自由空间为传输信道自由空间为传输信道，通常把需，通常把需传送的信息变换成电信号传送到远方的接收点。传送的信息变换成电信号传送到远方的接收点。2 2信息传输通常应满足的两个基本要求：信息传输通常应满足的两个基本要求： 希望传送距离远；希望传送距离远； 要能够实现多路传输要能够实现多路传输。两个概念两个概念: : 基带信号；基带信号； 调调 制。制。调幅广播发射机方框图如下：调幅广播发射机方框图如下：主振器

7、主振器缓冲器缓冲器 高放高放调制器调制器 高高 频频 功功 放放 声声 电电 变变 换换 器器前前 置置放大器放大器低低 频频放大器放大器低频部分低频部分高频部分高频部分第二节第二节 无线电发送设备的组成及原理无线电发送设备的组成及原理) t (u)tcos(U) t (ucimitcosU) t (um主振器主振器缓冲器缓冲器 高放高放调制器调制器 高高 频频 功功 放放 声声 电电 变变 换换 器器前前 置置放大器放大器低低 频频放大器放大器第二节第二节 无线电发送设备的组成及原理无线电发送设备的组成及原理 声电变换器产生的低频电信号声电变换器产生的低频电信号经前置放大器、低频放大器放大为

8、经前置放大器、低频放大器放大为: )tcos() tcosm1 (U) t (ucacmtcosU) t (um 二、无线电发送设备的工作原理二、无线电发送设备的工作原理)tcos(U) t (ucimi 调制器输出为：调制器输出为： 主振器产生的高频等幅振荡经过缓冲器、高频放大器作为主振器产生的高频等幅振荡经过缓冲器、高频放大器作为 高频载波电压：高频载波电压：经高频功率放大器送发射天线辐射至自由空间。经高频功率放大器送发射天线辐射至自由空间。第二节第二节 无线电发送设备的组成及原理无线电发送设备的组成及原理 第三节第三节 无线电接收设备的组成及原理无线电接收设备的组成及原理 无线电接收过程

9、无线电接收过程（正好和发送过程相反）的基本任务是（正好和发送过程相反）的基本任务是将通过天空将通过天空传来的电磁波接收下来，并从中取出需传来的电磁波接收下来，并从中取出需要接收的信息信号。要接收的信息信号。 高频调谐高频调谐 放大器放大器 混频器混频器 中中 频频 放大器放大器 解调器解调器 本本 机机 振荡器振荡器超外差接收机原理框图超外差接收机原理框图SLILS 无线电波段的划分和无线电波的传播无线电波段的划分和无线电波的传播 无线电波段的划分无线电波段的划分信号的频率信号的频率 与其波长与其波长 的关系：的关系： )Hz(f)m(/Cf第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式第

10、四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式一、无线传输信道一、无线传输信道 地球表层地球表层、电离层电离层、自由空间和水自由空间和水。二、无线电波的频率（或波长）不同，其传播方式、二、无线电波的频率（或波长）不同，其传播方式、传播距离和传播特点也不相同。传播距离和传播特点也不相同。三、电波在信道中传播的主要方式可分为三种：三、电波在信道中传播的主要方式可分为三种： 1.1.地波（绕射）传播地波（绕射）传播：沿地表传播。：沿地表传播。 2.2.天波传播（反射和折射）：天波传播（反射和折射）：利用电离层的反射和利用电离层的反射和折射来实现传播的。折射来实现传播的。 3.3.直线（视距）传播直

11、线（视距）传播：电波在天线间沿着直线传播。：电波在天线间沿着直线传播。第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式 频带频带 波波 长长名名 称称 主要传主要传播方式播方式 典典 型型 用用 途途 3030300Hz300Hz10104 410103 3kmkm特低频特低频 水下通信；电报水下通信；电报 0.30.33kHz3kHz10103 310102 2kmkm 音频音频 地波地波 数据终端；实线电话数据终端；实线电话 3330kHz30kHz10102 210101 1kmkm 甚低频（超甚低频（超长波长波 ）地波地波远距导航；声呐；电远距导航；声呐；电报；电话；频率标准报；电话

12、；频率标准 30-30-300kHz300kHz10101 110100 0kmkm 低频低频（长波）（长波） 地波地波导航系统；航标信号；导航系统；航标信号；电报通信电报通信 表表1-1 1-1 无线电波的频段、传播方式与用途无线电波的频段、传播方式与用途第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式频带频带 波波 长长名名 称称 主要传主要传播方式播方式 典典 型型 用用 途途 0.3-30.3-3MHzMHz 10103 3-10-102 2 m m 中频中频 （中波中波 ）地波地波或或天波天波 调幅广播；舰船无线电调幅广播；舰船无线电通信；测向；遇险呼救通信；测向；遇险呼救 3-3

13、03-30MHzMHz10102 2-10-101 1 m m 高频高频 （短波短波 ）天波天波或或地波地波 调幅广播；短波通信；调幅广播；短波通信；飞机与舰船通信；岸与飞机与舰船通信；岸与舰船通信舰船通信；国际定点通国际定点通信；军用通信；信；军用通信；30-30030-300MHzMHz10101 1-10-100 0 m m 甚高频甚高频 （超短波超短波 ）直线直线传播传播电视广播；调频广播；电视广播；调频广播；航空通信；导航设备；航空通信；导航设备；车辆通信车辆通信 第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式频带频带 波波 长长名名 称称 主要传播主要传播方式方式 典典 型型

14、用用 途途 0.3-30.3-3GHzGHz 10102 2-10-101 1cmcm 特高频特高频（分米波）（分米波） 直线传播直线传播电视广播；雷达；遥控遥测；电视广播；雷达；遥控遥测；导航；卫星通信；移动通信导航；卫星通信；移动通信 ；无线电测高无线电测高3-303-30GHzGHz 10101 1-10-100 0cmcm 超高频超高频（厘米波）（厘米波） 直线传播直线传播卫星通信；空间通信；微波接卫星通信；空间通信；微波接力；机载雷达；气象雷达力；机载雷达；气象雷达 30- 30-300300GHzGHz 10101 1-10-100 0mmmm 极高频极高频（毫米波）（毫米波） 直

15、线传播直线传播雷达着陆系统；射电天文；铁雷达着陆系统；射电天文；铁路设施；路设施； 科学研究科学研究 300- 300- 30003000GHzGHz 10100 0-0.1-0.1mmmm 超极高频超极高频（亚毫米波）（亚毫米波） 直线传播直线传播 科学研究科学研究 3-3003-300THzTHz1001 1001 mm 光波光波直线直线传播传播 光纤通信光纤通信 第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式思考题与习题思考题与习题1-11-1 为什么在无线电通信中要使用为什么在无线电通信中要使用“载波载波”发射，其作用是什么？发射，其作用是什么？答：答：一些需要传送的信息转变成电信

16、号后，其主要频率成分在低频范围。将这些一些需要传送的信息转变成电信号后，其主要频率成分在低频范围。将这些低频范围的电信号直接发射出去，有两个问题难以解决：一是无选择性、互相干低频范围的电信号直接发射出去，有两个问题难以解决：一是无选择性、互相干扰、不能实现多路通信；二是因为当电信号频率低时，需要特长的发射天线。因扰、不能实现多路通信；二是因为当电信号频率低时，需要特长的发射天线。因此，此，在无线电通信中要使用在无线电通信中要使用“高频载波高频载波”发射，其作用是发射天线的尺寸小；不发射，其作用是发射天线的尺寸小；不同的电台采用不同的载频，就容易多路同时发送，实现多路通信。同的电台采用不同的载频

17、，就容易多路同时发送，实现多路通信。1-21-2 在无线电通信中为什么要采用在无线电通信中为什么要采用“调制调制”与与“解调解调”，各自的作用是什么？，各自的作用是什么？答答：“调制调制”是发射机的主要功能。是发射机的主要功能。所谓调制是用需传送的信息（基带信号）去所谓调制是用需传送的信息（基带信号）去控制载波振荡信号的三参量之一，使其随需传送的信息成线性关系变化。因为载控制载波振荡信号的三参量之一，使其随需传送的信息成线性关系变化。因为载波信号相当于运载工具，其频率为高频、超高频甚至是微波，其频率很高。若采波信号相当于运载工具，其频率为高频、超高频甚至是微波，其频率很高。若采用无线发射，其天

18、线尺寸可以很小。用无线发射，其天线尺寸可以很小。 “解调解调”是接收机的主要功能。所谓解调是将收到的已调波的原信号取出来是接收机的主要功能。所谓解调是将收到的已调波的原信号取出来。1-3 1-3 计算机通信中应用的计算机通信中应用的“调制解调调制解调”与无线电通信中的与无线电通信中的“调制解调调制解调”有什么异同点有什么异同点？答：答：计算机通信中传送的是数字信号，它的调制器的主要作用是波形变换，它将基带计算机通信中传送的是数字信号，它的调制器的主要作用是波形变换，它将基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形。 解调器的作用是波形识别，它将

19、经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字解调器的作用是波形识别，它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。信号。 计算机通信中应用的计算机通信中应用的“调制解调调制解调”与无线电通信中的与无线电通信中的“调制解调调制解调”的相同之的相同之处是都有调幅、调频和调相。处是都有调幅、调频和调相。 计算机通信中传送的基带信号是数字基带信号，无线电通信中传送的基带信计算机通信中传送的基带信号是数字基带信号，无线电通信中传送的基带信号是模拟基带信号。号是模拟基带信号。1-41-4 试说明模拟信号和数字信号的特点，它们之间的相互转换应采用什么器件实现？试说明模拟信号和数字信号的特点，它们之间的相

20、互转换应采用什么器件实现？答：答：信号的某一参量（如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽度、位置等信号的某一参量（如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽度、位置等）可以取无限多数值，且直接与信息对应的称模拟信号。其特点是信号连续变化。）可以取无限多数值，且直接与信息对应的称模拟信号。其特点是信号连续变化。 信号的某一参量只能取有限值，并且常常不直接与信息相对应的信号，称为信号的某一参量只能取有限值，并且常常不直接与信息相对应的信号，称为数字信号。其特点是离散（不连续）的。数字信号。其特点是离散（不连续）的。 数字信号转换成模拟信号用数字信号转换成模拟信号用D/AD/A变换，模拟信号转换成数字信号用变换，模拟信号转换成数字信号用A/DA/D变换。变换。1-51-5 理解理解“功能功能”电路的功能的含义，说明掌握功能电路的功能在开发电子系统电路的功能的含义，说明掌握功能电路的功能在开发电子系统中有什么好处。中有什么好处。答答：“功能功能” 是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务是指基本电路能够完成的信号传输和信号变换处理的具体工作任务。 高频功能电路可以用不同的器件和不同的电路形式构成。其功能和输入、输高频功能电路可以用不同的器件和不同的电路