北京邮电大学 通信电子线路 第0章_绪论_唐恬PPT课件

1、通信电子电路绪论北京邮电大学信息与通信工程学院唐 恬2009-2010学年第2学期2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论2本章教学内容o 0.0 课程情况说明o 0.1 通信系统的构成o 0.2 非线性元件的频率变换作用o 0.3 通信电路系统的发展趋势o 0.4 本课程的特点o 总结2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论3本章教学重点o 掌握通信系统基本组成o 掌握调制的基本原理及调制信号对天线的特殊要求o 了解非线性元件的频率变换作用2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论40.0 课程情况说明o 考试、计分方式n 设期中、期末考试，平时、期中、期末成绩按2：2：6记

2、入总分n 期中考试内容暂定03章o 作业n 自备作业本1个（作业纸也可），逢单周上课提交作业，相应作业批改后会在双周课间返回2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论50.0 课程情况说明o 参考书n 电子电路基础及通信电子电路学习指导书，刘宝玲等，高等教育出版社n 电子电路学习指导与解题指南，解月珍，谢沅清，北京邮电大学出版社o 答疑n 联系e-mail：，有问必复2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论60.0 课程情况说明o 本课程学习范畴n 基于无线通信，介绍模拟通信系统中的电路组成、原理及工程计算n 也涉及部分通信理论2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论70.1

3、通信系统的构成预备知识o 信号的表达方式n 时域表达：f(t)=Acos(t) n 频域表达：o 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，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。2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论80.1 通信系统的构成预备知识o 信号时域分析与频域分析的等效o 基带信号与余弦信号相乘的效果是什么？2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论90.1 通信系统的构成o 一切能完成信息传输任务的系统可以统称为通信系统。基本的通信系统模型如下图所示。2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论100.1 通信系统的构成o 信源：声音、图像

4、、文字等。o 输入变换器：将信源传唤为电信号，此类信号频谱范围较低，通常称为基带信号。2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论110.1 通信系统的构成o 发送设备的主要任务：调制、高频放大n 调制：将低频的基带信号变换成适合信道传输特性的高频信号n 高频放大：将高频信号功率放大、滤波后送入信道，保证信号的传输距离2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论120.1 通信系统的构成o 信道：信号传输的通道，包括有线、无线信道。o 有线信道举例：n 双绞线：适用于短距离(小于100m)、低速率的环境n 同轴电缆：适用距离在几百米、码流率小于20Mbps的环境2009-2010学年第2学

5、期通信电子电路绪论130.1 通信系统的构成o 无线电波在空间中传输满足如下关系： 其中、c、f分别代表波长、光速和频率。信号频率越高，波长越短。/cf2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论140.1 通信系统的构成o 发送设备框图及调制的意义o 依据天线理论，有效发射无线电波的条件之一就是：天线长度必须和电信号波长为同一数量级2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论150.1 通信系统的构成o 接收设备：把有用信号从众多信号及噪声中选出，转换为基带信号。2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论160.1 通信系统的构成o 接收设备框图2009-2010学年第2学期通信电子

6、电路绪论170.1 通信系统的构成o 输出变换器：将基带信号转换为信源提供给信宿o 信宿：喇叭、显示器等设备2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论180.1 通信系统的构成o 本课程内容及其与通信系统模型的对应2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论190.2 非线性元件的频率变换作用o 线性系统定义：叠加性、均匀性o 线性系统定义补充：从考察信号的幅度、功率角度来说，线性系统不应产生新的频率分量。2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论200.2 非线性元件的频率变换作用o 以二极管为例，其伏安特性为：(1)DTvVDSiIeo 该方程可以用幂级数展开，取至二次项有：20

7、12iaa va vo 设二极管输入电压为单频余弦电压：cosmvVt2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论210.2 非线性元件的频率变换作用o 将输入电压代入其二次展开式有：22021211coscos222mmmiaa VaVta Vto 由上式得出结论：n 由于二极管非线性特性，二极管电流中出现新的频率分量。n 采用相应的滤波电路可以实现整流或倍频电路2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论220.2 非线性元件的频率变换作用o 将 输入二极管将有：2202122111122221122212121211coscos221cos2cos2cos()cos()2mmmmmm

8、mmiaa Va Va VtVtaVtVta V Vtto 由上式得出结论：n 不同频率信号作用于非线性器件不仅产生直流、基波、二次分量，也产生和频和差频分量，使用一定的滤波器可形成调制、解调电路。1122coscosmmvVtVt2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论230.3 通信电路系统的发展趋势o 模拟电子电路系统的集成化n 单片集成量越来越大n 性能指标要求较高的模拟系统仍保持一定的分离元件n 电感、大电容、大电阻不易集成o 通信电路系统的数字化n 模拟电路数字化是大势所趋n 相当长一段时间内仍将是模拟、数字并存的局面2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论240.4

9、本课程的特点o 学习时应注意的课程特点(1)：n 非线性电子电路中，为实现同一功能，因指标要求不同，可以采用形式各异的电路。此外，同一形式的电路，可因其工作状态、输入信号的性质、电平的高低、输出滤波特性的不同而完成不同的功能。因此在学习时应注意掌握各种功能电路的基本工作原理、不同电路的优缺点及其适用场合。要抓住各种电路之间的共性以及各种功能之间的内部联系，而不要局限于某个具体的电路及其工作原理2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论250.4 本课程的特点o 学习时应注意的课程特点(2)：n 非线性电子电路中，有源器件工作在特性的非线性区，一般很难对这种电路进行严格的定量分析，工程上多采用近似方法进行分析，并在实现时进行相应的调测工作。因此，在学习时应注意各种电路在不同工作条件下的简化，掌握各种电路在工程设计时的步骤和计算方法2009-2010学年第2学期通信电子电路绪论26总结o 基带信号与余弦信号相乘起到频率搬移作用o 基带信号主要指未经调制或已经解调的低频信号o 有效发射无线电波的条件之一是信号波长与天线长度在同一数量级。为将低频信号有效发射出去，需要进行调制(将低频信号装载到高频信号上)o 非线性器件具有频率变换