高频电子线路课件第一章绪论.ppt

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1、 高频电子线路高频电子线路王文峰王文峰联系电话：联系电话：第一章第一章 绪论绪论 一、无线电通信发展简史一、无线电通信发展简史 1837年，莫尔斯（）发明电报，创造了莫尔斯电码，开创了通信的新纪元。年，莫尔斯（）发明电报，创造了莫尔斯电码，开创了通信的新纪元。1864年，英国物理学家麦克斯韦（年，英国物理学家麦克斯韦（J.Clerk Maxwell）发表了）发表了“电磁场的动力理论电磁场的动力理论”，从理论上证明了电磁波的存在，为后来的无线电发明和发展奠定了坚实的理论基础。从理论上证明了电磁波的存在，为后来的无线电发明和发展奠定了坚实的理论基础。1876年，贝尔（年，贝尔（Alexander

2、G.Bell）发明了电话，能够直接将语言信号变为电能沿）发明了电话，能够直接将语言信号变为电能沿导线传送。实现了有线通信。导线传送。实现了有线通信。1887年，德国物理学家赫兹（年，德国物理学家赫兹（H.Hertz）证实了电磁波的客观存在，并发现电磁波）证实了电磁波的客观存在，并发现电磁波具有光波的特点，如速度等于光速，能产生反射、折射、驻波等。具有光波的特点，如速度等于光速，能产生反射、折射、驻波等。赫兹证实了电磁波的存在后，英国的罗吉（）、法国的勃兰利（赫兹证实了电磁波的存在后，英国的罗吉（）、法国的勃兰利（Branly）、）、俄国的波波夫（）、意大利的马可尼（俄国的波波夫（）、意大利的马

3、可尼（Gugliemo Marconi）等著名科学家）等著名科学家开始研究如何利用电磁波传输信息。开始研究如何利用电磁波传输信息。1895年，马可尼首先在几百米的距离用电磁波进行通信获得成功；年，马可尼首先在几百米的距离用电磁波进行通信获得成功；1901年又首次完成年又首次完成了横渡大西洋的通信，从此无线电通信进入了实用阶段。（但发射设备用火花发射机、了横渡大西洋的通信，从此无线电通信进入了实用阶段。（但发射设备用火花发射机、电弧发生器或高频发电机；接收设备用粉末检波器）。电弧发生器或高频发电机；接收设备用粉末检波器）。1904年，弗莱明（年，弗莱明（Fleming）发明了电子二极管，开始进入

4、无线电电子学时代。）发明了电子二极管，开始进入无线电电子学时代。1907年，李年，李德德福雷斯特（福雷斯特（Lee de Forest）发明了电子三极管，为现代电子线路提供了）发明了电子三极管，为现代电子线路提供了“心脏心脏”器件，是电子技术史上的第一个重要里程碑。器件，是电子技术史上的第一个重要里程碑。1920年，实现年，实现AM广播。广播。1930年，阿姆斯特朗实现年，阿姆斯特朗实现FM调制。调制。1948年，肖克莱（年，肖克莱（W.Shockley）等人发明了晶体三极管，是电子技术史上的第二个）等人发明了晶体三极管，是电子技术史上的第二个重要里程碑。重要里程碑。60年代开始出现集成电路（

5、年代开始出现集成电路（IC），中、大规模乃至超大规模集成电路的不断涌现，已成），中、大规模乃至超大规模集成电路的不断涌现，已成为电子线路，特别是数字电路发展的主流，是电子技术发展史上的第三个重要里程碑。为电子线路，特别是数字电路发展的主流，是电子技术发展史上的第三个重要里程碑。无线电技术的首要任务是传输和处理信息。无线电技术的首要任务是传输和处理信息。对信息的对信息的获取获取、传递传递和和处理处理能力标志着一个国家的经济和社会发展程度。能力标志着一个国家的经济和社会发展程度。信源信源发送发送设备设备接收接收设备设备收信者收信者信道信道二、通信系统的组成二、通信系统的组成通信系统：通信系统：完成

6、信息传输的系统。完成信息传输的系统。噪声源噪声源通信系统的基本组成框图通信系统的基本组成框图通信：通信：指把信息从发送信息者传送到接受信息者的过程。指把信息从发送信息者传送到接受信息者的过程。(1)(1)低频部分：低频部分：信息变换与放大信息变换与放大(2)高频部分：高频部分：高频信号产生、高频信号产生、放大、调制放大、调制低频低频放大器放大器高频高频振荡器振荡器高频谐振高频谐振放大器放大器振幅振幅调制器调制器高频高频功放功放换能器换能器信息源信息源1 1、发射系统、发射系统 调制：调制：用需要传输的消息信号（调制信号）的大小去控制高用需要传输的消息信号（调制信号）的大小去控制高频载波信号的某

7、一参数频载波信号的某一参数振幅、角频率或相位，使其随调振幅、角频率或相位，使其随调制信号的大小而变化的过程。制信号的大小而变化的过程。幅幅 度度 调调 制制（调调 幅幅）：用用 调调 制制 信信 号号 的的 大大 小小 去去 控控 制制 高高 频频 载载 波波 信信 号的号的振幅振幅，使载波的，使载波的振幅振幅随调制信号的随调制信号的大小大小而变化的过程。而变化的过程。信息源：信息源：要传送的原始信息，一般为非电量。要传送的原始信息，一般为非电量。频率调制（调频）：频率调制（调频）：用调制信号的用调制信号的大小大小去控制高频载波信号去控制高频载波信号 的的频率频率，使载波的，使载波的频率频率随

8、调制信号的随调制信号的大小大小而变化的过程。而变化的过程。相位调制（调相）：相位调制（调相）：用调制信号的用调制信号的大小大小去控制高频载波信号去控制高频载波信号 的的相位相位，使载波的，使载波的相位相位随调制信号的随调制信号的大小大小而变化的过程。而变化的过程。高频载波信号：高频载波信号：确知的单一频率的正弦波信号。确知的单一频率的正弦波信号。基带信号：基带信号：也称消息信号或也称消息信号或调制信号调制信号，表示信息源的电信号。，表示信息源的电信号。例如：话音、图象信号（模拟信号）；数据、电报信号（数字例如：话音、图象信号（模拟信号）；数据、电报信号（数字信号）等。信号）等。已调信号：已调信

9、号：已载有消息信号的高频载波信号。已载有消息信号的高频载波信号。有有调幅信号调幅信号、调频信号调频信号、调相信号调相信号。调制的原因：调制的原因：（1 1）根据天线理论，为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何）根据天线理论，为使天线能有效地发送和接收电磁波，天线的几何尺寸必须和电磁波的波长相比拟，一般不短于尺寸必须和电磁波的波长相比拟，一般不短于1/41/4波长。对于低频信号，波长。对于低频信号，如不进行调制，所需的天线要非常长，很难实现。如不进行调制，所需的天线要非常长，很难实现。（2 2）为了实现选台，必须用不同频率信号去运载有用信号（即调制信号）。）为了实现选台，必须用不同频率信号

10、去运载有用信号（即调制信号）。超外差式无线电收信设备的组成超外差式无线电收信设备的组成2 2、接收系统、接收系统 本地本地振荡器振荡器混频器混频器中频中频放大器放大器检波器检波器(解调解调)低频低频放大器放大器高频谐振高频谐振放大器放大器（1 1）降低信号频率，可以提高后级放大器的稳定；）降低信号频率，可以提高后级放大器的稳定；采用采用变频技术变频技术的原因：的原因：（2 2）可以将放大器做成固定频率的中频高增益放大器。）可以将放大器做成固定频率的中频高增益放大器。地面波地面波地面波地面波随信号的频率升高而衰减增大；随信号的频率升高而衰减增大；天波天波天波天波随信号的频率升高而穿透电离层愈强；

11、随信号的频率升高而穿透电离层愈强；空间波空间波空间波空间波沿直线传播，传播距离不远。沿直线传播，传播距离不远。3、信道：信道：信号传输的通道，即传输媒质。信号传输的通道，即传输媒质。双线对电缆：用于低频、低速通信。双线对电缆：用于低频、低速通信。有线有线 同轴电缆：用于高频通信。同轴电缆：用于高频通信。光光 纤：用于高频、高速通信。纤：用于高频、高速通信。信道信道 水水 天波：天波：经经100Km-500Km的电离层反射，的电离层反射，1.5MHz-30 MHz。无线无线 自由空间自由空间 地面波：地面波：沿地表传播。频率低于沿地表传播。频率低于1.5 MHz。地波地波 空间波：空间波：在空间

12、直线传播。频率高于在空间直线传播。频率高于30MHz。大地大地绕射方式（沿地面传播）绕射方式（沿地面传播）反射方式反射方式直射方式直射方式大地大地大地大地大地大地电离层电离层三种传播方式示意图三种传播方式示意图频段划分频段划分例：多波段收音机例：多波段收音机：（8.518）MHz：（：（2.28.5）MHz：（1830）MHzAM：FMSW：LM(535KHz1605KHz)（88108）MHz无线电波的波段划分无线电波的波段划分波段名称波段名称波长范围波长范围频率范围频率范围应用举例应用举例长波波段长波波段100010000m30300kHz低频LF航海设备；无线电信标中波波段中波波段100

13、1000m3003000kHz中频MF调幅广播；业余无线电台短波波段短波波段10100m330MHz高频HF短波广播；移动通信；军用通信；业余无线电台超短波波段超短波波段110m30300MHz甚高频VHF电视；调频广播；空中交通管制；业余无线电台分米波波段分米波波段10100cm3003000MHz特高频UHF电视；遥测；雷达；业余无线电台厘米波波段厘米波波段110cm330GHz超高频SHF雷达；卫星和空间通信；业余无线电台毫米波波段毫米波波段0.11cm30300GHz极高频EHF雷达；着陆设备；业余无线电台 1、选频网络、选频网络/谐振回路；谐振回路；2、高频小信号放大器；、高频小信号

14、放大器；三、本课程主要内容三、本课程主要内容3、高频功率放大器；、高频功率放大器；4、振幅调制、检波；、振幅调制、检波；6、角度调制与解调；、角度调制与解调；5、变频；、变频；7、反馈控制电路；、反馈控制电路；1、谢嘉奎编的非线性电子线路和线性电子线路、谢嘉奎编的非线性电子线路和线性电子线路高教出版社。高教出版社。2、谢源清编的高频电子电路和现代电子线路高、谢源清编的高频电子电路和现代电子线路高教出版社。教出版社。四、主要参考书四、主要参考书 3、高吉祥编的高频电子线路电子工业出版社。、高吉祥编的高频电子线路电子工业出版社。4、钱聪、陈英梅编的通信电子线路人民邮电出版社。、钱聪、陈英梅编的通信电子线路人民邮电出版社。