《通信电子电路》PPT课件.ppt

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1、国家级精品课程国家级精品课程通信电子电路通信电子电路任课教师：王刚任课教师：王刚中国矿业大学物联网（感知矿山）研究中心中国矿业大学物联网（感知矿山）研究中心项项目名称目名称获奖获奖名称名称获奖获奖等等级级获奖时间获奖时间通信电子电路通信电子电路江苏省一类优秀课程江苏省一类优秀课程2004通信电子电路通信电子电路国家精品课程国家精品课程2005启发式、创新性教学的研究及启发式、创新性教学的研究及其在电类专业的实践其在电类专业的实践江苏省教学成果奖江苏省教学成果奖国家教学成果奖国家教学成果奖一等奖一等奖二等奖二等奖20052005通信电子电路通信电子电路教材教材江苏省精品教材江苏省精品教材2005

2、通信电子电路立体化教材通信电子电路立体化教材江苏省精品教材江苏省精品教材2007通信电子电路立体化教材建设通信电子电路立体化教材建设江苏省教学成果奖江苏省教学成果奖一等奖一等奖2007通信电子电路多媒体教学课件通信电子电路多媒体教学课件江苏省多媒体教学课江苏省多媒体教学课件竞赛件竞赛一等奖一等奖2002通信电子电路多媒体教学课件通信电子电路多媒体教学课件江苏省多媒体教学课江苏省多媒体教学课件竞赛件竞赛二等奖二等奖2004高频电路综合实验箱高频电路综合实验箱中国矿业大学自制仪器中国矿业大学自制仪器三等奖三等奖2002p通信电子电路又称高频电子电路，或非线性电子电路，主通信电子电路又称高频电子电路

3、，或非线性电子电路，主要研究频率变换的内容。要研究频率变换的内容。p课程性质课程性质：专业基础课：专业基础课 p课程学时：课程学时：56学时学时p前修课程前修课程：电路原理、：电路原理、模拟电子技术模拟电子技术、数字电子技术、数字电子技术p实验独立设课实验独立设课讲授内容目录：讲授内容目录：第第1章章 绪论绪论 第第2章章 小信号调谐放大器小信号调谐放大器 第第3章章 高频调谐功率放大器高频调谐功率放大器 第第4章章 正弦波振荡器正弦波振荡器 第第5章章 振幅调制及其解调振幅调制及其解调 第第6章章 角度调制及其解调角度调制及其解调 第第7章章 变频器变频器 第第8章章 锁相环路及其他反馈控制

4、电路锁相环路及其他反馈控制电路p课程内容及要求课程内容及要求:1.介绍信息传输和处理的基本电路、基本原理和基本介绍信息传输和处理的基本电路、基本原理和基本分析方法。分析方法。2.要求掌握高频发射机、接收机的组成，工作原理。要求掌握高频发射机、接收机的组成，工作原理。3.介绍和分析了回路、小信号调谐放大器、调谐功率介绍和分析了回路、小信号调谐放大器、调谐功率放大器、正弦波振荡器、调制、解调、锁相环路等。放大器、正弦波振荡器、调制、解调、锁相环路等。实验内容（实验内容（独立设课独立设课-16-16学时，学时，0.50.5学分）学分）5个基础实验（必做）及综合实验个基础实验（必做）及综合实验 （1）

5、调谐功率放大器）调谐功率放大器 （2）克拉泼、西勒振荡器）克拉泼、西勒振荡器 （3）调幅与检波）调幅与检波 （4）锁相环调频发射机）锁相环调频发射机 （5）锁相环鉴频接收机）锁相环鉴频接收机 p考试方法：考试方法：笔试和口试相结合笔试和口试相结合（口试自愿报名）（口试自愿报名）p最终成绩评定方式：最终成绩评定方式：考试（考试（75%）+平时（平时（25%）作作业业（5分）分）讨论课讨论课（5分）分）小小测验测验（5分）分）其他（其他（10分）分）参考书参考书1.于洪珍、王艳芬于洪珍、王艳芬.通信电子电路教学参考书通信电子电路教学参考书（与本教材配（与本教材配套）套）（信电学院（信电学院B410

6、）2.王卫东等王卫东等.高频电子电路高频电子电路.北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，20043.谢嘉奎谢嘉奎.电子线路（非线性部分）电子线路（非线性部分）.（第四版）（第四版）.北京：高等北京：高等教育出版社，教育出版社，20004.汪胜宁等汪胜宁等.电子线路（第四版）电子线路（第四版）教学指导书教学指导书.北京：高等北京：高等教育出版社，教育出版社，20035.高吉祥高吉祥.高频电子线路高频电子线路.北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，20036.李树德等李树德等.通信电子电路通信电子电路.北京：人民邮电出版社，北京：人民邮电出版社，1989第第1 1章章 绪论绪论1.1

7、通信系统的概念通信系统的概念1.2 无线电波的传播特性无线电波的传播特性1.3 无线电波的频段划分无线电波的频段划分1.4 调制的通信系统调制的通信系统1.5 本课程的主要内容本课程的主要内容无线电通信发展简史无线电通信发展简史p三个里程碑：三个里程碑：1907 Lee de forest1907 Lee de forest发明电子三极管发明电子三极管 1948 W.Shockley1948 W.Shockley发明晶体三极管发明晶体三极管 6060年代年代 集成电路、数字电路的出现集成电路、数字电路的出现原始手段原始手段烽火、旗语烽火、旗语有线通信有线通信电报（电报（1837 Morse18

8、37 Morse）电话（电话（1876 Bell1876 Bell）无线通信无线通信电磁波的存在电磁波的存在1864 Maxwell1864 Maxwell（理论）（理论）1887 Hertz1887 Hertz（实践）（实践）信号源信号源发送设备发送设备信道信道接收设备接收设备收信装置收信装置 通信系统通信系统传输信息的系统传输信息的系统噪声源噪声源1.1通信系统的概念通信系统的概念信号源信号源 在实际的通信电子电路中传输的是各种电信号在实际的通信电子电路中传输的是各种电信号,为此就为此就需要将各种形式的信息转变成电信号。需要将各种形式的信息转变成电信号。常见的信号源：常见的信号源：话筒话筒

9、 摄像机摄像机 各种传感器件各种传感器件发送设备发送设备 发送设备的作用：发送设备的作用：将将基带信号基带信号变换成适合信道的传输特性的信号。变换成适合信道的传输特性的信号。对基带信号进行变换的原因：对基带信号进行变换的原因：由于要传输的信息种类多样，其对应的基带信号特性各由于要传输的信息种类多样，其对应的基带信号特性各异，这些基带信号往往并不适合信道的直接传输。异，这些基带信号往往并不适合信道的直接传输。信道信道 信号从发射到接收之间要经过传输信道，传输信道又称信号从发射到接收之间要经过传输信道，传输信道又称传输媒质。不同的传输信道有不同的传输特性，如电缆、光传输媒质。不同的传输信道有不同的

10、传输特性，如电缆、光缆、无线电波缆、无线电波 根据传输媒质的不同，通信系统可以分为两大类：根据传输媒质的不同，通信系统可以分为两大类：有线通信有线通信：双绞线、同轴电缆、光纤：双绞线、同轴电缆、光纤 无线通信无线通信：自由空间：自由空间接收设备接收设备 接收设备的作用：接收设备的作用：接收传送过来的信号，并进行处理，以恢复发送端的基接收传送过来的信号，并进行处理，以恢复发送端的基带信号带信号。对接收设备的要求：对接收设备的要求：由于信号在传输和恢复的过程中存在着干扰和失真，接由于信号在传输和恢复的过程中存在着干扰和失真，接收设备要尽量减少这种失真。收设备要尽量减少这种失真。收信装置收信装置 收

11、信装置：将接收设备输出的电信号变换成原来形式信收信装置：将接收设备输出的电信号变换成原来形式信号的装置号的装置，如还原声音的喇叭，恢复图像的显像管等。如还原声音的喇叭，恢复图像的显像管等。1.2无线电波波段的划分无线电波波段的划分p不同频率电波产生、放大和接收方法不太一样，传播特不同频率电波产生、放大和接收方法不太一样，传播特点更不相同。点更不相同。p无线电波按无线电波按波长波长的不同划分为超长波、长波、中波、短的不同划分为超长波、长波、中波、短波、超短波（米波）和微波（包括分米波、厘米波、毫波、超短波（米波）和微波（包括分米波、厘米波、毫米波）等。米波）等。如按如按频率频率的不同，可划分为甚

12、低频、低频、中频、高频、的不同，可划分为甚低频、低频、中频、高频、甚高频、特高频、超高频和极高频等频段。甚高频、特高频、超高频和极高频等频段。波段（波段（频频段）段）符号符号波波长长范范围围频频率范率范围围应应用范用范围围超超长长波波（甚低（甚低频频）VLF100000 10000m330KHz音音频频、电话电话、数据、数据终终端端长长波波（低（低频频）LF10000 1000m30300KHz电电力力线线通信、海上通信、海上导导航航中波中波（中（中频频）MF1000 100m300KHz3MHzAM广播、广播、业业余无余无线电线电短波短波（高（高频频）HF10010m330MHz短波广播、短

13、波广播、业业余无余无线电线电超短波超短波（甚高（甚高频频）VHF101m30300MHzFM广播、广播、电视电视、导导航、移航、移动动通信通信分米波分米波（特高（特高频频）UHF10.1m3003000MHzTV、遥控遥测、雷达、移、遥控遥测、雷达、移动通信动通信厘米波厘米波（超高（超高频频）SHF101cm330GHz微波通信、卫星通信、雷达微波通信、卫星通信、雷达毫米波毫米波（极高（极高频频）EHF101mm30300GHz穿入大气穿入大气层时层时的通信的通信表表1-1 无线电波的波（频）段划分表无线电波的波（频）段划分表p国内一般中波广播的波段为535KHz1605KHz，短波广播的波段

14、为224MHz，调频广播的波段为88108MHz。1.3无线电播的传播特性无线电播的传播特性 1.1.绕射：频率绕射：频率1.5MHz以下的中、长波。以下的中、长波。2.2.电离层的反射和折射电离层的反射和折射 电离层通信稳定性较差。短波无线电是利用电离层反射电离层通信稳定性较差。短波无线电是利用电离层反射的最佳波段。的最佳波段。3.3.直射：频率在直射：频率在30MHz以上的超短波和微波。以上的超短波和微波。1.4调制的通信系统调制的通信系统 1.1.什么是调制什么是调制?任何一个正弦波都有三个参数：幅度、频率和相位。调任何一个正弦波都有三个参数：幅度、频率和相位。调制，就是使这三个参数中的

15、某一个随调制信号大小而线性变制，就是使这三个参数中的某一个随调制信号大小而线性变化的过程，分别称为化的过程，分别称为幅度幅度调制调制、频率频率调制调制或或相位相位调制调制。2.2.无线电如何将声音传送到远方？无线电如何将声音传送到远方？首先把声音变成电信号，然后把这种低频电信号装载到首先把声音变成电信号，然后把这种低频电信号装载到高频电振荡上高频电振荡上(即调制即调制)，通过与高频电振荡波长相当的天线，通过与高频电振荡波长相当的天线把信号有效的辐射出去。把信号有效的辐射出去。3.3.为什么要调制？为什么要调制？从切实可行的天线出发；从切实可行的天线出发；多路复用。多路复用。4.4.什么是解调？

16、什么是解调？在接收信号的一方（接收端），从收到的已调信号中把在接收信号的一方（接收端），从收到的已调信号中把调制信号恢复出来。调制信号恢复出来。调幅波的解调叫调幅波的解调叫“检波检波”，调频波的解，调频波的解调叫调叫“鉴频鉴频”，解调是其统称。，解调是其统称。（1）载波相当于运载工具，它用来携带信息向外发射）载波相当于运载工具，它用来携带信息向外发射；（2）载波可以区分电台，因为不同的电台使用不同的载波频率，只）载波可以区分电台，因为不同的电台使用不同的载波频率，只有这样接收端才不至于混台。有这样接收端才不至于混台。（3）载波是宝贵的资源，特别是在无线电通信飞速发展的今天，载）载波是宝贵的资源

17、，特别是在无线电通信飞速发展的今天，载波资源就格外显得重要。因为这种资源是有限的，载波不断地被人波资源就格外显得重要。因为这种资源是有限的，载波不断地被人们开发利用，使资源匿乏。因此，合理地利用和管理载波，已成为们开发利用，使资源匿乏。因此，合理地利用和管理载波，已成为人们关注的问题。人们关注的问题。5.5.无线电调幅广播发送和接收设备框图无线电调幅广播发送和接收设备框图 5.5.无线电调幅广播发送和接收设备框图无线电调幅广播发送和接收设备框图 （1 1）调幅发射机组成框图调幅发射机组成框图 （2 2）调幅接收机组成框图调幅接收机组成框图 接收设备接收的信号特点：接收设备接收的信号特点：信号频

18、率高；信号频率高；信号功率微弱；信号功率微弱；多个信号同时出现多个信号同时出现在接收端。在接收端。缺点：缺点：对于不同的频率，接收机的对于不同的频率，接收机的灵敏度灵敏度（接收弱信号（接收弱信号的能力）和的能力）和选择性选择性（区分不同电台的能力）变换较剧烈。（区分不同电台的能力）变换较剧烈。电磁波电磁波接接收收天天线线接收的信号接收的信号640KHz 870KHz1MHzf直接放大式接收机框图直接放大式接收机框图 超外差超外差接收机组成框图接收机组成框图 超外差超外差接收机组成框图接收机组成框图 接收到的不同载频的微弱高频已调信号变成统一的中频接收到的不同载频的微弱高频已调信号变成统一的中频

19、已调信号已调信号，再进行中频放大。，再进行中频放大。混频器是超外差式接收机的核混频器是超外差式接收机的核心。我国规定中频频率：心。我国规定中频频率：调幅广播调幅广播465KHz；调频广播调频广播10.7MHz。实际电路实际电路复习与思考题复习与思考题p1.何何谓谓通信系通信系统统？通信系？通信系统统由哪些部分由哪些部分组组成？各成？各组组成部分成部分的作用是什么？的作用是什么？p2.无无线电线电广播广播发发送和接收送和接收设备设备由哪些主要部分由哪些主要部分组组成？各成？各组组成部分的作用是什么？成部分的作用是什么？p3.通信通信设备设备中中为为什么要采用什么要采用调调制技制技术术？调调幅波有何特点？幅波有何特点？p4.无无线电线电波波传传播方式大体可分播方式大体可分为为几种？各种几种？各种传传播方式有何播方式有何特点？特点？