高频电子线路 (2)优秀PPT.ppt

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1、第一页，本课件共有20页一、一、高频电子线路课程是电子信息和通信等专业的一门技术基础课高频电子线路课程是电子信息和通信等专业的一门技术基础课二、高频电子线路课程的研究对象是通信系统中的发送设备和接收二、高频电子线路课程的研究对象是通信系统中的发送设备和接收 设备的设备的高频高频功能功能电路的功能、基本组成与原理电路的功能、基本组成与原理第一节第一节 高频电子线路课程的研究对象高频电子线路课程的研究对象第二页，本课件共有20页一、一、高频电子线路课程是电子信息和通信等专业的一门技术基础课高频电子线路课程是电子信息和通信等专业的一门技术基础课二、高频电子线路课程的研究对象是通信系统中的发送设备和接

2、收二、高频电子线路课程的研究对象是通信系统中的发送设备和接收 设备的设备的高频高频功能功能电路的功能、基本组成与原理电路的功能、基本组成与原理第一节第一节 高频电子线路课程的研究对象高频电子线路课程的研究对象高频高频是指本课程讨论的功能电路的特点:*工作频率范围几百KHz-几百MHz的高频频段；*电路用LCR分离元件和有源器件组成*有源器件的极间电容不能忽略，而且研制电路时必须考虑电路分布电容对电路特性的影响第三页，本课件共有20页一、一、高频电子线路课程是电子信息和通信等专业的一门技术基础课高频电子线路课程是电子信息和通信等专业的一门技术基础课二、高频电子线路课程的研究对象是通信系统中的发送

3、设备和接收二、高频电子线路课程的研究对象是通信系统中的发送设备和接收 设备的设备的高频高频功能功能电路的功能、基本组成与原理电路的功能、基本组成与原理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*功能电路的功能表示形式*输入信号和输出信号的数学表示法输入信号和输出信号的波形表示法输入信号和输出信号的频谱表示法例1高频小信号放大器例2 普通调幅波调制电路第一节第一节 高频电子线路课程的研究对象高频电子线路课程的研究对象第四页，本课件共有20页第一节第一节 高频电子线路课程的研究对象高频电子线路课程的研究对象第五页，本课件共有20页第一节第一节 高频电子线路课程的研究对象高频

4、电子线路课程的研究对象第六页，本课件共有20页高频功能电路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、输出频谱的关系不会因不同器件或不同的电路形式而改变。也就是说实现同一功能电路的功能的基本原理是不变的大规模集成电路通常是由多个不同功能电路组成的第一节第一节 高频电子线路课程的研究对象高频电子线路课程的研究对象第七页，本课件共有20页三三 通信系统通信系统1.通信系统的基本组成2.输入变换器的功能是将需传送的信息变换为相应的电信号。*当传送信息为非电量（例如，声音、文字等）时输入变换器是必要的*当传送的信息本身是电信号（例如，计算机输出的二进制信号、传感器输出的电流或是电压

5、信号等）时，不能满足发送设备的要求条件下，可以不用输入变换器，而直接将电信号发送给发送设备。3.传输信道是信号的传输通道。有线信道：平行线、同轴电缆和光缆。无线信道；自由空间、水4.输出变换器是将接收设备的电信号转变成原来传送的信号。例如：声音、文字、图象等结论结论：输入变换器、传输信道和输出变换器不是高频电子线路课程的研究对象，而发送设备和接收设备中的有关高频功能电路才是高频电子线路的研究对象。第一节第一节 高频电子线路课程的研究对象高频电子线路课程的研究对象第八页，本课件共有20页第二节第二节 无线电发送设备的组成与基本原理无线电发送设备的组成与基本原理 一、无线电发送设备是以自由空间为传

6、输信道，把需要传送的信一、无线电发送设备是以自由空间为传输信道，把需要传送的信 息（声息（声音、文字、图象）变成电信号，传送到远方的接收点。音、文字、图象）变成电信号，传送到远方的接收点。二、信息传输的基本要求二、信息传输的基本要求三、基带信号直接发送三、基带信号直接发送 1、基带信号是需传送的原始信息的电信号。不同的原始信息占有不同的频带宽度。例如声音信号通过微音器变换成电信号，一般来说它占有频带是20Hz-20KHz。但对电话来说它强调可懂度，而不要求音色。因此，国际规定电话信号的频带是300Hz-3.4KHz。又如我国的电视图像信号的频带是0-6MHz。可见，基带信号占有的频带属于低频范

7、围。2、基带信号通过电磁波辐射方式直接发射有两个缺点，一是基带信号占有一定的频带宽度，但都在低频范围，相互之间不易区分，很难实现多路通信。二是基带信号频率低，要求有很长的天线，在工艺及使用上都是很困难的。目前通信采用载波调制方式进行是很普遍的。1、希望传送距离远；2、能够实现多路传输，且各路信号传输时，应互不干扰。第九页，本课件共有20页 2.载波调制方式分为振幅调制、相位调制和频率调制三类。能实现这样的调制的电路称为振幅调制电路、相位调制电路和频率调制电路。3.载波调制传送的特点是载波信号相当于运载工具，是频率很高的高频、超高频甚至微波。若采用无线发射，其天线尺寸可以很小。而对于不同的电台，

8、可以采用不同的载波频率，这样接收时很容易区分，能实现多路传输，互不干扰。1.载波调制是用需传送的信息（基带信号）去控制高频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。四、载波调制传送四、载波调制传送第二节第二节 无线电发送设备的组成与基本原理无线电发送设备的组成与基本原理 第十页，本课件共有20页 图1-2所示是调幅、调相和调频发射机的基本组成方框图，图中只是说明发射机最基本组成，实际系统会因不同需要而增加许多其它电路。五、发射机的基本组成五、发射机的基本组成第二节第二节 无线电发送设备的组成与基本原理无线电发送设备的组成与基本原理 图1-2 发射机的基本组成方框图 第十一页，

9、本课件共有20页若主振器的振荡频率为 ，则只需要加缓冲级。若主振器的振荡频率为 的1/N，则只需要加倍频器。ui(t)和 送到调制器进行振幅调制器输出的调幅波为 它通过高频功率放大、传输线经天线以电磁波形式辐射出去。下面以图1-2（a）为例来说明发射机信息传输的过程。主振器产生的高频振荡信号经缓冲或倍频，并通过高频电压放大后，作为高频载波电压送给振幅调制器。设其表达式为 其中，是调制器输入高频载波信号的瞬时值，是它的振幅，是角频率。第十二页，本课件共有20页 第三节第三节 无线电接收设备的组成与基本原理无线电接收设备的组成与基本原理 一、无线电接收过程正好和发送过程相反，它的基本任务是将通过天

10、空传来的电磁一、无线电接收过程正好和发送过程相反，它的基本任务是将通过天空传来的电磁波接收下来，并从中取出需要接收的信息信号。波接收下来，并从中取出需要接收的信息信号。二、最简单的接收机是由选频回路和调解器组成。二、最简单的接收机是由选频回路和调解器组成。1、选频回路为带通滤波器，通过改变其中心频率实现选择不同电台的通信。2、接收调幅信号，解调器为振幅检波器，接收调相信号，解调器为鉴相器；接收调频信号，解调器为鉴频器。3、最简单接收机的缺点，接收灵敏度太差，选择性也差，很少直接采用。但选频回路和解调器是任何接收机不可缺少的部分。图1-3最简单的接收机方框图第十三页，本课件共有20页三、超外差接

11、收机三、超外差接收机图1-3所示是应用非常广泛的超外差接收机的方框原理图 第三节第三节 无线电接收设备的组成与基本原理无线电接收设备的组成与基本原理 图1-3超外差式接收机方框图第十四页，本课件共有20页超外差式接收机的信号流程：超外差式接收机的信号流程：1.高频调谐放大器对外来的已调波进行选频和高频电压放大，然后送给由混频器和本机振荡器组成的变频器进行变频。第三节第三节 无线电接收设备的组成与基本原理无线电接收设备的组成与基本原理 4.中频放大器放大的已调波经过解调器取出已调波的原调制信号，实现了接收的过程。5.输入信号为调幅波时，超外差接收机个功能电路的输入、输出信号的频谱可用图1-4表示

12、。3.混频器送出的载波频率为的已调波。通过中频放大器进行电压放大。中频放大器是固定频率放大器，可以实现较高的电压增益和较高的选择性。例如：（1）输入为调幅波时，通过变频后只是载波频率变为，其振幅的变化规律不变。（2）输入为调相波时，通过变频后只是载波频率变为，其瞬时相位的变化规律不变。（3）输入为调频波时，通过变频后只是载波频率变为，其瞬时频率的变化规律不变。Iw2.变频器是将输入的已调波的载波频率 变换成为频率较低的（或是较高的）且是固定不变的中间频率(称为中频），而其调制规律不变。第十五页，本课件共有20页 第三节第三节 无线电接收设备的组成与基本原理无线电接收设备的组成与基本原理 图1-

13、4超外差接收机各点信号的频谱第十六页，本课件共有20页 第三节第三节 无线电接收设备的组成与基本原理无线电接收设备的组成与基本原理 (1)为输入信号，其频谱为，(2)为经高频调谐放大器线性放大的输出，即，其频谱为、只是幅值比增大(3)为本振电压信号，其频谱为(4)为与经混频后的输出电压，其中其频谱为、（5）为经中频放大器放大的输出电压，其频谱为、，只是幅值比增大。(6)为调幅波经解调后的输出，其频谱为。第十七页，本课件共有20页第四节第四节 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、无线传输信道无线传输信道有地球表层、大气层上部的电离层、自由空间和水。二、无线电波的频率（或波长

14、）不同，其传播方式、传播距离和传播特点也不二、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。相同。三、电波在信道中传播的主要方式可分为三种：地波（绕射）传播、天波三、电波在信道中传播的主要方式可分为三种：地波（绕射）传播、天波传播（反射和折射）和直线（视距）传播。传播（反射和折射）和直线（视距）传播。1.地波（绕波）传播是电波沿着地球弯曲表面传播，其示意图如图1-5（a）所示。由于地表不是理想的导体，电波沿其地表传播会有能量损。电波波长越长，损耗越小。因此，通常只有长波和中波范围才适合绕射方式传播。地波传播方式由于地面的电特性不会在短时间内有很大变化，其传播距离比较稳定

15、。2.天波传播是利用电离层的反射和折射来实现传播的，其示意图如图1-5（b）所示。地球表面存在着大气层，大气层的上部受太阳照射产生电离层。电离层的一层介质，对射向它的无线电波会产生反射和折射作用。同时电离层对电波也有吸收作用。频率太高的电波会穿过电离层达到外层太空。短波信号主要是利用电离层的反射和折射来实现传播。特别是利用地面和电离层的多次反射和折射，能实现几千公里的远距离通信。但是，电离层的特性受多种因素的影响，这种通信的稳定性较差。第十八页，本课件共有20页3.直线（视距）传播是电波在天线间沿着直线传播，其示意图如图1-5（c）所示。由于直线传播要求天线的高度要高才能增大传播距离，因此，采用一个离地面几万公里的卫星作为地面信号的转发器。可以使传播距离大大提高，这就是卫星通信。其示意图如图1-5（d）所示。直线传播适用于超短波、分米波、厘米波和毫米波。表1-1列出了无线电波的频段、传播方式和用途。从电波的传播来看，长波信号以地波传播为主。中波和短波可以地波和天波两种方式传播。而中波以地波为主，短波以天波为主。频率较高的超短波及更高频率的无线电波，主要沿空间直线传播。第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式 第十九页，本课件共有20页 表表1-1不同频段的典型用途不同频段的典型用途第四节第四节 无线信道及传播方式无线信道及传播方式 第二十页，本课件共有20页