通信電路緒論通信電路課件01

1、1教師：陳雅琴教師：陳雅琴電子工程系電路與系統(tǒng)教研室電子工程系電路與系統(tǒng)教研室（無（無6年級年級 2008.92009.1） 通信電路通信電路2左渝博士：左渝博士：輔導(dǎo)輔導(dǎo):無無61、無、無610、無、無611 及及05年級年級皮燕燕博士：皮燕燕博士：輔導(dǎo)輔導(dǎo): 無無62、無、無63、無、無65、無、無66、微、微6祁楠祁楠 博士：博士：輔導(dǎo)：無輔導(dǎo)：無64、67、68、69、基應(yīng)、基應(yīng)61、材、材63 通信電路課助教通信電路課助教3 1 1通信電路原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)書通信電路原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)書陳雅琴、李國林陳雅琴、李國林 高教出版社高教出版社 2 2電子線路電子線路非線性部分非線性部分 第四版第四版

2、謝嘉奎等編謝嘉奎等編 高教出版社高教出版社 射頻通信電路射頻通信電路陳邦媛編著陳邦媛編著 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 高頻電子線路高頻電子線路第三版第三版 張肅文、陸兆熊編張肅文、陸兆熊編 高教出版社高教出版社 The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits, Thomas Lee , CambridgeCambridge University Press,1998. University Press,1998. （2004, 2nd Edition2004, 2nd Edition） 射頻電路設(shè)計射頻電路設(shè)計-理論與應(yīng)用理論與應(yīng)用美美王

3、子宇王子宇 張肇儀等譯張肇儀等譯 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 7. *Digital Radio Systems on A Chip A Systems Approach Charles Chien Rockwell Science Center參考書參考書4本課程內(nèi)容本課程內(nèi)容o 討論通信系統(tǒng)中關(guān)于討論通信系統(tǒng)中關(guān)于信號傳輸?shù)募夹g(shù)與電路信號傳輸?shù)募夹g(shù)與電路圖圖1、通信系統(tǒng)簡化框圖、通信系統(tǒng)簡化框圖5本課程內(nèi)容本課程內(nèi)容o 主要包括以下幾方面：主要包括以下幾方面： 1、信號的放大信號的放大。指。指頻帶信號頻帶信號的電壓放大（小信號的電壓放大（小信號LNA）、）、噪聲，與功噪聲，與功 率放大（

4、大信號率放大（大信號PA）。）。2、信號的濾波信號的濾波。（各種濾波器）。（各種濾波器）3、非線性分析方法、非線性分析方法4、信號的頻率變換信號的頻率變換。（混頻、。（混頻、 倍頻、倍頻、調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào)等）。等）。5、正弦信號的產(chǎn)生正弦信號的產(chǎn)生。主要是指如何產(chǎn)生預(yù)定頻率的正弦主要是指如何產(chǎn)生預(yù)定頻率的正弦 信號。包括正弦波振蕩器信號。包括正弦波振蕩器,頻率合成器等頻率合成器等. 6、反饋控制電路、反饋控制電路: AGC、AFC、PLL6本課程特點及要求本課程特點及要求u學(xué)習(xí)本課程需要的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)本課程需要的基礎(chǔ)知識: 模擬電路；數(shù)字電路；信號與系統(tǒng)；電路分析；模擬電路；數(shù)字電路；信號

5、與系統(tǒng)；電路分析；CAD工具工具(Pspice,Matlab) 二、本課程特點：二、本課程特點： 概念多，內(nèi)容廣（線性、概念多，內(nèi)容廣（線性、*非線性）；非線性）；原理性、工程性原理性、工程性（盡量（盡量避免理論推導(dǎo)，合理近似）、避免理論推導(dǎo)，合理近似）、實踐性實踐性（重應(yīng)用）強。（重應(yīng)用）強。 建議：建議： 抓住基本工作原理，基本分析方法和基本電路結(jié)構(gòu)；掌握概念抓住基本工作原理，基本分析方法和基本電路結(jié)構(gòu)；掌握概念的應(yīng)用和功能的實現(xiàn)。的應(yīng)用和功能的實現(xiàn)。 多實踐，不斷積累經(jīng)驗。多實踐，不斷積累經(jīng)驗。7本課程特點及要求（續(xù)）本課程特點及要求（續(xù)）三、課程要求三、課程要求u掌握基本要求（每個模塊

6、的工作原理，分析方法，典型電路掌握基本要求（每個模塊的工作原理，分析方法，典型電路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)及應(yīng)用）；學(xué)會運用結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)及應(yīng)用）；學(xué)會運用CAD工具；建立通信系統(tǒng)概工具；建立通信系統(tǒng)概念；激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。念；激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。u把好三個關(guān)：把好三個關(guān)：課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)；課上；課上認真聽講，認真聽講，盡可能記筆記；課盡可能記筆記；課后后及時復(fù)習(xí)及時復(fù)習(xí)、按時獨立按時獨立完成規(guī)定作業(yè)完成規(guī)定作業(yè).u交作業(yè)：交作業(yè)： 一般習(xí)題一般習(xí)題1次次/周，周，CAD 1次次/月（運行結(jié)果、分析月（運行結(jié)果、分析總結(jié)，各總結(jié)，各50） 交作業(yè)時間：交作業(yè)時間：每周三由課代表交中央主樓每周三由課代表交中央主樓917房間

7、房間. *平時成績平時成績25分分（作業(yè)抄襲（作業(yè)抄襲0分，遲交每周扣分，遲交每周扣0.5分；課堂抽分；課堂抽查）查）u積極選做綜合性研究積極選做綜合性研究 課題（課題（23人一起做），積極參加課堂人一起做），積極參加課堂討論（另加分）。討論（另加分）。8四、本課程教學(xué)安排四、本課程教學(xué)安排（1）學(xué)時分配：）學(xué)時分配：1（1）、）、2（2）、）、3（2）、）、4（3）、）、 5（3）、）、6（5）、）、7（4）、）、8（1），），*復(fù)習(xí)（復(fù)習(xí)（1）本學(xué)期無）本學(xué)期無期中考試，無實驗。期中考試，無實驗。（2）習(xí)題課：）習(xí)題課：34次（課外，利用雙周星期三或其他時間）次（課外，利用雙周星期三或其他

8、時間）（3）答疑：）答疑：每周四下午每周四下午2：305：30？地點：中央主樓地點：中央主樓917 網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂開放課程討論區(qū)網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂開放課程討論區(qū) 附錄附錄: 綜合性研究課題綜合性研究課題參考參考目錄目錄1）用）用PSpice、MATLAB或其他或其他CAD工具設(shè)計模擬濾波器工具設(shè)計模擬濾波器2）用）用CAD工具對工具對C類諧振功放大器電路進行仿真分析。類諧振功放大器電路進行仿真分析。3）幅度調(diào)制與解調(diào)的）幅度調(diào)制與解調(diào)的PSpice分析與設(shè)計。分析與設(shè)計。9綜合性研究課題參考目錄（續(xù)）綜合性研究課題參考目錄（續(xù)）4）模擬乘法器的性能研究與應(yīng)用）模擬乘法器的性能研究與應(yīng)用5）調(diào)頻振蕩器的分析；角

9、度調(diào)制與解調(diào)的仿真設(shè)計。）調(diào)頻振蕩器的分析；角度調(diào)制與解調(diào)的仿真設(shè)計。6）使用）使用MATLAB進行數(shù)字調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真研究。進行數(shù)字調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)的仿真研究。7）PLL的分析與仿真：一階的分析與仿真：一階PLL、二階、二階PLL的線性與的線性與 非線性非線性 特性的分析與仿真；特性的分析與仿真；8）調(diào)頻立體聲廣播的框圖及原理仿真；）調(diào)頻立體聲廣播的框圖及原理仿真；9）功率合成與功率分配電路研究）功率合成與功率分配電路研究10）線性功放技術(shù)研究）線性功放技術(shù)研究11）數(shù)字移動電話機（）數(shù)字移動電話機（ GSM、CDMA）介紹（構(gòu)成、電路功能）介紹（構(gòu)成、電路功能方框原理圖，各部分的作用以及

10、信號傳輸?shù)奶攸c。）方框原理圖，各部分的作用以及信號傳輸?shù)奶攸c。）12）當前通信新技術(shù)介紹如超寬帶（）當前通信新技術(shù)介紹如超寬帶（UWB）無線收、發(fā)信機等。）無線收、發(fā)信機等。凡與本課程內(nèi)容有關(guān)的課題均可凡與本課程內(nèi)容有關(guān)的課題均可10笫笫1章章 緒緒 論論 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：一、通信系統(tǒng)的基本概念一、通信系統(tǒng)的基本概念 通信系統(tǒng)的組成；基本特性；信道；信號；發(fā)送與接通信系統(tǒng)的組成；基本特性；信道；信號；發(fā)送與接收設(shè)備收設(shè)備二、信號傳輸?shù)幕締栴}二、信號傳輸?shù)幕締栴}u信號通過線性系統(tǒng)信號通過線性系統(tǒng)u信號通過非線性系統(tǒng)信號通過非線性系統(tǒng)u干擾干擾三、通信電路的基本形式三、通信電路的基

11、本形式11 1.1通信系統(tǒng)概述通信系統(tǒng)概述n定義定義 ：通信通信(廣義廣義)信息從發(fā)送者傳送到接收者的過程。信息從發(fā)送者傳送到接收者的過程。 實現(xiàn)這種信息傳送過程的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)。實現(xiàn)這種信息傳送過程的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)。 -這里僅討論用這里僅討論用電子電路傳輸接收信息的系統(tǒng)電子電路傳輸接收信息的系統(tǒng). （包括：廣播、雷達、各種通信）（包括：廣播、雷達、各種通信）一、通信系統(tǒng)的基本概念一、通信系統(tǒng)的基本概念n電子通信系統(tǒng)發(fā)展電子通信系統(tǒng)發(fā)展:1837年摩爾斯有線電報年摩爾斯有線電報 1876年貝爾和華特生電話年貝爾和華特生電話 1894年馬可尼發(fā)射了第一個無線電信號年馬可尼發(fā)射了第一個無線電信

12、號 手機（多媒手機（多媒體），實現(xiàn)了三體），實現(xiàn)了三“W”。有線有線 無線，固定無線，固定 移動，點移動，點 網(wǎng)網(wǎng)12當前通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：當前通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：o 功能：寬帶、綜合、智能、個人（化）功能：寬帶、綜合、智能、個人（化）寬帶無線接入系寬帶無線接入系 統(tǒng)統(tǒng)（ LMDS），可提供多種寬，可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng) （ WLAN）手機無線上網(wǎng)手機無線上網(wǎng)（WPAN）家庭無線局域網(wǎng)家庭無線局域網(wǎng)（HOME-RF）人體醫(yī)療通信人體醫(yī)療通信射頻標簽射頻標簽（ RFID）超帶寬無線通信技術(shù)超帶寬無線通信技術(shù)（UWB） 低功率低功率20m

13、W,寬寬頻譜頻譜7.5GHz,高速率高速率500Mb/sp電路：集成化、數(shù)字化電路：集成化、數(shù)字化（數(shù)、?；旌希〝?shù)、模混合）例如：藍牙芯片（基帶、收發(fā)信）；單片收發(fā)信機芯片例如：藍牙芯片（基帶、收發(fā)信）；單片收發(fā)信機芯片13通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類u數(shù)字通信與模擬通信數(shù)字通信與模擬通信按照基帶信號劃分按照基帶信號劃分基帶信號指消息轉(zhuǎn)換成的電信號基帶信號指消息轉(zhuǎn)換成的電信號u有線通信、無線通信有線通信、無線通信按照傳輸媒質(zhì)劃分按照傳輸媒質(zhì)劃分u單工（單向，如廣播）、半雙工（雙向交替，如對講單工（單向，如廣播）、半雙工（雙向交替，如對講機）、雙工（雙向，如電話、手機）機）、雙工（雙向，如電話

14、、手機）按照信號傳遞方向劃分按照信號傳遞方向劃分14 信源信源 基帶基帶信號信號發(fā)射機發(fā)射機信道信道接收機接收機信宿信宿 圖圖1.1.2通信系統(tǒng)框圖通信系統(tǒng)框圖傳輸媒質(zhì)傳輸媒質(zhì)(電纜電纜,光纜光纜,自由空間自由空間)信號變換信號變換(調(diào)制調(diào)制)逆變換逆變換(解調(diào)解調(diào))(模擬模擬,數(shù)字數(shù)字)信號變換信號變換為聲為聲,圖圖像等物理像等物理量量通信系統(tǒng)的基本組成通信系統(tǒng)的基本組成信息信息 組成框圖組成框圖n調(diào)制就是按信息信號的規(guī)律改變載波的一個或多個屬性的調(diào)制就是按信息信號的規(guī)律改變載波的一個或多個屬性的過程。目的是將基帶信號變換為適合信道傳輸?shù)男盘?。過程。目的是將基帶信號變換為適合信道傳輸?shù)男盘枴?/p>

15、n常用的調(diào)制方式如常用的調(diào)制方式如AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK、 QAM（正交幅度調(diào)制）。（正交幅度調(diào)制）。15通信系統(tǒng)構(gòu)成五部分的功能通信系統(tǒng)構(gòu)成五部分的功能o 信源信源n將信息轉(zhuǎn)換為電信號（即產(chǎn)生基帶信號）如話筒將信息轉(zhuǎn)換為電信號（即產(chǎn)生基帶信號）如話筒o 有時也包括信號的采集有時也包括信號的采集o 發(fā)射機發(fā)射機n將采集信號轉(zhuǎn)換為適宜于信道傳輸?shù)男盘栃问剑ㄕ{(diào)制）將采集信號轉(zhuǎn)換為適宜于信道傳輸?shù)男盘栃问剑ㄕ{(diào)制）o 信道信道n信號傳輸媒質(zhì)信號傳輸媒質(zhì)( (電纜電纜, ,光纜光纜, ,自由空間自由空間) )o 接收機接收機n接收信道傳輸來的信號并將其轉(zhuǎn)換為可為信宿接受的信接收信道傳輸

16、來的信號并將其轉(zhuǎn)換為可為信宿接受的信號形式號形式o 信宿信宿n將接收機的電信號轉(zhuǎn)換為原來發(fā)射的信息。將接收機的電信號轉(zhuǎn)換為原來發(fā)射的信息。161.2通信系統(tǒng)的基本特性通信系統(tǒng)的基本特性（二）、通信容量（二）、通信容量（三）、信號失真度（三）、信號失真度（四）、抗干擾能力（四）、抗干擾能力171.2通信系統(tǒng)的基本特性通信系統(tǒng)的基本特性 傳輸距離是指信號從發(fā)送端到達接收端并能被可靠傳輸距離是指信號從發(fā)送端到達接收端并能被可靠接收的最大距離。取決于以下因素：接收的最大距離。取決于以下因素： 信號通過信道混入各種形式的信號通過信道混入各種形式的干擾和噪聲干擾和噪聲。 接收機的接收機的接收靈敏度（接收弱

17、信號能力）接收靈敏度（接收弱信號能力）。 信號通過信道的損耗信號通過信道的損耗。 發(fā)送端的信號功率。發(fā)送端的信號功率。（發(fā)射功率越大，傳的越遠。（發(fā)射功率越大，傳的越遠。自由空間，傳輸距離擴大自由空間，傳輸距離擴大1倍，需要的發(fā)射功率是原倍，需要的發(fā)射功率是原來的來的4倍）倍）18（二）、通信容量二）、通信容量通信容量是指一個信道能夠通信容量是指一個信道能夠同時傳送獨立信號的路數(shù)。同時傳送獨立信號的路數(shù)。通信容量越高，通信容量越高，通信系統(tǒng)的經(jīng)濟效益就越高。通信系統(tǒng)的經(jīng)濟效益就越高。影響通信容量的主要因素為影響通信容量的主要因素為:可分配頻譜資源可分配頻譜資源/ /傳輸信號所占有的頻帶寬度傳輸

18、信號所占有的頻帶寬度國際規(guī)定電話信號的頻帶是國際規(guī)定電話信號的頻帶是3003003400Hz3400Hz，一路電話占的帶寬為一路電話占的帶寬為4kHz4kHz。 中波調(diào)幅廣播（中波調(diào)幅廣播（535KHz-1605KHz），每個臺占有的頻帶寬度），每個臺占有的頻帶寬度9KHz。理論上最多可容納。理論上最多可容納118個電臺。個電臺。一路電視信號占有的的頻帶是一路電視信號占有的的頻帶是8MHz。n 是否采用信道復(fù)用方式是否采用信道復(fù)用方式 頻分復(fù)用（頻分復(fù)用（ FDM ）信道可用頻帶被分割若干互不交迭）信道可用頻帶被分割若干互不交迭 的頻段，每路信號占據(jù)其中一個頻段。的頻段，每路信號占據(jù)其中一個頻

19、段。 時分復(fù)用（時分復(fù)用（ TDM）各路基帶信號周期性地輪流使用信道。）各路基帶信號周期性地輪流使用信道。 碼分復(fù)用（碼分復(fù)用（ CDM ）用不同的偽隨機碼將各個用戶信號轉(zhuǎn)換成寬帶）用不同的偽隨機碼將各個用戶信號轉(zhuǎn)換成寬帶 擴頻信號。擴頻信號。1.2通信系統(tǒng)的基本特性（續(xù)通信系統(tǒng)的基本特性（續(xù))19（三）、信號失真度（三）、信號失真度信號失真度指的是接收設(shè)備輸出信號不同信號失真度指的是接收設(shè)備輸出信號不同( (失真）于發(fā)送端基帶信失真）于發(fā)送端基帶信號的程度。失真主要原因：號的程度。失真主要原因：n 信道特性不理想。信道特性不理想。 （四）、抗干擾能力（四）、抗干擾能力 信號通過信道時，總要混

20、入各種形式的干擾和噪聲，信號通過信道時，總要混入各種形式的干擾和噪聲， 使接收機輸出信號的質(zhì)量下降。提高抗干擾能力措施：使接收機輸出信號的質(zhì)量下降。提高抗干擾能力措施：n選擇合適的通信體制（例如選擇合適的通信體制（例如FM優(yōu)于優(yōu)于AM，數(shù)字調(diào)制優(yōu)于模擬調(diào)制），數(shù)字調(diào)制優(yōu)于模擬調(diào)制）n 選用高質(zhì)量的調(diào)制和解調(diào)電路。選用高質(zhì)量的調(diào)制和解調(diào)電路。 對信號進行處理的電路（發(fā)送與接收設(shè)備）特性不理想。對信號進行處理的電路（發(fā)送與接收設(shè)備）特性不理想。1.2通信系統(tǒng)的基本特性（續(xù)通信系統(tǒng)的基本特性（續(xù))201.3通信系統(tǒng)信道（有線、無線）特性通信系統(tǒng)信道（有線、無線）特性1、衰減特性、衰減特性 信道的衰減

21、特性是指信號經(jīng)信道傳輸時，信號能量被信道的衰減特性是指信號經(jīng)信道傳輸時，信號能量被 衰減的程度。衰減的程度。2、工作頻率范圍、工作頻率范圍 不同的信道具有不同的工作頻率范圍。不同的信道具有不同的工作頻率范圍。3、頻率特性、頻率特性 指在信道的工作頻率范圍內(nèi)，當不同頻率的信號通過時，指在信道的工作頻率范圍內(nèi)，當不同頻率的信號通過時， 由信道引起的幅度衰減和附加相移是不同的。由信道引起的幅度衰減和附加相移是不同的。4、時變與時不變特性、時變與時不變特性 在某些信道中，信道的傳輸特性是隨時間變化的。在某些信道中，信道的傳輸特性是隨時間變化的。 例如：無線信道。例如：無線信道。5、干擾特性、干擾特性

22、信道特性與信號傳播方式有關(guān)信道特性與信號傳播方式有關(guān)21返回返回22n 第一種直射傳播第一種直射傳播（超短波和微波）電波沿直線傳播。超短波和微波）電波沿直線傳播。應(yīng)用于衛(wèi)星通信、中繼通信、移動通信、調(diào)頻和電視廣播應(yīng)用于衛(wèi)星通信、中繼通信、移動通信、調(diào)頻和電視廣播以及雷達、導(dǎo)航系統(tǒng)以及雷達、導(dǎo)航系統(tǒng) 。 電波的直射傳播電波的直射傳播 電信號在無線信道中的傳播方式電信號在無線信道中的傳播方式23n第二種傳播方式是繞射（第二種傳播方式是繞射（中、長波）電波沿著地球的彎中、長波）電波沿著地球的彎曲表面?zhèn)鞑デ砻鎮(zhèn)鞑?。中波波段主要用于中、短距離的無線電廣播。中波波段主要用于中、短距離的無線電廣播。 長

23、波通信系統(tǒng)多用于導(dǎo)航和播送標準時間信號長波通信系統(tǒng)多用于導(dǎo)航和播送標準時間信號 。 n第三種傳播方式是利用電離層的折射和反射第三種傳播方式是利用電離層的折射和反射 （短波（短波 ）實現(xiàn)信號的遠距離傳輸實現(xiàn)信號的遠距離傳輸 如短波如短波 通信通信 常用于國際無線電常用于國際無線電廣播，遠距離無線電話與電報通信以及中、近距離小型移廣播，遠距離無線電話與電報通信以及中、近距離小型移動電臺等動電臺等 。電波的繞射電波的繞射電離層的反射電離層的反射電信號在無線信道中的傳播方式（續(xù)）電信號在無線信道中的傳播方式（續(xù)）24移動通信中信道的特殊問題移動通信中信道的特殊問題n多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)選擇性衰落（頻域）和

24、延時擴展（時域）選擇性衰落（頻域）和延時擴展（時域）l選擇性衰落：選擇性衰落：在頻帶內(nèi)不同頻率分量的傳輸衰減不同。在頻帶內(nèi)不同頻率分量的傳輸衰減不同。 原因：直、反射波沿不同路徑到達接收機產(chǎn)生的相移原因：直、反射波沿不同路徑到達接收機產(chǎn)生的相移 不同。有的頻率點信號增強，有的頻率點信號相互抵消。不同。有的頻率點信號增強，有的頻率點信號相互抵消。 延時擴展延時擴展:反射波使接收點信號有多個延時不同的信號反射波使接收點信號有多個延時不同的信號,接接 收信號在直射波信號后還要延時一段收信號在直射波信號后還要延時一段。n 多卜勒頻移多卜勒頻移 在高速移動情況接收，收到的電波將發(fā)生頻率變化，在高速移動情

25、況接收，收到的電波將發(fā)生頻率變化，多卜勒頻移。它與移動速度成正比，與波長成反比。多卜勒頻移。它與移動速度成正比，與波長成反比。 如何克服移動無線通信的多徑問題，是當前如何克服移動無線通信的多徑問題，是當前 移動通信中重要研究課題之一。移動通信中重要研究課題之一。 251.4 通信系統(tǒng)中信號通信系統(tǒng)中信號 1.基帶信號與基帶信號傳輸基帶信號與基帶信號傳輸特點：頻帶信號特點：頻帶信號.即即被傳輸?shù)男盘?，由在一定頻率范圍內(nèi)被傳輸?shù)男盘?，由在一定頻率范圍內(nèi)的許多頻率分量組成，的許多頻率分量組成，占有一定的頻帶寬度。占有一定的頻帶寬度。 舉例：舉例：國際規(guī)定電話信號的頻帶是國際規(guī)定電話信號的頻帶是300

26、3003400Hz3400Hz。 我國采用的電視圖象信號的頻帶是我國采用的電視圖象信號的頻帶是0 06MHz6MHz等。等。 定義：定義：直接表示原始信息的電信號為基帶信號。直接表示原始信息的電信號為基帶信號。 直接傳直接傳送基帶信號稱為基帶信號傳輸。送基帶信號稱為基帶信號傳輸。電話線可傳輸電話基帶信號。視頻電纜可傳輸電視基帶信電話線可傳輸電話基帶信號。視頻電纜可傳輸電視基帶信號。號。26 2. 載波信號與基帶信號的載波傳輸載波信號與基帶信號的載波傳輸利用調(diào)制技術(shù)利用調(diào)制技術(shù)將基帶信號的頻譜搬移到信道的工作將基帶信號的頻譜搬移到信道的工作頻率范圍內(nèi)某一頻率（載波）附近。例如：中波廣播頻率范圍內(nèi)

27、某一頻率（載波）附近。例如：中波廣播用調(diào)幅技術(shù)將聲音基帶信號搬移到中波波段（用調(diào)幅技術(shù)將聲音基帶信號搬移到中波波段（5351605KHz）某一頻率附近）某一頻率附近。這種傳送基帶信號的方法這種傳送基帶信號的方法稱為載波信號傳輸。經(jīng)調(diào)制后的信號稱已調(diào)信號。稱為載波信號傳輸。經(jīng)調(diào)制后的信號稱已調(diào)信號。調(diào)制（模擬）一般有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相。調(diào)制（模擬）一般有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相。舉例：舉例：單頻正弦調(diào)制的標準單頻正弦調(diào)制的標準調(diào)幅調(diào)幅信號信號 1.4 通信系統(tǒng)中信號通信系統(tǒng)中信號 （續(xù)）（續(xù)）ttmAttVAtfAmAM0000cos)cos1 (coscos)(27單音標準調(diào)幅信號波形示意圖單音標準調(diào)幅

28、信號波形示意圖28基帶基帶載波載波已調(diào)波已調(diào)波標準調(diào)幅信號頻譜示意圖標準調(diào)幅信號頻譜示意圖293. 多路復(fù)用信號傳輸多路復(fù)用信號傳輸1.4 通信系統(tǒng)中信號通信系統(tǒng)中信號 （續(xù)）（續(xù)）一個實際信道可用的通頻帶往往比一路基帶信一個實際信道可用的通頻帶往往比一路基帶信號所占有的頻帶寬得多，為了充分利用信道，號所占有的頻帶寬得多，為了充分利用信道，需要需要將多路基帶信號合成群路信號在信道中傳將多路基帶信號合成群路信號在信道中傳輸。輸。在接收端再將群路信號分解為各基帶信號。在接收端再將群路信號分解為各基帶信號。根據(jù)復(fù)用方式不同根據(jù)復(fù)用方式不同，可分為頻分復(fù)用、時分復(fù)可分為頻分復(fù)用、時分復(fù)用和碼分復(fù)用等用

29、和碼分復(fù)用等。(FDM, TDM, CDM)301.5 無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送與接收設(shè)備無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送與接收設(shè)備 系統(tǒng)的核心系統(tǒng)的核心o 發(fā)射機發(fā)射機緩沖級緩沖級倍頻器倍頻器放大級放大級調(diào)制器調(diào)制器高頻高頻功放功放振蕩器振蕩器低頻低頻功放功放低頻低頻放大放大f基帶信號基帶信號311.5通信系統(tǒng)中的發(fā)送與接收設(shè)備通信系統(tǒng)中的發(fā)送與接收設(shè)備o 超外差接收機方框圖超外差接收機方框圖高頻高頻放大放大混頻器混頻器中頻中頻放大放大解調(diào)器解調(diào)器低頻低頻放大放大輸入輸入回路回路自動自動增益增益控制控制本地本地振蕩器振蕩器f超外差原理：接收到的不同載頻超外差原理：接收到的不同載頻的微弱高頻已調(diào)信號變成統(tǒng)一的

30、的微弱高頻已調(diào)信號變成統(tǒng)一的中頻已調(diào)信號，中頻放大之后再中頻已調(diào)信號，中頻放大之后再解調(diào)解調(diào)優(yōu)點：高增益高穩(wěn)定中頻放大器優(yōu)點：高增益高穩(wěn)定中頻放大器/不易自激不易自激/信道選擇信道選擇/最佳解調(diào)最佳解調(diào)32發(fā)送與接收設(shè)備小結(jié)：發(fā)送與接收設(shè)備小結(jié)：p發(fā)送與接收設(shè)備主要任務(wù)是對基帶信號進行處理。發(fā)送與接收設(shè)備主要任務(wù)是對基帶信號進行處理。n 發(fā)射機端有調(diào)制，發(fā)射機端有調(diào)制，使基帶轉(zhuǎn)換成適宜于所采用信道傳使基帶轉(zhuǎn)換成適宜于所采用信道傳輸特性的信號輸特性的信號。n 接收機端有解調(diào)，從傳輸信號中恢復(fù)出基帶信號。接收機端有解調(diào)，從傳輸信號中恢復(fù)出基帶信號。n設(shè)備中，產(chǎn)生頻率變換的電路有諧振功率放大器、倍頻

31、設(shè)備中，產(chǎn)生頻率變換的電路有諧振功率放大器、倍頻器、振蕩器、及各種調(diào)制、解調(diào)器等。器、振蕩器、及各種調(diào)制、解調(diào)器等。p接收機接收機的主要指標是的主要指標是要有足夠高的靈敏度（接收弱要有足夠高的靈敏度（接收弱信號的能力）和高的選擇性（選出有用信號濾除無用信號的能力）和高的選擇性（選出有用信號濾除無用信號的能力）。信號的能力）。 p發(fā)射機的主要指標是功率、效率與頻譜。發(fā)射機的主要指標是功率、效率與頻譜。33n超外差接收原理超外差接收原理：將接收到的信號與本振混頻變成：將接收到的信號與本振混頻變成固定的中頻已調(diào)信號，進行中頻放大，再解調(diào)。固定的中頻已調(diào)信號，進行中頻放大，再解調(diào)。優(yōu)點：優(yōu)點：容易得到

32、足夠大而且比較穩(wěn)定的增益；具有較容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的增益；具有較高的選擇性和較好的頻率特性；高的選擇性和較好的頻率特性；缺點缺點 ：電路比較復(fù)雜；鏡象頻率干擾電路比較復(fù)雜；鏡象頻率干擾 n 零中頻接收：零中頻接收：將有用信號直接變換到基帶將有用信號直接變換到基帶 ，中頻，中頻為零。為零。n自動增益控制作用（自動增益控制作用（AGC）：接收弱信號和強信號）：接收弱信號和強信號的時候，接收機能得到幅度相差不多的信號。的時候，接收機能得到幅度相差不多的信號。發(fā)送與接收設(shè)備小結(jié)（續(xù)）：發(fā)送與接收設(shè)備小結(jié)（續(xù)）：34二、信號傳輸?shù)幕締栴}二、信號傳輸?shù)幕締栴}n 在通信設(shè)備中，屬于線性系統(tǒng)的電路

33、有線性放在通信設(shè)備中，屬于線性系統(tǒng)的電路有線性放大器、濾波器、均衡器、相加（減）器、微分大器、濾波器、均衡器、相加（減）器、微分（積分）電路以及工作于線性狀態(tài)下的反饋控制（積分）電路以及工作于線性狀態(tài)下的反饋控制電路等。電路等。n 理想線性系統(tǒng)的幅度頻率特性為常數(shù)理想線性系統(tǒng)的幅度頻率特性為常數(shù):相位頻率特性為線性函數(shù)相位頻率特性為線性函數(shù)n 若若線性系統(tǒng)的特性不是理想的線性系統(tǒng)的特性不是理想的，則會產(chǎn)生信號的波形失，則會產(chǎn)生信號的波形失真，但不會產(chǎn)生新的頻率分量，這種失真稱為真，但不會產(chǎn)生新的頻率分量，這種失真稱為線性失真線性失真。2.1、信號通過線性系統(tǒng)、信號通過線性系統(tǒng)()( )H jH

34、A( )k 352.22.2信號通過非線性系統(tǒng)信號通過非線性系統(tǒng)n 在通信電路中，屬于非線性系統(tǒng)的電路有諧振功率放在通信電路中，屬于非線性系統(tǒng)的電路有諧振功率放大器、倍頻器、振蕩器、及各種調(diào)制、解調(diào)器等。電路大器、倍頻器、振蕩器、及各種調(diào)制、解調(diào)器等。電路種類與形式很多，應(yīng)用很廣泛。種類與形式很多，應(yīng)用很廣泛。n研究信號通過非線性系統(tǒng)的問題在通信電路原理分析研究信號通過非線性系統(tǒng)的問題在通信電路原理分析中是很重要的。中是很重要的。n 信號通過非線性系統(tǒng)后，最主要的特點是將信號通過非線性系統(tǒng)后，最主要的特點是將產(chǎn)生新的頻率分量。產(chǎn)生新的頻率分量。 二、信號傳輸?shù)幕締栴}（續(xù)）二、信號傳輸?shù)幕締?/p>

35、題（續(xù)）36 )()()(2210tvatvaatviiotVtVtvmmi2211coscos)(12( ):,iv t 21,212 ,2,組合頻率分量（調(diào)制、混頻）組合頻率分量（調(diào)制、混頻）：21則則 中有：中有：直流分量直流分量；舉例舉例:設(shè)某非線性系統(tǒng)輸出輸入特性關(guān)系是設(shè)某非線性系統(tǒng)輸出輸入特性關(guān)系是二、信號傳輸?shù)幕締栴}（續(xù)）二、信號傳輸?shù)幕締栴}（續(xù)）2.2 信號通過非線性系統(tǒng)（續(xù)）信號通過非線性系統(tǒng)（續(xù)）基波分量和基波分量和諧波分量（實現(xiàn)倍頻）諧波分量（實現(xiàn)倍頻）：( )ov t37二、信號傳輸?shù)幕締栴}（續(xù)）二、信號傳輸?shù)幕締栴}（續(xù)）2.32.3干擾干擾n 信號在傳輸過程中

36、，不可避免地會受到各種無用信號信號在傳輸過程中，不可避免地會受到各種無用信號的干擾，這些干擾是限制通信系統(tǒng)性能的主要因素。的干擾，這些干擾是限制通信系統(tǒng)性能的主要因素。n 熱噪聲：自由電子的無規(guī)則熱運動與晶格碰撞熱噪聲：自由電子的無規(guī)則熱運動與晶格碰撞，產(chǎn)生熱產(chǎn)生熱噪聲。存在于所有的電子器件和傳輸信道中。噪聲。存在于所有的電子器件和傳輸信道中。n 電路工作時產(chǎn)生的干擾：我們利用器件的非線性，電路工作時產(chǎn)生的干擾：我們利用器件的非線性，產(chǎn)生需要的頻率分量，但是同時也會產(chǎn)生不需要的頻產(chǎn)生需要的頻率分量，但是同時也會產(chǎn)生不需要的頻率分量，若濾除不干凈就會形成干擾。率分量，若濾除不干凈就會形成干擾。38抽樣數(shù)據(jù)模擬信號對每一線段高度編碼為一定長度的數(shù)字串(01010101)數(shù)字信號三、三、通信電路的基本形式通信電路的基本形式模擬電路模擬電路：輸入輸出皆是模擬信號：輸入輸出皆是模擬信號處理的也是模擬信號。電路特性可處理的也是模擬信號。電路特性可用代數(shù)方程或微分方程表示，求解用代數(shù)方程或微分方程表示，求解用拉氏換。用拉氏換。抽樣數(shù)據(jù)電路抽樣數(shù)據(jù)電路：輸入輸出皆是離散輸入輸出皆是離散的時間序列信號。電路特性可用差分的時間序列信號。電路特性可用差分方程表示，求解用