第1章 通信系統(tǒng)導(dǎo)論

1、通信電子線路通信電子線路馬馬 小小 玲玲E-mail: maxl_第第1章章 通信系統(tǒng)導(dǎo)論通信系統(tǒng)導(dǎo)論n現(xiàn)代通信的主要任務(wù)就是迅速而準(zhǔn)確地傳輸現(xiàn)代通信的主要任務(wù)就是迅速而準(zhǔn)確地傳輸信息。信息。n傳輸信息的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為傳輸信息的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)。n隨著通信技術(shù)的日益發(fā)展，組成通信系統(tǒng)的隨著通信技術(shù)的日益發(fā)展，組成通信系統(tǒng)的電子線路不斷更新，其應(yīng)用十分廣泛。電子線路不斷更新，其應(yīng)用十分廣泛。n實現(xiàn)通信的方式和手段很多，本課程討論的實現(xiàn)通信的方式和手段很多，本課程討論的通信電子線路主要用于利用電磁波傳遞信息通信電子線路主要用于利用電磁波傳遞信息的的。聲音是如何傳到遠方的？n人耳能聽到的聲

2、音（f=20Hz-20KHz），聲波在空氣中傳播的速度340米秒，且衰減很快。n 把聲音傳到遠方采用的方法是：n 將聲音變?yōu)殡娦盘枺瑢⒎从陈曇糇兓?guī)律的電信號借助非線性電子器件進行變換和處理，由發(fā)射機將該信號變?yōu)樽銐驈姷模商炀€變?yōu)殡娦盘栂蛎襟w輻射。該過程稱為發(fā)送。n 傳送到遠方由接收機接收后，經(jīng)過與發(fā)射相反的變換過程及放大后，再經(jīng)電聲，變換為原聲音。該過程稱為接收。為什么要調(diào)制？通信系統(tǒng)框圖通信系統(tǒng)框圖信息的來源，可能是人（發(fā)出語音）也可能是設(shè)備（如傳真機、計算機）將來自信源的信號轉(zhuǎn)變成電信號（如麥克風(fēng)、攝像機）將來原始電信號（基帶信號）變換成適于信道傳輸?shù)牟ㄐ魏凸β什l(fā)送出去傳輸信號的物理

3、載體（如電話線、光纖、自由空間）基本功能與發(fā)射機相反，同時完成濾除噪聲和放大作用又稱“信宿”可以是人也可以是接收設(shè)備（如傳真機、計算機等）功能與輸入變換器相反（如揚聲器、顯示屏）信息源信息源發(fā)射機發(fā)射機噪聲和干擾源噪聲和干擾源接收機接收機信道信道輸入變換器輸入變換器收信者收信者輸出變換器輸出變換器第第1章學(xué)習(xí)說明：章學(xué)習(xí)說明：n在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上明確高頻電路的基本內(nèi)容。從概念上理解信號通過各功能模塊后的變化。（參考作業(yè)題的要求與說明）。n清楚信號幅度變化與頻率變化所采取的措施與信號的變化特點。n復(fù)習(xí)信號與系統(tǒng)的有關(guān)內(nèi)容，弄清信號的頻譜特性。n這部分PowerPoint內(nèi)容較多，其他的了解就可以。n

4、教材所有的內(nèi)容至少通讀一遍。內(nèi)容n課程說明n學(xué)習(xí)中需注意的幾點n要點n問題n傳輸信號的基本方法n無線電通信發(fā)展簡史n通信系統(tǒng)的分類n無線通信系統(tǒng)n無線技術(shù)為核心可以形成的產(chǎn)品n教學(xué)安排n教材與教材與參參考書n本章作業(yè)課程說明n高頻電子線路用于各種無線電技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng)中；n無線電技術(shù)已廣泛應(yīng)用于無線電通信、廣播、電視、雷達、導(dǎo)航等諸多方面； 其共同特點：利用高頻（射頻）無線電波來傳遞信息。因此，設(shè)備中產(chǎn)生和接收、檢測高頻信號的基本功能電路大都是相同的。n本課程主要結(jié)合無線電通信這一工作方式討論設(shè)備和系統(tǒng)中高頻電路的線路組成、工作原理及工程設(shè)計計算。 課程說明（續(xù)）n高頻電子線路所涉及的單元電路都

5、是從傳輸與處理信息這一基本點來進行研究的。n雖然無線電電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域在迅速擴大，但信息的傳輸與處理仍然是它的主要內(nèi)容。n未來電子技術(shù)發(fā)展的特點可以概括為 集成化 數(shù)字化 系統(tǒng)化 智能化等四個方面本課程涉及的知識體系本課程涉及的知識體系本課程內(nèi)容高頻高頻小信號放大小信號放大選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ) 模擬電路模擬電路信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)頻率變換頻率變換高頻高頻功率放大功率放大 振蕩電路振蕩電路各類無線通信系統(tǒng)各類無線通信系統(tǒng)遠程控制系統(tǒng)遠程控制系統(tǒng)高速計算機系統(tǒng)高速計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)課程線線性性線線性性非線非線性性非線非線性性非線非線性性非線非線性性與其他課程的關(guān)系與其他課程的

6、關(guān)系n與低頻電子課程的關(guān)系（量變與低頻電子課程的關(guān)系（量變-質(zhì)變）質(zhì)變）高頻在傳輸線上產(chǎn)生駐波、輻射、反射等現(xiàn)象高頻在傳輸線上產(chǎn)生駐波、輻射、反射等現(xiàn)象器件在高頻區(qū)表現(xiàn)出器件在高頻區(qū)表現(xiàn)出非理論特性非理論特性n例如，電阻和電容在高頻區(qū)表現(xiàn)出引線電感特性例如，電阻和電容在高頻區(qū)表現(xiàn)出引線電感特性n并行的傳輸線在高頻區(qū)表現(xiàn)出電容特性并行的傳輸線在高頻區(qū)表現(xiàn)出電容特性n三極管在高頻區(qū)放大倍數(shù)下降、波形畸變等等三極管在高頻區(qū)放大倍數(shù)下降、波形畸變等等低頻常以低頻常以電壓傳遞電壓傳遞為目的，通常為目的，通常ZLZS；高頻常以；高頻常以功率傳遞功率傳遞為目的，通常為目的，通常ZL=ZS（即功率匹配）（即功

7、率匹配）n與與通信原理通信原理的關(guān)系的關(guān)系二者都介紹了調(diào)制與解調(diào)，所不同的是二者都介紹了調(diào)制與解調(diào)，所不同的是通信原理通信原理側(cè)重于側(cè)重于原理分析；本課側(cè)重于具體電路。原理分析；本課側(cè)重于具體電路。通信原理通信原理側(cè)重介紹數(shù)字調(diào)制解調(diào)；本課程側(cè)重介紹模擬側(cè)重介紹數(shù)字調(diào)制解調(diào)；本課程側(cè)重介紹模擬調(diào)制解調(diào)。調(diào)制解調(diào)。n本課程的特點本課程的特點：高頻和非線性高頻和非線性n本課程的學(xué)習(xí)方法本課程的學(xué)習(xí)方法： 在掌握典型非線性電子線路原理的基礎(chǔ)上，學(xué)會非線性電子線路在掌握典型非線性電子線路原理的基礎(chǔ)上，學(xué)會非線性電子線路的分析方法。的分析方法。不要不要過分追求過分追求數(shù)學(xué)分析的嚴(yán)格性。數(shù)學(xué)分析的嚴(yán)格性。

8、不要不要局限于局限于某具體電路及其原理，要尋找電路間的共性某具體電路及其原理，要尋找電路間的共性要要分清分立與集成分清分立與集成的關(guān)系，分立為基礎(chǔ)，集成為重點，分立為集成服務(wù)。的關(guān)系，分立為基礎(chǔ)，集成為重點，分立為集成服務(wù)。要要分清單元電路與系統(tǒng)設(shè)計分清單元電路與系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)系。對單元電路進行分析、設(shè)計時要有的關(guān)系。對單元電路進行分析、設(shè)計時要有系統(tǒng)觀，要從整個系統(tǒng)的角度來考慮要求和指標(biāo)，各單元電路之間的關(guān)系統(tǒng)觀，要從整個系統(tǒng)的角度來考慮要求和指標(biāo)，各單元電路之間的關(guān)聯(lián)性要通過系統(tǒng)來實現(xiàn)。聯(lián)性要通過系統(tǒng)來實現(xiàn)。盡量做到盡量做到“理論與實踐理論與實踐”結(jié)合，至少做一些軟件仿真，爭取做一些硬件結(jié)合

9、，至少做一些軟件仿真，爭取做一些硬件實物。實物。養(yǎng)成先畫圖再做題的好習(xí)慣養(yǎng)成先畫圖再做題的好習(xí)慣n交流通道圖、矢量圖、交流通道圖、矢量圖、IC-Vb關(guān)系圖、關(guān)系圖、IC-VC關(guān)系圖、頻譜圖、波形圖關(guān)系圖、頻譜圖、波形圖本課程的特點與學(xué)習(xí)方法本課程的特點與學(xué)習(xí)方法課程說明（續(xù)）課程說明（續(xù)） 指的是短波頻段。參見無線電波的頻（波）段劃分表。 指的是射頻（RF），是指適合無線電發(fā)射和接收的頻率。廣義的解釋狹義的解釋“高頻高頻”：本課程涉及的波段可從中波到微波波段。本課程涉及的波段可從中波到微波波段。 定義了電路處理信號的頻率范圍，定義了電路處理信號的頻率范圍，因此也決定了系統(tǒng)應(yīng)具有的頻率特性。因此

10、也決定了系統(tǒng)應(yīng)具有的頻率特性。課程說明（續(xù)）n工作在高頻率（幾十兆赫以上）的電路目前主要還是模擬電路。另外，通過模擬電路說明功能電路的工作原理比較簡單和直觀，所以即使對已經(jīng)可以用數(shù)字電路實現(xiàn)功能的電路，也仍然可以從其模擬電路實現(xiàn)入手。 分析模擬電路n先修課程： 電路原理、電子線路基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)學(xué)習(xí)中需注意的幾點1.學(xué)習(xí)、研究的兩大對象：信號 系統(tǒng) 注意信號的特性，系統(tǒng)（電子線路）的基本組成、原理、分析方法等，信號與系統(tǒng)的關(guān)系，如信號與系統(tǒng)的匹配等。2.獨立完成作業(yè)、獨立完成實驗、獨立完成考試。3.平時多下功夫。第一章 緒論（要點）n通信系統(tǒng)的基本概念n通信系統(tǒng)的組成()n通信系統(tǒng)的基本特性n

11、通信系統(tǒng)的信道n通信系統(tǒng)中的信號(無線電信號的特性)n通信系統(tǒng)中的發(fā)送與接收設(shè)備()n信號傳輸?shù)幕締栴}n信號通過線性系統(tǒng)n信號通過非線性系統(tǒng)n干擾n通信電路的基本形式通信系統(tǒng)的基本概念n無線通信系統(tǒng)的組成 由信源、發(fā)射機、傳輸信道、接收機和受信者組成n無線電信號的特性 時間（域）特性、頻率特性、頻譜特性、調(diào)制特性、傳播特性n通信系統(tǒng)的基本特性（*） 傳輸距離、通信容量、信號失真度、抗干擾能力。n通信系統(tǒng)的信道特性（*） 衰減特性、工作頻率范圍、頻率特性、時變與時不變特性、干擾特性。問題問題1.無線電通信采用高頻的原因？無線電通信采用高頻的原因？ 射頻頻率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，從射頻頻

12、率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，從而可以容納更多的信號；高頻適于天線輻射和無而可以容納更多的信號；高頻適于天線輻射和無線傳播。線傳播。2.在高頻電路中，要處理的無線電信號主要在高頻電路中，要處理的無線電信號主要有哪三種？說明其頻率范疇。有哪三種？說明其頻率范疇。3.傳播方式主要有那些？各頻段信號適合何傳播方式主要有那些？各頻段信號適合何種傳播方式？種傳播方式？4.為什么要調(diào)制？為什么要調(diào)制？ 從切實可行的天線出發(fā)；從切實可行的天線出發(fā)； 區(qū)別不同的音頻信號；區(qū)別不同的音頻信號；可實現(xiàn)的回路帶寬?？蓪崿F(xiàn)的回路帶寬。n無線電如何將聲音傳送到遠方無線電如何將聲音傳送到遠方n無線電發(fā)射機無線電發(fā)射機n

13、最簡單的接收機最簡單的接收機n無線電超外差式接收機無線電超外差式接收機n信號及其頻譜信號及其頻譜傳輸信號的基本方法傳輸信號的基本方法1、語言與文字語言與文字（最基本的傳輸手段）（最基本的傳輸手段）2、光通信光通信（遠距離通信，迅速準(zhǔn)確）（遠距離通信，迅速準(zhǔn)確）3、電通信電通信（有線通信、無線通信）（有線通信、無線通信）信息傳輸是人類社會生活的重要內(nèi)容： 古代的烽火 近代的旗語 19世紀(jì)，電磁能量傳遞信息n1837年年 Morse 發(fā)明了電報，創(chuàng)造了莫爾斯電碼。開創(chuàng)了通信的新紀(jì)發(fā)明了電報，創(chuàng)造了莫爾斯電碼。開創(chuàng)了通信的新紀(jì)元；元；n1876年年 Bell 發(fā)明了電話；發(fā)明了電話； 沿導(dǎo)線傳遞信號

14、沿導(dǎo)線傳遞信號n1864年年 Maxwell（英國物理學(xué)家）英國物理學(xué)家） 發(fā)表了發(fā)表了“電磁場的動力理論電磁場的動力理論”這一這一著名論文，奠定了無線電通信的理論基礎(chǔ)；著名論文，奠定了無線電通信的理論基礎(chǔ)；n1887年年 Hertz （德國物理學(xué)家）德國物理學(xué)家） 實驗證明了電磁場理論；實驗證明了電磁場理論；n1901年年 馬可尼完成橫渡大西洋的通信，從此，進入了實用階段；馬可尼完成橫渡大西洋的通信，從此，進入了實用階段；n1904年年 弗來明發(fā)明電子二極管，進入無線電電子學(xué)時代；弗來明發(fā)明電子二極管，進入無線電電子學(xué)時代；n1907年年 李李.德德.福雷斯特發(fā)明電子三極管，為現(xiàn)代千變?nèi)f化的

15、電子線路福雷斯特發(fā)明電子三極管，為現(xiàn)代千變?nèi)f化的電子線路（放大、振蕩、變頻、調(diào)制（放大、振蕩、變頻、調(diào)制）提供了）提供了“心臟心臟”器件；電子管的出現(xiàn)，器件；電子管的出現(xiàn)，是電子技術(shù)發(fā)展史上第一個重要的里程碑是電子技術(shù)發(fā)展史上第一個重要的里程碑n1948年年 W.Shochley等人發(fā)明了晶體管（節(jié)約電能，縮小體積與重量，等人發(fā)明了晶體管（節(jié)約電能，縮小體積與重量，延長壽命），取代了電子管；第二個里程碑延長壽命），取代了電子管；第二個里程碑n60年代出現(xiàn)將年代出現(xiàn)將“管管”、“路路”結(jié)合的集成電路；第三個里程碑結(jié)合的集成電路；第三個里程碑無線電通信發(fā)展簡史無線電通信發(fā)展簡史21l通信（通信（C

16、ommunication)Communication)作為電信（作為電信（Telecommunication) Telecommunication) 是從是從1919世紀(jì)世紀(jì)3030年度開始的。年度開始的。 物理發(fā)現(xiàn)物理發(fā)現(xiàn) 通信技術(shù)發(fā)展通信技術(shù)發(fā)展 18311831年法拉第電磁感應(yīng)年法拉第電磁感應(yīng) 1837 1837年莫爾斯發(fā)明電報年莫爾斯發(fā)明電報 1873 1873年馬克斯韋爾的電年馬克斯韋爾的電 1876 1876年貝爾發(fā)明電話年貝爾發(fā)明電話磁場理論磁場理論 1895 1895年馬可尼發(fā)明無線電年馬可尼發(fā)明無線電l開辟了電信（開辟了電信（Telecommunication)Telecom

17、munication)的新紀(jì)元的新紀(jì)元22歷史（歷史（2 2）電話的發(fā)明者貝爾）電話的發(fā)明者貝爾l 貝爾（18xx1922）英國人 1868年 在倫敦工作 1871年 去波士頓工作 1873年 任波士頓大學(xué)教授 1875年 發(fā)明多路電報 1876年 發(fā)明電話l 一生曾獲許多專利。l 妻子是一位聾人。23無線電的發(fā)明者馬可尼無線電的發(fā)明者馬可尼l 馬可尼（18741937）意大利人 1894年 在父親的莊園試驗 1896年 去倫敦 1897年 建立無線電報公司 1899年 首次實現(xiàn)英法無線通信 1916年 實現(xiàn)短波無線電通信 1929年 建立世界性無線通信網(wǎng)l 曾獲諾貝爾獎金l 曾參加法西斯黨2

18、4l 1906年發(fā)明電子管 模擬通信得到發(fā)展 開辟了模擬通信的新紀(jì)元l 1928年奈奎斯特準(zhǔn)則和取樣定理 1948年山農(nóng)定理在理論上為數(shù)字通信準(zhǔn)備了條件 25歷史（歷史（5 5）通信發(fā)展歷史的回顧）通信發(fā)展歷史的回顧l 物理發(fā)現(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展 20世紀(jì)50年代數(shù)字通信得到發(fā)展 發(fā)明半導(dǎo)體 20世紀(jì)60年代 發(fā)明集成電路 l 開辟了數(shù)字通信的新紀(jì)元26歷史（歷史（6 6）通信發(fā)展歷史的回顧）通信發(fā)展歷史的回顧l 物理發(fā)現(xiàn)物理發(fā)現(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展通信技術(shù)發(fā)展 2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代年代2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代提出靜止衛(wèi)年代提出靜止衛(wèi)航天技術(shù)航天技術(shù)星概念，但無法實現(xiàn)星概念，但無法實現(xiàn)19631

19、963年第一次實現(xiàn)同步衛(wèi)年第一次實現(xiàn)同步衛(wèi)星通信星通信l 開辟了空間通信的新紀(jì)元開辟了空間通信的新紀(jì)元27歷史（歷史（7 7）通信發(fā)展歷史的回顧）通信發(fā)展歷史的回顧l物理發(fā)現(xiàn)物理發(fā)現(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展通信技術(shù)發(fā)展 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代年代企圖用于通信，未成功企圖用于通信，未成功發(fā)明激光發(fā)明激光 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代光纖通信得到發(fā)展光纖通信得到發(fā)展發(fā)明光導(dǎo)纖維發(fā)明光導(dǎo)纖維 l 開辟了光纖通信的新紀(jì)元開辟了光纖通信的新紀(jì)元一、通信系統(tǒng)的基本概念一、通信系統(tǒng)的基本概念無線電信號的特性無線電信號的特性1.時間特性時間特性指信號隨時間變化快慢的特性，通常用指信號隨時間變化快慢的特性，通常

20、用時域波形或數(shù)學(xué)表達式（電壓或電流）來表示。時域波形或數(shù)學(xué)表達式（電壓或電流）來表示。要求傳輸信號電路的時間特性（如時間常數(shù)）必要求傳輸信號電路的時間特性（如時間常數(shù)）必須與該信號的時間特性相適應(yīng)。須與該信號的時間特性相適應(yīng)。2.頻譜特性頻譜特性 任何形式的信號都可以分解為許多不任何形式的信號都可以分解為許多不同頻率、不同幅度的正弦信號之和。諧波次數(shù)越同頻率、不同幅度的正弦信號之和。諧波次數(shù)越高，幅度越小，影響越小。頻譜特性有幅頻特性高，幅度越小，影響越小。頻譜特性有幅頻特性和相頻特性兩部分，分別反映信號中各個頻率分和相頻特性兩部分，分別反映信號中各個頻率分量的振幅和相位的分布情況。任何信號都

21、會占據(jù)量的振幅和相位的分布情況。任何信號都會占據(jù)一定的帶寬。從頻譜特性上看，一定的帶寬。從頻譜特性上看，帶寬帶寬就是信號能就是信號能量主要部分（一般為量主要部分（一般為90以上）所占據(jù)的頻帶。以上）所占據(jù)的頻帶。無線電信號的特性（續(xù)）無線電信號的特性（續(xù)）3. 頻率特性頻率特性指無線電信號的頻率或波長。對頻率或指無線電信號的頻率或波長。對頻率或波長進行分段，稱為頻段或波段。不同頻段信號波長進行分段，稱為頻段或波段。不同頻段信號的產(chǎn)生、放大和接收的方法不同，傳播的方式也的產(chǎn)生、放大和接收的方法不同，傳播的方式也不同，因而它們的應(yīng)用范圍也不同。不同，因而它們的應(yīng)用范圍也不同。 本書涉及的頻段是從中

22、頻（本書涉及的頻段是從中頻（MF）到超高頻到超高頻（UHF）的頻率范圍。的頻率范圍。4. 傳播特性傳播特性指無線電信號的傳播方式、傳播距離、指無線電信號的傳播方式、傳播距離、傳播特點等。不同頻段的無線電信號，其傳播特傳播特點等。不同頻段的無線電信號，其傳播特性不同。決定傳播方式和傳播特點的關(guān)鍵因素是性不同。決定傳播方式和傳播特點的關(guān)鍵因素是無線電信號的頻率。無線電信號的頻率。無線電信號的特性（續(xù)）無線電信號的特性（續(xù)）5. 調(diào)制特性調(diào)制特性 要通過載波傳送消息，就必須使載波信要通過載波傳送消息，就必須使載波信號的某一個或幾個參數(shù)（振幅、頻率或相位）隨消號的某一個或幾個參數(shù)（振幅、頻率或相位）隨

23、消息信號改變，這一過程就稱為調(diào)制。息信號改變，這一過程就稱為調(diào)制。 三種基本調(diào)制方式是振幅調(diào)制（調(diào)幅三種基本調(diào)制方式是振幅調(diào)制（調(diào)幅AM）、）、頻率調(diào)制頻率調(diào)制（調(diào)頻（調(diào)頻FM）和相位調(diào)制（調(diào)相和相位調(diào)制（調(diào)相PM），），還可以有還可以有組合調(diào)制組合調(diào)制方式。當(dāng)用數(shù)字消息信號進行調(diào)制時，通常稱為鍵控。三方式。當(dāng)用數(shù)字消息信號進行調(diào)制時，通常稱為鍵控。三種基本的鍵控方式是振幅鍵控（種基本的鍵控方式是振幅鍵控（ASK）、）、頻率鍵控（頻率鍵控（FSK）和相位鍵控（和相位鍵控（PSK）。）。 一般情況下，高頻載波為單一頻率一般情況下，高頻載波為單一頻率的正弦波，對應(yīng)的調(diào)制為的正弦波，對應(yīng)的調(diào)制為正弦

24、調(diào)制正弦調(diào)制。若載波為一脈沖信號，。若載波為一脈沖信號，則稱這種調(diào)制為則稱這種調(diào)制為脈沖調(diào)制脈沖調(diào)制。 “高頻電子線路高頻電子線路”課程主要討論模擬消息（調(diào)制）課程主要討論模擬消息（調(diào)制）信號和正弦載波的信號和正弦載波的模擬調(diào)制模擬調(diào)制。但這些原理甚至電路。但這些原理甚至電路完全可以推廣到完全可以推廣到數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制中去，這就是舉一反三。中去，這就是舉一反三。通信系統(tǒng)的構(gòu)成通信系統(tǒng)的構(gòu)成通信系統(tǒng)的構(gòu)成（續(xù)）通信系統(tǒng)的構(gòu)成（續(xù)）n信源信源n采集（產(chǎn)生）需要傳遞的信息采集（產(chǎn)生）需要傳遞的信息n電話（語音）電話（語音）n計算機（數(shù)據(jù)）計算機（數(shù)據(jù)）n放象機（圖象及語音）放象機（圖象及語音）n信號

25、處理（發(fā)）信號處理（發(fā)）n將信息變換為適宜于信道傳遞的形式將信息變換為適宜于信道傳遞的形式n射頻（無線傳遞）射頻（無線傳遞）n光信號（光纖光纜傳遞）光信號（光纖光纜傳遞）n聲波（聲納系統(tǒng)）聲波（聲納系統(tǒng)）通信系統(tǒng)的構(gòu)成（續(xù)）通信系統(tǒng)的構(gòu)成（續(xù)）n信道信道n信號傳輸?shù)拿浇樾盘杺鬏數(shù)拿浇閚自由空間（無線傳輸，可能存在中繼）自由空間（無線傳輸，可能存在中繼）n電纜（可能存在交換等設(shè)備）電纜（可能存在交換等設(shè)備）n信號處理（收）信號處理（收）n發(fā)送端的逆過程發(fā)送端的逆過程n信宿信宿n將接收到的信息變換為適宜為人類獲取的形式將接收到的信息變換為適宜為人類獲取的形式n聲、光、電聲、光、電通信系統(tǒng)的種類通信

26、系統(tǒng)的種類n問題：舉出熟悉的通信系統(tǒng)的種類？問題：舉出熟悉的通信系統(tǒng)的種類？通信系統(tǒng)的分類通信系統(tǒng)的分類n數(shù)字通信與模擬通信數(shù)字通信與模擬通信n按照基帶信號劃分按照基帶信號劃分n基帶信號的定義將在后續(xù)章節(jié)中給出基帶信號的定義將在后續(xù)章節(jié)中給出n有線通信、無線通信、光通信有線通信、無線通信、光通信n按照傳輸媒介劃分按照傳輸媒介劃分n單工、雙工、半雙工單工、雙工、半雙工n按照信號傳遞方向劃分按照信號傳遞方向劃分無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)n個人移動通信技術(shù)已經(jīng)成為通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的個人移動通信技術(shù)已經(jīng)成為通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的象征，在一個小小的塑料盒子內(nèi)部，集成了象征，在一個小小的塑料盒子內(nèi)部，集成了多項技術(shù)多項

27、技術(shù)n人們希望做到：任何人在任何時候和任何地人們希望做到：任何人在任何時候和任何地點都可以實現(xiàn)通信。點都可以實現(xiàn)通信。n問題：根據(jù)你的知識，列出手機（個人移動問題：根據(jù)你的知識，列出手機（個人移動通信系統(tǒng)中的移動臺）中所包含的關(guān)鍵技術(shù)通信系統(tǒng)中的移動臺）中所包含的關(guān)鍵技術(shù)手機手機.jpg手機包含的關(guān)鍵（電子）技術(shù)手機包含的關(guān)鍵（電子）技術(shù)n能量的有效利用能量的有效利用n數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)n模擬集成電路設(shè)計技術(shù)模擬集成電路設(shè)計技術(shù)n半導(dǎo)體器件及工藝技術(shù)半導(dǎo)體器件及工藝技術(shù)n智能天線智能天線n顯示器件及其控制技術(shù)顯示器件及其控制技術(shù)n數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理n封裝封裝n電子材料電子材

28、料最重要的因素：成本無線（通信）系統(tǒng)無線（通信）系統(tǒng)模擬與射頻電路模擬與射頻電路ADFSMphonebookRTOSARQKeypad,DisplayControlCodersFFTFiltersAccelerators(bit level)模擬模擬數(shù)字數(shù)字DSP 核心核心微處理器核心微處理器核心(ARM)Logic專用邏輯電路專用邏輯電路通信算法通信算法協(xié)議處理協(xié)議處理本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容n無線通信中的（模擬）電路技術(shù)無線通信中的（模擬）電路技術(shù)發(fā)送端增加功率放大器無線應(yīng)用舉例：無線連接的家庭信息網(wǎng)絡(luò)無線應(yīng)用舉例：無線連接的家庭信息網(wǎng)絡(luò)3 cups flour1 cup grated

29、 chocola.電話通信電話通信便攜電腦便攜電腦帶無線接口的電腦帶無線接口的電腦無線頭盔無線頭盔兒童監(jiān)護兒童監(jiān)護臺式電腦臺式電腦衛(wèi)星天線衛(wèi)星天線PSTN/xDSL冰箱數(shù)據(jù)板冰箱數(shù)據(jù)板手持式控制器手持式控制器電纜電纜/電纜電纜調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器聲控玩具聲控玩具Talking Teddy與有線連接的互聯(lián)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與有線連接的互聯(lián)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)打印機打印機照相機照相機游戲板游戲板USB照明照明煙霧檢測煙霧檢測自動溫度調(diào)整自動溫度調(diào)整保安系統(tǒng)保安系統(tǒng)電力線電力線78音響音響攝象機攝象機錄放機錄放機電視電視1394電話線電話線電視電纜電視電纜Grandma抯 Brownies3 cups flour1

30、cup grated chocolate1 cup sugar1 stick butter無線控制中心無線控制中心無線技術(shù)為核心可以形成的產(chǎn)品無線技術(shù)為核心可以形成的產(chǎn)品射射頻頻標(biāo)標(biāo)簽簽(RFID)無無線線個個人人局局域域網(wǎng)網(wǎng)(WPAN)各各種種無無線線廣廣域域網(wǎng)網(wǎng)(WLANs)低低性性能能低低成成本本高高性性能能高高成成本本 以射頻集成電路為核心可以形成的電子產(chǎn)品（低以射頻集成電路為核心可以形成的電子產(chǎn)品（低端產(chǎn)品）端產(chǎn)品） 低頻 100-500 kHz 近距離及中等距離讀寫 價格相對便宜 讀取速度慢 門禁系統(tǒng)、動物識別 庫存控制、停車管理 中間頻率 10-15 MHz 近距離及中等距離讀寫

31、 價格可以做到便宜 讀取速度適中 門禁系統(tǒng) 各種智能卡 低 性 能 、 低 成 本 的 產(chǎn) 品 射 頻 標(biāo) 簽 高頻 850-950 MHz 2.4-5.8 GHz 遠距離讀寫 讀取速度高 直線傳播 價格相對貴 道路及鐵路狀況檢測 高速收費系統(tǒng) 以射頻集成電路為核心可以形成的電子產(chǎn)品（中以射頻集成電路為核心可以形成的電子產(chǎn)品（中間產(chǎn)品）間產(chǎn)品） 電子設(shè)備的無線互聯(lián) 2.4GHz 工作頻率 小于 10 米的工作距離 小于 20dBm 的發(fā)射功率 可選擇數(shù)據(jù)加密措施 移動電話、固定電話 個人電腦、便攜電腦 個人數(shù)字助理(PDA) 調(diào)制解調(diào)器、打印機 數(shù)字相機 外設(shè)共享 中 性 能 中 成 本 產(chǎn)

32、品 個 人 無 線 局 域 網(wǎng) 絡(luò) 采用無線方式共享資源 有線互聯(lián)鏈路的共享 以射頻集成電路為核心可以形成的電子產(chǎn)品（高以射頻集成電路為核心可以形成的電子產(chǎn)品（高檔產(chǎn)品）檔產(chǎn)品） 無線網(wǎng)：WLAN 覆蓋辦公室或者庭院的靜態(tài)高速網(wǎng)絡(luò)， 支持高速計算機網(wǎng)絡(luò)的無線接入 無線個人通信 支持any-time, any-where的個人語音和低速數(shù)據(jù)通信 可移動式計算 支持many-time, many-where的高速信息獲取 無線數(shù)據(jù)廣播 數(shù)字視頻、 高質(zhì)量音頻的無線傳遞 高 性 能 高 價 格 產(chǎn) 品 可移 動式 計算 移動 通信 軍用 戰(zhàn)場的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋 軍事通信、數(shù)字化單兵裝備 通信系統(tǒng)的基本特

33、性（通信系統(tǒng)的基本特性（1）n傳輸距離傳輸距離n信號從發(fā)送端到達接收端并能被可靠接收的最大信號從發(fā)送端到達接收端并能被可靠接收的最大距離。距離。n問題：傳輸距離與什么因素有關(guān)問題：傳輸距離與什么因素有關(guān) 在設(shè)計通信系統(tǒng)時，要注意選擇合適的在設(shè)計通信系統(tǒng)時，要注意選擇合適的信道、合理的通信體制，并要考慮發(fā)送端能信道、合理的通信體制，并要考慮發(fā)送端能提供足夠的信號功率和接收端有較高的接收提供足夠的信號功率和接收端有較高的接收靈敏度。靈敏度。影響傳輸距離的因素影響傳輸距離的因素n通信體制通信體制n無中繼的無線通信（從基站到移動臺，從發(fā)無中繼的無線通信（從基站到移動臺，從發(fā)射機到接收機）射機到接收機）

34、n發(fā)送端的信號功率發(fā)送端的信號功率n 信號通過信道的損耗。信號通過信道的損耗。n 信號通過信道混入各種形式的干擾和噪聲。信號通過信道混入各種形式的干擾和噪聲。n 接收機的接收靈敏度。接收機的接收靈敏度。通信系統(tǒng)的基本特性（通信系統(tǒng)的基本特性（2）n通信容量（信道容量）通信容量（信道容量）n通信容量是指一個信道能夠同時傳送獨立信號的路通信容量是指一個信道能夠同時傳送獨立信號的路數(shù)。數(shù)。n問題：影響信道容量的因素？問題：影響信道容量的因素？ 通常，建立一個信道，需要較多的投資和通常，建立一個信道，需要較多的投資和較長的時間。所以，總是希望所建立的信道能較長的時間。所以，總是希望所建立的信道能同時傳

35、送盡可能多的信源信息數(shù)量，以提高通同時傳送盡可能多的信源信息數(shù)量，以提高通信系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，減少信道的擁擠狀況。信系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，減少信道的擁擠狀況。影響信道容量的因素影響信道容量的因素n已調(diào)信號所占有的頻帶寬度已調(diào)信號所占有的頻帶寬度n 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3003400Hz。 n 中波調(diào)幅廣播（中波調(diào)幅廣播（535KHz1605KHz）中每個已調(diào)中每個已調(diào)信號占有的頻帶寬度是信號占有的頻帶寬度是 9KHz。n 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08MHz。n信道多址復(fù)用的方式。信道多址復(fù)用的方式。n 頻分復(fù)用（頻分復(fù)用（ FDMA ）f

36、dm.swfn 時分復(fù)用（時分復(fù)用（ TDMA ）n 碼分復(fù)用（碼分復(fù)用（ CDMA ）通信系統(tǒng)的基本特性（通信系統(tǒng)的基本特性（3）n信號失真度信號失真度n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）失真）于發(fā)送端基帶信號的程度。于發(fā)送端基帶信號的程度。n產(chǎn)生信號失真的原因產(chǎn)生信號失真的原因n 信道特性不理想信道特性不理想n 對信號進行處理的電路（發(fā)送與接收設(shè)備）特性不理對信號進行處理的電路（發(fā)送與接收設(shè)備）特性不理想。想。 為了減少失真，需要注意信道的狀況并選為了減少失真，需要注意信道的狀況并選擇合理的電路形式及工作狀態(tài)。擇合理的電路形式及工作狀態(tài)。通信系

37、統(tǒng)的基本特性（通信系統(tǒng)的基本特性（4）n 抗干擾能力抗干擾能力n信號通過信道時，總要混入各種形式的干擾和噪信號通過信道時，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。聲，使接收機輸出信號的質(zhì)量下降。n提高通信系統(tǒng)抗干擾能力的技術(shù)提高通信系統(tǒng)抗干擾能力的技術(shù)n 系統(tǒng)設(shè)計中提高的抗干擾能力系統(tǒng)設(shè)計中提高的抗干擾能力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)電路通信系統(tǒng)的信道特性（通信系統(tǒng)的信道特性（1234）n衰減特性衰減特性n信號經(jīng)信道傳輸時，信號能量被衰減的程度信號經(jīng)信道傳輸時，信號能量被衰減的程度n不同信道的衰減特性不同不同信道的衰減特性不同n工作頻率范圍工作頻率范圍

38、n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n頻率特性頻率特性n在信道的工作頻率范圍內(nèi)，當(dāng)不同頻率的信號通過在信道的工作頻率范圍內(nèi)，當(dāng)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。時，由信道引起的幅度衰減和附加相移是不同的。n時變與時不變特性時變與時不變特性n在某些信道中，信道的傳輸特性是隨時間（空間）在某些信道中，信道的傳輸特性是隨時間（空間）變化的。例如：無線信道變化的。例如：無線信道通信系統(tǒng)的信道特性（通信系統(tǒng)的信道特性（5）n干擾特性干擾特性n電波傳播問題電波傳播問題n多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)只考慮直射和一次只考慮直射和一次反射信號的二維多反射信號的二維多

39、徑傳播物理模型徑傳播物理模型位于以發(fā)射機和接位于以發(fā)射機和接收機為焦點全部橢收機為焦點全部橢圓上的建筑物反射圓上的建筑物反射信號與發(fā)射信號都信號與發(fā)射信號都會達到接收機會達到接收機城市環(huán)境下多徑效應(yīng)尤為突出城市環(huán)境下多徑效應(yīng)尤為突出電磁波的傳輸電磁波的傳輸.swf空間波空間波.swf天波天波.swf地波地波.swf通信系統(tǒng)的信道特性（通信系統(tǒng)的信道特性（5續(xù)）續(xù)）n干擾特性干擾特性n選擇性衰減選擇性衰減n由于多徑效應(yīng)的存在，從發(fā)射機到達接收機的信由于多徑效應(yīng)的存在，從發(fā)射機到達接收機的信號經(jīng)過了不同的路徑。不同頻率的信號沿不同路號經(jīng)過了不同的路徑。不同頻率的信號沿不同路徑到達接收機產(chǎn)生的相位移

40、動不同。有的頻率點徑到達接收機產(chǎn)生的相位移動不同。有的頻率點信號增強，有的頻率點信號相互抵消。在整個頻信號增強，有的頻率點信號相互抵消。在整個頻域來看，對不同頻率的信號，信號衰減不同。域來看，對不同頻率的信號，信號衰減不同。選擇性衰減選擇性衰減通信系統(tǒng)的信道特性（通信系統(tǒng)的信道特性（5續(xù)）續(xù)）n干擾特性干擾特性n延時擴展延時擴展n由于多徑效應(yīng)的存在，從發(fā)射機到達接收機的由于多徑效應(yīng)的存在，從發(fā)射機到達接收機的信號經(jīng)過了不同的路徑。不同頻率的信號沿不信號經(jīng)過了不同的路徑。不同頻率的信號沿不同路徑到達接收機所花費的時間不同，信號在同路徑到達接收機所花費的時間不同，信號在接收點產(chǎn)生疊加，使時域波形擴

41、展。接收點產(chǎn)生疊加，使時域波形擴展。延時延時擴展擴展通信系統(tǒng)的信道特性（通信系統(tǒng)的信道特性（5續(xù)）續(xù)）n移動接收下的多普勒效應(yīng)移動接收下的多普勒效應(yīng)n對于窄帶信號，直射波與反射波在接收機附近形對于窄帶信號，直射波與反射波在接收機附近形成干涉場，接收機快速移動劃過電波駐波的波峰成干涉場，接收機快速移動劃過電波駐波的波峰與波谷，使得接收場強在振幅和相位上隨位置急與波谷，使得接收場強在振幅和相位上隨位置急劇變化劇變化n結(jié)論：在城市環(huán)境中，移動情況下的無線傳結(jié)論：在城市環(huán)境中，移動情況下的無線傳輸信道的傳輸特性是十分惡劣的。輸信道的傳輸特性是十分惡劣的。通信系統(tǒng)中的信號通信系統(tǒng)中的信號n基帶信號基帶信

42、號與與基帶信號傳輸基帶信號傳輸n信號頻帶信號頻帶：在通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男盘?，一般情況：在通信系統(tǒng)中被傳輸?shù)男盘?，一般情況下都不是單一頻率的信號，而是含有一定頻率范圍下都不是單一頻率的信號，而是含有一定頻率范圍內(nèi)的各頻率分量。而它所占有頻率范圍的大小，則內(nèi)的各頻率分量。而它所占有頻率范圍的大小，則稱為這個信號所占有的頻帶寬度。稱為這個信號所占有的頻帶寬度。n舉例：對電話來說，它強調(diào)可懂度，而不要求音色舉例：對電話來說，它強調(diào)可懂度，而不要求音色等。等。 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3003400Hz。在通信系統(tǒng)中，規(guī)定一路電話信號所占的帶寬為在通信系統(tǒng)中，規(guī)定一路電話信號所占

43、的帶寬為4kHz。又如，我國采用的電視圖象信號的頻帶是又如，我國采用的電視圖象信號的頻帶是08MHz等。等。n 定義：稱這種直接表示原始信息的電信號為定義：稱這種直接表示原始信息的電信號為基帶信基帶信號號。 直接傳送基帶信號稱為直接傳送基帶信號稱為基帶信號傳輸基帶信號傳輸。通信系統(tǒng)中的信號（續(xù)）通信系統(tǒng)中的信號（續(xù)）n 載波信號與傳輸載波信號與傳輸n當(dāng)所使用信道的頻率特性不適于基帶信號傳輸時，可以當(dāng)所使用信道的頻率特性不適于基帶信號傳輸時，可以利用調(diào)制技術(shù)將基帶信號的頻譜搬移到信道的工作頻率利用調(diào)制技術(shù)將基帶信號的頻譜搬移到信道的工作頻率范圍內(nèi)。例如：為了實現(xiàn)中波廣播可以利用調(diào)幅技術(shù)將范圍內(nèi)。

44、例如：為了實現(xiàn)中波廣播可以利用調(diào)幅技術(shù)將聲音基帶信號搬移到中波波段的某一頻率附近。這種傳聲音基帶信號搬移到中波波段的某一頻率附近。這種傳送基帶信號的方法稱為送基帶信號的方法稱為載波信號傳輸載波信號傳輸。n高頻載波信號主要指用于調(diào)制的高頻振蕩（載波）信號高頻載波信號主要指用于調(diào)制的高頻振蕩（載波）信號和用于解調(diào)的本地振蕩信號（或稱恢復(fù)載波），一般為和用于解調(diào)的本地振蕩信號（或稱恢復(fù)載波），一般為單一頻率的正弦（或余弦）信號或脈沖信號。而已調(diào)信單一頻率的正弦（或余弦）信號或脈沖信號。而已調(diào)信號就是調(diào)制信號對載波信號進行調(diào)制以后的信號。前者號就是調(diào)制信號對載波信號進行調(diào)制以后的信號。前者通常為低頻信

45、號，后兩者通常屬于高頻的范疇。通常為低頻信號，后兩者通常屬于高頻的范疇。通信系統(tǒng)中的信號（續(xù)）通信系統(tǒng)中的信號（續(xù)）n標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅波 (SAM)信號信號設(shè)調(diào)制信號是單頻正弦信號：tVtfmcos)(ttfAtfAM00cos)()(ttmAttVAtfAmAM0000cos)cos1 (coscos)(是調(diào)幅度AmtAtfC0cos)(載波信號為：標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號波形示意圖標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號波形示意圖標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號頻譜示意圖標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號頻譜示意圖通信系統(tǒng)中的信號（續(xù)）通信系統(tǒng)中的信號（續(xù)）n抑制載波調(diào)幅波抑制載波調(diào)幅波(SCAM)n把載波抑制掉把載波抑制掉tVtAtfmSCAMcoscos)(00通

46、信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備通信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備n調(diào)幅發(fā)射機方框原理圖調(diào)幅發(fā)射機方框原理圖緩沖級倍頻器放大級調(diào)制器高頻功放振蕩器低頻功放低頻放大通信系統(tǒng)中的接收設(shè)備通信系統(tǒng)中的接收設(shè)備n超外差接收機方框原理圖超外差接收機方框原理圖高頻放大混頻器中頻放大解調(diào)器低頻放大輸入回路自動增益控制本地振蕩器超外差接收機各處波形示意圖發(fā)送與接收設(shè)備中的電路單元發(fā)送與接收設(shè)備中的電路單元n發(fā)送與接收設(shè)備中，產(chǎn)生頻率變換的電路有諧振功率發(fā)送與接收設(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。放大器、倍頻器、振蕩器、及各種調(diào)制、解調(diào)器等。n接收機要有足夠高的靈敏度（接收弱信號的能力）和接

47、收機要有足夠高的靈敏度（接收弱信號的能力）和足夠高的選擇性（區(qū)分不同已調(diào)信號的能力）。足夠高的選擇性（區(qū)分不同已調(diào)信號的能力）。n超外差接收原理超外差接收原理：接收到的不同載頻的微弱高頻已調(diào)：接收到的不同載頻的微弱高頻已調(diào)信號變成統(tǒng)一的中頻已調(diào)信號，再進行中頻放大，高信號變成統(tǒng)一的中頻已調(diào)信號，再進行中頻放大，高增益高穩(wěn)定的中頻放大器容易實現(xiàn)。中波調(diào)幅廣播中增益高穩(wěn)定的中頻放大器容易實現(xiàn)。中波調(diào)幅廣播中頻是頻是 465KHz。電視圖象信號的中頻是電視圖象信號的中頻是 38MHz。n自動增益控制原理（自動增益控制原理（AGC）：）：接收弱信號和強信號的接收弱信號和強信號的時候，接收機能得到相差不

48、多的信號。時候，接收機能得到相差不多的信號。n由于是采用無線調(diào)制傳輸，所以在發(fā)射機端有調(diào)制過由于是采用無線調(diào)制傳輸，所以在發(fā)射機端有調(diào)制過程，在接收機端有解調(diào)制過程。程，在接收機端有解調(diào)制過程。二、信號傳輸?shù)幕締栴}二、信號傳輸?shù)幕締栴}n信號通過線性系統(tǒng)信號通過線性系統(tǒng)n在通信設(shè)備中，屬于線性系在通信設(shè)備中，屬于線性系統(tǒng)的電路有線性放大器、濾統(tǒng)的電路有線性放大器、濾波器、均衡器、相加（減）波器、均衡器、相加（減）器、微分（積分）電路以及器、微分（積分）電路以及工作于線性狀態(tài)下的反饋控工作于線性狀態(tài)下的反饋控制電路等。制電路等。)()(1)(1tytxth)()(2)(2tytxth)()()

49、()(2211)(2211tyatyatxatxath線性系統(tǒng)滿足疊加定理假定dtetxXtj)()(21h(t)vi(t)vo(t)H(w)Vi(jw)Vo(jw)H(s)Vi(s)Vo(s)deXtxtj)()(21信號通過線性系統(tǒng)信號通過線性系統(tǒng)tatatx2coscos)(21理想線性系統(tǒng)，幅度為常數(shù)，相位為線性)exp()(kAH輸出信號輸入信號)()(2cos)(cos)22cos()cos()(2121ktAxktaktaAktaktaAty輸出信號是輸入信號的延時、放大。無失真條件若線性系統(tǒng)的特性不是理想的，則會產(chǎn)生信號的波形失真，但不會產(chǎn)生新的頻率分量，這種失真稱為線性失真。

50、信號通過非線性系統(tǒng)信號通過非線性系統(tǒng)n非線性系統(tǒng)不滿足疊加定理非線性系統(tǒng)不滿足疊加定理n在通信電路中，屬于非線性系統(tǒng)的電路有諧振功率放大在通信電路中，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。電路種器、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。因此，研究信號通過非線類與形式很多，應(yīng)用很廣泛。因此，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性系統(tǒng)的問題在通信電路原理分析中是很重要的n信號通過非線性系統(tǒng)后，信號通過非線性系統(tǒng)后，最主要的特點是將產(chǎn)生新的頻最主要的特點是將產(chǎn)生新的頻率分量率分量。例：設(shè)非線性輸出輸入特性是)

51、()()(2210tvatvaatviio假定輸入信號為：tVtVtvmmi2211coscos)(則輸出信號為：tVVatVVatttVatVaVVatvmmmmVaVammmmaomm)cos()cos(2cos2coscoscos)()(212122121222122211112221202222122產(chǎn)生了新的頻率分量干擾干擾n 信號在傳輸過程中，不可避免地會受到各種信號在傳輸過程中，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)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。性能的主要因素。n 熱噪聲：自由電子的無規(guī)則熱運動與晶格碰熱噪聲：自由電子的無規(guī)則熱運動與晶

52、格碰撞，產(chǎn)生熱噪聲。存在于所有的電子器件和撞，產(chǎn)生熱噪聲。存在于所有的電子器件和傳輸信道中。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)生不需要的頻率分量，若濾除不干凈就會產(chǎn)生不需要的頻率分量，若濾除不干凈就會形成干擾。形成干擾。三、通信電路基本形式及聯(lián)系三、通信電路基本形式及聯(lián)系抽樣數(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)字信號模擬電路：輸入輸出皆是模擬信號，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，求解用拉氏變換。抽樣數(shù)據(jù)

53、電路：輸入輸出皆是離散的時間序列信號。電路特性可用差分方程表示，求解用Z變換。數(shù)字電路：數(shù)字電路處理的是數(shù)字信號。模擬信號經(jīng)時鐘信號抽樣，得抽樣信號。 抽樣信號經(jīng)量化，編碼就得數(shù)字信號。模擬電路抽樣數(shù)據(jù)電路數(shù)字電路模擬信號抽樣電路抽樣信號編碼器數(shù)字信號抽樣信號數(shù)字信號濾波電路解碼器模擬信號無線電波段的劃分無線電波段的劃分 波段名稱 波長范圍 頻率范圍 頻段名稱n超長波超長波 10,000-100,000m 303kHz 甚低頻甚低頻 VLFn長長 波波 1,00010,000m 30030kHz 低頻低頻 LFn中中 波波 2001,000m 1500300kHz 中頻中頻 MFn中短波中短波

54、 50200m 6,0001,500kHz 中高頻中高頻 IFn短短 波波 1050m 306MHz 高頻高頻 HFn米米 波波 110cm 30030MHz 甚高頻甚高頻 VHFn分米波分米波 10100cm 3,00300MHz 特高頻特高頻 UHFn厘米波厘米波(微波微波)110cm 303GHz 超高頻超高頻 SHFn毫米波毫米波 110mm 30030GHz 極高頻極高頻 EHFn亞毫米波亞毫米波1mm以下以下 300GHz以上以上 超極高頻超極高頻返回?zé)o線電如何將聲音傳送到遠方？n將首先把聲音變成電信號，然后把這種低頻電信號裝載到高頻電振蕩上(即調(diào)制)，通過與高頻電振蕩波長相當(dāng)?shù)奶?/p>

55、線把信號有效的輻射出去。n為什么要調(diào)制？n從切實可行的天線出發(fā)n區(qū)別不同的音頻信號n可實現(xiàn)的回路帶寬無線電發(fā)射機無線電發(fā)射機音頻放大高頻振蕩倍頻高頻放大調(diào)制緩沖傳輸線話筒聲音無線電發(fā)射機無線電發(fā)射機n將音頻信號“裝載”到高頻振蕩中的方法有好幾種，如調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相等。電視中圖象是調(diào)幅，伴音是調(diào)頻。廣播電臺中常用的方法是調(diào)幅與調(diào)頻。 載波信號 (a) v0 t v 音頻信號 (b) vc t 已調(diào)幅信號 (c) （發(fā)射設(shè)備框圖發(fā)射設(shè)備框圖.swf）最簡單的接收機最簡單的接收機檢波選擇性電路1MHz870kHz640kHz無線電超外差式接收機無線電超外差式接收機接收設(shè)備框圖接收設(shè)備框圖.swf78

56、常用的信號表示方法常用的信號表示方法1、數(shù)學(xué)表達式法、數(shù)學(xué)表達式法如：如：tsinAu階越函數(shù)階越函數(shù))(tAu正弦波正弦波信號及其頻譜A2、波形表達方式、波形表達方式例如例如：信號及其頻譜tsinAut3、頻域表示法、頻域表示法 根據(jù)傅立葉變化的基本原理，任何一個函根據(jù)傅立葉變化的基本原理，任何一個函數(shù)都可以用傅立葉級數(shù)展開。如果把信號看數(shù)都可以用傅立葉級數(shù)展開。如果把信號看成一個函數(shù)，這就為我們研究信號提供了一成一個函數(shù)，這就為我們研究信號提供了一新的方法。通過研究信號的頻譜我們可以突新的方法。通過研究信號的頻譜我們可以突出在信號傳輸中存在的主要問題，如信號的出在信號傳輸中存在的主要問題，

57、如信號的變化規(guī)律，信號的能量分布變化規(guī)律，信號的能量分布信號及其頻譜信號及其頻譜信號及其頻譜 由于任何復(fù)雜的信號，都可分解為許多不同頻率的正弦信號之和，因此，所謂“頻譜”即是指組成信號的各正弦分量按頻率分布的情況。為了更直觀地了解信號的頻率組成和特點，我們通常采用作圖的方法來表示頻譜。用頻率f作橫座標(biāo)，用信號的各正弦分量的相對振幅作縱座標(biāo)，通常稱之為頻譜圖。信號及其頻譜如：下面所示的一般語音信號的頻譜示意圖如：下面所示的一般語音信號的頻譜示意圖可以看到語音信號的頻譜是連續(xù)的，其主要可以看到語音信號的頻譜是連續(xù)的，其主要能量集中在能量集中在1000Hz左右。左右。電壓f/Hz3003400信號及

58、其頻譜一般數(shù)字信號的頻譜圖如下：一般數(shù)字信號的頻譜圖如下： 可見，數(shù)字信號的頻譜是不連續(xù)的?？梢?，數(shù)字信號的頻譜是不連續(xù)的。 振幅f脈沖信號的分解脈沖信號的分解 i t 一 次 諧 波 i1 I0 (a) i t 三 次 諧 波 i1 (b) i t 七 次 諧 波 i7 i t 五 次 諧 波 i1 (c) (d) 脈沖信號的頻譜脈沖信號的頻譜nf1表示脈沖重復(fù)頻率，也就是基波頻率。f3、 f5 、f7分別表示三、五、七次諧波，在f軸的0點，表示直流分量，這條譜線的長度表示脈沖直流分量（即平衡值）的大小。高次諧波的譜線可以分布到很高的頻率，但其幅度已相當(dāng)小。 i f f9 0 f7 f5 f

59、3 f1 教學(xué)安排教學(xué)安排n學(xué)時學(xué)時54+18n理論：理論：54學(xué)時（單周學(xué)時（單周4，雙周，雙周2）n實驗：實驗：18學(xué)時（學(xué)時（3學(xué)時學(xué)時*6）教材與參考書教材與參考書v嚴(yán)國萍等嚴(yán)國萍等 編著，編著，通信電子線路通信電子線路，科學(xué)出版社，科學(xué)出版社v張肅文主編，高頻電子線路（第五版）學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，高等教育出版社，張肅文主編，高頻電子線路（第五版）學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，高等教育出版社，2009年年12月第一版，月第一版，2012年年3月第月第3次印刷次印刷v董在望主編，通信電路原理，高等教育出版社，董在望主編，通信電路原理，高等教育出版社，2002v曾興雯、劉乃安、陳健，高頻電子線路輔導(dǎo)，西安電子科技大

60、學(xué)出版社曾興雯、劉乃安、陳健，高頻電子線路輔導(dǎo)，西安電子科技大學(xué)出版社, 2000v李棠之、杜國新，通信電子線路，電子工業(yè)出版社，李棠之、杜國新，通信電子線路，電子工業(yè)出版社，2001年年2月第一版月第一版v沈偉慈、高頻電路，西安電子科技大學(xué)出版社沈偉慈、高頻電路，西安電子科技大學(xué)出版社, 2000v廖惜春，高頻電子線路，華南理工大學(xué)出版社廖惜春，高頻電子線路，華南理工大學(xué)出版社, 2001.9v談文心、鄧建國、張相臣，高頻電子線路，西安交通大學(xué)出版社談文心、鄧建國、張相臣，高頻電子線路，西安交通大學(xué)出版社, 1996v張義芳張義芳,、馮健華，高頻電子線路，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社、馮健華，高頻電