通信電子線路電子教案CH1

1/17/20241歡迎同窗們學(xué)習(xí)<通訊電子電路>課程祝同窗們學(xué)習(xí)愉快學(xué)業(yè)有成1/17/20242第1章緒論一、本課程在學(xué)科中的位置理工農(nóng)醫(yī)文史經(jīng)哲工程類機(jī)械電學(xué)專業(yè)根底課模數(shù)高擬字頻公共課根底課專業(yè)課二、本課程要求1、范圍：通訊領(lǐng)域中各種高頻電路(含非線性電路)的組成、任務(wù)原理及分析計(jì)算。2、主要內(nèi)容：高頻小信號(hào)放大器、高頻功率放大器、正玹波振蕩器、頻譜的線性搬移電路、振幅調(diào)制與解調(diào)、混頻、頻率調(diào)制與解調(diào)、參量電路、反響控制電路原理及運(yùn)用。3、要求：掌握根本概念和分析方法；掌握有關(guān)內(nèi)容的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程；實(shí)際與實(shí)踐結(jié)合培育動(dòng)手才干。強(qiáng)電弱電1/17/20243通訊：一地向另一地傳送信息。電子通訊：各種信息先轉(zhuǎn)換成電磁能量，再經(jīng)過電子設(shè)備進(jìn)實(shí)現(xiàn)通訊。1837：摩爾斯---------------電報(bào)。1876：貝爾，華特生------。1894：馬可尼------向大氣層發(fā)射第一個(gè)無線電信號(hào)1908：德福萊斯特-----真空三極管。1920：AM廣播；1930：阿姆斯特朗：FM調(diào)制。1/17/20244信源發(fā)信設(shè)備收信設(shè)備收信者信道有線通訊：導(dǎo)線、電纜、光纖無線通訊：自在空間1.1通訊和通訊系統(tǒng)通訊：泛指把信息從發(fā)送信息者傳送到接受信息者的過程。通訊系統(tǒng)：完成信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。噪聲源1/17/202451.2通訊系統(tǒng)中的信號(hào)變換過程1、信號(hào)的概念通訊系統(tǒng)中信號(hào)的三種方式基帶信號(hào)：也稱音訊信號(hào)或調(diào)制信號(hào)，表示信息的電信號(hào)。例如：話音、圖象信號(hào)〔模擬信號(hào)〕；數(shù)據(jù)、電報(bào)信號(hào)〔數(shù)字信號(hào)〕等。高頻載波信號(hào)——確知的單一頻率的正弦波信號(hào)。已調(diào)波信號(hào)——已載有音訊信號(hào)的高頻載波信號(hào)。1/17/202462、信號(hào)的表示方法(1)數(shù)學(xué)表達(dá)式：例如，u=2sin2103t〔V〕(2)波形：如右圖itoT/2T3T/22T(3)頻譜：將信號(hào)所包含的一切頻率在坐標(biāo)橫軸上表示出來。對(duì)周期性的時(shí)間函數(shù)，可用傅里葉級(jí)數(shù)分解為許多離散的頻率分量；對(duì)非周期性的時(shí)間函數(shù)，可用傅里葉變換表示為延續(xù)譜。1/17/20247雙頻信號(hào)：i(t)=2sin100t+cos200t單頻信號(hào)：i(t)=2sin100tf(Hz)250(rad/s)10002001001傳輸信道的帶寬必需大于信號(hào)的帶寬。多頻信號(hào)：占據(jù)一段頻帶寬度----帶寬離散譜延續(xù)譜Bf1f2ff21/17/20248K(2t)2to

2/23/21例1：圖示開關(guān)函數(shù)用傅里葉級(jí)數(shù)可分解為頻譜圖如下:…2/-2/32/523252

o振幅例2：話音信號(hào)用傅里葉變換后的頻譜分布如圖，f(Hz)3003400o振幅1/17/202493、調(diào)制和已調(diào)信號(hào)頻譜〔1〕調(diào)制：將低頻音訊信號(hào)直接發(fā)射是不現(xiàn)實(shí)的，因此，信號(hào)的無線傳播必需進(jìn)展調(diào)制。如右圖所示。由振蕩電路產(chǎn)生一個(gè)高頻載波信號(hào)，可將其加到適當(dāng)高度的天線上發(fā)射出去，作為傳輸信息的運(yùn)載工具。不同的電臺(tái)可采用不同的載波，防止了信號(hào)的相互關(guān)擾。高頻載波信號(hào)可表示為：uc=Uccos(ct+c)其中，Uc——振幅；c——角頻率；c——初相調(diào)制調(diào)制信號(hào)(話音或圖象)高頻載波信號(hào)已調(diào)波1/17/202410〔2〕調(diào)制高頻載波信號(hào)用需求傳輸?shù)囊粲嵭盘?hào)〔調(diào)制信號(hào)〕去控制高頻載波信號(hào)的某一參數(shù)——振幅、角頻率或相位，使其隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，這一過程稱為調(diào)制。調(diào)制后的高頻信號(hào)稱為已調(diào)波。已調(diào)波本身是高頻信號(hào)，可以發(fā)射，同時(shí)由于遭到調(diào)制，就帶著控制它的信號(hào)〔即要傳輸?shù)男盘?hào)〕一同發(fā)射出去。調(diào)制的主要作用：1、進(jìn)展頻譜搬移〔將原來不適宜傳輸?shù)幕鶐盘?hào)搬移到適宜傳輸?shù)哪骋粋€(gè)頻段上，再送入信道〕；2、實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用〔把多個(gè)信號(hào)分別安排在不同的頻段上同時(shí)進(jìn)展傳輸〕；3、調(diào)制可以提高通訊系統(tǒng)抗干擾才干。1/17/2024111.3無線電廣播的發(fā)射與接納2、通訊系統(tǒng)的構(gòu)成發(fā)端用戶信道收信設(shè)備收端用戶發(fā)信設(shè)備音訊信號(hào)音訊信號(hào)高頻信號(hào)高頻信號(hào)1、通訊系統(tǒng)的義務(wù)將各種電信號(hào)由發(fā)送端傳送到接納端，以到達(dá)傳輸音訊的目的。1/17/202412(1)低頻部分：信息變換與放大(2)高頻部分：高頻信號(hào)產(chǎn)生、放大、調(diào)制低頻放大器高頻振蕩器高頻諧振放大器振幅調(diào)制器高頻功放拾音器音訊信號(hào)〔1〕發(fā)送設(shè)備1/17/202413超外差式無線電收信設(shè)備的組成〔2〕接納設(shè)備本地振蕩器混頻器中頻放大器檢波器(解調(diào))低頻放大器高頻諧振放大器fcfLfL-fc=fIfc1/17/2024141.4.1無線電波的傳播方式〔2〕視距傳播〔直射波〕：在發(fā)射天線與接納天線間直線傳播的無線電波。特點(diǎn)：收、發(fā)信高架〔高度比波長(zhǎng)大的多〕。主要用于超短波、微波波段的通訊和電視廣播。例如，衛(wèi)星通訊采用視距傳播?！?〕地波傳播〔繞射波〕：沿地面?zhèn)鞑サ臒o線電波特點(diǎn)：波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，傳播損耗愈小。主要用于中、長(zhǎng)波無線電通訊和導(dǎo)航。例如，收音機(jī)接納的廣播電臺(tái)中波信號(hào)。1.4無線電波的傳播方式和頻段劃分無線通訊的媒質(zhì)是自在空間。電磁波從發(fā)射天線輻射出去之后，經(jīng)過自在空間到達(dá)接受天線。1/17/202415〔3〕天波傳播：也稱電離層傳播〔反射波〕經(jīng)地面100KM至600KM的電離層反射傳送到接納點(diǎn)的電磁波。特點(diǎn)：損耗小，傳播間隔遠(yuǎn)；因電離層形狀不斷變化使天波傳播不穩(wěn)定；因要滿足從電離層前往地面的條件〔頻率越高，吸收能量越小，但頻率過高，電波會(huì)穿透電離層〕，任務(wù)頻率遭到限制。主要用于短波、中波的遠(yuǎn)間隔通訊和廣播。例如，收音機(jī)接納的廣播電臺(tái)短波信號(hào)或軍用短波電臺(tái)。三種傳播方式表示圖如下1/17/202416繞射方式〔沿地面?zhèn)鞑ァ撤瓷浞绞街鄙浞绞酱蟮卮蟮卮蟮仉婋x層1/17/2024171.4.2頻段劃分例：多波段收音機(jī)Ⅱ：〔8.5——18〕MHzⅠ：〔2.2——8.5〕MHzⅢ：〔18——30〕MHzMW：FMSW：LM(535KHz——1605KHz)〔88——108〕MHz1/17/2024180246810121416182022電磁頻譜：頻率〔10Hz)n次聲頻聲頻超聲頻射頻頻帶可見光X射線伽馬射線宇宙射線1/17/202419無線電波的波段劃分波段名稱波長(zhǎng)范圍頻率范圍應(yīng)用舉例長(zhǎng)波波段1000~10000m30~300kHz低頻—LF航海設(shè)備；無線電信標(biāo)中波波段100~1000m300~3000kHz中頻—MF調(diào)幅廣播；業(yè)余無線電臺(tái)短波波段10~100m3~30MHz高頻—HF短波廣播；移動(dòng)通信；軍用通信；業(yè)余無線電臺(tái)超短波波段1~10m30~300MHz甚高頻—VHF電視；調(diào)頻廣播；空中交通管制；業(yè)余無線電臺(tái)分米波波段10~100cm300~3000MHz特高頻—UHF電視；遙測(cè)；雷達(dá)；業(yè)余無線電臺(tái)厘米波波段1~10cm3~30GHz超高頻—SHF雷達(dá)；衛(wèi)星和空間通信；業(yè)余無線電臺(tái)毫米波波段0.1~1cm30~300GHz極高頻—EHF雷達(dá)；著陸設(shè)備；業(yè)余無線電臺(tái)1/17/2024201.5