通信電路原理

通信電路原理1精選課件第1章緒論1.1通信系統(tǒng)的根本概念1.1.1通信系統(tǒng)的組成1.1.2通信系統(tǒng)的根本特性1.1.3通信系統(tǒng)的信道1.1.4通信系統(tǒng)中的信號1.1.5通信系統(tǒng)中的發(fā)送與接收設備1.2信號傳輸?shù)母締栴}1.2.1信號通過線性系統(tǒng)1.2.2信號通過非線性系統(tǒng)1.2.3干擾1.3通信電路的根本形式2精選課件1.1.1通信系統(tǒng)組成的示意圖

局域網基臺有線電視網播送網地面站局尋呼臺同步衛(wèi)星低軌衛(wèi)星公用電信網機計算機電視機計算機電視機收音機尋呼機計算機衛(wèi)星(765KM)(35860KM)

(全球星系統(tǒng))3精選課件當前移動，無線通信的開展WLANWPANHOME-RFHighPerformanceHighCostLowPerformanceLowCostWLAN:WirelessLocalAreaNets〔無線上網〕。WPAN:WirelessPersonalAreaNets(個人無線局域網)。又叫Bluetooth〔‘藍牙’〕，工作范圍：10~100m。工作頻率范圍：2.400~2.4835GHz。速率：1Mbit/s。全世界現(xiàn)已有1880家廠商支持V1.0B技術標準版本。HOME-RF:Home--RadioFrequency(家庭無線局域網)。RFID：RadioFrequencyIdentification〔非接觸識別系統(tǒng)〕。RFID4精選課件1.1.2通信系統(tǒng)的根本特性一、傳輸距離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。發(fā)送端的信號功率。信號通過信道的損耗。信號通過信道混入各種形式的干擾和噪聲。接收機的接收靈敏度。5精選課件二、通信容量通信容量是指一個信道能夠同時傳送獨立信號的路數(shù)。已調信號所占有的頻帶寬度。國際規(guī)定信號的頻帶是300～3400Hz。中波調幅播送〔535KHz~1605KHz〕，播送電臺每個已調信號占有的頻帶寬度是9KHz。

我國采用的電視圖象信號的頻帶是0～8MHz。信道多址復用的方式。頻分復用〔FDMA〕。時分復用〔TDMA〕。碼分復用〔CDMA〕。6精選課件三、信號失真度信號失真度指的是接收設備輸出信號不同(失真〕于發(fā)送端基帶信號的程度。信道特性不理想。對信號進行處理的電路〔發(fā)送與接收設備〕特性不理想。四、抗干擾能力信號通過信道時，總要混入各種形式的干擾和噪聲，使接收機輸出信號的質量下降。提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力。選用高質量的調制和解調電路?？勺龅剑喝魏稳嗽谌魏螘r候和任何地點都可以實現(xiàn)通信。7精選課件1.1.3通信系統(tǒng)的信道一、衰減特性信道的衰減特性是指信號經信道傳輸時，信號能量被衰減的程度。二、工作頻率范圍不同的信道具有不同的工作頻率范圍。三、頻率特性信道的頻率特性是指在信道的工作頻率范圍內，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。四、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。例如：無線信道。五、干擾特性8精選課件移動通信中信道的特殊問題選擇性衰落〔頻域〕和延時擴展〔時域〕在城市環(huán)境中，樹林和建筑物等會對電磁波產生反射和散射，從而使到達接收點的信號，除直射波外還有多個反射波和散射波。使接收信號產生選擇性衰落和延時擴展。多卜勒頻移在高速移動情況下接收，還要考慮多卜勒頻率的影響。

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。選擇性衰落使不同的頻率不同的衰減特性，產生失真。延時擴展對高速數(shù)據(jù)傳輸影響很大。9精選課件1.1.4通信系統(tǒng)中的信號基帶信號傳輸信號頻帶：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內的各頻率分量。而它所占有頻率范圍的大小，那么稱為這個信號所占有的頻帶寬度。舉例：對來說，它強調可懂度，而不要求音色等。國際規(guī)定信號的頻帶是300～3400Hz。在通信系統(tǒng)中，規(guī)定一路信號所占的帶寬為4kHz。又如，我國采用的電視圖象信號的頻帶是0～8MHz等。

定義：稱這種直接表示原始信息的電信號為基帶信號。直接傳送基帶信號稱為基帶信號傳輸。電纜可傳輸基帶信號。視頻電纜可傳輸電視基帶信號。10精選課件載波信號傳輸當所使用信道的頻率特性不適于基帶信號傳輸時，可以利用調制技術將基帶信號的頻譜搬移到信道的工作頻率范圍內。例如，為了實現(xiàn)中波播送可以利用調幅技術將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載波信號傳輸。舉例：三種調幅信號。設調制信號是單頻正弦信號：這是標準調幅波SAM。是調幅度。11精選課件信道復用

由于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，需要將多路基帶信號合成群路信號在信道中傳輸。在接收端再將群路信號分解為各基帶信號。根據(jù)復用方式不同，可分為頻分復用、時分復用和碼分復用等。(FDMA,TDMA,CDMA)把載波抑制掉，是抑制載波調幅波SCAM。設調制信號是方波信號〔0~1v〕，那么是幅度鍵控調幅波ASK。CAD1-0112精選課件1.1.5通信系統(tǒng)中的發(fā)送與接收設備緩沖級倍頻器放大級調制器功率放大器振蕩器低頻功放低頻放大調幅發(fā)射機方框原理圖波形2波形1波形313精選課件超外差接收機方框原理圖高頻放大混頻器中頻放大解調器低頻放大輸入回路自動增益控制本地振蕩器波形4波形6波形5波形714精選課件發(fā)送與接收設備小結：發(fā)送與接收設備中，產生頻率變換的電路有諧振功率放大器、倍頻器、振蕩器、及各種調制、解調器等。接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)分不同已調信號的能力〕。超外差接收原理：接收到的不同載頻的微弱高頻已調信號變成統(tǒng)一的中頻已調信號，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)。中波調幅播送中頻是465KHz。電視圖象信號的中頻是38MHz。自動增益控制原理〔AGC〕：接收弱信號和強信號的時候，接收機能得到相差不多的信號。由于是采用無線調制傳輸，所以在發(fā)射機端有調制過程，在接收機端有解調制過程。15精選課件1.2信號傳輸?shù)母締栴}1.2.1信號通過線性系統(tǒng)在通信設備中，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〔積分〕電路以及工作于線性狀態(tài)下的反響控制電路等。理想線性系統(tǒng)的幅度頻率特性，相位頻率特性為線性函數(shù)即在本例中，K=假設線性系統(tǒng)的特性不是理想的，那么會產生信號的波形失真，但不會產生新的頻率分量，這種失真稱為線性失真。16精選課件1.2.2信號通過非線性系統(tǒng)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、及各種調制、解調器等。電路種類與形式很多，應用很廣泛。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。信號通過非線性系統(tǒng)后，最主要的特點是將產生新的頻率分量。

例：設非線性輸出輸入特性是設：那么中有：直流分量；基波分量和諧波分量：組合頻率分量：17精選課件信號在傳輸過程中，不可防止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。熱噪聲：自由電子的無規(guī)那么熱運動與晶格碰撞，產生熱噪聲。存在于所有的電子器件和傳輸信道中?；フ{干擾：我們利用器件的非線性，產生需要的頻率分量，但是同時也會產生不需要的頻率分量，假設濾除不干凈就會形成干擾。1.2.3干擾18精選課件1.3通信電路的根本形式及它們之間的聯(lián)系抽樣數(shù)據(jù)電路模擬電路數(shù)字電路抽樣電路編碼器濾波器解碼器模擬信號輸入模擬信號輸出抽樣信號數(shù)字信號19精選課件模擬電路：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)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。模擬信號經時鐘信號抽樣，得抽樣信號。抽樣信號經量化，編碼就得數(shù)字信號。20精選課件?通信電路原理?課程教學要求希望能做到：堅持根本要求，建立系統(tǒng)概念，增加機輔分析，激發(fā)學習興趣。堅持根本要求：課堂上布置的為穩(wěn)固講課內容的習題，每人必須獨立完成，每周交一次，統(tǒng)一交到主南308〔電子工程系學生工作辦公室)。〔平時成績20分〕增加機輔分析：每章均布置假設干機輔練習題〔Pspice和Matlab的使用〕。要求以宿舍為單位，在課外完成，每個宿舍交一份?！舱堊⒚鲗懗绦蛲瑢W姓名，平時成績10分〕。建立系統(tǒng)概念：安排幾次課外的課堂討論，主要目的是建立系統(tǒng)概念和機輔分析總結。討論方法是：有討論提綱，按宿舍準備，課堂上各班有重點發(fā)言?！仓攸c發(fā)言同學另加分〕

激發(fā)學習興趣：通過完成這些綜合性的課外設計練習題和課堂討論，激發(fā)同學的學習興趣，培養(yǎng)同學之間相互協(xié)作的團隊精神。21精選課件習題一：1-4，1-5，1-6，1-7，1-9CAD1-01：用非線性VCVC實現(xiàn)一個幅度調制電路，如題圖CAD1_01所示。輸入信號為兩個不同頻率的信號和，輸出實現(xiàn)兩信號相乘，即。設是50kHz的正弦信號，是1kHz的調制信號。要求得到標準調幅波SAM〔調幅度=0.3和1.0〕抑制載波調幅波SCAM幅度鍵控調幅波ASK并分析上述三種調幅波的特點。題圖CAD1_01幅度調制電路CAD1-0122精選課件附錄1.1.1:調幅發(fā)射機各處波形示意圖返回23精選課件附錄1.1.2:超外差接收機各處波形示意圖返回24精選課件附錄1.1.3:CAD1_01的參考網單文件12返回325精選課件******************************************CAD1_01:ANAMPLITUDE-MODULATEDCIRCUIT*XAM1:SAMWHENMA=0.3*V(2)ISTHEINPUTSIGNAL*V(3)ISTHEOUTPUTSIGNAL*XAM2:SAMWHENMA=1.0*V(5)ISTHEINPUTSIGNAL*V(6)ISTHEOUTPUTSIGNAL*XAM3:SCAM*V(8)ISTHEINPUTSIGNAL*V(9)ISTHEOUTPUTSIGNAL*XAM4:ASK*V(11)ISTHEINPUTSIGNAL*V(12)ISTHEOUTPUTSIGNAL******************************************26精選課件*******************************************CONNECTIONS:V1*|V2*||VO*|||.SUBCKTAM123R1101E9R2201E9RL301E6EMOD30POLY(2)(1