高频电子线路绪论

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高频电子线路,退出,下页,上页,首页,哈尔滨工程大学,高频电子线路,高敬鹏,1.,本课程研究的对象和范畴,2.,通信系统的无线电发射和接收基本原理,3.,本课程的特点和学习方法,第一章 绪 论,主要内容,一、高频电子线路课程,是电子信息和通信等专业的一门专业基础课。,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设备的,高频功能,电路的功能、基本组成与原理。,1,、高频,：指本课程所讨论的工作频率范围是几百,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。,第一节 高频电子线路课程的,研究对象,2,、功能,：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。,3,、,对于同一功能电路，可以用不同的器件和不同的电路形式构成，但功能电路的功能和输入、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。,4,、,大规模集成电路通常是由多个不同功能电路组成的。,无线电波的频段划分,三、通信系统,1,、什么是通信系统？,实现信息的传输所需的设备总和称为通信系统。,2,、通信系统的组成方框图,一个通信系统应由输入变换器、发送设备、传输信道、接收设备和输出变换器五个基本部分组成。下图是通信系统 的组成方框图。,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。,传输信道是信号的传输通道。,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。,3,、通信系统的分类,按所用信道可分为：有线通信系统和无线通信系统,按通信方式可分为：双工、半双工和单工方式。,按传输的基带信号可分为：模拟通信系统和数字通信系统。,第二节 无线电发送设备的 组成与基本原理,一、无线电发送设备的原理,1,、基本任务,：无线电发送是以自由空间为传输信道，把需要传送的信息,(,声音、文字或图象,),变换成无线电波传送到远方的接收点。,2,、信息传输的基本要求,:,希望传送距离远,是要能实现多路传输，且各路信号传输时，应互不干扰,4,、基带信号直接发送存在两个缺点,3,、基带信号的特点,不同的原始信息占有不同的频带宽度。,基带信号占有的频带属于低频范围。,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,。可见，基带信号占有的频带属于低频范围。,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。,模拟调制,:,振幅调制,(AM),频率,调制,(FM),相位调制,(PM),调制的定义,:,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。,5,、载波调制传送方式,数字调制,:,振幅键控,(ASK),频率键控,(FSK),相位键控,(PSK),调制方式,二、无线电发送设备的组成,(,以调幅广播为例,),1,、组成方框图,缓冲器,高频,放大器,AM,调制器,高频功率,放大器,主振器,低频功率,放大器,前置,放大器,声电,变换器,无线电发射机方框图,3,、,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。,声音信号由声电变换器转换为电信号,(,基带信号,),经过放大后送给低频放大器。,调制器将送来的高频载波信号和基带信号进行调制,产生调幅波,通过高频功率放大、经天线以电磁波形式辐射出去。,第三节 无线电接收设备的组成与基本原理,一、无线电接收设备的原理,1,、,基本概念,：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。,2,、解调,：解调是调制的逆过程。即从已调波中恢复出原基带信号的过程。和模拟调制相对应，也分为三种：检波器、鉴频,器,和鉴相,器,。,特点：,电路简单,接收灵敏度太差，选择性也差，很少直接采用,。,二、直接检波式接收机,最简单的接收机是由选频回路和解调器组成。,最简单的接收机方框图,接收灵敏度：,是表征接收机接收微弱有用信号能力强弱的一个重要指标，它定义为在保证必要的输出信噪比的条件下，接收机输入端所需的最小有用信号电平。,三、直接放大式接收机,特点：,灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率,的接收。,在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。,高频小信号放大器的整个接收频带内，频率高端的,放大倍数比 低端要低。,在选频电路和解调器之间增加了高频放大器，将通过选频电路的高频信号进行放大，同时在解调器之后进行了音频电压放大和功率放大，然后推动扬声器发声，这种带有高频放大器的接收机我们称作直接放大式接收机。,四、超外差接收机,(,以调幅广播为例,),1,、组成方框图,混,频,中频,放大,检,波,低频电,压放大,低频功,率放大,本机,振荡,高频小信号放大,四、超外差接收机,(,以调幅广播为例,),1,、组成方框图,典型超外差式接收机框图,2,、主要特点,超外差接收机由于有固定频率的中频放大器，它不仅可以实现较高的放大倍数，而且选择性也很容易得到满足。,可以同时兼顾高灵敏度与高选择性,.,电路比较复杂，且存在一定的干扰。,1,、无线电波的划分,电磁波的波长或频率范围不同，电磁波在自由空间的传播方式也不同。,无线电波的频率范围为：,=10k-1000GHz,；,波长,=0.3mm-30Km,无线电波划分为,超长波,10km-30km,长 波,1km-10km,中 波,100m-1km,短 波,10m100m,超短波,0.3mm-10m,第四节 无线信道及传播方式,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。,无线电波的频段划分,2,、无线电波的传播方式,传播方式有三种,地波,空间波,天 波,和光波一样，无线电波也具有直射、反射、折射等现象。,沿地球弯曲表面传播，适用于波长,=200m,以上的中、长波。,地面波的发射与接收,由于大地表面是导体，当电磁波在其表面传播时，一部分能量将被,损耗掉，且频率越高，趋肤效应越强，损耗越大。故频率更高的电磁波不易沿地面传播，而主要靠电离层。,1,、绕射传播（地波）,特点：传播性能稳定可靠，但由于地面不是理想的导体有能量的损耗。主要用于长距离通信、导航和广播。,利用电离层的折射与反射，使电磁波到达电离层后，一部分能量被吸收，一部,天波的发射与接收,分被反射、折射到地面。当频率升高时，电磁波被电离层吸收的能量增加，当频率升高超过一定值时，电磁波将会穿过电离层，不再返回地面。所以天波适用于,10m-200m,的短波。,2,、折射和反射传播（天波）,特点：,电离层的特性受多种因素的影响，因此通信的稳定性较差，但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。,空间波的发射与接收,频率更高的电磁波（,10m,）,不再适用电离层传播，而是沿空间直线传播，即利用直射和反射实现电磁波的传播。但只限于视频距离范围内。通常，,50,米高的天线通信距离约,50,公里。,3,、直线传播（空间波）,特点,：这种传播的距离只限制在视距范围内（也叫视距传播）增高天线可以提高直线传播的距离。,卫星通信,通信卫星,上行通信频率：,6GHz,下行通信频率：,4GHz,决定无线电波传播方式的关键是无线电信号的频率（波长），长波信号以地波传播为主。中波和短波信号可以用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其更高频率的无线电波，主要沿空间直射传播。,总结,本课程的特点及学习方法,电路的工作频率高。,器件工作在非线性的状态。,电路的功能种类繁多。,工程性和实践性很强。,本课程参考资料,阳昌汉 主编,.,高频电子线路学习指导,.,高等教育出版社,2006.,阳昌汉 主编,.,高频电子线路学习与解题指导,.,哈尔滨工程大学出版社,高吉祥 主编,.,高频电子线路,.,电子工业出版社,2003.,于洪珍 编著,.,通信电子电路,.,清华大学出版社,2005.,顾宝良 编著,.,通信电子线路,.,电子工业出版社,2002.,