高频电子线路第1章绪论ppt课件

高频电子线路,-非线性电子线路,主要内容：,课程说明 主要教学内容及参考书 无线通信系统 无线通信系统的组成 无线电信号的特性 无线电发射机框图及信号变化波形* 信号通过系统的基本问题 作业,*注：现代电子设备多为交叉运用。,主要分析研究方法 电的传递路径方式与,高频电路广播、电视、通讯等频率较高,电参数集中的高频（射频）应用。 显著特点：工作频率界于低频电路和微波 电路之间，内“路”外“场”。,微波电路通信、雷达、导航与电子对抗等 频率高于高频电路、集总参数应用,低频电路仪器、仪表、自动化控制、医疗 电子、电话线等频率较低的一般性应用。 特点：能量直接在线路上 传递。,电磁场 完全非“电路”传输，能量以“场”的形式传递和接收,频率由低到高,强电（高低压）电力电子技术，发供电设备，电力拖动，大功率电器等。 特点： 能量以线路（电缆）形式传递，频率50Hz（某些国家60Hz）,弱电,数字电路自动化控制、计算机、数据通讯等,模拟电路,课程说明,理论体系,课程说明,高频电子线路用于各种无线电技术设备和系统中； 无线电技术已广泛应用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航等诸多方面； 其共同特点：利用高频（射频）无线电波来传递信息。因此，设备中产生和接收、检测高频信号的基本功能电路大都是相同的。 本课程主要结合无线电通信这一工作方式讨论设备和系统中高频电路的线路组成、工作原理及工程设计计算。 要求能够对一般性的、常用的非线性电子电路进行分析，根据分析结果，提出电路的设计原则及改进电路性能的基本途径。,本课程的性质 是一门专业基础课；相关知识要求较高，难度超过模拟电子技术基础 特点 非纯理论性课程 实践性很强 以工程实践的观点来处理电路中的一些问题 研究内容 功率放大、正弦波振荡、调制解调等非线性电子电路的工作原理、特点、应用及设计方法等。,课程说明,主要教学内容,功率放大电路 正弦振荡电路 频率变换电路,线性部分：小信号高频放大器,参考书,1.张肃文，高频电子线路（第四版），高等教育出版社， 2.张肃文，高频电子线路（第四版）学习指导书高等教育出版 社， 3.曾兴雯，高频电子线路，高等教育出版社 4.曾兴雯、刘乃安、陈健，高频电子线路辅导书，高等教育出版社,通信系统的定义：传输信息的系统 通信系统的分类：有线通信系统、无线通信系统 数字通信系统、模拟通信系统 低频信号不能直接远距离传送的原因？ 信息传输应满足2个要求： 1、距离远； 2、多路传输互不干扰,1、距离远； 实现方法： 电磁波可以远距离传送，非电量变为电量； 天线辐射特性：天线长度波长1/10,音频电磁波：20Hz 20KHz， 对应电磁：波长15 000 Km 15Km,2、多路传输互不干扰,办法： 1、把低频基带信号加载到高频载波上去再发射，天线短； 2、不同的电台（频道）采用不同的高频载波；,发射天线 将高频电信号 变成电磁场发射 Antenna,接收天线 将电磁场变成 高频电信号,无线通信系统的构成,无线通信系统,换能器： 将声音变成电信号 Microphone,发射机： 将电信号变成特定频率和足够强度的高频信号 Transmitter,接收机： 将高频信号还原成携带有声音的电信号 Receiver,换能器： 将携带有声音的电信号恢复成声音 Speaker Earphone,1.时间特性 2.频谱特性 3.频率特性 4.传播特性 5.调制特性,无线电信号的特性,1、数学表达式法,如：,阶越函数,正弦波,1. 时间特性 指信号随时间变化快慢的特性，通常用时域波形或数学表达式（电压或电流）来表示。,2. 频谱特性,任何形式的信号都可以分解为许多不同频率、不同幅度的正弦信号之和。,脉冲信号的分解,2.频谱特性,脉冲信号的频谱,f1表示脉冲重复频率，也就是基波频率。f3、 f5 、f7分别表示三、五、七次谐波，在f 轴的0点，表示直流分量，这条谱线的长度表示脉冲直流分量（即平衡值）的大小。高次谐波的谱线可以分布到很高的频率，但其幅度已相当小。,总结： 任何形式的信号都可以分解为许多不同频率、不同幅度的正弦信号之和。 谐波次数越高，幅度越小，影响越小。任何信号都会占据一定的带宽。 从频谱特性上看，带宽就是信号能量主要部分（一般为90以上）所占据的频带。 频谱特性有幅频特性和相频特性两部分，分别反映信号中各个频率分量的振幅和相位的分布情况。,例如：下面所示为一般语音信号的频谱示意图,可以看到语音信号的频谱是连续的，其主要 能量集中在1000Hz左右。,电压,f/Hz,300,3400,3. 频率特性 指无线电信号的频率或波长。对频率或波长进行分段，称为频段或波段。 本书涉及的频段是从中频（MF）到超高频（UHF）的频率范围。,电磁波辐射的波谱很宽, 如下图 1所示。,图1 电磁波波谱图,表1 无线电波段的划分表,无线电波的频段划分、主要传播方式和用途表如表1所示,本课程高频（射频）频率范围： 几百KHz几百MHz 例：300KHz300MHz:对应波长1000m 1m （低）音频电磁波：20Hz 20KHz， 对应电磁波长15 000 Km 15Km 中波（调幅）广播段：531KHz 1602KHz 调频广播段：30 MHz 300 MHz,4. 传播特性 指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。不同频段的无线电信号，其传播特性不同。决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。,沿地面传播,大地,无线电波传播方式 地面波 1、绕着地球表面传播 2、f 200m 3、中、长波段,电离层,大地,无线电波传播方式 天波 1、利用电离层折射和反射传播 2、1500KHz 10m 3、短波段 4、无线广播、通讯,沿视距传播,大地,无线电波传播方式 空间波（直射传播） 1、沿直线传播 2、f 30MHz; 10m 3、超短波段、微波 4、中继通讯、调频广播、电视、雷达,5. 调制特性 要通过载波传送消息，就必须使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）随消息信号改变，这一过程就称为调制（ Modulation） 。 三种基本调制方式是振幅调制（调幅AM）、频率调制（调频FM）和相位调制（调相PM），还可以有组合调制方式。 “高频电子线路”课程主要讨论模拟消息（调制）信号和正弦载波的模拟调制。,无线电发射机框图及信号变化波形,无线电发射机,将音频信号“装载”到高频振荡中的方法有好几种，如调频、调幅、调相等。电视中图象是调幅，伴音是调频。广播电台中常用的方法是调幅与调频。,最简单的接收机,无线电超外差式接收机框图及信号变化波形,超外差接收机各处波形示意图,信号通过系统的基本问题,信号通过线性系统 在通信设备中，属于线性系统的电路有线性放大器、滤波器、均衡器、相加（减）器、微分（积分）电路以及工作于线性状态下的反馈控制电路等。,线性系统满足叠加定理,假定,若线性系统的特性不是理想的，则会产生信号的波形失真，但不会产生新的频率分量，这种失真称为线性失真。,信号通过非线性系统,例：设非线性输出输入特性是：,假定输入信号为：,则输出信号为：,产生了新的频率分量,非线性系统不满足叠加定理 在通信电路中，属于非线性系统的电路有谐振功率放大器、倍频器、振荡器、及各种调制、解调器等。电路种类与形式很多，应用很广泛。 信号通过非线性系统后，最主要的特点是将产生新的频率分量。,本章作业：,画出无线通信收发信机的原理框图，并说明各部分的功能 无线通信为什么采用高频信号 无线电信号的波段是如何划分的，各个频段的传播特性和应用情况如何？ 信号通过线性与非线性系统各有什么特点？,