通信電子線路

杭州電子科技大學(xué)

課程內(nèi)容和要求理解信息傳輸和信息處理的基本電路組成、基本工作原理和基本分析方法。掌握高頻無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的組成和工作原理。設(shè)計(jì)和應(yīng)用高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器、高頻諧振功率放大器、正弦波振蕩器、調(diào)制器、解調(diào)器和鎖相環(huán)等通信電子線路。

目錄第1章通信電子線路基本知識(shí)簡(jiǎn)介第2章射頻放大器第3章正弦波振蕩器第4章振幅調(diào)制、解調(diào)與混頻第5章角度調(diào)制與解調(diào)第6章鎖相環(huán)原理及應(yīng)用第1章通信電子線路基本知識(shí)簡(jiǎn)介

通信系統(tǒng)的概念1.什么是電子線路？2.什么是通信？3.什么是通信系統(tǒng)？

無線電通信的發(fā)展歷史

通信系統(tǒng)的組成框圖信號(hào)源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備信宿噪聲源

通信系統(tǒng)的分類傳輸信道：有線通信和無線通信;傳輸信號(hào)的類型：模擬通信和數(shù)字通信;調(diào)制方式：基帶傳輸和調(diào)制傳輸;通信方法或信號(hào)傳輸方向：?jiǎn)喂?，半雙工和全雙工;運(yùn)動(dòng)方式：移動(dòng)和固定通信;信息的物理特征：電話，電報(bào)，傳真;工作頻率：長(zhǎng)波，中波，短波和微波。發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備

通信系統(tǒng)的基本組成

發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備換能器信號(hào)源發(fā)射機(jī)信道噪聲源換能器：將原始信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。發(fā)送設(shè)備的功能：調(diào)制----用調(diào)制信號(hào)（或基帶信號(hào)）控制高頻載波的幅度、頻率或相位，稱為調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相。(a)幅度調(diào)制(b)頻率調(diào)制載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)

調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)

信道地波：波長(zhǎng)在200米以上（或頻率低于1500kHz）天波：波長(zhǎng)從10米到200米（或頻率從1500kHz到30MHz）空間波：波長(zhǎng)低于10米（或頻率高于30MHz）(a)地波(b)天波(c)空間波

接收設(shè)備接收設(shè)備的功能：解調(diào)幅度調(diào)制的解調(diào)--幅度檢波頻率調(diào)制的解調(diào)--頻率檢波或鑒頻相位調(diào)制的解調(diào)--相位檢波或鑒相

超外差接收機(jī)AM收音機(jī):fI=465kHz;FM收音機(jī):fI=10.7MHz;TV:fI=38MHz;微波接收機(jī)和衛(wèi)星接收機(jī):fI=70MHz或140MHz

無線通信頻段劃分中波調(diào)幅廣播（AM）：535kHz~1605kHz短波調(diào)幅廣播（AM）：2MHz~24MHz調(diào)頻廣播（FM）：88MHz~108MHz電視頻道（TV）：

50MHz~100MHz（第1至第5頻道）

170MHz~220MHz（第6至第12頻道）

470MHz~870MHz（第13頻道以上）衛(wèi)星直播電視（SDTV）：4GHz~6GHz;12GHz~14GHz衛(wèi)星直播廣播（SDB）：12GHz~14GHz全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）：L1=1575.42MHzL2=1227.60MHz無線電波的頻段劃分

無線電波的頻段劃分（續(xù)）軍用無線電頻段選頻電路特點(diǎn)：從各種信號(hào)中選擇有用信號(hào)的頻率分量；抑制其他無用的干擾和噪聲；發(fā)射和接收都要用到。提高信號(hào)質(zhì)量和抗干擾能力。功能:分類:按功能分：低通濾波器，帶通濾波器，高通濾波器和帶阻濾波器；按工作原理分：諧振式選頻電路，石英晶體濾波器，陶瓷濾波器，聲表面波濾波器。LC諧振回路功能:選頻阻抗變換分類：?jiǎn)握{(diào)諧回路：串聯(lián)諧振回路、并聯(lián)諧振回路耦合回路：互感耦合回路、電容耦合回路LC并聯(lián)諧振回路LC并聯(lián)諧振回路（空載）1.諧振條件當(dāng)

ωL>>r,

諧振條件2.諧振特性感性容性

3.阻抗特性曲線4.選頻特性5.通頻帶通頻帶B0.7與品質(zhì)因數(shù)Q0之間的關(guān)系?6.矩形系數(shù)

有載的LC并聯(lián)諧振回路諧振條件:

LC串聯(lián)諧振回路空載的LC串聯(lián)諧振回路1.諧振條件諧振條件：2.諧振特性感性容性3.能量關(guān)系假設(shè)

4.阻抗特性曲線5.選頻特性

有載的LC串聯(lián)諧振回路諧振條件：

LC串、并聯(lián)諧振回路的基本特性固體濾波器1.石英晶體濾波器工作原理：基于壓電效應(yīng)特點(diǎn)：無需調(diào)諧分類：石英晶體濾波器、陶瓷濾波器、聲表面波濾波器當(dāng)外加的交變電壓的頻率=石英晶體的固有振動(dòng)頻率時(shí)，石英晶體發(fā)生諧振。（a）電路符號(hào)（b）基頻等效電路（c）完整等效電路rq:幾十到幾百Ω2.陶瓷濾波器工作原理：基于壓電效應(yīng)★優(yōu)點(diǎn)：易于小型化，可加工成任何形狀；耐熱性和防潮性好；成本低。（a）電路符號(hào)（b）等效電路3.聲表面波（SAW）濾波器★優(yōu)點(diǎn)：工作頻率高；通頻帶寬；選頻特性好。

阻抗變換網(wǎng)絡(luò)存在的問題：阻抗不匹配有載品質(zhì)因數(shù)下降諧振頻率不穩(wěn)定解決方案：阻抗變換——

部分接入1.自耦變壓器阻抗變換網(wǎng)絡(luò)

P初級(jí)=P次級(jí)負(fù)載為非純電阻時(shí)：2.互感變壓器阻抗變換網(wǎng)絡(luò)3.電容分壓式阻抗變換網(wǎng)絡(luò)When

4.信號(hào)源部分接入LC選頻匹配網(wǎng)絡(luò)輸入匹配網(wǎng)絡(luò)：Z信號(hào)源輸出=Z放大器輸入輸出匹配網(wǎng)絡(luò)：Z放大器輸出=Z負(fù)載分類：L型、T型、π型

阻抗電路的串并聯(lián)等效轉(zhuǎn)換

L型選頻匹配網(wǎng)絡(luò)

X1和X2：性質(zhì)相反R1：等效匹配電阻R2：實(shí)際負(fù)載電阻T型選頻匹配網(wǎng)絡(luò)

Π型選頻匹配網(wǎng)絡(luò)

非線性器件的基本特性什么是非線性電路？分類：非線性電阻性器件非線性電容性器件非線性電感性器件

非線性電阻性器件的基本參數(shù)（1）直流電導(dǎo)（2）交流電導(dǎo)（3）平均電導(dǎo)I1m——基波電流Um——電壓幅度

非線性器件的頻率變換作用假設(shè)非線性器件的i-u

特性是：加上兩個(gè)輸入信號(hào)u1

和u2

當(dāng)，時(shí)，流過器件的電流為

頻率變換作用的分析方法冪級(jí)數(shù)近似分析法線性時(shí)變分析法指數(shù)函數(shù)分析法開關(guān)函數(shù)分析法雙曲函數(shù)分析法1.冪級(jí)數(shù)分析法泰勒級(jí)數(shù)展開式為組合頻率：2.線性時(shí)變工作狀態(tài)若u2

是一個(gè)小信號(hào)，則在工作點(diǎn)的泰勒級(jí)數(shù)展開項(xiàng)近似為組合頻率：

例：假設(shè)某非線性器件的i-u

特性是如果U2m小到足以滿足線性時(shí)變條件，則當(dāng)請(qǐng)繪制I0(t)和g(t)的波形，并寫出g(t)的表達(dá)式。

其中時(shí)，3.指數(shù)函數(shù)分析法如果工作在線性時(shí)變狀態(tài)，則當(dāng)