第一章 电子通信概论
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
16
1.3 通信系统的组成 ——数字通信系统模型
在发送端把模拟基带信号通过ADC变换成离散的数字脉 冲信号 编码处理:为提高数字信号的传输效果，增强抗干扰能 力和便于计算机处理 加密处理:为了使通信具有保密性 经过这些处理以后就形成了数字基带信号m(t)，就可以 送入调制器中进行调制了
7
1.1
引言
60年代末期仙童公司销售部主任桑德斯带 领七名员工创建AMD公司。诺伊斯，摩尔 带着葛罗夫创办了赫赫有名的Intel公司 硅谷大约70家半导体公司的半数，是仙童 公司的直接或间接后裔。在仙童公司供职 是进入遍布于硅谷各地的半导体业的途径。 1969年在森尼维尔举行的一次半导体工程 师大会上， 400位与会者中，未曾在仙童公 司工作过的还不到24人。
天线
带通滤 波器
低噪声 放大器
混频器
低通滤波器+ 中频放大器
AD采样
基带信 号处理
射频接收前端
19
1.3.3
通信方式
单工通信：指消息只能单 方向进行传输的工作方式。 半双工通信：指通信双方 都能收发消息，但不能同 时进行收和发的工作方式。 全双工通信：通信双方可 同时进行双向传输消息的 工作方式。
10
1.2 通信频率的分配
波段名称 甚长波 超长波 长波 中波 短波 波长 1000-100km 100-10km 10-1km 1000~200m 200-10m 频段 0.3-3kHz 3-30kHz 30-300kHz 0.3-1.5MHz 1.5-30MHz
11
1.2 通信频率的分配
波段名称 超短波 微波 米波 分米波 厘米波 毫米波 亚毫米波 长波长 短波长 波长 10-1m 100-10cm 10-1cm 10-1mm 1-0.1mm 1.25-1.6um 0.8-0.9um 频段 30-300MHz 0.3-3GHz 3-30GHz 30-300GHz 300-3000GHz
1.3 通信系统的组成 ——1.3.1通信系统的模型
根据电信号传递的媒质不同，通信可分为 有线通信和无线通信两大类。 有线通信——指电信号通过导线、电缆线、 光缆线等有线媒质传递的。 无线通信——指电信号利用空间电磁波的 传播来作为媒质传递的。
14
1.3 通信系统的组成 ——1.3.2 模拟通信与数字通信
5
1.1
引言
1948年，贝尔实验室的威廉·肖克利 (William Shockley)和两位同事发明了晶体 管。这是电子技术发展史上第二个重要里 程碑。他们获得了1956年度的诺贝尔物理 学奖，肖克利后来被誉为“晶体管之父”
6
1.1
引言
1956年，诺依斯、摩尔、布兰克、克莱尔、 赫尔尼、拉斯特、罗伯茨和格里尼克八位年 轻的科学家从美国东部陆续到达硅谷，加盟 “肖克利半导体实验室”。1957年八人集体 离开在诺伊斯的带领下创建了仙童半导体公 司
17
1.3 通信系统的组成 ——数字通信系统模型
接收端收到已调信号后，送入解调器解出原数字基带信号 m(t) m(t)经译码、解密处理后恢复出原始数字信号。 由DAC变换成连续的原始模拟电信号
18
1.3 通信系统的组成 ----常见的高频无线通信系统
射频发射前端 基带信 号处理 低通滤 波器 混频器 功率放 大器 天线
25
1.4 调制解调的提出
解调是将已调波变换为携带信息的基带信 号，它是调制的逆过程 对应调制也应该有AM解调(包络检波和同步 检波)、FM解调(鉴频)、PM解调(鉴相)以及 各种数字解调等
26
3
1.1
引言
1904年弗莱明(Fleming)发明真空电子二极管， 人类社会进入无线电电子学时代。
4
1.1
引言
1907年李·德·福雷斯特(Lee De Forest)发明了 电子三极管，用它可以组成具有放大、振荡、 变频、调制、检波和波形变换等重要功能的 电路，为各种电子线路提供“心脏”器件。 这是电子技术发展史上第一个重要里程碑
20
1.4 调制解调的提出
通信中需要调制的原因： 基带信号是携带信息的低频信号，要想从天 线上以电磁能量形成辐射传送是很困难的 通常传送各种信息的基带信号几乎是占有相 同的频带，若要同时发射必然会相互干扰， 无法接收
21
1.4 调制解调的提出
射频载波信号是一个电压或电流的时变正弦信号，它的电 压正弦高频振荡可以用如下关系式表达：
u( t ) = U m sin(ωt + θ )
数字
m(t )
ASK
FSK
PSK
23
1.4 调制解调的提出
射频载波信号 u( t ) = U m sin(ωt + θ )
基带调制信号是模拟的 幅度调制AM: 载波的幅度Um受控于基带信号正比变化 频率调制FM: 当载波的角频率ω 受控于基带信号正比变化， 相位调制PM : 当载波的相位θ 受控于基带相位正比变化
24
1.4 调制解调的提出
射频载波信号
u( t ) = U m sin(ωt + θ )
基带调制信号m(t)是数字的 移幅键控ASK信号:载波的幅度Um 随数字基带信号m(t) 正 比变化 移频键控FSK信号:载波的频率f随m(t) 正比变化 移相键控PSK信号:载波的相位随m(t) 正比变化 正交幅度调制QAM:如果载频的幅度和相位两者随数字基 带信号正比变化
8
1.1
引言
有线电通信、无线电通信(包括微波通信)、 计算机通信、卫星通信和光通信构成了现 代完整的通信系统网络 现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星 通信和无线电通信，而其中光纤通信是主 体
9
1.2 通信频率的分配
波长与频率、速度之间的关系的数字表达式为：
c λ= f
式中λ为波长，单位为米（m）； c为光速，c= 3×108m/s； f为频率，单位为赫兹（Hz）。
第一章 电子通信概论
李芹
1
第一章 电子通信概论
1.1 1.2 1.3 1.4 引言 通信频率的分配 通信系统的组成 调制解调的提出
2
1.1 引言
1837年摩尔斯（Samuel Morse）发明了第一 个电子通信系统 1876年贝尔（Alexander Graham Bell）和华 迪生（Thomas A Watson）发明了电话机 1873年麦克斯韦（James C. Maxwell）发表 了电磁辐射理论，为无线电通信奠定了理论 基础 1894年马可尼（Guglielmo Marconi）试验无 线电通信获得成功
2413通信系统的组成132模拟通信与数字通信?信号源频率较低携带信息的原始电信号基带信号?调制器把基带信号变换成频率较高适合在信道中传输的电信号实现以上调制功能的电路把基带信号变换成频率较高适合在信道中传输的电信号实现以上调制功能的电路?解调器在接收端为了获取所传输的信息必须将信道送来的已调信号再变换成基带信号实现以上解调功能的电路在接收端为了获取所传输的信息必须将信道送来的已调信号再变换成基带信号实现以上解调功能的电路?模拟终端解调输出的基带信号还必须由模拟终端重新恢复成连续变化的模拟信息话音音乐和图像等解调输出的基带信号还必须由模拟终端重新恢复成连续变化的模拟信息话音音乐和图像等2513通信系统的组成数字通信系统模型?在发送端把模拟基带信号通过adc变换成离散的数字脉冲信号变换成离散的数字脉冲信号?加密处理
光波
12
1.3 通信系统的组成
信息源:是把各种各样的消息变换成原始的电信号 发送设备:将各种原始电信号转化成适合在信道中传输的已载频 信号 接收设备是将信道送来的已调载频电信号变换成原始电信号， 送给受信者 信道就是传递电信号的媒质 受信者是将原始电信号变换成消息，这样就完成了消息的传递 13 过程。
基带信号——频率较低携带信息的原始电信号 调制——把基带信号变换成频率较高，适合在 信道中传输的电信号的变换过程
15
1.3 通信系统的组成 ——模拟通信系统模型
调制器——实现调制功能的电路 已调信号——调制后的电信号，是携带信息且适合在信 道中传输的电信号 解调——在接收端，为了获取所传输的信息，必须将信 道送来的已调信号，再变换成基带信号的变换过程 解调器——实现解调功能的电路。 解调输出的基带信号，还必须由模拟终端重新恢复成连 续变化的模拟信息(话音、音乐和图像等)
u( t ) = U m sin(ωt + θ )
u( t ) —时变正弦电压信号。
U m——正弦电压信号的峰值幅度（伏特V）
ω = 2πf
f ——正弦电压信号的频率（赫兹Hz） θ ——正弦电压信号的相位（弧度rad）
22
1.4 调制解调的提出
调制信号 模拟 实现调制 AM FM PM
uΩ ( t )
1.3 通信系统的组成 ——数字通信系统模型
在发送端把模拟基带信号通过ADC变换成离散的数字脉 冲信号 编码处理:为提高数字信号的传输效果，增强抗干扰能 力和便于计算机处理 加密处理:为了使通信具有保密性 经过这些处理以后就形成了数字基带信号m(t)，就可以 送入调制器中进行调制了
7
1.1
引言
60年代末期仙童公司销售部主任桑德斯带 领七名员工创建AMD公司。诺伊斯，摩尔 带着葛罗夫创办了赫赫有名的Intel公司 硅谷大约70家半导体公司的半数，是仙童 公司的直接或间接后裔。在仙童公司供职 是进入遍布于硅谷各地的半导体业的途径。 1969年在森尼维尔举行的一次半导体工程 师大会上， 400位与会者中，未曾在仙童公 司工作过的还不到24人。
天线
带通滤 波器
低噪声 放大器
混频器
低通滤波器+ 中频放大器
AD采样
基带信 号处理
射频接收前端
19
1.3.3
通信方式
单工通信：指消息只能单 方向进行传输的工作方式。 半双工通信：指通信双方 都能收发消息，但不能同 时进行收和发的工作方式。 全双工通信：通信双方可 同时进行双向传输消息的 工作方式。
10
1.2 通信频率的分配
波段名称 甚长波 超长波 长波 中波 短波 波长 1000-100km 100-10km 10-1km 1000~200m 200-10m 频段 0.3-3kHz 3-30kHz 30-300kHz 0.3-1.5MHz 1.5-30MHz
11
1.2 通信频率的分配
波段名称 超短波 微波 米波 分米波 厘米波 毫米波 亚毫米波 长波长 短波长 波长 10-1m 100-10cm 10-1cm 10-1mm 1-0.1mm 1.25-1.6um 0.8-0.9um 频段 30-300MHz 0.3-3GHz 3-30GHz 30-300GHz 300-3000GHz
1.3 通信系统的组成 ——1.3.1通信系统的模型
根据电信号传递的媒质不同，通信可分为 有线通信和无线通信两大类。 有线通信——指电信号通过导线、电缆线、 光缆线等有线媒质传递的。 无线通信——指电信号利用空间电磁波的 传播来作为媒质传递的。
14
1.3 通信系统的组成 ——1.3.2 模拟通信与数字通信
5
1.1
引言
1948年，贝尔实验室的威廉·肖克利 (William Shockley)和两位同事发明了晶体 管。这是电子技术发展史上第二个重要里 程碑。他们获得了1956年度的诺贝尔物理 学奖，肖克利后来被誉为“晶体管之父”
6
1.1
引言
1956年，诺依斯、摩尔、布兰克、克莱尔、 赫尔尼、拉斯特、罗伯茨和格里尼克八位年 轻的科学家从美国东部陆续到达硅谷，加盟 “肖克利半导体实验室”。1957年八人集体 离开在诺伊斯的带领下创建了仙童半导体公 司
17
1.3 通信系统的组成 ——数字通信系统模型
接收端收到已调信号后，送入解调器解出原数字基带信号 m(t) m(t)经译码、解密处理后恢复出原始数字信号。 由DAC变换成连续的原始模拟电信号
18
1.3 通信系统的组成 ----常见的高频无线通信系统
射频发射前端 基带信 号处理 低通滤 波器 混频器 功率放 大器 天线
25
1.4 调制解调的提出
解调是将已调波变换为携带信息的基带信 号，它是调制的逆过程 对应调制也应该有AM解调(包络检波和同步 检波)、FM解调(鉴频)、PM解调(鉴相)以及 各种数字解调等
26
3
1.1
引言
1904年弗莱明(Fleming)发明真空电子二极管， 人类社会进入无线电电子学时代。
4
1.1
引言
1907年李·德·福雷斯特(Lee De Forest)发明了 电子三极管，用它可以组成具有放大、振荡、 变频、调制、检波和波形变换等重要功能的 电路，为各种电子线路提供“心脏”器件。 这是电子技术发展史上第一个重要里程碑
20
1.4 调制解调的提出
通信中需要调制的原因： 基带信号是携带信息的低频信号，要想从天 线上以电磁能量形成辐射传送是很困难的 通常传送各种信息的基带信号几乎是占有相 同的频带，若要同时发射必然会相互干扰， 无法接收
21
1.4 调制解调的提出
射频载波信号是一个电压或电流的时变正弦信号，它的电 压正弦高频振荡可以用如下关系式表达：
u( t ) = U m sin(ωt + θ )
数字
m(t )
ASK
FSK
PSK
23
1.4 调制解调的提出
射频载波信号 u( t ) = U m sin(ωt + θ )
基带调制信号是模拟的 幅度调制AM: 载波的幅度Um受控于基带信号正比变化 频率调制FM: 当载波的角频率ω 受控于基带信号正比变化， 相位调制PM : 当载波的相位θ 受控于基带相位正比变化
24
1.4 调制解调的提出
射频载波信号
u( t ) = U m sin(ωt + θ )
基带调制信号m(t)是数字的 移幅键控ASK信号:载波的幅度Um 随数字基带信号m(t) 正 比变化 移频键控FSK信号:载波的频率f随m(t) 正比变化 移相键控PSK信号:载波的相位随m(t) 正比变化 正交幅度调制QAM:如果载频的幅度和相位两者随数字基 带信号正比变化
8
1.1
引言
有线电通信、无线电通信(包括微波通信)、 计算机通信、卫星通信和光通信构成了现 代完整的通信系统网络 现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星 通信和无线电通信，而其中光纤通信是主 体
9
1.2 通信频率的分配
波长与频率、速度之间的关系的数字表达式为：
c λ= f
式中λ为波长，单位为米（m）； c为光速，c= 3×108m/s； f为频率，单位为赫兹（Hz）。
第一章 电子通信概论
李芹
1
第一章 电子通信概论
1.1 1.2 1.3 1.4 引言 通信频率的分配 通信系统的组成 调制解调的提出
2
1.1 引言
1837年摩尔斯（Samuel Morse）发明了第一 个电子通信系统 1876年贝尔（Alexander Graham Bell）和华 迪生（Thomas A Watson）发明了电话机 1873年麦克斯韦（James C. Maxwell）发表 了电磁辐射理论，为无线电通信奠定了理论 基础 1894年马可尼（Guglielmo Marconi）试验无 线电通信获得成功
2413通信系统的组成132模拟通信与数字通信?信号源频率较低携带信息的原始电信号基带信号?调制器把基带信号变换成频率较高适合在信道中传输的电信号实现以上调制功能的电路把基带信号变换成频率较高适合在信道中传输的电信号实现以上调制功能的电路?解调器在接收端为了获取所传输的信息必须将信道送来的已调信号再变换成基带信号实现以上解调功能的电路在接收端为了获取所传输的信息必须将信道送来的已调信号再变换成基带信号实现以上解调功能的电路?模拟终端解调输出的基带信号还必须由模拟终端重新恢复成连续变化的模拟信息话音音乐和图像等解调输出的基带信号还必须由模拟终端重新恢复成连续变化的模拟信息话音音乐和图像等2513通信系统的组成数字通信系统模型?在发送端把模拟基带信号通过adc变换成离散的数字脉冲信号变换成离散的数字脉冲信号?加密处理
光波
12
1.3 通信系统的组成
信息源:是把各种各样的消息变换成原始的电信号 发送设备:将各种原始电信号转化成适合在信道中传输的已载频 信号 接收设备是将信道送来的已调载频电信号变换成原始电信号， 送给受信者 信道就是传递电信号的媒质 受信者是将原始电信号变换成消息，这样就完成了消息的传递 13 过程。
基带信号——频率较低携带信息的原始电信号 调制——把基带信号变换成频率较高，适合在 信道中传输的电信号的变换过程
15
1.3 通信系统的组成 ——模拟通信系统模型
调制器——实现调制功能的电路 已调信号——调制后的电信号，是携带信息且适合在信 道中传输的电信号 解调——在接收端，为了获取所传输的信息，必须将信 道送来的已调信号，再变换成基带信号的变换过程 解调器——实现解调功能的电路。 解调输出的基带信号，还必须由模拟终端重新恢复成连 续变化的模拟信息(话音、音乐和图像等)
u( t ) = U m sin(ωt + θ )
u( t ) —时变正弦电压信号。
U m——正弦电压信号的峰值幅度（伏特V）
ω = 2πf
f ——正弦电压信号的频率（赫兹Hz） θ ——正弦电压信号的相位（弧度rad）
22
1.4 调制解调的提出
调制信号 模拟 实现调制 AM FM PM
uΩ ( t )