高频电子技术-1、概述

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第一章 绪论
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第一章 绪论
• 解调——信号的“卸载” 1) 什么是解调？ 从高频已调波信号中“取出”调制信号的 过程。 2) 解调的三种方式 ①对调幅波的解调——检波 ②对调频波的解调——鉴频 ③对调相波的解调——鉴相
第一章 绪论
• 无线电波是一种电磁波，其传播速度与 光速相同，且有λ=c/f。 • 无线电波具有直射、绕射、反射与折射 等现象。 • 无线电波的三种传播途径（如图）：
第一章 绪论
--调幅发射机各部分的作用 • 高频功率放大器与调幅器： 作用是将输入的高频载波信号和低频调制信 号变换成高频已调信号，并以足够大的功率 输送到天线，然后辐射到空间； • 话筒（拾音器）： 输入变换器，它的作用是把声音信源转变成 电信号，称为音频信号，即基带信号或调制 信号； • 低频放大器： 把话筒变换的音频信号放大到一定的幅度， 以实现一定的调制度。
本课程主要是研究通信系统中共用的基 本单元电路，其内容包括高频小信号放大器、 高频功率放大器、正弦波振荡器、调制与解调 电路、混频电路、反馈控制电路等。除了高频 小信号放大器为线性电路，其余都属于非线性 电子线路。因此要注意以下几点： 1）非线性电子线路分析的复杂性； 2）非线性电子线路种类和电路形式的多 样性； 3）非线性电子线路具有很强的实践性。
第一章 绪论
• 1.1 高频电子技术概述 • 1.1.1 通信发展简史
• 通信的目的：就是传递信息，把信息从一地 传向另一地 • 通信手段：有线通信-无线电通信 • 现代通信是：用电信号来完成信息传递的过 程 • 高频电子技术的研究对象主要是：无线电发 送与接收设备的有关电路的原理、组成与功 能。
第一章 绪论
• 3.信号的特性
• 信号具有两个方面的特性 —— 时间特性和频 率特性
第一章 绪论
1.4 噪声与干扰
第一章 绪论
• 1.4 噪声与干扰
• 根据噪声和干扰的性质不同，通常可分为两 类：乘性噪声（干扰）和加性噪声（干扰）。 • 乘性噪声是由于通信系统的非理想传输特性 而引起的 • 加性噪声是一种独立于信号而存在的噪声。
思考
线性电阻与非线性电阻的伏 安特性曲线有什么不同呢？ 你能举出例子来吗？
第一章 绪论
• 线性电路
全部由线性或处于线性工作状态的元器件组 成的电路，称为线性电路。
• 非线性电路
电路中只要含有一个元器件是非线性的或处 于非线性工作状态，称为非线性电路。但是当作用 在非线性器件上的信号很小、工作点取得适当时非 线性器件近似处于线性工作状态，可当作线性器件。 例如在模拟电子技术中的晶体三级管放大器。
10~102m
1~10m
高频(HF)
甚高频(VHF) 30~300MHz
分米波
厘米波 毫米波
1~10dm
1~10cm 1~10mm
特高频(UHF) 300~3000MHz 电视、雷达、移动通信
超高频(SHF) 3~30GHz 极高频(EHF) 30~300GHz 雷达、中继、卫星通信 射电天文、卫星、雷达
第一章 绪论
• 1.2 无线通信系统的模型 • 1.2.1 发送与接收的基本原理
• 通信是将消息从发信者传输到收信者的过程， 而实现这种传输过程的系统称为通信系统
无线通信系统组成框图
信源
输入 变换 器
发送 设备
信道
接收 设备
输出 变换 器
噪声 和 干扰源
第一章 绪论
• 无线通信系统各部分作用： 1）信源：提供需要传送的信息； 2）输入变换器：将信息源（图像、声音等） 的信息变换成电信号，把该信号称为基带信 号； 3）发送设备：将基带信号进行某种处理，并 以足够的功率送入信道，以实现有效的传送， 其中最主要的处理为调制，调制后的信号称 为已调信号，或已调波（调制信号）；
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＝936KHz＋455KHz ＝1391KHz 答：接收机本振频率为1391KHz。
课堂练习二 解答
2.如果高频载波频率为150MHZ,问λ/4天线应长？ 解：∵频率等于光速C除以波长λ,即 ƒ ＝C∕λ,则： λ＝C∕ƒ , 8 6 10 ÷150 10 λ＝3× × ＝2(米), λ/4＝2÷4＝0.5 (米) 答：λ/4天线应0.5米长。
小 结
• 高频电子线路的典型应用是通信系统； • 通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介 三部分组成； • 电信号的发射与接收的关键是调制与解调； • 高放、混频、本振、调制、解调等相关知识 是本课程要解决的问题； • 了解无线电信号所具有的基本特点是必备的 基本知识。
课堂练习一
1.如果广播电台发射的信号频率为 f =936KHz, 接收机中频 f I =455KHz, 问接收机本振频率 f 问多少？
第一章 绪论
• 通信系统按传输的基带信号不同，分为模拟通信 系统和数字通信系统两大类。
1）模拟通信系统：直接传输模拟信号（即基带信号 为模拟信号）的通信系统,称为模拟通信系统。 2）数字通信系统：传输数字信号（即基带信号为数 字信号）的通信系统,称为数字通信系统。
第一章 绪论
1.2 无线通信系统的模型
图 电视节目传送设备和信号传输流程
•
电视节目的传送需要传输信息的设备，包括信 号处理、发送和接收设备，还需要通过空中这个 信号传输的物理通道——信道。 传输信息的设备和信道的总和称为通信系统。
•
•
传输的信息是模拟信号的为模拟通信系统，传 输的信息为数字信号的为数字通信系统。
第一章 绪论
念
第一章 绪论
• 非线性元器件
• 1.5 非线性电路的基本概念
电子元器件按工作特性分为线性元器件和非线性元器件 两种。非线性元器件和线性元器件主要差别在于其工作特性
是非线性的，它的参数不是一个常数，它的参数和外加电压
或通过的电流大小有关。各种二极管、晶体管等电子器件都 是非线性器件，而常见的电阻器、平板电容和空心电感线圈 等都是线性器件。
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课堂练习二
2.如果高频载波频率为150MHZ,问λ/4天线应 长？
课堂练习三
3. 中波广播波段的波长范围为187~560米,问 其波率范围为?
课堂练习一 解答
1.如果广播电台发射的信号频率为 f =936KHz, 接收机中频 f I =455KHz, 问接收机本振频率 f 问多少？ 解： f f f
第一章 绪论
• 3) 三种调制方式
•
振幅调制：用基带信号去改变高频振荡信号的 振幅，则称为振幅调制，简称调幅（AM）。调 幅获得的已调波称为调幅波。
•
频率调制：用基带信号去改变高频振荡信号的 频率，则称为频率调制，简称调频（FM） 。调 频获得的已调波称为调频波。
•
相位调制：用基带信号去改变高频振荡信号的 相位，则称为相位调制，简称调相（PM）。调 相获得的已调波称为调相波。
第一章 绪论
• 2. 无线通信的频段
波段名称 波长范围 长波LW 频段名称 频率范围 30~300kHz 主要用途 长距离点与点通信 103~104m 低频(LF)
中波MW 102~103m 中频(MF) 短波SW
米波
300~3000kHz 3~30kHz
广播、船舶、飞行通信 短波广播、军事通信
电视、调频广播、雷达
长、中波
短波
超短波
图 无线电波的传播方式
第一章 绪论
1.3 信号
第一章 绪论
• 1.3 信号
• • 广义地说，信号是随时间变化的某种物理量 对于通信技术，一般将语言、文字、图像或数据 等统称为消息，在消息之中包含有一定数量的信 息。
• • • • •
1.信号传递方式 2.信号的分类 连续信号与离散信号 确定信号和随机信号 周期信号与非周期信号
课堂练习三 解答
3. 中波广播波段的波长范围为187~560米,问其波 率范围为? 解：∵频率ƒ 等于光速C除以波长λ,即 ƒ＝C∕λ, 则： 8 10 ∕560≈536 KHz λ＝560米时， ƒ ＝ 3× 8 λ＝187米时，ƒ ＝ 3× 10 ∕187≈1604 KHz 答：波率范围为536 KHz ～1604 KHz。
第一章 绪论
4）信道：信息的传送通道，又称传输媒介。 信道可分为无线信道和有线信道两大类； 5）接收设备：把由信道传送过来的已调信号 取出并进行处理，得到与发送相对应的原基 带信号，把这一过程称为解调； 6）输出变换器：把基带信号恢复成原来形式 的信息。
第一章 绪论
• 1.2.2 发送设备的基本组成
第一章 绪论
1. 调制 1)什么是调制？ 把待传送基带信号（调制信号）“装载” 到高频振荡信号（载波）上去的过程。 2) 为什么要调制？
第一章 绪论
2)为什么要调制
思考
大家动手算算，20KHz的 音频信号，取波长λ 的1/4 做天线发送出去，这天线 有多长？
信号源直接发送存在的问题，主要有以下两点： (1)天线尺寸 天线尺寸与被辐射信号的波长相比拟时 （波长λ的1/10~1），信号才能被天线有效的辐 射出去。对于音频范围20Hz~20kHz来说，这样 的天线不可能实现。 (2)信号选择 如果直接发射，多家电台的发射信号频率 范围大致相同，接收机无法区分。
• 通信示例：
• • 科技人员用遥控设备将数据传送到宇宙飞船， 控制宇宙飞船的飞行姿态； 路人用手机给家里人打电话，告知家里人自己 的位置和事情；
•
广播电台将新闻和音乐传送到千家万户。
•
通常称提供信息的发信者为信息源，使用信 息的用户为信息宿。
•
•
电视节目的传送是节目源与观众的通信。
任何通信都需要相应配套的信息传输设备和 传输路程。