高频电子技术课件

国际规定电话信号的频带是300～3400Hz。
中波调幅广播（535KHz~1605KHz），广播电台每个已
调信号占有的频带宽度是 9KHz。 我国采用的电视图象信号的频带是0～8MHz。

信道多址复用的方式。 频分复用（ FDMA ）。 时分复用（ TDMA ）。 码分复用（ CDMA ）。
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教学安排
总学时 讲课学时 课堂讨论与习题 复习 实验 机动 64 50 8 4 另外专门安排 2
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通信电路原理
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教材

《通信电路原理》（笫二版）

董在望、陈雅琴、雷有华、肖华庭编
高等教育出版社 2002年

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通信电路原理
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参考书

1、《高频电路》（上、下册） 清华通信教研组编 人民邮电出版社 2、《高频电子线路》第三版 张肃文、陆兆熊编 高等教育出版社 3、《射频集成电路芯片原理与应用电路设计》 黄智伟 电子工业出版社
移动体运动引起接收信号的频率的变化即多卜勒 频 移 。 fd=fmcosθ 式 中 fm=v/λ v， 与 车 速 和 载 波 频 率 有 关 ， 所 以 车 速 越快，多卜勒频移越大。
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1.1.4 通信系统中的信号

基带信号传输
信号频带：在通信系统中被传输的信号，一般情况下都不 是单一频率的信号，而是含有一定频率范围内的各频率分量 。而它所占有频率范围的大小，则称为这个信号所占有的频 带宽度。
通信电子线路(A)
华东交通大学信息工程学院 通信工程系 主讲教师：李伟平
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• 总学分：4分 • 周学时：4 • 平时成绩占总成绩30% 包括：出勤（40%）作业（30%） 课堂提问（20%）学习态度（10%） • 答疑时间：每周一晚 6:30-8:30 • 联系方式：liweiping@ecjtu.edu.cn
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移动通信中信道的特殊问题
选择性衰落（频域）和延时扩展（时域） 在城市环境中，树林和建筑物等会对电磁波 产生反射和散射，从而使到达接收点的信号， 除直射波外还有多个反射波和散射波。 使接收信号产生选择性衰落和延时扩展。

选择性衰落使不同的频率不同的衰减特性，产生失真。
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1.1.2 通信系统的基本特性
一、传输距离
传输距离是指信号从发送端到达接收端并能被可靠 接收的最大距离。

发送端的信号功率。
信号通过信道的损耗。
信号通过信道混入各种形式的干扰和噪声。 接收机的接收灵敏度。
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二、通信容量 通信容量是指一个信道能够同时传送独立信号的 路数。 已调信号所占有的频带宽度。
Heinrich Hertz (1857-1894) made the first radio transmitter and demonstrated the existence of radio waves in 1887.
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• 电磁场电磁波理论推动无线通信
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无线通信在军事和民用上迅速发展
• 军事上：电台，雷达等 • 民用上：广播/电视/无限通信/卫星通 信等
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无线通信在军事和民用上迅速发展
Early RADAR from the UK
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无线通信在军事和民用上迅速发展
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课程内容


笫1章 绪 论 笫2章 滤波器 笫3章 高频放大器 笫4章 非线性电路及其分析方法 笫5章 正弦波振荡器 笫6章 调制与解调 笫7章 锁相环路 笫8章 频率合成技术
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第1章 绪论
1.1 通信系统的基本概念 1.1.1 通信系统的组成 1.1.2 通信系统的基本特性 1.1.3 通信系统的信道 1.1.4 通信系统中的信号 1.1.5 通信系统中的发送与接收设备 1.2 信号传输的基本问题 1.2.1 信号通过线性系统 1.2.2 信号通过非线性系统 1.2.3 干扰 1.3 通信电路的基本形式
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1.1.5 通信系统中的发送与接收设备
器件更新
电子三极管 稳定，功率大 启动慢 用于电视广播方面 放大 电路 晶体三极管 节约电能，体积较小 集成电路 体积更小，重量轻，寿命长
数字化（方向）手机，数字电视 一般市场上为数字处理电视而非数字电视
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f AM (t ) [ A0 f (t )] cos 0t

设调制信号是单频正弦信号：
f (t ) Vm cos t
f AM (t ) [ A0 Vm cos t ] cos 0t A0 (1 mA cos t ) cos 0t
这是标准调幅波 SAM。 m A 是调幅度 2014-1-12 通信电路原理 。

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载波信号传输
当所使用信道的频率特性不适于基带信号传输时， 可以利用调制技术将基带信号的频谱搬移到信道的 工作频率范围内。例如，为了实现中波广播可以利用 调幅技术将声音基带信号搬移到中波波段的某一频率 附近。这种传送基带信号的方法称为载波信号传输。
举例：三种调幅信号。
On December 1901, Marconi proved to the world that it was possible to send messages across continents when he sent the letter "S" in Morse from Cornwall, England to St. John's, Newfoundland in Canada.
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1.1.3 通信系统的信道（有线信道与无线信道）
一、衰减特性 信道的衰减特性是指信号经信道传输时，信号 能量被衰减的程度。 二、工作频率范围 不同的信道具有不同的工作频率范围。（表1.1.1） 三、频率特性 信道的频率特性是指在信道的工作频率范围内， 当不同频率的信号通过时，由信道引起的幅度衰减 和附加相移是不同的。 四、时变与时不变特性 在某些信道中，信道的传输特性是随时间变化的。 例如：无线信道。 五、干扰特性（电波传播）
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无线通信在军事和民用上迅速发展
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1.1.1 通信系统组成的示意图
(全球星系统) (765KM) 低轨 卫星 手机 局域网 卫星手机 基台 地面站 计算机 同步 卫星 (35860KM)
电视机 计算机
有线 电视网
公用 电信网
广播网
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无线电信号的产生与发射
振荡器：产生高频信号，是无线电发送设备的基本单
元
直流能量→交流能量
i 振荡器
发 射 天 线
为了提高振荡器的频率 稳定度和增加输出功率， 在振荡器之后往往还要 加缓冲级与放大级
电键 直流电源
（a）方框图
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无线电报发射机原理
又叫 Bluetooth （‘蓝牙’），工作范围：10~100m。 工作频率范围：2.400~2.4835GHz。速率：1Mbit/s。 全世界现已有1880家厂商支持V1.0B技术规范版本。
HOME-RF:Home--Radio Frequency (家庭无线局域网)。 RFID：Radio Frequency Identification（射频识别系统）。
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三、信号失真度 信号失真度指的是接收设备输出信号不同(失真）于 发送端基带信号的程度。 信道特性不理想。 对信号进行处理的电路（发送与接收设备）特性 不理想。 四、抗干扰能力 信号通过信道时，总要混入各种形式的干扰和噪声， 使接收机输出信号的质量下降。 提高通信系统的抗干扰能力。 选用高质量的调制和解调电路。 可做到：任何人在任何时候和任何地点都可以实 现通信。
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把载波抑制掉，是抑制载波调幅波 SCAM。
f SCAM (t ) A0 cos 0t Vm cos t
设调制信号是方波信号（0~1v），则是幅度键 控调幅波 ASK。


信道复用
由于一个实际信道可用的通频带往往比一路基带 信号所占有的频带宽得多，为了充分利用信道，需要 将多路基带信号合成群路信号在信道中传输。在接收 端再将群路信号分解为各基带信号。根据复用方式不 同，可分为频分复用、时分复用和码分复用等。 (FDMA, TDMA, CDMA)
电话局
电话机 计算机
寻呼机
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寻呼台
电视机 收音机
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当前移动，无线通信的发展
RFID
Low Performance Low Cost
WPAN HOME-RF
WLAN
High Performance High Cost
WLAN: Wireless Local Area Nets（手机无线上网）。 WPAN: Wireless Personal Area Nets (个人无线局域网)。
百度文库
举例：对电话来说，它强调可懂度，而不要求音色等。 国际规定电话信号的频带是300～3400Hz。 在通信系统中，规定一路电话信号所占的带宽为4kHz。 又如，我国采用的电视图象信号的频带是0～8MHz等。

定义：称这种直接表示原始信息的电信号为基带信号。 直接传送基带信号称为基带信号传输。

电话电缆可传输电话基带信号。视频电缆可传输电视基 带信号。
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课程要求



学习质量好坏，对后续专业课程的 学习影响很大 尽可能做到课前预习、课上认真听 讲、课后及时复习、按时独立完成 规定作业、遇到疑难问题应尽快通 过答疑、讨论等环节来解决， 积极选做综合性研究课题，以便更 好地学好本课程。
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通信电路原理
为了发送电报信号，可以加一个电键来控制供给振荡器的直流电源，
即得到如图1.2-4（a）所示的无线电波发射机方框图。
电源接通时，振荡器发生高频电流i； 电源断开时，振荡器没有高频电流送出。
无线电通信过程
一个导体如果载有高频电流，就有电磁能向空间辐射。电磁能是以 波的形式向外传播的，称为电磁波。高频率的电流称为载波电流或 简称载波。这种频率称为载波频率或射频。载有载波电流，使电磁 能以电磁波形式向空间发射的导体，称为发射天线。
发送：如果设法用电报或电话信号控制这载波信
电流，则这电磁能中就含有所要发送的电报或 电话信息，这就是无线电信号的发送过程。 接收：在接收端，首先由接收天线将收到的电磁 波还原为与发送端相似的高频电流，然后经过 检波，取出原来的电极或电话信号。
延时扩展对高速数据传输影响很大。 多卜勒频移 在高速移动情况下接收，还要考虑多卜勒 频率的影响。 在城市环境中，移动情况下的无线传输信道 的传输特性是十分恶劣的。
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多卜勒频移与频域扩散 移动台往往处于移动载体之内，移动载体的运动 将叠加在电波的传播上。因此，到达接收端的信号附 加有移动载体运动的变化量，如图
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引言
有线通信系统 数字通信系统 无线通信系统 模拟通信系统
多媒体通信系统
基带信号
频带信号
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• 电的发明推动现代通信诞生
电的发现与现代通信
Benjamin Franklin (1706-1790) Samuel Morse (1791-1872) Thomas Edison's Telephone
Michael Faraday (1791-1867）
Alexander Graham Bell
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• 电话的发明者：
– – – – 贝尔？ 格林？ 爱迪生？ 梅乌奇？
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通信电路原理
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• 电磁场电磁波理论推动无线通信
无线通信发展
James Clerk Maxwell (1831-1879)