通信电路原理
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通信电路原理
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
HOME-RF:Home--Radio Frequency (家庭无线局域网)。 RFID：Radio Frequency Identification（非接触识别系统）。
4
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。
设调制信号是方波信号（0~1v），则是幅度键 控调幅波 ASK。 CAD1-01
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)
Low Performance Low Cost
HOME-RF
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)。
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。
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。
7
1.1.3 通信系统的信道
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。 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
10
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。
fAM (t)[A 0f(t)c ]o0 ts
5
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。
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。
设调制信号是单频正弦信号： f(t)Vmco st
f A ( t ) M [ A 0 V m c t o ] c0 s t o A 0 ( 1 s m A c t o ) c0 s t o
这是标准调幅波 SAM。 m A 是调幅度
。
11
把载波抑制掉，是抑制载波调幅波 SCAM。
fSC (tA ) M A 0co 0 ts V m c ots
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。
9
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
12
源自文库
1.1.5 通信系统中的发送与接收设备 调幅发射机方框原理图
波形2 波形3
振荡器
缓冲级
倍频器
放大级 调制器
功率 放大器
低频 放大
低频 功放
波形1
13
超外差接收机方框原理图
波形4 波形6
波形7
输入 回路
高频 放大
混频器
中频 放大
解调器
低频 放大
波形5
本地 振荡器
自动 增益 控制
14
发送与接收设备小结：
1.3 通信电路的基本形式
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
计算机
卫星手机
基台
局域网
地面站
同步 卫星
(35860KM)
电视机 计算机
有线 电视网
公用 电信网
电话局
电话机 计算机
寻呼机
寻呼台
广播网
电视机 收音机
3
当前移动，无线通信的发展
RFID
WPAN
WLAN
频分复用（ FDMA ）。 时分复用（ TDMA ）。 码分复用（ CDMA ）。
6
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。
带宽度。
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。
发送与接收设备中，产生频率变换的电路有谐振功率 放大器、倍频器、振荡器、及各种调制、解调器等。
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
8
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。
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
HOME-RF:Home--Radio Frequency (家庭无线局域网)。 RFID：Radio Frequency Identification（非接触识别系统）。
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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。
设调制信号是方波信号（0~1v），则是幅度键 控调幅波 ASK。 CAD1-01
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)
Low Performance Low Cost
HOME-RF
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)。
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。
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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1.1.3 通信系统的信道
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。 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
10
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。
fAM (t)[A 0f(t)c ]o0 ts
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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。
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。
设调制信号是单频正弦信号： f(t)Vmco st
f A ( t ) M [ A 0 V m c t o ] c0 s t o A 0 ( 1 s m A c t o ) c0 s t o
这是标准调幅波 SAM。 m A 是调幅度
。
11
把载波抑制掉，是抑制载波调幅波 SCAM。
fSC (tA ) M A 0co 0 ts V m c ots
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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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
12
源自文库
1.1.5 通信系统中的发送与接收设备 调幅发射机方框原理图
波形2 波形3
振荡器
缓冲级
倍频器
放大级 调制器
功率 放大器
低频 放大
低频 功放
波形1
13
超外差接收机方框原理图
波形4 波形6
波形7
输入 回路
高频 放大
混频器
中频 放大
解调器
低频 放大
波形5
本地 振荡器
自动 增益 控制
14
发送与接收设备小结：
1.3 通信电路的基本形式
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
计算机
卫星手机
基台
局域网
地面站
同步 卫星
(35860KM)
电视机 计算机
有线 电视网
公用 电信网
电话局
电话机 计算机
寻呼机
寻呼台
广播网
电视机 收音机
3
当前移动，无线通信的发展
RFID
WPAN
WLAN
频分复用（ FDMA ）。 时分复用（ TDMA ）。 码分复用（ CDMA ）。
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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。
带宽度。
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。
发送与接收设备中，产生频率变换的电路有谐振功率 放大器、倍频器、振荡器、及各种调制、解调器等。
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
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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。