高频第一章分解优秀PPT.ppt

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1、Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路高频电子线路高频电子线路教材高频电路原理与分析教材高频电路原理与分析 曾兴雯、刘乃安、陈健编曾兴雯、刘乃安、陈健编 西安电子科技高校出版社西安电子科技高校出版社Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路目目 录录第一章第一章 绪论绪论其次章其次章 高频电路基础高频电路基础第三章第三章 高频谐振放大器高频谐振放大器第四章第四章 正弦波振荡器正弦波振荡器第五章第五章 频谱的线性搬移电路频谱的线性搬移电路第六章第六章 振幅调制、解调及混频振幅调制、解调及混频第七章第七章 频率调制与解调频率调

2、制与解调Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路第一章第一章 绪绪 论论1.1 1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述 1.2 1.2 信号、频谱与调制信号、频谱与调制 1.3 1.3 本课程的特点本课程的特点 Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路1.1 1.1 无线通信系统概述无线通信系统概述 高频电路是通信系统，特殊是无线通信系统高频电路是通信系统，特殊是无线通信系统的基础，是无线通信设备的重要组成部分。的基础，是无线通信设备的重要组成部分。1.1.1 1.1.1 无线通信系统的组成无线通信系统的组成通信系统的组

3、成通信系统的组成无线通信系统的组成无线通信系统的组成Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路通信系统的组成通信系统的组成Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路无线通信系统的基本组成无线通信系统的基本组成 无线通信系统的组成无线通信系统的组成信源信宿放射端放射端接收端接收端超外差接收机主要特点：由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选超外差接收机主要特点：由频率固定的中频放大器来完成对接收信号的选择和放大。当信号频率变更时，只要相应地变更本地振荡信号频率即可。择和放大。当信号频率变更时，只要相应地变更本地振荡信号频率即可

4、。Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 高频电子线路的基本内容应当包括：高频电子线路的基本内容应当包括：（1）高频振荡器：用于产生载波或本地振荡信号）高频振荡器：用于产生载波或本地振荡信号 （2）放大器：包括小信号放大器和功率放大器）放大器：包括小信号放大器和功率放大器 （3）混频或变频：高频信号变换或处理）混频或变频：高频信号变换或处理 （4）调制与解调：高频信号变换或处理）调制与解调：高频信号变换或处理高频电子线路高频电子线路课程的基本教学内容课程的基本教学内容Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 依据无线通信

5、系统中关键部分的不同特性,有以下一些类型:（1）依据工作频段或传输手段分类,有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。射频（RF）事实上是“高频”的广义语,它是指适合无线电放射和传播的频率。无线通信系统的类型无线通信系统的类型Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 依据无线通信系统中关键部分的不同特性,有以下一些类型:（2）依据通信方式来分类,主要有（全）双工、半双工和单工方式。（3）依据调制方式的不同来划分,有调幅、调频、调相以及混合调制等。（4）依据传送的消息类型分类,有模拟通信和数字通信,也可以分为话音通信、图像通信、数据通信和多媒体通

6、信等。无线通信系统的类型无线通信系统的类型Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路第一章第一章 绪绪 论论1.2 1.2 信号、频谱与调制信号、频谱与调制 在高频电路中，须要处理的无线电信在高频电路中，须要处理的无线电信号主要有三种：基带（消息）信号、高频号主要有三种：基带（消息）信号、高频载波信号、已调信号。载波信号、已调信号。多方面的特性：时间特性、频谱特性、多方面的特性：时间特性、频谱特性、频率特性、调制特性、传播特性。频率特性、调制特性、传播特性。Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 一个无线电信号,可以将它表

7、示为电压或电流的时间函数,通常用时域波形或数学表达式来描述。无线电信号的时间特性就是信号随时间变更快慢的特性。1.1.时间特性时间特性tVGuo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 对对于于较较困困难难的的信信号号（如如话话音音信信号号、图图像像信信号号等）等）,用频谱分析法表示较为便利。用频谱分析法表示较为便利。方波信号分解方波信号分解 2.2.频谱特性频谱特性 频谱图频谱图 傅立叶绽开傅立叶绽开 带宽带宽?语音信号大致范围：语音信号大致范围：100Hz6kHz 主要能量：主要能量：300Hz3.4kHzGuo JiaoNorthwest A&F Unive

8、rsity高频电子线路 任何信号都具有确定的频率和波长。这里所讲的频率特性就是无线电信号的频率或波长。电磁波辐射的波谱很宽,如下图所示。3.3.频率特性频率特性可以认为无线电波是一种频率相对较低的电磁波。可以认为无线电波是一种频率相对较低的电磁波。c=fGuo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路无线电波的频段划分无线电波的频段划分不同频段的信号具有不同的分析与实现方法：对于米波以上米波以上的信号通常用集总参数的方法和路的概念集总参数的方法和路的概念来分析与实现；对于米波以下米波以下，一般应用分布参数的方法和场的分布参数的方法和场的概念概念来分析与实现。Guo

9、JiaoNorthwest A&F University高频电子线路4.4.传播特性传播特性 传播特性是指无线电信号的传播方式、传播距离、传传播特性是指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。播特点等。电磁波从放射天线辐射出去后电磁波从放射天线辐射出去后,接收机只能收到其中接收机只能收到其中微小的一部分微小的一部分,在传播过程中在传播过程中,电波的能量会被地面、建电波的能量会被地面、建筑物或高空的电离层吸取或反射筑物或高空的电离层吸取或反射,或者在大气层中产生或者在大气层中产生折射或散射等现象折射或散射等现象,造成到达接收机时的强度大大衰减。造成到达接收机时的强度大大衰减。确定传播方式和传

10、播特点的关键因素确定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。是无线电信号的频率。Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 图图1 4 无线电波的主要传播方式无线电波的主要传播方式（a）直射传播直射传播;（b）地波传播地波传播;（c）天波传播天波传播;（d）散射传播散射传播(距地面60600km)(距地面1012km)(散射传播距离100500km)(适合频率4006000MHz)(一次反射距离约为4000km)(适合于中短波)(适合于中长波)(适合于超短波、微波)4.4.传播特性传播特性Guo JiaoNorthwest A&F University

11、高频电子线路 所谓调制,就是用调制信号去限制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）依据调制信号的规律变更。依据载波受调制参数的不同,调制分为三种基本方式：振幅调制（调幅）AM；频率调制（调频）FM；相位调制（调相）PM。5.5.调制特性调制特性Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 调制在无线通信中的作用至关重要：调制在无线通信中的作用至关重要：高频适于天线辐射和无线传播。高频适于天线辐射和无线传播。音频信号？音频信号？可以实现信道的复用，提高信道利用率。可以实现信道的复用，提高信道利用率。5.5.调制特性调制特性 依据载波受调制

12、参数的不同,调制分为三种基本方式：振幅调制（调幅）AM；频率调制（调频）FM；相位调制（调相）PM。当调制信号为数字信号时，通常称为键控，三种基本的键控方式为：ASK，FSK，PSK。Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路低噪声放大 干脆进行频率搬移放大解调？混频中频放大解调？Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路在高频电路中，须要处理的无线电信号主要有三种：在高频电路中，须要处理的无线电信号主要有三种：1 1、基带（消息）信号基带（消息）信号 低频信号低频信号 没有进行调制之前的原始信号，也称调制信号。没有进行调制之

13、前的原始信号，也称调制信号。3 3、已调信号、已调信号 高频信号高频信号 调制信号对载波信号进行调制后的信号。调制信号对载波信号进行调制后的信号。2 2、高频载波信号、高频载波信号 高频信号高频信号 用于调制的高频振荡（载波）信号和用于解调的用于调制的高频振荡（载波）信号和用于解调的 本地振荡信号（或称复原载波），一般为单一频率本地振荡信号（或称复原载波），一般为单一频率的正弦（或余弦）信号或脉冲高频信号。的正弦（或余弦）信号或脉冲高频信号。Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路调制举例调制举例:AM:AM调制调制 消息信号（基带信号消息信号（基带信号 )

14、高频载波信号高频载波信号已调信号已调信号传播波形传播波形Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路1.3 1.3 本课程的特点本课程的特点第一章第一章 绪绪 论论Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路高频电子线路的特点高频电子线路的特点 (1)高频电子线路是由线性元件（电阻、电容、电感等）和高频电子线路是由线性元件（电阻、电容、电感等）和非线性器件（二极管、三极管、场效应管等）组成；非线性器件（二极管、三极管、场效应管等）组成；(2)非线性电路的分析是本课程的核心和难点；非线性电路的分析是本课程的核心和难点；(3)本课程的

15、主要内容有高频振荡器、高频放大器（小信号本课程的主要内容有高频振荡器、高频放大器（小信号放大、功率放大）、高频信号的变换和处理（变频、调制、放大、功率放大）、高频信号的变换和处理（变频、调制、解调）等。解调）等。(4)内容多、电路多、元器件困难，工程性、实践性强，培内容多、电路多、元器件困难，工程性、实践性强，培育学生的电子电路工程分析与设计实力。育学生的电子电路工程分析与设计实力。学习基础：电路基础、低频电子线路（模电）、信号与系统学习基础：电路基础、低频电子线路（模电）、信号与系统Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 1 画出无线通信收发信机的原理框

16、图画出无线通信收发信机的原理框图,并说出各部分并说出各部分的功用。的功用。2 无线通信为什么要用高频信号？无线通信为什么要用高频信号？“高频高频”信号指的是信号指的是什么？什么？3 无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？4 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传播特性和应用状况如何？的传播特性和应用状况如何？思索题与习题思索题与习题Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路11 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。画出无线通信收发信机的原理框图，并说出

17、各部分功用。上图是一个语音无线电广播通信系统的基本框图，它由放射上图是一个语音无线电广播通信系统的基本框图，它由放射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。思索题与习题思索题与习题Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 放射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器、功率放大放射部分由话筒、音频放大器、调制器、变频器、功率放大器和放射天线组成。音频信号经低频放大后，首先进行调制变器和放射天线组成。音频信号经低频放大后，首先进行调制变成一个高频已调波，然后通过变频达到所需的放射频率，经高成一个高频已调波，然后通过变频达到所

18、需的放射频率，经高频功率放大后，由天线放射出去。频功率放大后，由天线放射出去。11 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。思索题与习题思索题与习题Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放接收设备由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收的高大器、解调器、音频放大器、扬声器等组成。由天线接收的高频信号，经放大、混频后，变成一中频已调波，然后检波，复频信号，经放大、混频后，变成一中频已调波，然后检

19、波，复原出原来的音频信息，经低频功放后驱动扬声器。原出原来的音频信息，经低频功放后驱动扬声器。11 画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。画出无线通信收发信机的原理框图，并说出各部分功用。思索题与习题思索题与习题Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路12 无线通信为什么要用高频信号？无线通信为什么要用高频信号？“高频高频”信号指的是什信号指的是什么？么？高频信号指的是适合天线放射、传播和接收的射频信号。高频信号指的是适合天线放射、传播和接收的射频信号。接受高频信号的缘由主要是：接受高频信号的缘由主要是：（1）频率越高，可利用的频带就越宽，信道容

20、量就越大，）频率越高，可利用的频带就越宽，信道容量就越大，而且可以减小或避开频道间的干扰；而且可以减小或避开频道间的干扰；（2）高频信号更适合天线辐射和接收，因为只有天线尺寸）高频信号更适合天线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收大小可以与信号波长相比拟时，才有较高的辐射效率和接收效率，这样，可以接受较小的信号功率，传播较远的距离，效率，这样，可以接受较小的信号功率，传播较远的距离，也可获得较高的接收灵敏度。也可获得较高的接收灵敏度。思索题与习题思索题与习题Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路 因为基带调制信号

21、通常是频率比较低的信号，为了达到较因为基带调制信号通常是频率比较低的信号，为了达到较高的放射效率和接收效率，减小天线尺寸，可以通过调制，高的放射效率和接收效率，减小天线尺寸，可以通过调制，把低频调制信号的频谱搬移到高频载波旁边；另外，由于调把低频调制信号的频谱搬移到高频载波旁边；另外，由于调制后的信号是高频信号，因而提高了信道利用率。制后的信号是高频信号，因而提高了信道利用率。调制的过程是用低频调制信号去限制高频载波的某个参数调制的过程是用低频调制信号去限制高频载波的某个参数（幅度、频率或相位），因而有调幅（幅度、频率或相位），因而有调幅（AMAM）、调频（）、调频（FMFM）和）和调相（调相（PMPM）等方式。）等方式。1 13 3 无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？无线通信为什么要进行调制？如何进行调制？思索题与习题思索题与习题Guo JiaoNorthwest A&F University高频电子线路1 14 4 无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传无线电信号的频段或波段是如何划分的？各个频段的传 播特性和应用状况如何？播特性和应用状况如何？思索题与习题思索题与习题