通信电子线路：概述 绪论

课程名称：《通信电子线路》课程性质：专业基础课课程教材：电子线路（非线性部分）一、课时安排1.计划学时为48学时，其中课内实验学时8学时。（1）平均一周3节课，排课问题，前半学期一周4节，后半学期一周2节。（2）实验安排在后半学期，分班，更具体的问题后半学期再说。二、平时要求及评分1.关于取消考试资格2.总评（作业+考勤+提问+实验（实验报告，操作））+（期末卷面分数）

30%+70%《电子类基础课》课程概述1.电类基础课程的分支：

电路原理（电路分析、电工学）、模拟电子技术（低频/线性）、数字电子技术2.针对无线电通信技术方面：高频电子技术/线路，按照器件的工作特性又称为：非线性电子线路，（近年来改名）《通信电子线路》3.针对模拟信号处理（产生）的原理电路分为：《模拟电子技术》+《通信电子线路》（《高频电子技术》或《非线性电子线路》）三、课程综述1.课程学习需要多门先修课程，知识点要求广（1）电路原理——节点电流、回路电压、戴维南定理、LC元件，谐振）（2）模拟电子技术（器件、放大、反馈）

2.对课程中教学内容、电路原理进行理解时，还需要“高数”的内容，其中周期函数的傅里叶级数展开用的最多。

要求：教学过程中不要求如何计算，但要能将数学结论应用于理解。

3.不易学

教学目标：（1）建立和掌握通信电子线路中基本以及重要的名字概念、信号处理的思路。（2）熟悉或掌握基本的模拟通信系统中的电路原理、功能。（3）能够应用公式对电路的参数进行估算。（4）通过实验，能够加深对通信系统中基本功能电路工作原理认识，掌握仪器使用方法。

绪论0.1非线性电子线路的作用0.2

非线性器件的基本特点

0.3

本课程的特点0.1

非线性电子线路的作用一、什么是非线性？

电子器件严格上均为非线性的，故所构成的电子线路均为非线性电子线路。但是，依据器件的使用条件不同，所表现的非线性程度不同。

对信号进行处理时，尽量使用器件特性的线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。（小信号，工作在器件的线性区）线性电路：

对信号进行处理时，使用了器件特性的非线性部分，利用器件的非线性完成振荡，频率变换等功能。（使用了器件的非线性特性或大信号）非线性电路：

大信号条件下，由于输入信号较大，必然涉及到器件的非线性部分，例如功率放大器，这样就不能用线性等效电路表示电子器件的特征，而必须用非线性电路的分析方法。二、非线性电子线路在通信系统中的应用1.

通信系统的分类

利用电磁波传送信息(1)

有线通信系统：利用导线传送信息(2)无线通信系统：(3)光纤通信系统：

利用光导纤维传送信息2.

无线通信系统

组成：发射装置+

接收装置

+

传输媒体(1)

发射装置

将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。①换能器：

将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。②发射机：

将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。

③天线：无线通信系统的组成方框图

(2)

传输媒体——电磁波电磁波传输方式，依据波长不同，可分：波段波长频率特点说明中、长波＞200m＜1500kHz沿地表传播大地表面是导体，一部分电磁波会损耗掉，频率越高，损耗越大短波10m-200m1.5～30MHz靠电离层(距地表60千米以上)反射传播电磁波一部分被吸收，另一部分被反射或折射到地面。频率越高，被吸收的能量越小，但频率越过一定值，电磁波会穿过电离层，不再返回地面超短波＜10m＞30MHz沿空间直线传播地球表面是弯曲的，所以只能限制在视线范围内传播距离比较：电离层＞地面＞直线

无线电传播方式(3)接收装置接收是发射的逆过程。①接收天线：

将空间传播到其上的电磁波→高频电振荡。②接收机：高频电振荡电信号

③换能器：

将电信号所传送信息

3.

无线通信存在的问题①天线将电信号转换成电磁波的效率问题

电信号接收天线

电磁波②存在干扰：

各电台的发射信号，各种工业、医学装置辐射电磁波，大气层，宇宙固有的电磁干扰。4.解决方案

发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信息的电信号进行变换和处理。（调制）(1)

调制：

由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数，使该参数按照电信号的规律而变化。

调制信号：携有信息的电信号。载波信号：未调制的高频振荡信号。已调波：经过调制后的高频振荡信号。根据受控参数：调幅、调角（调频、调相）。

(4)

解调：

调制的逆过程，从已调波中取出原载有信息的电信号。(3)

调制的作用：

①减小天线的尺寸(声30～3000Hz，天线要几百km)；

②选台。将不同电台发送的信息分配到不同频率的载波信号上，使接收机可选择特定电台的信息而抑制其它电台发送的信息和各种干扰。

5.

实现无线发射和接收的各种电路

通信系统中，除小信号放大器以外，其它如振荡器、功放、调制器、解调器、混频器、倍频器均是本书讨论范围内的通信电子线路。

三、调幅发射接收机为例，进一步了解实现无线发射和接收的过程

1.

发射机组成(1)

振荡器：

产生fosc

的高频振荡信号，几十kHz以上。

采用调幅方式的中波广播发射机组成方框图(2)

高频放大器：

一或多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，使频率倍增至fc，并提供足够大的载波功率。(3)

调制信号放大器：

多级放大器组成，前几级为小信号放大器，用于放大微音器的电信号；后几级为功放，提供功率足够的调制信号。(4)

振幅调制器：

实现调幅功能，将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，并加到天线上。2.

接收机采用调幅方式的无线广播接收机组成方框图(1)

高频放大器：

由一级或多级小信号谐振放大器组成，放大天线上感生的有用信号；并利用放大器中的谐振系统抑制天线上感生的其它频率的干扰信号。可调谐。

(2)

混频器：

两个输入信号。频率为fc的高频已调信号，本机振荡器产生的频率为fL

的本振信号。将频率为

fc的高频已调信号不失真的变换为载波频率为截fI的中频已调信号：

我国中频。(3)

本机振荡：

用来产生频率为)的高频振荡信号。fL是可调的，并能跟踪fc。(或(4)

中频放大器：

由多级固定调谐的小信号放大器组成，放大中频信号。(5)

检波器：

实现解调功能，将中频调辐波变换为反映传送信息的调制信号。(6)

低频放大器：

由小信号放大器和功率放大器组成，放大调制信号，向扬声器提供所需的推动功率。上述系统中非线性电子线路可分为三类：一类：

实现功率放大功能的电路。在输入信号作用下，将直流电源提供的功率部分地转换为输入信号规律变化的输出信号功率，并使输出信号的功率大于输入信号的功率。二类：

实现振荡功能的电路。可在不加输入信号的情况下，稳定地产生特定频率或特定频率范围的正弦波振荡信号。三类：

实现波形变换和频率变换功能的电路。能在输入信号作用下产生与之波形和频谱不同的输出信号。包括：调制电路、解调电路、混频电路和倍频电路。本课程顺序讨论这三类电路。

7.

其它通信系统

无论采用何种调制方式，发射机和接收机都包括上述各模块，区别主要在于调制器和解调器上。

目前越来越多地采用调频无线通信系统。实现调制的模块为频率调制器，实现解调的模块为频率解调或鉴频器。

当前正在发展的数字通信系统，其调制信号为数字信号，相应的调制为数字调制。

近年来还提出了软件无线电的概念，用软件的方法实现通信系统中一部分电路的功能，改变程序便可变更调制方式。0.2

非线性器件的基本特点

非线性电子线路利用器件的非线性特性实现上述三类功能，因此，有必要首先了解非线性器件的基本特点：一、非线性器件特性的参数复杂

主要有三：(1)直流参数：

适用于直流分析(2)交流参数：

适用于频率变换电路的分析

(3)平均参数：

适用于功率放大和振荡电路的分析

二、非线性器件的控制变量必须明确

分析非线性器件时，必须注明它的控制变量。控制变量不同，描写非线性器件特性的函数也不同。例如二极管

电压为控制量：电流指数变化

电流为控制量：

电压对数变化注意：

当特性非单调时，指明控制量尤为重要例：(1)控制变量为电压：

电流为单值电流：

电压为多值

隧道二极管的特性曲线

*

器件特性的描述与控制变量有关，并可能出现负参数，是非线性与线性器件的又一重要区别。三、不满足叠加原理

若

则

而

例

出现新的频率成份

非线性电路实现频率加、减等更多电路功能。

如：当器件两端加余弦电压

时，由于特性的非线性，流过器件的电流必为非余弦，将其按付里叶级数展开：四、分析电路时候要用到傅里叶级数

概念补充：