高频电子线路 第一章 绪论课件

第一章绪论1.1电子线路的分类1.2线性与非线性电子线路1.3通信发展简史1.4无线电信号的传输理论1.1电子线路的分类包含有源器件的网络统称为电子线路。一、电子线路按照工作频率可分成：低频电子线路、高频电子线路和微波电子线路。低频通常指频率低于300kHz的范围，语音的电信号、生物电信号、地震电信号、机械振动的电信号等都属于这个范围。高频通常指频率在300kHz~300MHz的范围，广播、电视、短波通信、移动通信等无线电设备都工作在这个频率范围之内。微波泛指频率高于300MHz以上的范围，卫星电视、微波中继通信、雷达、导航等设备都工作在这个频率范围。线性电路是用线性代数方程、线性微分方程或线性差分方程来描述。非线性电路是用非线性代数方程、非线性微分方程、非线性差分方程来描述的。本课程主要研究高频、模拟、非线性、时变电子线路。1.2线性与非线性电子线路线性电路与非线性电路的特点：第一，非线性电子线路不具有叠加性和均匀性，不适用叠加定理。第二，在稳定状态之下，非线性电子线路输出变量中包含有输入变量中不具有的频率成分。（下图）第三，处于非线性状态工作的有源器件，它们的输出响应与器件工作点的选取和输入信号的大小有关。（下一页）第四，描述非线性器件特性的参量有三种：一是静态参量，也称为直流参量；二是动态参量，也称为交流参量；三是折合参量，也称为平均参量。用这三种参量综合起来描述一个非线性器件的工作状态。（下图）第五，非线性电子线路的数学描述是非线性方程。二阶以上的非线性微分方程还没有实用的求解方法。在工程上一直沿用的是近似解法，本课程也将采用这种方法。（下一页）返回1.3通信发展简史原始手段有线通信无线通信烽火、旗语电报（1837Morse）电话（1876Bell）电磁波的存在

Maxwell理论Hertz实践三个里程碑：①Leedeforest发明电子三极管1907②W.Shockley发明晶体三极管1948③集成电路、数字电路的出现20世纪60二、通信系统简介1、通信系统原理框图信号源发送设备传输信道收信装置接收设备下一页2、信号源在实际的通信电子线路中传输的是各种电信号，为此，就需要将各种形式的信息转变成电信号。常见的信号源有：话筒摄像机各种传感器件返回3、发送设备发送设备的作用：将基带信号变换成适合信道的传输特性的信号。对基带信号进行变换的原因：由于要传输的信息种类多样，其对应的基带信号特性各异，这些基带信号往往并不适合信道的直接传输。返回1.双绞线适用于短距离（小于100m）、1Mb/s数据率的通信环境。2.同轴电缆适用于距离在几百米、带宽小于10Mhz、码流率小于20Mbps的通信环境。3.光纤电缆特点：衰减小（小于1db/km）、工作频率高、信息容量大（1）、有线通信信道（2）、无线通信信道无线通信的传输媒质是自由空间。电磁波从发射天线辐射出去之后，经过自由空间到达接收天线的传播途径可分为两大类：地波和天波。地波（分为地面波和空间波）1.地面波就是沿地面传播的无线电波。适用于长波和超长波。2.空间波是在发射天线与接收天线间直线传播的无线电波,发射天线和接收天线较高，接收点的电磁波由直接波和地面反射波合成。适用于超短波。散射通信利用对流层对电波的散射进行通讯，它适用于超短波以及微波波段的通信，通信距离很远。

无线电波段的划分

波段名称波长范围频率范围频段名称超长波10,000—100,000m30—3kHz甚低频VLF长波1,000—10,000m300—30kHz低频LF中波200—1,000m1500—300kHz中频MF中短波50—200m6,000—1,500kHz中高频IF短波10—50m30—6MHz高频HF米波1—10cm300—30MHz甚高频VHF分米波10—100cm3,00—300MHz特高频UHF厘米波(微波)1—10cm30—3GHz超高频SHF毫米波1—10mm300—30GHz极高频EHF亚毫米波1mm以下300GHz以上超极高频返回5、接收设备接收设备的作用：接收传送过来的信号，并进行处理，以恢复发送端的基带信号。接收设备的要求：由于信号在传输和恢复的过程中存在着干扰和失真，接收设备要尽量减少这种失真。返回三、无线电信号的产生与发射无线电发射机方框图无线电接收机方框图四、

信号及其频谱常用的信号表示方法

1.数学表达式法如：正弦波u=Asinωt

3.频域表示法

根据傅立叶变换的基本原理，任何一个函数都可以用傅立叶级数展开。如果把信号看成一个函数，这就为我们研究信号提供了一种新的方法。通过研究信号的频谱我们可以突出在信号传输中存在的主要问题，如信号的变化规律，信号的能量分布等。由于任何复杂的信号，都可分解为许多不同频率的正弦信号之和，因此，所谓“频谱”即是指组成信号的各正弦分量按频率分布的情况。为了更直观地了解信号的频率组成和特点，我们通常采用作图的方法来表示频谱。用频率f作横座标，用信号的各正弦分量的相对振幅作纵座标，通常称之为频谱图。如：下面所示的一般语音信号的频谱示意图可以看到语音信号的频谱是连续的，其主要能量集中在1000Hz左右。电压f/Hz3003400一般数字信号的频谱图

可见，数字信号的频谱是不