哈理工通信电子线路Class

高频电子技术是工科电子信息工程、通信工程专业的一门专业技术核心课程。高频电子技术是通信的基础，已经广泛地应用于军事、科学、生活等各个领域。本课程的目标：了解通信系统的组成及信号传输的原理、调制解调的基本概念；掌握基本电路的组成、工作原理、主要指标和特点；熟练掌握高频小信号放大电路、高频功率放大电路和正弦波振荡电路的分析与设计；熟练掌握振幅调制与解调、角度调制与解调、反馈控制电路的分析与设计。具有正确分析、设计和实施常见高频电路功能的能力；并具有利用所学知识和技能进行高频电子系统设计和综合能力。当前第1页\共有31页\编于星期日\20点当前第2页\共有31页\编于星期日\20点当前第3页\共有31页\编于星期日\20点当前第4页\共有31页\编于星期日\20点当前第5页\共有31页\编于星期日\20点当前第6页\共有31页\编于星期日\20点当前第7页\共有31页\编于星期日\20点当前第8页\共有31页\编于星期日\20点当前第9页\共有31页\编于星期日\20点有两种设计师，一种是已经遇到了信号完整性问题，另一种是即将遇到信号完整性问题.

——《SignalIntegrity:Simplified》E.Bogatin必须考虑信号完整性问题现在的电子产品工作的频率越来越高.以前的电子产品工作频率也就几MHz(信号对我们来说是透明的),而现在的嵌入式产品工作频率一般都在几十MHz以上。也许有的同学会说我就想做一个普通的电子工程师，是不是就可以不用学高频了呢？(高速电路互联问题)当前第10页\共有31页\编于星期日\20点高速电路可能带来的问题:2、时序信号错乱1、干扰高速电信号容易造成电磁发射数字电路中最重要的就是时序干扰别的电路工作或影响电路整体的性能(performance)时序经常是靠一些脉冲信号如时钟驱动的高速的时钟信号在不加处理地进行传输时会出现什么现象呢？通过分布参数/场作用与其他部分电磁耦合甚至可能形成反馈造成不稳定当前第11页\共有31页\编于星期日\20点这就是为什么一般频率较高的电路会考虑加一些匹配阻抗的原因之一。如高速串行通讯、有线电视等输入端会接一个与同轴电缆特征阻抗相匹配的电阻。当前第12页\共有31页\编于星期日\20点先修课程：电路原理、模拟电子技术、信号与系统(或积分变换)考核：平时成绩30%+期末考试70%教材与参考书2、阳昌汉.高频电子线路学习指导.高等教育出版社3、张肃文.高频电子线路.高等教育出版社4、卡尔·约瑟夫.射频电路设计.科学出版社1、阳昌汉.高频电子线路.哈尔滨工程大学出版社当前第13页\共有31页\编于星期日\20点1.1通信系统的基本组成1.2无线信道及其传播方式1.3无线电发送设备的组成与原理1.4无线电接收设备的组成与原理1.5高频电子线路课程的研究对象

第一章绪论

主要内容当前第14页\共有31页\编于星期日\20点

1.1通信系统的组成通信系统：实现信息的传输所需的设备总和称为通信系统。通信系统的组成:输入变换器发送设备传输信道接收设备输出变换器通信系统的分类★

按所用信道可分为：有线通信系统和无线通信系统★按通信方式可分为：双工、半双工和单工方式。★

按传输的基带信号可分为：模拟通信系统和数字通信系统。当前第15页\共有31页\编于星期日\20点1．输入变换器：

将传送的非电量信息(如声音、图像等)

变换为电信号2．发送设备：将电信号变换为适应于信道传输特性的信号3．传输信道：

是传输信息的通道，又称传输媒介4．接收设备：将电信号转变成原来传送的信号5．输出变换器：

有线信道：双绞线、同轴电缆和光纤无线信道；自由空间将接收到的信号恢复成与发送设备输入信号一致的信号当前第16页\共有31页\编于星期日\20点特点：传播性能稳定可靠，但由于地面不是理想的导体有能量的损耗。主要用于长距离通信、导航和广播。1、绕射传播（地波）:适合频率f：1.5MHz以下(λ为200m以上)的中长波。沿地面传播

1.2无线信道及其传播方式电磁波在自由空间传播方式主要取决于频率或波长。电波在无线信道中传播的主要方式可分为四种：绕射传播(地波)、电离层反射和折射(天波)、直射传播(空间波)和对流层散射。广播电台，如中央人民广播电台海军通信、航海导航当前第17页\共有31页\编于星期日\20点特点：电离层的特性受多种因素的影响，因此通信的稳定性较差，但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。利用电离层的折射和反射来实现传播。2、电离层的折射和反射传播（天波）适合频率f：

1.5MHz-30MHz（10m-200m)的短波电离层当前第18页\共有31页\编于星期日\20点

电波从发射天线发出，沿直线传播到接收天线。

3、直射传播（空间波）适合频率f：30MHz以上(波长λ为10m以下)

的超短波。特点：这种传播的距离只限制在视距范围内（也叫视距传播）即传播距离短。由于视距有限，因此可以通过高架天线、中继站或通信卫星等方法扩大传播距离。一般用于超短波通信和微波通信及卫星通信。移动通信中的基站：既可以实现中继，也可以用于扩展服务用户的数量电视发射塔：以前一般都安装山上的电视接收天线当前第19页\共有31页\编于星期日\20点在距地面10—12千米范围的大气层称为对流层。由于大气湍流运动等原因形成的不均匀性会对电磁波散射。散射具有很强的方向性和随机性。散射传播距离约为100—500千米，适合400—6000MHz的频率。即VHF和UHF波段的应用。

散射传播4、对流层散射传播当前第20页\共有31页\编于星期日\20点表1-1无线电波的频段划分及典型用途国际电联(ITU)给出的划分当前第21页\共有31页\编于星期日\20点1.3无线电发送设备的组成与原理

一、无线电发送设备的原理1、基本任务：无线电发送是以自由空间为传输信道，把需要传送的信息(声音、文字或图象)变换成无线电波传送到远方的接收点。2、信息传输的基本要求:

①希望传送距离远②是要能实现多路传输，且各路信号传输时，应互不干扰当前第22页\共有31页\编于星期日\20点4、基带信号直接发送存在两个缺点①很难实现多路通信。②要求有很长的天线，在工艺及使用上都是很困难的。3、基带信号的特点不同的原始信息占有不同的频带宽度基带信号占有的频带属于低频范围。当前第23页\共有31页\编于星期日\20点

模拟调制:振幅调制(AM)频率调制(FM)相位调制(PM)①调制的定义:载波调制是用需传送的信息（基带信号）去控制高频载波振荡信号的三参量之一，使其随需传送的信息成线性关系变化。

5、载波调制传送方式数字调制:振幅键控(ASK)频率键控(FSK)相位键控(PSK)②调制方式当前第24页\共有31页\编于星期日\20点二、无线电发送设备的组成(以调幅广播为例)

1、组成方框图缓冲器高频放大器AM调制器高频功率放大器主振器低频功率放大器前置放大器声电变换器当前第25页\共有31页\编于星期日\20点2、信息传输的过程◆主振器产生的高频振荡信号经缓冲或倍频,并通过高频电压放大后作为高频载波电压送给振幅调制器。◆声音信号由声电变换器转换为电信号(基带信号),经过放大后送给低频放大器。◆调制器将送来的高频载波信号和基带信号进行调制,产生调幅波,通过高频功率放大、经天线以电磁波形式辐射出去当前第26页\共有31页\编于星期日\20点1.4无线电接收设备的组成与原理

一、无线电接收设备的原理1、基本概念：无线电接收过程正好和发送过程相反，它的基本任务是将通过天空传来的电磁波接收下来，并从中取出需要接收的信息信号。2、解调：解调是调制的逆过程。即从已调波中恢复出原基带信号的过程。和模拟调制相对应，也分为三种：检波、鉴频和鉴相。当前第27页\共有31页\编于星期日\20点特点：①电路简单②接收灵敏度太差，选择性也差，很少直接采用。二、直接检波式接收机检波器

选频回路

当前第28页\共有31页\编于星期日\20点三、直接放大式接收机选频回路高频放大检波器

低频电压放大低频功率放大特点：①灵敏度较高，输出功率也较大，特别适用于固定频率的接收。②在用于多个电台接收时，其调谐比较复杂。③高频小信号放大器的整个接收频带内，频率高端的放大倍数比低端要低。当前第29页\共有31页\编于星期日\20点四、超外差接收机(以调幅广播为例)混频中频放大检波

低频电压放大低频功率放大本机振荡高频小信号放大主要特点★

超外差接收机由于有固定频率的中频放大器，它不仅可以实现较高的放大倍数，而且选择性也很容易得到满足。★

可以同时兼顾高灵敏度与高选择性.★

电路比较复杂，且存在一定的干扰。当前第30页\共有31页\编于星期日\20点从收、发信机看到《高频电子线路》的基本内容应包括:(1)高频振荡器(信号源、载波信号或本地振荡信号)；(2)放大器(高频小信号放大器及高频功率放大器)