1、通信引論通信引論包含有源器件的電路統(tǒng)稱為包含有源器件的電路統(tǒng)稱為電子線路電子線路。按照按照工作頻率工作頻率:低頻、高頻和微波低頻、高頻和微波。低頻低頻通常指頻率低于通常指頻率低于300kHz的范圍，語音的電信號、生物電的范圍，語音的電信號、生物電信號、地震電信號、機械振動的電信號等都屬于這個范圍。信號、地震電信號、機械振動的電信號等都屬于這個范圍。所有所有在這個頻率范圍的電信號的產生、放大、變換、處理都屬于低頻在這個頻率范圍的電信號的產生、放大、變換、處理都屬于低頻電子線路的范疇。電子線路的范疇。高頻高頻通常指頻率在通常指頻率在300kHz300MHz的范圍，廣播、電視、短的范圍，廣播、電視、

2、短波通信、移動通信等無線電設備都工作在這個頻率范圍之內。波通信、移動通信等無線電設備都工作在這個頻率范圍之內。微波微波泛指頻率高于泛指頻率高于300MHz以上的范圍，衛(wèi)星電視、微波中繼以上的范圍，衛(wèi)星電視、微波中繼通信、雷達、導航等設備都工作在這個頻率范圍。通信、雷達、導航等設備都工作在這個頻率范圍。 一、電子線路的分類一、電子線路的分類“高頻高頻”指的是射頻（指的是射頻（Radio Frequency ,RF）,其頻率范圍非常寬。只要電其頻率范圍非常寬。只要電路尺寸比工作波長小的多，仍可用集中參數(shù)來分析實現(xiàn)，都可以認為屬于路尺寸比工作波長小的多，仍可用集中參數(shù)來分析實現(xiàn)，都可以認為屬于“高頻

3、高頻”范圍，現(xiàn)階段范圍，現(xiàn)階段“高頻高頻”的上限為的上限為3GHz按照按照信號信號:模擬電子線路和數(shù)字電子線路模擬電子線路和數(shù)字電子線路。所有完成模擬信號產生、放大、變換、處理和傳輸?shù)碾娮泳€路統(tǒng)所有完成模擬信號產生、放大、變換、處理和傳輸?shù)碾娮泳€路統(tǒng)稱為模擬電子線路。稱為模擬電子線路。所有完成數(shù)字信號產生、放大、變換、處理及傳輸?shù)碾娮泳€路統(tǒng)所有完成數(shù)字信號產生、放大、變換、處理及傳輸?shù)碾娮泳€路統(tǒng)稱為數(shù)字電子線路。稱為數(shù)字電子線路。集成度集成度:分立元件電路和集成電路分立元件電路和集成電路。集成電路與分立電路相比，集成電路具有體積小、性能穩(wěn)定、集成電路與分立電路相比，集成電路具有體積小、性能穩(wěn)定

4、、可靠性高、維修使用方便等優(yōu)點。但是，由于頻率響應和功率容量的可靠性高、維修使用方便等優(yōu)點。但是，由于頻率響應和功率容量的限制，目前高頻、大功率電子線路還是以分立為主。限制，目前高頻、大功率電子線路還是以分立為主。元件性質元件性質:線性電子線路線性電子線路、非線性電子線路非線性電子線路線性電路是用線性代數(shù)方程、線性微分方程或線性差分方程來描述線性電路是用線性代數(shù)方程、線性微分方程或線性差分方程來描述的。的。線性電子線路具有線性特性，也就是它具有疊加性和均勻性線性電子線路具有線性特性，也就是它具有疊加性和均勻性，適用，適用疊加定理。疊加定理。非線性電路是用非線性代數(shù)方程、非線性微分方程、非線性差

5、分方非線性電路是用非線性代數(shù)方程、非線性微分方程、非線性差分方程來描述的。非線性電子線路與線性電子線路不同程來描述的。非線性電子線路與線性電子線路不同。 通信的目的是傳遞信息（信號），一切能夠完成通信的目的是傳遞信息（信號），一切能夠完成信息傳信息傳送送功能的系統(tǒng)都可以認為是通信系統(tǒng)。功能的系統(tǒng)都可以認為是通信系統(tǒng)。 如：電報、傳真，如：電報、傳真， -雙向通信系統(tǒng)雙向通信系統(tǒng) 電話（無線或有線）電話（無線或有線）-雙向通信系統(tǒng)雙向通信系統(tǒng) 導航、雷達導航、雷達 -單向通信系統(tǒng)單向通信系統(tǒng) 廣播（無線或有線）廣播（無線或有線）-單向通信系統(tǒng)單向通信系統(tǒng) 電視（無線或有線）電視（無線或有線）-單

6、向通信系統(tǒng)單向通信系統(tǒng)二、二、 信號基本概念信號基本概念 在高頻電路中在高頻電路中, 我們要處理的無線電信號主要有三種我們要處理的無線電信號主要有三種: 基帶基帶（消息）信號（消息）信號、 高頻載波信號高頻載波信號和和已調波信號已調波信號。 所謂基帶信號所謂基帶信號, 就是沒有進行調制之前的原始信號就是沒有進行調制之前的原始信號, 也稱調制信號。也稱調制信號。 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中大多以電（或光）信號的形式出現(xiàn)，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中大多以電（或光）信號的形式出現(xiàn)，因此通常稱為因此通常稱為電信電信。傳輸電信號的媒介可以是有線（有線通。傳輸電信號的媒介可以是有線（有線通信）的也可以是無線（信）的也可以是無

7、線（無線通信無線通信）的）的 。 t2 2、波形表達方式、波形表達方式O信號及其頻譜信號及其頻譜1.1.數(shù)學表達式法數(shù)學表達式法)cos()(tUtum 由于任何復雜的信號，都可分解為許多不同頻率的正弦信號由于任何復雜的信號，都可分解為許多不同頻率的正弦信號之和，因此，所謂之和，因此，所謂“頻譜頻譜”即是指組成信號的各正弦分量按頻率即是指組成信號的各正弦分量按頻率分布的情況分布的情況。頻譜圖。頻譜圖。(1) 語音信號的頻譜圖語音信號的頻譜圖 可以看到語音信號的頻譜是連續(xù)的，其主要能量集中在可以看到語音信號的頻譜是連續(xù)的，其主要能量集中在1000Hz左右，能量主要分布在左右，能量主要分布在300

8、Hz3400Hz之間。之間。電壓f/Hz3003400 帶寬帶寬:從頻譜特性上看信號能量主要部分從頻譜特性上看信號能量主要部分(一般為一般為90%以上以上)所所占據(jù)的頻帶。占據(jù)的頻帶。 3 3、頻域表示法、頻域表示法 f1 表示脈沖重復頻率，也就表示脈沖重復頻率，也就是基波頻率。是基波頻率。f3、 f5 、f7分別分別表示三、五、七次諧波，在表示三、五、七次諧波，在 f 軸的軸的O點，表示直流分量，點，表示直流分量，這條譜線的長度表示脈沖直這條譜線的長度表示脈沖直流分量（即平衡值）的大小。流分量（即平衡值）的大小。高次諧波的譜線可以分布到高次諧波的譜線可以分布到很高的頻率，但其幅度已相很高的頻

9、率，但其幅度已相當小。當小。 i f f9 0 f7 f5 f3 f1 (2) 脈沖信號的頻譜脈沖信號的頻譜 i t 一 次 諧 波i1 I0 (a) i t 三 次 諧 波i1 (b) i t 七 次 諧 波i7 i t 五 次 諧 波i1 (c) (d) 脈沖信號的分解脈沖信號的分解1. 通信系統(tǒng)框圖通信系統(tǒng)框圖三、三、通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)基本概念基本概念輸入輸入變換器變換器發(fā)送發(fā)送設備設備接收接收設備設備輸出輸出變換器變換器信道信道圖圖 單向通信系統(tǒng)框圖單向通信系統(tǒng)框圖信信源源信信息息接接收收 信源：信源：信息的來源。如：聲音信息、圖像信息、溫度信息等。信息的來源。如：聲音信息、圖像信息、溫

10、度信息等。信源通常是一些自然現(xiàn)象中的物理量。信源通常是一些自然現(xiàn)象中的物理量。 輸入變換器：輸入變換器：將信源信息變換成相應的電信號，這種電信號將信源信息變換成相應的電信號，這種電信號通常通常 稱為稱為“基帶信號基帶信號”。不同的信源要轉換成電信號，需要不同。不同的信源要轉換成電信號，需要不同 的變換器。如：的變換器。如： 聲音信息聲音信息 話筒話筒 電信號電信號 圖像信息圖像信息 攝像機攝像機 電信號電信號 溫度信息溫度信息 溫度傳感器溫度傳感器 電信號電信號 發(fā)送設備：發(fā)送設備：將基帶信號變換為適合在不同信道傳輸?shù)男盘柌⒒鶐盘栕儞Q為適合在不同信道傳輸?shù)男盘柌l(fā)送出去。它完成對基帶信號的

11、處理，通常包括對基帶信號發(fā)送出去。它完成對基帶信號的處理，通常包括對基帶信號放大、放大、濾波、振蕩、調制、濾波、振蕩、調制、 輸出輸出等。等。 不同的信道需要不同的發(fā)送設備，如：有線信道、無線信道、不同的信道需要不同的發(fā)送設備，如：有線信道、無線信道、光纖信道等信道的發(fā)送設備各不相同。光纖信道等信道的發(fā)送設備各不相同。 接收設備：接收設備：它將信道傳送來的信號還原出原發(fā)送端的基帶信它將信道傳送來的信號還原出原發(fā)送端的基帶信號。通常包括號。通常包括輸入電路、混頻、解調、放大輸入電路、混頻、解調、放大等。等。 不同的信道需要不同的接收設備。如：有線電話接收設備、不同的信道需要不同的接收設備。如：有

12、線電話接收設備、無線電話接收設備、電報接收設備、廣播接受設備、電視接受設無線電話接收設備、電報接收設備、廣播接受設備、電視接受設備、光通信接受設備等，其接受設備各不相同。備、光通信接受設備等，其接受設備各不相同。 輸出變換器：輸出變換器：將接收設備輸出的信號變換為人們所容易識別將接收設備輸出的信號變換為人們所容易識別的信息，如：圖像、文字、聲音、圖形等。這里的信息形式可以的信息，如：圖像、文字、聲音、圖形等。這里的信息形式可以與原來的基帶信息形式不同，如：與原來的基帶信息形式不同，如： 溫度溫度 溫度曲線溫度曲線 文字文字 聲音聲音 聲音聲音 文字文字 信道：信道：信號傳輸?shù)耐緩叫盘杺鬏數(shù)耐緩?/p>

13、,是發(fā)送設備和接受設備之間的傳輸?shù)氖前l(fā)送設備和接受設備之間的傳輸?shù)拿浇椤Ｐ诺赖姆N類很多，大體可分為：媒介。信道的種類很多，大體可分為： 有線信道：電話電纜（架空明線、同軸線）等；有線信道：電話電纜（架空明線、同軸線）等； 無線信道：自由空間、電離層；無線信道：自由空間、電離層； 光纖信道：光纖光纜。光纖信道：光纖光纜。 有線信道：有線信道： 架空的明線架空的明線-帶寬帶寬150kHz,保密性差保密性差,費用高。費用高。 同軸電纜同軸電纜-帶寬可到米、分米波段，保密性帶寬可到米、分米波段，保密性 稍好，費用高。稍好，費用高。 無線信道：無線信道：無線信道是整個自由空間，主要是利用自由空間無線信道

14、是整個自由空間，主要是利用自由空間的電磁特性來傳播電磁波信號的。它的頻段很寬，隨著電子器的電磁特性來傳播電磁波信號的。它的頻段很寬，隨著電子器件和通信技術的不斷發(fā)展，可用頻段不斷展寬。件和通信技術的不斷發(fā)展，可用頻段不斷展寬。2. 信道的特點信道的特點 信道：信道：信號傳輸?shù)耐緩叫盘杺鬏數(shù)耐緩?是發(fā)送設備和接受設備之間的傳是發(fā)送設備和接受設備之間的傳輸?shù)拿浇椤Ｐ诺赖姆N類很多，大體可分為：輸?shù)拿浇椤Ｐ诺赖姆N類很多，大體可分為： 有線信道：電話電纜（架空明線、同軸線）等；有線信道：電話電纜（架空明線、同軸線）等； 無線信道：自由空間、電離層；無線信道：自由空間、電離層； 光纖信道：光纖光纜。光纖信

15、道：光纖光纜。光纖信道：光纖信道：主要特點是頻帶寬，保密性好，費用低。本課程不主要特點是頻帶寬，保密性好，費用低。本課程不討論光信道。討論光信道。 表表 無線電波波段無線電波波段(頻段頻段)劃分表劃分表波段名稱波段名稱 波長范圍波長范圍 頻率范圍頻率范圍 頻段名稱頻段名稱 主要用途主要用途超長波超長波 10,000-100,000m 330kHz 甚低頻甚低頻VLF 長長 波波 1,00010,000m 30300kHz 低頻低頻LF中中 波波 1001,000m 3003000kHz 中頻中頻MF短短 波波 10100m 330MHz 高頻高頻HF米米 波波 110m 30300MHz 甚高

16、頻甚高頻VHF分米波分米波 10100cm 3,003000MHz 特高頻特高頻UHF厘米波厘米波(微波微波)110cm 330GHz 超高頻超高頻SHF毫米波毫米波 110mm 30300GHz 極高頻極高頻EHF亞毫米波亞毫米波1mm以下以下 300GHz以上以上 超極高頻超極高頻 不同頻率的電磁波有著不同的傳輸特性，因此，必不同頻率的電磁波有著不同的傳輸特性，因此，必須根據(jù)不同的實際用途來選用不同的波段。一般各波段須根據(jù)不同的實際用途來選用不同的波段。一般各波段的主要用途如下所述：的主要用途如下所述：超長波長波中波短波米波分米波厘米波 不同頻率的電磁波有著不同傳輸方式，根據(jù)電磁波不同頻率

17、的電磁波有著不同傳輸方式，根據(jù)電磁波的傳輸方式大致可分為三類：的傳輸方式大致可分為三類：地面波、天波、空間波地面波、天波、空間波，如圖。如圖。電磁波波段電磁波波段主要用途主要用途超長波超長波 長距離通信，導航，頻率標準；長距離通信，導航，頻率標準；長長 波波 導航導航,長距離通信；長距離通信；中中 波波 廣播，船舶通信，飛行通信；廣播，船舶通信，飛行通信；短短 波波 廣播，各種通信；廣播，各種通信；米米 波波 短距離通信短距離通信,電視電視,雷達雷達,導航；導航；分米波分米波 短距離通信，雷達，散射通信；短距離通信，雷達，散射通信；厘米波（微波）厘米波（微波）短距離通信，雷達，衛(wèi)星通信；短距離

18、通信，雷達，衛(wèi)星通信；毫米波毫米波 正在開發(fā)；正在開發(fā)；亞毫米波亞毫米波1mm以下以下正在開發(fā)。正在開發(fā)。電離層地面地面地面地面波：地面波：頻率越高頻率越高,地面吸收地面吸收 越多，損耗越大；越多，損耗越大；超長波、長波、中波；超長波、長波、中波；設備昂貴，天線長；設備昂貴，天線長；導航，頻率標準。導航，頻率標準。天波：天波：主要靠電離層主要靠電離層 反射和折射；反射和折射；主要對短波波段；主要對短波波段；設備簡單設備簡單(頻率適中頻率適中)傳送距離遠；傳送距離遠；接受不穩(wěn)定，電離層接受不穩(wěn)定，電離層 隨晝夜，季節(jié)，氣候隨晝夜，季節(jié)，氣候 而變化。而變化。空間波：空間波：超短波波段以下超短波波

19、段以下由于地面的弧面由于地面的弧面 僅能視距傳播，僅能視距傳播， 天線高傳播遠；天線高傳播遠；接受穩(wěn)定接受穩(wěn)定傳送距離近傳送距離近電視電視,雷達雷達,移動移動圖圖0-2 0-2 無線電磁波傳播的方式無線電磁波傳播的方式250400km100150km6080km 基帶信號傳輸基帶信號傳輸 定義：定義：將將基帶信號直接發(fā)送至信道，稱為基帶信號傳輸。基帶信號直接發(fā)送至信道，稱為基帶信號傳輸。 基帶信號傳輸通常使用有線信道。基帶信號傳輸通常使用有線信道。 如：如：電話電纜可傳輸聲電話電纜可傳輸聲音基帶信號，視頻電纜可傳輸圖像基帶信號。音基帶信號，視頻電纜可傳輸圖像基帶信號。 基帶信號傳輸一個信道（如

20、一條線路）只能傳送一路基帶基帶信號傳輸一個信道（如一條線路）只能傳送一路基帶信號，因此信道浪費太大，一般只在用戶端使用。如：用戶電信號，因此信道浪費太大，一般只在用戶端使用。如：用戶電話線。話線。3. 3. 無線電發(fā)射系統(tǒng)原理無線電發(fā)射系統(tǒng)原理 （1 1）信號傳輸）信號傳輸 載波信號傳輸載波信號傳輸 定義：定義：將一個要傳送的基帶信號加載于一個高頻信號之上將一個要傳送的基帶信號加載于一個高頻信號之上(即即調制調制)，然后將這個攜帶有基帶信號的高頻電磁波信號發(fā)送至信道，然后將這個攜帶有基帶信號的高頻電磁波信號發(fā)送至信道，這種傳送方式稱為載波信號傳輸。這種傳送方式稱為載波信號傳輸。 載波信號傳送可

21、以使用無線信道，也可以使用有線信道。如：載波信號傳送可以使用無線信道，也可以使用有線信道。如：載波電話系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)等通常使用有線信道。廣播系統(tǒng)、開載波電話系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)等通常使用有線信道。廣播系統(tǒng)、開路電視系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等通常使用無線信道，即無線電系統(tǒng)。路電視系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等通常使用無線信道，即無線電系統(tǒng)。 對無線通信系統(tǒng)，由天線理論和電磁波的研究表明，用于無線發(fā)送的天線對無線通信系統(tǒng)，由天線理論和電磁波的研究表明，用于無線發(fā)送的天線的長度的長度L至少應為電磁信號波長至少應為電磁信號波長的四分之一，即的四分之一，即 L 41如語言信號基本頻率范圍為：如語言信號基本頻率范圍為：3003

22、000Hz，則天線長度至少應為則天線長度至少應為 L= 顯然，要制作這么長的天線是難以實現(xiàn)的。顯然，要制作這么長的天線是難以實現(xiàn)的。 kmkmfc25025)3000300(481034基帶信號一般不能進行無線傳輸。原因：基帶信號一般不能進行無線傳輸。原因： 天線尺寸太大（為了天線易于實現(xiàn)）天線尺寸太大（為了天線易于實現(xiàn)） 不能實現(xiàn)選臺（為了區(qū)分不同的電臺）不能實現(xiàn)選臺（為了區(qū)分不同的電臺） 因為，不同基帶信號的頻率范圍可能相互重疊，在同一個信道中，接收因為，不同基帶信號的頻率范圍可能相互重疊，在同一個信道中，接收機將無法區(qū)分各個信號。所以，無線通信系統(tǒng)通常采用機將無法區(qū)分各個信號。所以，無線

23、通信系統(tǒng)通常采用載波信號傳輸。載波信號傳輸。 采用采用載波信號傳輸可以實現(xiàn)載波信號傳輸可以實現(xiàn)信道復用信道復用，即，在一個信道中可以同時傳輸多路，即，在一個信道中可以同時傳輸多路載波信號，只要各信號的載波頻率不相同就可了。載波信號，只要各信號的載波頻率不相同就可了。 不同載波頻率的載波信號在同一個信道中傳輸，稱為不同載波頻率的載波信號在同一個信道中傳輸，稱為頻分復用頻分復用（FDMAFDMA）。）。 射頻（高頻）射頻（高頻）頻率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，從而可以容納的信頻率越高，可利用的頻帶寬度就越寬，從而可以容納的信號就越多，這也是無線電通信采用高頻的原因之一。號就越多，這也是無線電通信

24、采用高頻的原因之一。若調制到若調制到100MHz，天線長度為，天線長度為0.75m,容易實現(xiàn)。容易實現(xiàn)。基帶信號（調制信號）基帶信號（調制信號）高頻信號（載波）高頻信號（載波）調幅已調波調幅已調波設：載波信號電壓為設：載波信號電壓為 用調制信號分別調制高頻信號的振幅（用調制信號分別調制高頻信號的振幅（A）、）、頻率（頻率（ ）、）、相位（相位（ t）就可以實現(xiàn)：就可以實現(xiàn)： 振幅調制（調幅）振幅調制（調幅）- AM- AM 頻率調制（調頻）頻率調制（調頻）- FM- FM 相位調制（調相）相位調制（調相）- PM- PM)cos()(tAtvcCcc以調幅信號為例，看一下載波傳輸?shù)男盘柌ㄐ巍Ｒ?/p>

25、調幅信號為例，看一下載波傳輸?shù)男盘柌ㄐ巍＞彌_級倍頻器放大級調制器高頻功放振蕩器低頻功放低頻放大聲音聲音這里我們以調幅為例，簡單介紹一下調幅發(fā)射機的原理。這里我們以調幅為例，簡單介紹一下調幅發(fā)射機的原理。圖圖3 3 調幅式無線電發(fā)射機框圖調幅式無線電發(fā)射機框圖（2 2） 無線電發(fā)射機框圖無線電發(fā)射機框圖釋文釋文釋文釋文釋文釋文釋文釋文 振蕩器：振蕩器：產生高頻載波信號，它決定了發(fā)射臺的載波頻率（中產生高頻載波信號，它決定了發(fā)射臺的載波頻率（中心頻率）。一般對發(fā)射臺載波頻率的穩(wěn)定度要求較高，所以，多用心頻率）。一般對發(fā)射臺載波頻率的穩(wěn)定度要求較高，所以，多用石英晶體振蕩器。石英晶體振蕩器。 緩沖器

26、：緩沖器：隔離負載對主振蕩器的影響，提高頻率穩(wěn)定度。隔離負載對主振蕩器的影響，提高頻率穩(wěn)定度。 倍頻器：倍頻器：由于石英晶體的頻率不太高，所以一般用倍頻的方法由于石英晶體的頻率不太高，所以一般用倍頻的方法來獲得發(fā)射機需要的載波頻率。來獲得發(fā)射機需要的載波頻率。 放大級：放大級：一般倍頻器的輸出信號較弱，不足以推動調制器，所一般倍頻器的輸出信號較弱，不足以推動調制器，所以，通常在調制器前加有放大級，增加載波信號的幅值和功率。以，通常在調制器前加有放大級，增加載波信號的幅值和功率。 低頻電壓放大：低頻電壓放大：放大話筒輸出的微弱信號（低噪聲放大器）。放大話筒輸出的微弱信號（低噪聲放大器）。 低頻功

27、放：低頻功放：推動調制器需要一定功率，故用低頻功放。推動調制器需要一定功率，故用低頻功放。 調制器：調制器：完成基帶信號（調制信號）對高頻載波信號的調制，完成基帶信號（調制信號）對高頻載波信號的調制，產生已調波。產生已調波。 高頻功放：高頻功放：為了滿足電臺覆蓋范圍的需要，發(fā)射機必須發(fā)射出為了滿足電臺覆蓋范圍的需要，發(fā)射機必須發(fā)射出一定的高頻功率，故高頻功率放大器。但是，國家對不同級別的電一定的高頻功率，故高頻功率放大器。但是，國家對不同級別的電臺的輻射功率有相應的規(guī)定，不能任意增大。臺的輻射功率有相應的規(guī)定，不能任意增大。4. 4. 無線電接收系統(tǒng)原理無線電接收系統(tǒng)原理 （1) 1) 無線電

28、信號的接收無線電信號的接收 由無線電發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射到自由空間的載有基帶信息的已調波無由無線電發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射到自由空間的載有基帶信息的已調波無線電磁信號，由無線電接收機的天線選擇接收，經放大、信號處理線電磁信號，由無線電接收機的天線選擇接收，經放大、信號處理后，由解調電路（稱為解調器）解調出原基帶信號，解調器的作用后，由解調電路（稱為解調器）解調出原基帶信號，解調器的作用與原發(fā)射端調制器的作用正好相反。解調出的原基帶信號，再經低與原發(fā)射端調制器的作用正好相反。解調出的原基帶信號，再經低頻放大后，送到信息接收設備。頻放大后，送到信息接收設備。 輸入回路：輸入回路：自由空間的電磁信號很多，由輸入回路來選

29、擇需要自由空間的電磁信號很多，由輸入回路來選擇需要的已調波信號。如：收音機的調臺旋鈕、電視機的頻道開關，就是的已調波信號。如：收音機的調臺旋鈕、電視機的頻道開關，就是通過改變輸入回路的參數(shù)來選擇需要的電臺信號。通過改變輸入回路的參數(shù)來選擇需要的電臺信號。 (2) (2) 無線電接收機框圖無線電接收機框圖 這里我們以調幅為例，簡單介紹一下調幅接收機的原理。這里我們以調幅為例，簡單介紹一下調幅接收機的原理。 圖圖4 4是超外差式無線電調幅接收機框圖。下面我們介紹它的是超外差式無線電調幅接收機框圖。下面我們介紹它的各個方框的作用。各個方框的作用。高頻放大混頻器中頻放大解調器低頻放大輸入回路自動增益控

30、制本地振蕩器SfIfLf同步圖圖4 4 無線電接收機框圖無線電接收機框圖釋文釋文釋文釋文釋文釋文釋文釋文 本地振蕩器：本地振蕩器：它的振蕩頻率與輸入回的路諧振頻率同步改變。它的振蕩頻率與輸入回的路諧振頻率同步改變。這里之所以叫做這里之所以叫做“本地振蕩器本地振蕩器”，是與發(fā)射端的高頻載波振蕩器相，是與發(fā)射端的高頻載波振蕩器相對而言的，有時也叫做對而言的，有時也叫做“本機振蕩器本機振蕩器”。 混頻器：混頻器：混頻器將接收到的調幅已調波信號（載波頻率混頻器將接收到的調幅已調波信號（載波頻率 ）和本機振蕩器輸出的高頻等幅信號（頻率為和本機振蕩器輸出的高頻等幅信號（頻率為 ）進行頻率變換，產）進行頻率

31、變換，產生一個新的固定頻率的中頻調幅信號，該中頻調幅信號的幅度變化生一個新的固定頻率的中頻調幅信號，該中頻調幅信號的幅度變化規(guī)律和接收到的高頻調幅信號的幅度變化規(guī)律完全一樣。并且，中規(guī)律和接收到的高頻調幅信號的幅度變化規(guī)律完全一樣。并且，中頻頻率（頻頻率（ ）一般遠遠低于接收信號的載波頻率，即一般遠遠低于接收信號的載波頻率，即 這里之所以用混頻器將接收的調幅信號變換到載波頻率為這里之所以用混頻器將接收的調幅信號變換到載波頻率為 的固定頻率的中頻調幅信號，是因為要設計出靈敏度很高、選擇性的固定頻率的中頻調幅信號，是因為要設計出靈敏度很高、選擇性很好的、中心頻率可變的高頻放大器是非常困難的。為解決

32、這個問很好的、中心頻率可變的高頻放大器是非常困難的。為解決這個問題，目前普遍采用超外差電路。題，目前普遍采用超外差電路。fffILSfIfsfLfI 高頻放大：高頻放大：天線回路（輸入回路）輸出的信號是非常微弱的信天線回路（輸入回路）輸出的信號是非常微弱的信號，為了提高信號的信噪比和混頻效果，在較高級的接收設備中通號，為了提高信號的信噪比和混頻效果，在較高級的接收設備中通常加一級高頻放大，普通的收音機一般沒有高頻放大。常加一級高頻放大，普通的收音機一般沒有高頻放大。 解調（檢波）：解調（檢波）：對中頻調幅信號進行解調，輸出發(fā)射端原基對中頻調幅信號進行解調，輸出發(fā)射端原基帶信號（調制信號）。帶信

33、號（調制信號）。 低頻放大：低頻放大：對檢波器輸出的原調制信號進行電壓和功率放大，對檢波器輸出的原調制信號進行電壓和功率放大，以推動信息接收設備（如：揚聲器）。以推動信息接收設備（如：揚聲器）。 中頻放大器：中頻放大器：由天線接收到的高頻調幅信號大約為由天線接收到的高頻調幅信號大約為 mV mV 級甚至級甚至是是 VV 級，而解調器正常工作所需的電壓約在級，而解調器正常工作所需的電壓約在0.5V0.5V1V1V，所以，中所以，中頻放大器必須具有很高的增益。頻放大器必須具有很高的增益。 自動增益控制：自動增益控制：由于無線電磁信號在信道傳輸過程中會受由于無線電磁信號在信道傳輸過程中會受到各種各樣

34、的影響，使得接收的信號忽強忽弱，該控制可減小到各種各樣的影響，使得接收的信號忽強忽弱，該控制可減小這種影響。這種影響。四、四、 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng) 傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)，其原理框圖如下傳輸數(shù)字信號的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)，其原理框圖如下圖所示：圖所示： 信源編碼 信道編碼 信 道 接收機 發(fā)射機 信道解碼 信源解碼 輸出模擬信號輸出模擬信號輸入模擬信號輸入模擬信號 模擬信號經信源編碼和信道編碼變成數(shù)字基帶信號，模擬信號經信源編碼和信道編碼變成數(shù)字基帶信號，發(fā)射機將基帶信號調制到高頻載波上經信道傳輸?shù)浇邮斩耍l(fā)射機將基帶信號調制到高頻載波上經信道傳輸?shù)浇邮斩耍邮諜C還原

35、出數(shù)字基帶信號，經信道解碼和信源解碼還原接收機還原出數(shù)字基帶信號，經信道解碼和信源解碼還原出模擬基帶信號。用數(shù)字基帶信號對高頻正弦載波進行的出模擬基帶信號。用數(shù)字基帶信號對高頻正弦載波進行的調制稱數(shù)字調制。根據(jù)基帶信號控制載波的參數(shù)不同，數(shù)調制稱數(shù)字調制。根據(jù)基帶信號控制載波的參數(shù)不同，數(shù)字調制通常分為與字調制通常分為與振幅鍵控調制振幅鍵控調制，頻率鍵控調制頻率鍵控調制和和相位鍵相位鍵控調制控調制三種基本方式。三種基本方式。 振幅鍵控：振幅鍵控：（Amplitude-shift keyingAmplitude-shift keying） (ASK) (ASK) 載波振幅受載波振幅受基帶控制。基

36、帶控制。 t (a) 載波 t (c) ASK t (b) 基帶 1 0 1 1 0 0 0 1 t (d) PSK t (e) FSK f1 f2 f1 f2 頻率鍵控：頻率鍵控：（Frequency-Frequency-shift keyingshift keying） (FSK)(FSK)載波頻率載波頻率受基帶信號控制，當受基帶信號控制，當p p( (t t) = 1) = 1時，時，載波頻率為載波頻率為f f1 1；當；當p p( (t t) = 0) = 0時，時，載波頻率為載波頻率為f f2 2。 三種調制其波形如右圖所示：三種調制其波形如右圖所示： 相位鍵控：相位鍵控：（phas

37、e-shift keyingphase-shift keying） (PSK) (PSK) 載波相位受基帶載波相位受基帶信號控制，當基帶信號信號控制，當基帶信號p p( (t t) = 1) = 1時，載波起始相位為時，載波起始相位為0 0，當，當p p( (t t) = ) = 0 0時載波起始相位為時載波起始相位為 。 數(shù)字通信的主要優(yōu)點：數(shù)字通信的主要優(yōu)點： (1)(1)有較強的抗干擾能力，通過再生中繼技術可以消除噪聲的積有較強的抗干擾能力，通過再生中繼技術可以消除噪聲的積累，并能對信號傳輸中因干擾而產生的差錯及時發(fā)現(xiàn)和糾正，從而累，并能對信號傳輸中因干擾而產生的差錯及時發(fā)現(xiàn)和糾正，從而

38、提高了信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｌ岣吡诵畔鬏數(shù)目煽啃浴?(2)(2)數(shù)字信號便于保密處理，易于實現(xiàn)保密通信。數(shù)字信號便于保密處理，易于實現(xiàn)保密通信。 (3)(3)數(shù)字信號便于計算機進行處理，使通信系統(tǒng)更加通用和靈活。數(shù)字信號便于計算機進行處理，使通信系統(tǒng)更加通用和靈活。(4) (4) 數(shù)字電路易于大規(guī)模集成，便于設備的微型化數(shù)字電路易于大規(guī)模集成，便于設備的微型化 數(shù)字通信的缺點：數(shù)字通信的缺點： 數(shù)字信號占據(jù)頻帶較寬，頻帶利用率低，但目前采用了一些新數(shù)字信號占據(jù)頻帶較寬，頻帶利用率低，但目前采用了一些新的數(shù)字調制技術，不斷增大通信容量，提高頻率利用率，所以數(shù)字的數(shù)字調制技術，不斷增大通信容量，提高

39、頻率利用率，所以數(shù)字通信的發(fā)展前景廣闊，如：多進制鍵控（通信的發(fā)展前景廣闊，如：多進制鍵控（MASKMASK、MFSKMFSK、MPSKMPSK）、）、最最小漂移（小漂移（MSKMSK）、）、正交部分相應鍵控（正交部分相應鍵控（QPRKQPRK）及幅相鍵控（及幅相鍵控（APKAPK）等。等。 模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)：模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)： 7070年代以前，通信系統(tǒng)主要是模擬體制，接收機如前介紹的超年代以前，通信系統(tǒng)主要是模擬體制，接收機如前介紹的超外差接收機，外差接收機，70807080年代無線電通信實現(xiàn)了模擬年代無線電通信實現(xiàn)了模擬數(shù)字的大轉變，數(shù)字的大轉變，從系統(tǒng)控制（選臺調諧、音量控制，

40、均衡控制等）到信源編碼、信從系統(tǒng)控制（選臺調諧、音量控制，均衡控制等）到信源編碼、信道編碼，以及硬件實現(xiàn)技術都無一例外地實現(xiàn)了數(shù)字化。現(xiàn)代超外道編碼，以及硬件實現(xiàn)技術都無一例外地實現(xiàn)了數(shù)字化。現(xiàn)代超外差接收機可用下圖來表示，它是一個模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)。差接收機可用下圖來表示，它是一個模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)。五、五、 現(xiàn)代通信系統(tǒng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)IF放大解調DSPDACADC混頻本振（數(shù)字頻率合成可控振蕩源）寬帶RF放大器 軟件無線電：軟件無線電： 進入進入9090年代后，通信界開始了一場新的無線電革命，年代后，通信界開始了一場新的無線電革命，即從數(shù)字化走向了軟件化，即從數(shù)字化走向了軟件化，軟件無線

41、電技術（軟件無線電技術（software software RadioRadio）應運而生。支持這場革命的是多種技術的綜合，應運而生。支持這場革命的是多種技術的綜合，包括包括多頻段天線和多頻段天線和 RFRF變換寬帶變換寬帶A/D/AA/D/A轉換，完成轉換，完成IFIF、基帶、基帶、比特流處理功能的通用可編程處理器比特流處理功能的通用可編程處理器等。軟件無線電最初等。軟件無線電最初目的是滿足軍用通信中不同頻段，不同信道調制方式和數(shù)目的是滿足軍用通信中不同頻段，不同信道調制方式和數(shù)據(jù)方式的各類電臺之間的聯(lián)網需要，因為它可以很容易地據(jù)方式的各類電臺之間的聯(lián)網需要，因為它可以很容易地解決各種接口標

42、準之間的兼容問題，使得它的優(yōu)越性很快解決各種接口標準之間的兼容問題，使得它的優(yōu)越性很快得到商用通信的青睞，并且在個人移動通信領域發(fā)展迅速。得到商用通信的青睞，并且在個人移動通信領域發(fā)展迅速。軟件無線電是特指具有用軟件實現(xiàn)各種功能特點的無線電軟件無線電是特指具有用軟件實現(xiàn)各種功能特點的無線電臺臺（如移動通信中的移動電話機、基站電臺、軍用電臺（如移動通信中的移動電話機、基站電臺、軍用電臺等），它主要由低成本、高性能的等），它主要由低成本、高性能的DSPDSP芯片組成。規(guī)范的芯片組成。規(guī)范的軟件無線電典型結構如下圖所示。軟件無線電典型結構如下圖所示。可編程處理器寬帶 A/DD/ARF 轉換窄帶 A/

43、DD/A可選的信號源編碼NR/T 軟件實時、準實時高集成度硬件電話視頻傳真數(shù)據(jù)移動終端脫機軟件可編程處理器在線軟件N-R/T 軟件業(yè)務開發(fā)工作站可編程處理器寬帶 A/DD/ARF 轉換PSTN定時系統(tǒng)模塊式、開放硬件結構天線接口 軟件無線電的標志：軟件無線電的標志： 1.1.無線通信功能是由軟件定義并完成的，這種完全的可無線通信功能是由軟件定義并完成的，這種完全的可編程能力包括可編程的射頻波段、信道接入方式、信道調制編程能力包括可編程的射頻波段、信道接入方式、信道調制方式與糾錯算法等，軟件無線電區(qū)別于軟件控制的數(shù)字無線方式與糾錯算法等，軟件無線電區(qū)別于軟件控制的數(shù)字無線電。電。 2.2.在盡可

44、能靠近天線的地方使用在盡可能靠近天線的地方使用A/D/AA/D/A轉換器，因為信號轉換器，因為信號的數(shù)字化是實現(xiàn)軟件無線電的首要條件。理想軟件無線電系的數(shù)字化是實現(xiàn)軟件無線電的首要條件。理想軟件無線電系統(tǒng)中的統(tǒng)中的A/D/AA/D/A轉換器已相當靠近天線，從而可對高頻信號進行轉換器已相當靠近天線，從而可對高頻信號進行數(shù)字化處理，這也是它與常用的數(shù)字通信系統(tǒng)的根本區(qū)別所數(shù)字化處理，這也是它與常用的數(shù)字通信系統(tǒng)的根本區(qū)別所在。在。 3.3.其有很強的靈活性及可擴充性其有很強的靈活性及可擴充性 可以任意轉換信道接入方式，改變調制方式或接收不同系統(tǒng)的可以任意轉換信道接入方式，改變調制方式或接收不同系統(tǒng)

45、的信號信號 。 4.4.具有集中性具有集中性 由于軟件無線電結構具有相對集中和統(tǒng)一的硬件平臺，所以多由于軟件無線電結構具有相對集中和統(tǒng)一的硬件平臺，所以多個信道可以享有共同的射頻前端與寬帶個信道可以享有共同的射頻前端與寬帶A/D/AA/D/A轉換器，從而可以獲轉換器，從而可以獲取每一信道的相對廉價的信號處理性能。取每一信道的相對廉價的信號處理性能。 軟件無線電的特點：軟件無線電的特點： 1.1.具有完全的可編程性具有完全的可編程性通過安裝不同的軟件來實現(xiàn)不同的電路功能，包括工作模式，系統(tǒng)通過安裝不同的軟件來實現(xiàn)不同的電路功能，包括工作模式，系統(tǒng)功能，擴展業(yè)務等。功能，擴展業(yè)務等。 2.2.軟件

46、無線電基于軟件無線電基于DSPDSP技術技術系統(tǒng)所需要的信號處理工作有變頻、濾波、調制解調，信道編譯碼，系統(tǒng)所需要的信號處理工作有變頻、濾波、調制解調，信道編譯碼，接口協(xié)議與信令處理，加解密、抗干擾處理，以及網絡監(jiān)控管理。接口協(xié)議與信令處理，加解密、抗干擾處理，以及網絡監(jiān)控管理。思考題思考題 1 無線通信為什么要用高頻載波調制傳輸？無線通信為什么要用高頻載波調制傳輸？“高頻高頻”信號指的是什么？信號指的是什么？ 2 畫出無線模擬發(fā)送畫出無線模擬發(fā)送/接收系統(tǒng)框圖，并說出各部分接收系統(tǒng)框圖，并說出各部分作用。作用。 3 中波廣播波段的波長范圍為中波廣播波段的波長范圍為187至至560米，為避米，

47、為避免鄰臺干擾，兩個相鄰電臺的載頻至少要相差免鄰臺干擾，兩個相鄰電臺的載頻至少要相差10kHz。問在此波段中最多能容納多少電臺同時廣。問在此波段中最多能容納多少電臺同時廣播？播？ 短波廣播的波長范圍是短波廣播的波長范圍是16.7至至136.5米，問最多米，問最多能容納多少電臺？能容納多少電臺？讀圖練習：六管超外差式晶體管收音機讀圖練習：六管超外差式晶體管收音機T1T2T3T4T5T6R1R2R3R4R5RWR6R7R8R9R10R11R12R13R14R15R16R176VD線路圖輸入電路高放變頻中放檢波低放功放T1T2T3DT4T5T6方框圖六管超外差式晶體管收音機波形圖輸入電路高放變頻中放檢波低放功放T1T2T3DT4T5T6方框圖波形圖調幅收音機載波頻率f0載波頻率465KHz音頻具有直流分量音頻信號六管超外差式晶體管收音機去耦濾波原理T1T2T3T4T5T6R1R2R3R4R5RWR6R7R8R9R10R11R12R13R14R15R16R176VD線路圖電源的RC-型濾波器（去耦濾波）原理+-6V向功放級供電向前級供電R17六管超外差式晶體管收音機直流通道直流通道R7R8R9T3-6VR4R5R6T2-6VRWR1R2R3T1-6VR11R12R1