關于高頻電子線路緒論第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日課程內容及要求:1、介紹信息傳輸和處理的基本電路,基本原理和基本分析方法。2、要求掌握高頻發射機、接收機的組成，工作原理和電路設計。3、介紹和分析了回路、高頻小信號放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、調制、解調、干擾與噪聲等1.1通信電子線路概述第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1、語言與文字（最基本的傳輸手段）2、光通信（遠距離通信，迅速準確）3、電通信（無線通信、有線通信）Maxwell發現電磁場基本理論Hertz實驗證明了電磁場理論Morse有線電報Bell有線電話1.2傳輸信號的基本方法第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1、通信系統原理框圖2、信號源3、發送設備4、傳輸信道5、接收設備6、收信裝置1.3通信系統簡介第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日信號源接收設備發送設備傳輸信道收信裝置1.3通信系統簡介第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日

在實際的通信電子線路中傳輸的是各種電信號,為此就需要將各種形式的信息轉變成電信號。常見的信號源有：話筒攝象機各種傳感器件1.3.1信號源第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日發送設備的作用：

將基帶信號變換成適合信道的傳輸特性的信號。對基帶信號進行變換的原因：

由于要傳輸的信息種類多樣，其對應的基帶信號特性各異，這些基帶信號往往并不適合信道的直接傳輸。1.3.2發送設備第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日

傳輸信道又稱傳輸媒質，是傳輸信道的媒質。不同的傳輸信道有不同的傳輸特性。如：電纜、光纜、無線電波……傳輸信道簡介：有線通信信道1.3.3傳輸信道無線通信信道第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1、雙絞線適用于短距離（小于100m）、1Mb/s數據率的通信環境。2、同軸電纜適用于距離在幾百米、帶寬小于10Mhz、碼流率小于20Mbps的通信環境。有線通信信道第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日3、光纖電纜特點：衰減小（小于1db/km）、工作頻率高、信息容量大有線通信信道

第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日無線通信以自由空間為傳輸媒質：地波與天波一、地波（分為地面波和空間波）1、地面波是沿地面傳播的無線電波2、空間波是在發射天線與接收天線間直線傳播的無線電波,發射天線和接收天線較高，接收點的電磁波由直接波和地面反射波合成。無線通信信道第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日二、天波經過地面100km至500km的電離層反射傳送到接收點的電磁波

電離層反射的特點：

頻率越高，吸收能量越小，但頻率過高電波會穿透電離層。故頻率只限于中短波段300Khz~30Mhz。無線通信信道第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日地面波適于長波空間波適用于超短波，天波則適用于短波散射通信：利用對流層對電波的散射進行通訊，它適用于超短波以及微波波段的通信，通信距離很遠。無線通信信道第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日無線電波段的劃分

波段名稱波長范圍頻率范圍頻段名稱超長波10,000-100,000m30—3kHz甚低頻VLF長波1,000—10,000m300—30kHz低頻LF中波200—1,000m1500—300kHz中頻MF中短波50—200m6,000—1,500kHz中高頻IF短波10—50m30—6MHz高頻HF米波1—10cm300—30MHz甚高頻VHF分米波10—100cm3,00—300MHz特高頻UHF歷米波(微波)1—10cm30—3GHz超高頻SHF毫米波1—10mm300—30GHz極高頻EHF亞毫米波1mm以下300GHz以上超極高頻第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日接收設備的作用：

處理傳送過來的信號，并進行處理，以恢復發送端的基帶信號。

對接收設備的要求：

由于信號在傳輸和恢復的過程中存在著干擾和失真，接收設備要盡量減少這種失真。1.3.4接收設備第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日收信裝置接受設備輸出的電信號變換成原來形式的信號的裝置。如：還原聲音的喇叭恢復圖象的顯象管1.3.5收信裝置第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日消息信號源放大器調制器高頻振蕩器諧振放大器或倍頻器以調波放大器發射天線接收天線高頻放大器本地振蕩器混頻器中頻放大器解調器放大器視頻顯示器揚聲器等等1.4無線電發射機和接收機第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日無線電如何將聲音傳送到遠方？將首先把聲音變成電信號，然后把這種低頻電信號裝載到高頻電振蕩上(即調制)，通過與高頻電振蕩波長相當的天線把信號有效的輻射出去。為什么要調制？從切實可行的天線出發區別不同的音頻信號可實現的回路帶寬第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日無線電發射機第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日無線電發射機將音頻信號“裝載”到高頻振蕩中的方法有好幾種，如調頻、調幅、調相等。電視中圖象是調幅，伴音是調頻。廣播電臺中常用的方法是調幅與調頻。第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日最簡單的接收機第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日無線電超外差式接收機

第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日常用的信號表示方法1、數學表達式法如：階越函數正弦波1.5信號及其頻譜

第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日A2、波形表達方式例如：1.5信號及其頻譜t第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日3、頻域表示法

根據傅立葉變化的基本原理，任何一個函數都可以用傅立葉級數展開。如果把信號看成一個函數，這就為我們研究信號提供了一新的方法。通過研究信號的頻譜我們可以突出在信號傳輸中存在的主要問題，如信號的變化規律，信號的能量分布……1.5信號及其頻譜第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日信號及其頻譜

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“頻譜”即是指組成信號的各正弦分量按頻率分布的情況。為了更直觀地了解信號的頻率組成和特點，我們通常采用作圖的方法來表示頻譜。用頻率f作橫座標，用信號的各正弦分量的相對振幅作縱座標，通常稱之為頻譜圖。第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.5信號及其頻譜如：下面所示的一般語音信號的頻譜示意圖可以看到語音信號的頻譜是連續的，其主要能量集中在1000Hz左右。電壓f/Hz3003400第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.5信號及其頻譜一般數字信號的頻譜圖如下：

可見，數字信號的頻譜是不連續的。

振幅f第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日脈沖信號的分解第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日脈沖信號的頻譜f1表示脈沖重復頻率，也就是基波頻率。f3、

f5、f7…分別表示三、五、七次諧波，在f軸的0點，表示直流分量，這條譜線的長度表示脈沖直流分量（即平衡值）的大小。高次諧波的譜線可以分布到很高的頻率，但其幅度已相當小。第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.6本課程的特點1、電子信息與通信專業學生必須掌握的一們專業基礎課程。2、它是電路理論、信號與線性系統、低頻電子線路等課程的后繼課程。3、在學習這門課程時要注意它與低頻電路理論的不同分析方法和實驗測試的不同點。第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.64、課程要求：（1）通過學習掌握實際單元電路的分析方法。包括放大、振蕩、調諧、調制、變頻電路。（2）整機電路的分析和計算。（3）根據給出的指標完成部分電路的設計。本課程的特點第32頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.7數字通信系統

傳輸數字信號的通信系統稱為數字通信系統，其原理框圖如下圖所示：

第33頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.7數字通信系統

模擬信號經信源編碼和信道編碼變成數字基帶信號，發射機將基帶信號調制到高頻載波上經信道傳輸到接收端，接收機還原出數字基帶信號，經信道解碼和信源解碼還原出模擬基帶信號。用數字基帶信號對高頻正弦載波進行的調制稱數字調制。根據基帶信號控制載波的參數不同，數字調制通常分為與振幅鍵控調制，頻率鍵控和相位鍵控三種基本方式。第34頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.7數字通信系統振幅鍵控：（Amplitude-shiftkeying）(ASK)載波振幅受基帶控制相位鍵控：（phase-shiftkeying）(PSK)載波相位受基帶信號控制，當基帶信號p(t)=1時，載波起始相位為0，當p(t)=0時載波起始相位為第35頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.7數字通信系統

頻率鍵控：（Frequency-shiftkeying）(FSK)載波頻率受基帶信號控制，當p(t)=1時，載波頻率為f1；當p(t)=1時，載波頻率為f2，其波形如右圖所示：第36頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.7數字通信系統數字通信的主要優點：

(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累，并能對信號傳輸中因干擾而產生的差錯及時發現和糾正，從而提高了信息傳輸的可靠性。

(2)數字信號便于保密處理，易于實現保密通信。

(3)數字信號便于計算機進行處理，使通信系統更加通用和靈活。

(4)數字電路易于大規模集成，便于設備的微型化第37頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.7數字通信系統數字通信的缺點：數字信號占據頻帶較寬，頻帶利用率低，但目前采用了一些新的數字調制技術，不斷增大通信容量，提高頻率利用率，所以數字通信的發展前景廣闊。第38頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.8現代通信系統

70年代以前，通信系統主要是模擬體制，接收機如前介紹的超外差接收機，70—80年代無線電通信實現了模擬數字的大轉變，從系統控制（選臺調諧、音量控制，均衡控制等）到信源編碼、信道編碼，以及硬件實現技術都無一例外地實現了數字化?，F代超外差接收機可用下圖來表示，它是一個模擬與數字的混合系統。第39頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.8現代通信系統(軟件無線電)

進入90年代后，通信界開始了一場新的無線電革命，即從數字化走向了軟件化，軟件無線電技術（softwareRadio）應運而生。支持這場革命的是多種技術的綜合，包括多頻段天線和RF變換寬帶A/D/A轉換，完成IF、基帶、比特流處理功能的通用可編程處理器等。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據方式的各類電臺之間的聯網需要，因為它可以很容易地解決各種接口標準之間的兼容問題，使得它的優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展迅速。軟件無線電是特指具有用軟件實現各種功能特點的無線電臺（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DSP芯片組成。規范的軟件無線電典型結構如下圖所示。第40頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.8現代通信系統第41頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.8現代通信系統

軟件無線電的標志：

1.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、信道調制方式與糾錯算法等，軟件無線電區別于軟件控制的數字無線電。

2.在盡可能靠近天線的地方使用A/D/A轉換器，因為信號的數字化是實現軟件無線電的首要條件。理想軟件無線電系統中的A/D/A轉換器已相當靠近天線，從而可對高頻信號進行數字化處理，這也是它與常用的數字通信系統的根本區別所在。

第42頁，共46頁，2023年，2月20日，星期日1.8現代通信系統

軟件無線電的特點：

1.具有完全的可編程性通過安裝不同的軟件來實現不同的電路功能，包括工