高频电子线路
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高频电子线路. High Frequency Circuit. 网络中心 28116952. 目 录. 第 1 章 绪论 第 3 章 选频网络 第 4 章 高频小信号放大器 第 5 章 非线性电路、时变参量电路和变频器 第 6 章 高频功率放大器 第 7 章 正弦波振荡器 第 9 章 振幅调制与解调 第 10 章 角度调制与解调 第 12 章 反馈控制电路 第 13 章 频率合成电路. 第 1 章 绪论. 高频电子线路 High Frequency Circuit. 1.1 通信系统的组成 1.2 收发设备的组成 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
目 录 第 1章 绪论第 3章 选频网络第 4章 高频小信号放大器第 5章 非线性电路、时变参量电路和变频器第 6章 高频功率放大器第 7章 正弦波振荡器第 9章 振幅调制与解调第 10章 角度调制与解调第 12章 反馈控制电路第 13章 频率合成电路
3
第 1 章 绪论1.1 通信系统的组成 1.2 收发设备的组成
1.3 无线电通信波段 1.4 收音机电路实例
1.5 本课程研究对象 1.6 本课程特点
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高频电子线路High Frequency Circuit
参考书思考题与习题
* 注:现代电子设备多为交叉运用。
电的传递路径方式
与主要分析研究方
法 高频电路—— 广播、电视、通讯等频率较高 , 电参数集中的高频(射频)应用。 显著特点:工作频率界于低频电路和微波 电路之间,内“路”外“场”。微波电路——通信、雷达、导航与电子对抗等
频率高于高频电路、集总参数应用
低频电路——仪器、仪表、自动化控制、医疗 电子、电话线等频率较低的一般性应用。特点:能量直接在线路上 传递。
电磁场 ——完全非“电路”传输,能量以“场”的形式传递和接收
频率由低到高
强电——电力电子技术,发供电设备,电力拖动,大功率电器等。特点: 能量以线路(电缆)形式传递,频率 50Hz (某些国家 60Hz )
弱电
数字电路——自动化控制、计算机、数据通讯等
模拟电路
课程说明 理论体系
1.1 通信系统的组成 通信的主要任务是传递信息,即将经过处理的信息从一个地方传递到另一个地方。
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Regardless of the particular application, all communication systems involve three main subsystems: the transmitter, the channel, and the receiver.
基于 “高频电子技术”实现通信的共同特点:利用高频(射频)无线电波来传递信息。因此,设备中产生和接收、检测高频信号的基本功能电路大都是相同的。
发送端各模块功能
信源( information source ):需要传送的原始信号,一般为 非电物理量。
输入变换器 (input converter) :将非电信号转换为电信号,其输出称为“基带信号” (baseband signal) 。
发送设备 (transmitter) :将基带信号变成适合于信道传输的“ 频带信号” (frequency band signal) 。
电信号,且直接表示了原始信息。基带信号实质:
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信道及其分类
信道( channel ):即传输媒介。
无线信道
有线信道
海水 (seawater)地球表面 (surface of Earth)自由空间 (free air)
同轴电缆 (coaxial cable)波导 (waveguide)光纤 (fiber or fibre)
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Channels may be classified into two categories: wire channnels and wireless channnels
接收端各模块功能
接收设备 (receiver) :完成发送设备功能的反变换 ——解调,其输出为基带信号。
输出变换器 (output converter) :将接收设备输出的基带信号变换成原来形式的信号。
信宿 (information sink) :原始信号的接收者。
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通信过程的叙述
原始非电信号经输入变换器变换成电信号后,送入发送设备,将其变换成适合于信道传输的信号,然后送入信道传输。接收设备则从众多信号(包括噪声)中选出有用信号并将其解调,还原出原基带信号,再经输出变换器恢复出原始非电信号。
原始信号 电信号 变换 信道解调原始信号
倍频 (double frequency) :降低主振器频率,以利于稳频。
主振 (oscillator) :产生频率稳定的载波信号。
缓冲 (buffer) :减弱后级对主振器的影响。
发射机框图中各模块功能
频率: 20Hz ~~~20kHz
波长: 15km ~~~15000km
可见,这样的天线是不可能制作的。
②实现多路通信。因为基带信号为低频信号,相互之间不易区分,接收设备无法选 择所需接收的信号。
调制的目的:
①便于制作天线。由天线理论可知:要将 天线电信号有效地发射出,天线的几何尺寸必须和电信号的波长处于同一数量级。如声音信号
低频电信号称为调制信号 (modulating signal) 。未经调制的高频振 荡信号称为载波信号。 (carrier signal)
将低频基带信号装载到高频振 荡信号上的过程称为调制 (modulating) 。将低频信号从被调制过的高频振 荡信号上卸取下来的过程称为 解调 (demodulating) 。
经过调制的高频振 荡信号称为已调波信号。 ( modulating signal )
调制的思 想
载波 + 调制信号 = 已调波信号 飞机 + 人 = 载人飞机
相
关
概
念
“ 调制” 的专业术语
对于正弦波振荡信号,其主要参数是 A, f, φ,因而出现了振幅调制,频率调制和相位调制。
调制:用原始低频信号去控制高频振荡信号的某一参数,使之随原始电信号的变化 规律而变化。
超外差接收机组成特点
超外差式与直接式接收机 相比,增加了混频器 (mixer) 、本地振荡器 (Local Oscillator--LO) 和中频放大器 (Intemidiate Frequency Amplifier--IFA)三种功能电路。Mixer 的作用是将接收到的 不同频率的载波信号变换为固定频率的中频 (Intemidiate Frequency-- IF) 信号。这样做的目的是可 提高接收机的选择性和灵敏度。
另外, AGC,AFC,PLL 是通信系统中必不可少的辅助部分, 若无,甚至无法工作。
一个完整的通信设备组成框图
1 发射机部分
2 接收机部分
天线开关
3共用设备 4天线
信源
音频放大器 调制器
载波振荡器
激励放大器
功率放大器
信宿
高频放大器
混频器中频放大器
检波器低功放
本地振荡器
无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。决定传播方式和传播特点的 关键因素是无线电信号的频率。
电波的传播方式
( a ) 地面波 ; ( b ) 天波 ; ( c ) 空间波
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。绕射传播。超长波、长波、中波无线电信号,都是利用地波传播的。 短波近距离通信也利用地波传播。
天波:利用天空的电 离层折射和反射而传播的电波, 也叫天空波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用,因此天波传播主要用于短波远距离通信。
空间波又称为直射波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播 距离一般限于视距范围。超短波和微波通信就是利用直射波传播的。
1.3 无线电通信波段波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 用途
长波 (LW) 10km~1km
30~ 300kHz
低频 (LF) 远距离通信
中波 (MW) 1km~ 100m 0.3~ 3MHz 中频 (MF) AM 广播短波 (SW) 100m~ 10m 3~ 30MHz 高频 (HF) AM 广播超短波 (VSW) 10m~ 1m 30~ 300MH
z 甚高频 (VHF)
FM 广播 电视
微
波
分米波 (USW)
100~ 10cm 0.3~ 3GHz 超高频 (UHF)
电视 移动通信
厘米波 (SSW)
10~ 1cm 3~ 30GHz 特高频 SHF) 微波 /卫星通信
毫米波 (ESW)
10~ 1mm 30~ 300GHz
极高频 (EHF)
射电天文f300 (m)
(mm)
(MHz)
(GHz) 如: 99MHz →3 m
无线电 微波 红外线
可见光 紫外线
X 射线 射线(Hz)f 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024
卫星
地面微波
双绞线同轴电缆
光纤
海事无线电
调频无线电
调幅无线电
电视
移动无线电
电信领域使用的电磁波的频 谱
LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF波段
(Hz)f 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
无线电频率的上限一般为 3000GHz。
我国规定的广播波 段:中 频 ( MF ) 中 波: 535~ 1605kHz ----AM
高 频 ( HF ) 短 波: 1.6~ 26.1MHz----AM
甚高频 ( VHF )超短波: 88~ 108MHz----FM
射频( Radio Frequency --RF ): 10kHz~几百 G
Hz 。在此频率范围内,以电磁形式向空间辐射而形成无线电波。
无线电通信波段相关知识所谓“高频”,广义上讲就是适于无线电传播的无线电频率,通常又称“射频”。
无线电通信波段相关知识
UHF Ⅳ 波段 470~ 566MHz 13~ 24 频道
UHF Ⅴ 波段 606~ 958MHz 25~ 68 频道
我国广播电视频道的划分:四个波段 , 68 个频道(台),频道间隔为 8MHz
。VHF Ⅰ 波段 48.5~ 92MHz 1~ 5 频道VHF Ⅲ 波段 167~ 223MHz 6~ 12 频道
一般来说,中波广播( 535 ~ 1605kHz)的服务半径一般 不超过数百公里。短波广播( 4 ~ 19MHz内的部分频 段)的服务半径大于 1000km。 根据服务范围发射功率数十至数百千瓦不等。
ISM(Industrial Scientific and Medical) 频段为公用频段许可频段。
无线电通信波段相关知识
在 USA , FCC ( Federal Communications Commission ),规定在 RF范围内,有三个免许可频段:
900MHz ( 902~ 928MHz )2.4GHz ( 2.4~ 2.4835GHz )5.8GHz ( 5.725~ 5.850GHz )
16
ANTC1
20p
C50p
C239p
L260nH
15 14 13 12
1
2
11
T109IF S
5
1 2
CF110.7M
10
T219IF
S5
4 3 C***68p
9 8 7
CF2103
6
CF3
5
T3
1
2 3
4
5C3015p
FM DEM10.7M
(´úCF3)
NC
4
C32.2 50V
3 2
103
1
32
1
2.2k
470n
31302928
20n
27
AM330P
MOND
68k
STERED
26
24k
25
U p
22n
C9
24
1
1
23
AM OSC34
5
44¡ä
2221
33¡ä L 3
20
C710
191817
C6100
2
2¡ä
AM RF
C2922p 4.5T FM-OSC 5p
Öв̈ ´Å°ôÌìÏßAM COIL
C818P
PVC 四联AM: 1,1¡ä2,2¡ä
AM: 3, 3¡ä4, 4¡ä
470n
21
IN1 SW NC
3 4
C15403p
C174.7
5
NF1
6
GND1
7
C20403
8
C2310
OUT1P-GND1 RIPPLE
CXA1622M
C510n103
403p
16
IN2 REG
15
10
VOL
14 13 12
NF2 GND2
11 10
OUT2
U p
VCC
100
3V
100
403
220
403
9
4.7
C19100 3
3
10 nC4
P - GND2
ON
OFF
TEA 5711/T
R828AM/FM 收音机电路原理图
FM高放
FM混频
FMIF1
FMIF2
FM检波
相位检波 VCO
分频器
同步检波
立体声解码器
SDS
软静噪
单声道立体声开关
LED驱动器
导频检波
V1变换器
控制开关AM/FM转换
AM/FM指示器
AM检波
AGC
AM-IF
FM本振
稳压器
AM本振
AM混频
AM高放
FM RF I
16 21
FM RFO
FM MIXERFM-IF1
I
1113
FM-IF1O
9
FM-IF2I
7 5
FM DEM
31 27
LPF-M/S VCO/AM-FM
19/19/38kHz
38kHz
3AF R
O
2AF L
O
30ST-LED
MUTE
32
MPX I
294
PILFILAF O
2822
SUBGND
26
IND
AM-AGC/FM-AFC
20
AM-IF2I/O
AM-IF1I
1015
AM MIXER
14
18AM RFI
AM-OSC24
68
121925
23
17RF GND
FM-OSC
U pRIPPLE
VSTABA
VSTABB
IF GND
TEA5711/T
SW1TCH
N.C1
TEA5711/T 电路原理框图
• 该收音机电路由两片集成电路芯片与一些外围辅助电路组成。TEA5711/T芯片:收音机的主要 芯片,它将接收到的无线电高频信号 进行放大、混频、中频放大、检波后送入 CXA1622M芯片。
CXA1622M芯片:对解调出的音频信号进行功率放大,并送给扬声器。
该电路包括 AGC 和 AFC 电路。
1.5 本课程研究对象与任务 本课程将以无线通信系统为主要 研究对 象,即研究
“高频信号的产生、发射、接收和处理” ,包括:
( 1 )高频放大器 ( 2 )高频功率放大器
( 3 )高频振荡器 ( 4 )变频 /混频器 ( 5 )调制解调器 ( 6 )反馈控制电路
任务:讨论以集总参数为限的上述高频电子电路的基本组成、工作原理、性能特点、基本工程分析方法。关注各功能电路的输入、输出频 谱的变化 关系,找出合理的实现方法。
1.6 本课程特点及学习本课程的目的
所讨论的电路主要是非线性电子线路,其显著特点是,涉及的基本 概念多、电路形式多、分析方法 更加复杂,求解也困难得多。 要求具有较宽的基 础知识。
学习本课程的目的:为学习电视理论、通信设备维护、电子测量技术、现代通信原理等课程打下基础。为今后考研和从 事高频技术研究工作 打下基础。
重视实践环节。
小 结高频电子线路的典型应用是无线通信系统;无线通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介三部分组成 ;无线电信号的发射与接收的 关键是调制与解调;高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本课程要解 决的问题;了解无线电信号所具有的基本特点是 必备的基本知识。
3. 画出无线通信收发信机的组成框图。
4. 无线通信为什么要进行调制?
思考题与习题
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1. 一个完整的通信系统一般由 、 、 、 、 等部分组成。 2. 人耳能听到的声 音的频率 约在 到 的范围内。
教材:高频电子线路(第四版) 张肃文 高等教育出版社
[ 1]沈伟慈 通信电路 西安电子科技大学出版社 2004
[ 2]王卫东 高频电子电路 电子工业出版社 2006
[ 3]高吉祥 高频电子线路学习辅导及习题评解 电子工业出版社 2005
[ 4]阳昌汉 高频电子线路学习与解题指导 哈尔滨工程大学出版社 2002
[ 5]于洪珍 通信电子线路(名师大课堂) 科学出版社 2007
[ 6][日]铃木宪次 高频电路设计与制作 科学出版社 2005
张肃文 高频电子线路High Frequency Circuit
参考书王卫东 高频电子电路 电子工业出版社 2006.1
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