电子线路(高频部分)概论.ppt

电子线路(高频部分) 教师:熊爱民 基础部分一、绪论 1 非线性电子线路的作用 各种电子器件都是非线性器件，因此，所有包含电子器件的电子线路都是非线性电路。 电路的线性与非线性都有作用 线性：小信号放大，要求不失真 非线性：功率放大、振荡、频率变换 2 相关概念 通信系统：一切将信息从发送者传送到接收者的过程都可看作为通信(Communication)，实现这种信息传送过程的系统称为通信系统。 整个系统由发射装置、接收装置和传输媒质所组成 发射装置包括换能器、发射机(Transmitter)和发射天线(Antenna)三部分。 根据传播媒质分有线无线两大类 3 通信的分类 通常，有线通信亦可进一步再分类，如明线通信、电缆通信、光缆通信等。无线通信常见的形式有微波通信、短波通信、移动通信、卫星通信、散射通信等，其形式较多。 另外：通常信道中传送的信号可分为数字信号和模拟信号，由此通信亦可分为数字通信和模拟通信。 无线电波传播方式 1 沿地面传播 波长在200m以上，即频率在1 500kHz以下的中、长波段的电磁波主要沿着地球表面传播。因为大地表面是导体，当电磁波在其上传播时，一部分电磁波能量被损耗掉，并且频率越高，趋肤效应越严重，损耗就越大，所以频率更高的电磁波不适宜沿地面传播。 2 电离层传播 波长为10m一200m，即频率为1 500kHz一30MHz的短波段，电磁波主要靠电离层传播，电离层(Ionosphere Layer)处在大气上层，它的形成是由于太阳和星际空间的辐射引起大气电离的结果。电磁波到达电离层后，一部分能量被吸收，一部分能量被反射与折射到地面。频率越高，电磁波被电离层吸收的能量就越小。但当频率超过一定值后，电磁波就会穿过电离层，不再返回地面。因此，频率更高的电磁波不能依靠电离层传播。 3直线传播 波长在10m以下，即频率在30MHz以上的超短波段，电磁波主要沿空间直线传播。由于地球表面是弯曲的，这种传播的距离只能限制在视线范围内。 可见，在这三种传播方式中，靠电离层反射或折射传播方式的传播距离最长，直线传播方式的传播距离最短，沿地球表面传播方式的传播距离介于两者之间。 调制的概念 所谓调制是指：由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数，使该参数按照电信号的规律而变化的一种处理方式。 通常将携有信息的电信号称为调制信号，未调制的高频振荡信号称为载波信号，经过调制后的高频振荡信号称为已调波信号。 A调幅：受控的参数是高频振荡的振幅，则这种调制称为振幅调制，简称为调幅，相应的已调波信号称为调幅波信号； B调频与C调相：如果受控的参数是高频振荡的频率或相位，则这种调制称为频率调制或相位调制，简称为调频或调相，并统称为调角，相应的已调波信号分别称为调频波信号或调相波信号，并统称为调角波信号。 解调就是调制的逆过程，它的作用是将已调波信号变换为携有信息的电信号。 调制的作用 调制在无线通信系统中的作用至关重要。 首先，只有馈送到天线上的信号波长与天线的尺寸可以相比拟时，天线才能有效地辐射和接收电磁波。如果将频谱分布在低频区的调制信号(例如语言信号，频谱分布在300Hz～3 000Hz)，直接馈送到天线上，则要将它有效地变换为电磁波向传输媒质辐射，天线的长度就要几百km。显然，这是无法实现的。现在通过调制，将调制信号频谱转移到频率较高的载波信号频率附近，构成已调波信号。再将这种频率足够高的已调波信号加到天线上去，发射天线的尺寸就可显著缩小。 其次，接收机必须具有任意选择某电台发送的信息而抑制其它电台发送的信息和各种干扰的能力，而调制可使各电台发送的信息(变换为电信号)载到不同频率的载波信号上，这样，接收机就能根据载波信号频率选择出所需电台发送的信息，而抑制其它电台发送的信息和各种干扰。 二、非线性器件的基本特点 就电路功能而言，上述各种非线性电子线路可以归纳为以下三类： 第一类是实现功率放大功能的电路。这类电路可以在输入信号作用下将直流电源所提供的功率部分地变换为按输入信号规律变化的输出信号功率，并使输出信号功率大于输入信号功率。例如功率放大器以及《电子线路(线性部分)》中讨论过的各种小信号放大器均属此类。 必须指出，功率放大器与小信号放大器都具有实现功率放大的功能，但是，两者在要求上却有明显区别。对小信号放大器的要求，主要体现在增益、频率响应和稳定性等方面；而对功率放大器的要求，除了增益、频率响应、稳定性以外，最主要的是在保证功率管安全工作的条件下，高效率地输出尽可能大且失真在允许范围内的功率。 第二类是实现振荡功能的电路。这类电路能在不加输入信号时稳定地产生特定频率或特定频率范围的正弦波振荡