电子电路系统概述.ppt

第1章 绪论 1.1 电子线路的分类 1.2 线性与非线性电子线路 1.3 无线电信号的传输 1.4 本课程的要求 1.0　电子电路系统概述 一切能完成信息传输任务的系统可以统称为通信系统。按照信道中传输的基带信号是模拟信号还是数字信号，可以把通信系统分为两类，即模拟通信系统和数字通信系统。本课程将重点介绍模拟通信系统。 一个完整的通信系统构成的方框图如图所示 1.0　电子电路系统概述 通信电路系统发展趋势－模拟电子电路系统的集成化 在七十年代以前，通信系统中的一些功能电路一般都是由分立元件电路构成的。随着科学技术的发展，到七十年代末，已经广泛地采用了集成的稳压电源、运算放大器、低频功率放大器以及各种高频、中频放大器等集成器件。这些通用型的单片集成器件，配合少量外接元件，本身就组成一个独立的子系统，可以实现稳压、放大、有源滤波、调制解调等功能；如果将多种芯片组合起来，就可以组成一个完整的电子系统。 1.0　电子电路系统概述 此外，还有根据某一系统的性能指标而设计的专用集成电路，它的规模更大、功能更全，由一片或一组集成芯片就可组成一个完整的电子系统。由于专用集成电路是针对系统要求设计的，所以比用几种通用集成电路加以组合构成的系统更为先进、合理。 虽然模拟电路和系统的集成化已经取得很大进展，但要以集成电路完全取代分立元件电路，还有许多困难。 1.0　电子电路系统概述 这是因为模拟电路和系统对质量指标要求较高，诸如频率特性、噪声特性、失真系数、元件精度、稳定性等等，都比数字电路和系统严格得多；而且单元电路种类繁多、功能各异，以目前的电路设计技术和集成电路工艺水平，尚难全面满足各项要求。因此在一些性能指标要求较高的模拟系统中，尚保持着一定数量的分立元件电路。特别是高频大功率的设备，主要还采用晶体管和电子管。另外，某些元器件的集成化问题至今还未得到完善的解决。 1.0　电子电路系统概述 通信电路系统的数字化 模拟电路的主要优点是，它能在高频率工作和实时地处理信号。目前，模拟电路可以在几万兆赫兹的频率工作，而数字电路还远未达到这样的工作速度。 1.0　电子电路系统概述 模拟电路也存在缺点，第一，模拟电路中的有源器件绝大多数工作在放大状态，由于器件在放大状态工作时，其参数与工作点等多种因素有关，因此使整个放大电路工作参数的稳定性较差。第二，模拟电路的时间特性主要取决于电路中的电阻、电容和电感，而利用这些元件得到准确、稳定的时间常数尚有一定困难。第三，利用模拟电路对模拟信号进行延时、存储等处理比较困难。上述缺点在数字电路中不存在。 1.0　电子电路系统概述 近年来，随着数字信号处理技术的飞速发展，一些原来由模拟电路实现的功能，都改用数字化实现；并且数字电路易于大规模集成。因此，通信系统的发展越来越趋向于数字化，如锁相环路、调频、调相、解调等等。此外，数字化还将给通信系统的设计带来很多好处，例如通过用高速的数字多路复用器、数控振荡器和数字滤波器来取代相应的模拟混频器、振荡器和滤波器，可以消除各种不需要的效应和考虑事项，如混频器、振荡器的非线性校准、温度漂移校准。 1.0　电子电路系统概述 虽然模拟电路的数字化是大势所趋，但由于模拟通信系统和制式已经应用很广泛，如果立即完全数字化，将要投入大量资金和增加用户负担，因此从经济的观点看，通信广播等完全数字化的普遍推广应用尚需时日；另外，数字电路的速度在某些领域还不能满足需要，这也有待于集成电路技术的进一步发展。所以，在相当长的一段时间内，通信系统还将是模拟集成电路、数字集成电路并存或模拟、数字混合构成的局面。 1.1 电子线路的分类 包含有源器件的网络统称为电子线路。电子线路的分类方法很多，按照工作频率可分成低频电子线路、高频电子线路和微波电子线路。低频通常指频率低于300kHz的范围，语音的电信号、生物电信号、地震电信号、机械振动的电信号等都属于这个范围。 所有在这个频率范围的电信号的产生、放大、变换、处理都属于低频电子线路的范畴。高频通常指频率在300kHz~300MHz的范围，广播、电视、短波通信、移动通信等无线电设备都工作在这个频率范围之内。微波泛指频率高于300MHz以上的范围，卫星电视、微波中继通信、雷达、导航等设备都工作在这个频率范围（见表1.3.1）。 工作频率不同，对有源器件电性能的要求、电子线路的工艺结构都不尽相同。随着工作频率的提高，对有源器件的上限工作频率的要求也随之提高；器件本身的分布参量，如晶体管的极间电容、电极的引线电感、载流子扩散漂移的时间等因素的影响都会逐渐地明显起来，以至变成必须考虑的主要因素。 按照流通的信号形式，电子线路又可分成模拟电子线路