通信电子线路电子教案CH1.ppt

* * 第1章 绪论 一、本课程在学科中的位置 理工农医文史经哲 工程类 机械 电学 专业基础课 模数高 拟 字 频 公共课 基础课 专业课 二、本课程要求 1、范围： 通信领域中各种高频电路(含非线性电路)的组成、 工作原理及分析计算。 2、主要内容： 高频小信号放大器、高频功率放大器、正玹波振荡器、频谱的线性搬移电路、振幅调制与解调、混频、频率调制与解调、参量电路、反馈控制电路原理及应用。 3、要求： 掌握基本概念和分析方法；掌握有关内容的数学 推导过程；理论与实际结合培养动手能力。 强电 弱电 通信：一地向另一地传递信息。 电子通信：各种信息先转换成电磁能量， 再通过电子设备进实现通信。 1837：摩尔斯---------------电报。 1876：贝尔，华特生------电话。 1894：马可尼------向大气层发射第一个无线电信号 1908：德福莱斯特-----真空三极管。 1920：AM广播；1930：阿姆斯特朗：FM调制。 信源 发信 设备 收信设备 收信者 信道 有线通信：导线、电缆、光纤 无线通信：自由空间 1.1 通信和通信系统 通信：泛指把信息从发送信息者传送到接受信息者的过程。 通信系统：完成信息传输的系统。 噪声源 1.2 通信系统中的信号变换过程 1、信号的概念 通信系统中信号的三种形式 基带信号：也称消息信号或调制信号，表示信息的电信号。例如：话音、图象信号（模拟信号）；数据、电报信号（数字信号） 等。 高频载波信号——确知的单一频率的正弦波信号。 已调波信号——已载有消息信号的高频载波信号。 2、信号的表示方法 (1)数学表达式：例如，u=2sin2??103t（V） (2)波形：如右图 i t o T/2 T 3T/2 2T (3)频谱：将信号所包含的所有频率在坐标横轴上表示出来。 对周期性的时间函数，可用傅里叶级数分解为许多离散的频率分量；对非周期性的时间函数，可用傅里叶变换表示为连续谱。 双频信号：i(t) = 2 sin 100?t + cos200 ?t 单频信号：i(t) = 2 sin 100?t f (Hz) 2 50 ?(rad/s) 100? 0 200? 100 1 传输信道的带宽必须大于信号的带宽。 多频信号：占据一段频带宽度----带宽 离散谱 连续谱 B f 1 f 2 f f 2 K(?2t) ?2t o ? 2? ?/2 3?/2 1 例1：图示开关函数用傅里叶级数可分解为 频谱图如下: … 2/? -2/3? 2/5? ?2 3?2 5?2 ? o 振幅 例2：话音信号用傅里叶变换后的频谱分布如图， f(Hz) 300 3400 o 振幅 3、调制和已调信号频谱 （1）调制：将低频消息信号直接发射是不现实的，因此，信号的无线传播必须进行调制。如右图所示。 由振荡电路产生一个 高频载波信号，可将其加 到适当高度的天线上发射 出去，作为传输信息的运 载工具。不同的电台可采 用不同的载波，避免了信号的相互干扰。 高频载波信号可表示为： uc=Uccos(?ct+?c) 其中，Uc——振幅； ?c——角频率； ?c——初相 调制 调制信号 (话音或图象) 高频载波信号 已调波 （2）调制高频载波信号 用需要传输的消息信号（调制信号）去控制高频载波信号的某一参数——振幅、角频率或相位，使其随调制信号的变化而变化，这一过程称为调制。调制后的高频信号称为已调波。已调波本身是高频信号，可以发射，同时因为受到调制，就带着控制它的信号（即要传输的信号 ）一起发射出去。 调制的主要作用： 1、进行频谱搬移（将原来不适宜传输的基带信号搬移到适合传输的某一个频段上，再送入信道）； 2、实现信道复用（把多个信号分别安排在不同的频段上同时进行传输）； 3、调制可以提高通信系统抗干扰能力。 1.3 无线电广播的发射与接收 2、通信系统的构成 发端 用户 信道 收信 设备 收端 用户 发信 设备 消息信号 消息信号 高频信号 高频信号 1、通信系统的任务 将各种电信号由发送端传送到接收端， 以达到传输消息的目的。 (1) 低频部分： 信息变换与放大 (2) 高频部分：高频信号产生、放大、调制 低频 放大器 高频 振荡器 高频谐振 放大器 振幅 调制器 高频 功放 拾音器 消息信号 （1）发送设备 超外差式无线电收信设备的组成 （2）接收设备 本地 振荡器 混频器 中频 放大器 检波器 (解调) 低频 放大器 高频谐振 放大器 fc fL fL- fc= fI fc 1