高频电子线路(张肃文)绪论.ppt

高频电子线路High-Frequency Electronic Circuits 太原理工大学信息工程学院信息与通信工程系 课程基本情况 输入变换器 发送设备 为什么要调制？ 电磁波波谱 调制的基本原理 调制方式 接收设备 收信装置 课程主要内容 课程章节 课程特点 数字通信系统 传输数字信号的通信系统即数字通信系统，原理框图如图 模拟信号经信源编码和信道编码变成数字基带信号，发射机将基带信号调制到高频载波上经信道传输到接收端，接收机还原出数字基带信号，经信道解码和信源解码还原出模拟基带信号。用数字基带信号对高频正弦载波进行的调制称数字调制。根据基带信号控制载波的参数不同，数字调制通常分为与振幅键控调制，频率键控和相位键控三种基本方式 数字通信系统 振幅键控：(ASK:Amplitude-shift keying)载波振幅受基带控制 相位键控：(PSK:phase-shift keying)载波相位受基带信号控制，当基带信号p(t) = 1时，载波起始相位为0，当p(t) = 0时载波起始相位为? 频率键控：(FSK:Frequency-shift keying) 载波频率受基带信号控制，当p(t) = 1时，载波频率为f1；当p(t) = 1时,载波频率为f2 数字通信系统 数字通信的主要优点： (1)有较强的抗干扰能力，通过再生中继技术可以消除噪声的积累，并能对信号传输中因干扰而产生的差错及时发现和纠正，从而提高了信息传输的可靠性。 (2)数字信号便于必威体育官网网址处理，易于实现必威体育官网网址通信。 (3)数字信号便于计算机进行处理，使通信系统更加通用和灵活。 (4)数字电路易于大规模集成，便于设备的微型化 数字通信的缺点： 数字信号占据频带较宽，频带利用率低 但目前采用了一些新的数字调制技术，不断增大通信容量，提高频率利用率，所以数字通信的发展前景广阔。 现代通信系统 70年代以前，通信系统主要是模拟体制，接收机如前介绍的超外差接收机，70—80年代无线电通信实现了模拟→数字的大转变，从系统控制（选台调谐、音量控制，均衡控制等）到信源编码、信道编码，以及硬件实现技术都无一例外地实现了数字化。现代超外差接收机可用下图来表示，它是一个模拟与数字的混合系统。 现代通信系统 进入90年代后，通信界开始了一场新的无线电革命，即从数字化走向了软件化，软件无线电技术（software Radio）应运而生。支持这场革命的是多种技术的综合，包括多频段天线和 RF变换宽带A/D/A转换，完成IF、基带、比特流处理功能的通用可编程处理器等。软件无线电最初目的是满足军用通信中不同频段，不同信道调制方式和数据方式的各类电台之间的联网需要，因为它可以很容易地解决各种接口标准之间的兼容问题，使得它的优越性很快得到商用通信的青睐，并且在个人移动通信领域发展迅速。软件无线电是特指具有用软件实现各种功能特点的无线电台（如移动通信中的移动电话机、基站电台、军用电台等），它主要由低成本、高性能的DSP芯片组成。规范的软件无线电典型结构如下图所示。 现代通信系统 现代通信系统 软件无线电的标志： 无线通信功能是由软件定义并完成的，这种完全的可编程能力包括可编程的射频波段、信道接入方式、信道调制方式与纠错算法等，软件无线电区别于软件控制的数字无线电。 在尽可能靠近天线的地方使用A/D/A转换器，因为信号的数字化是实现软件无线电的首要条件。理想软件无线电系统中的A/D/A转换器已相当靠近天线，从而可对高频信号进行数字化处理，这也是它与常用的数字通信系统的根本区别所在。 现代通信系统 软件无线电的特点： 具有完全的可编程性：通过安装不同的软件来实现不同的电路功能，包括工作模式，系统功能，扩展业务等。 软件无线电基于DSP技术：系统所需要的信号处理工作有变频、滤波、调制解调，信道编译码，接口协议与信令处理，加解密、抗干扰处理，以及网络监控管理。 其有很强的灵活性及可扩充性：可以任意转换信道接入方式，改变调制方式或接收不同系统的信号 。 具有集中性：由于软件无线电结构具有相对集中和统一的硬件平台，所以多个信道可以享有共同的射频前端与宽带A/D/A转换器，从而可以获取每一信道的相对廉价的信号处理性能。 现代通信系统 由于大规模集成电路的数字无线电和软件无线电收发信机，其内部的基本功能，基本原理，工作流程和电路结构与传统的超外式无线电收发信机并无太大差异，经典高频电子线路的分析方法与设计思想仍可作为现代无线电新技术的理论基础。 而且，由于目前器件水平的限制，软件无线电技术还基本只能在通信系统的基带处理部分得到较好发挥，还必须采用与传统电路结合的方式进行系统研制。要超越器件水平的限制，进行深入的理