大连海事大学非线性电子线路课件 概述.ppt

* 绪 论 0.1 非线性电子线路的作用 0.2 非线性器件的基本特点 0.3 本课程的特点 0.1 非线性电子线路的作用 一、线性电路与非线性电路的区分 电子器件严格上均为非线性的，故所构成的电子线路均为非线性电子线路。但是，依据器件的使用条件不同，所表现的非线性程度不同。 对信号进行处理时，尽量使用器件特性 的线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失 真。 线性电路： 对信号进行处理时，使用了器件特性 的非线性部分，利用器件的非线性完成振荡，频率变换 等功能。 非线性电路： 小信号条件下，由于输入信号足够小，电路可以用线性等效电路表示，如线性电子线路部分讨论过的各种小信号放大器。器件的特性，归属线性电子线路。 大信号条件下，由于输入信号较大，必然涉及到器件的非线性部分，例如功率放大器，这样就不能用线性等效电路表示电子器件的特征，而必须用非线性电路的分析方法。所以功放归在非线性电子线路的范畴。 二、非线性电子线路在通信系统中的应用 1. 通信系统的分类 利用电磁波传送信息 (1) 有线通信系统： 利用导线传送信息 (2) 无线通信系统： (3) 光纤通信系统： 利用光导纤维传送信息 2. 无线通信系统 组成：发射装置 + 接收装置 + 传输媒体 (1) 发射装置 将被发送的信息变换为电信号。例如话筒将声音变为电信号。 ① 换能器： 将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。 ② 发射机： 将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。 ③ 天线： 无线通信系统的组成方框图 (2) 传输媒体——电磁波 电磁波传输方式，依据波长不同，可分： 地球表面是弯曲的，所以只能限制在视线范围内 沿空间直线传播 ＞30MHz ＜10m 超短波 电磁波一部分被吸收，另一部分被反射或折射到地面。频率越高，被吸收的能量越小，但频率越过一定值，电磁波会穿过电离层，不再返回地面 靠电离层反射传播 1.5～30MHz 10m-200m 短波 大地表面是导体，一部分电磁波会损耗掉，频率越高，损耗越大 沿地表传播 ＜1500kHz ＞200m 中、长波 说 明 特 点 频 率 波 长 波 段 传播距离比较：电离层 ＞ 地面 ＞ 直线 无线电传播方式 (3) 接收装置 接收是发射的逆过程。 ① 接收天线： 将空间传播到其上的电磁波→高频电振荡。 ② 接收机： 高频电振荡 电信号 ③ 换能器： 将电信号 所传送信息 3. 无线通信存在的问题 ① 接收信号微弱： 电磁波 接收天线 ② 存在干扰： 其它电台的发射信号，各种工业、医学装置辐射电磁波，大气层，宇宙固有的电磁干扰。 对接收装置的要求： 能从众多的电磁波中选出有用的微弱信号。 4. 解决方案 发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、解调。 (1) 调制： 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。 调制信号： 携有信息的电信号。 载波信号： 未调制的高频振荡信号。 已调波： 经过调制后的高频振荡信号。 根据受控参数：调幅、调角（调频、调相）。 (2) 解调： 调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。 (3) 调制的作用： ① 减小天线的尺寸(声 30 ～ 3000 Hz，天线要几百 km)； ② 选台。将不同电台发送的信息分配到不同频率的载波信号上，使接收机可选择特定电台的信息而抑制其它电台发送的信息和各种干扰。 5. 发射机组成 (1) 振荡器： 产生 fosc 的高频振荡信号，几十 kHz 以上。 采用调幅方式的中波广播发射机组成方框图 (2) 高频放大器： 一或多级小信号谐振放大器，放大振荡信号，使频率倍增至 fc，并提供足够大的载波功率