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《通信电子线路》课件

《通信电子线路》课件

制和解调。
物联网
物联网设备中，通信电 子线路用于设备间的信
息传输。
通信电子线路的发展历程
1 2 3
早期阶段
早期的通信电子线路主要采用模拟信号传输方式 ，电路结构简单，但信号质量不稳定。
中期阶段
随着数字信号处理技术的发展，通信电子线路开 始采用数字信号传输方式，提高了信号的传输质 量和稳定性。
现代阶段
串行通信协议
如RS-232、RS-485等，实现设备之间的串行数据传输。
并行通信协议
如IEEE 488等，实现设备之间的并行数据传输。
通信网络的架构与组网技术
通信网络的架构与组网技术
构建和管理复杂的通信网络，实现高效的数据传输和资源共享。
网络拓扑结构
如星型、总线型、环型和网状等，根据实际需求选择合适的网络拓 扑结构。
信号的调制解调原理
调制方式
信号的调制方式有多种，如调频、调相和调幅等，每种方式都有 其特点和应用场景。
解调方法
解调是将已调信号还原为原始信号的过程，常用的解调方法有相干 解调和非相干解调。
调制解调器的原理
调制解调器是实现信号调制和解调的设备，其工作原理涉及到信号 的频谱搬移和滤波等技术。
信号的放大与滤波原理
。
模拟信号处理技术
模拟信号处理技术
采用模拟电路和电子器件对信号进行放大、滤波、调制和解调等 处理。
放大器设计
设计高性能的放大器，实现对微弱信号的放大和增强。
滤波器设计
设计不同类型和性能的滤波器，实现对信号的频域选择和处理。
通信协议与接口技术
通信协议与接口技术
实现不同设备之间的通信和数据交换，保证数据传输的可靠性和稳 定性。
《通信电子线路》PPT课件
通信电子线路 ppt课件

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PPT课件
29
不用调幅的系统
不用调幅，直接发射：Audio Frequency(AF)：音频无线传输方 式，直接发射的是音频信号(20Hz-20KHz)。常用于校园广播。教学 楼外围几条电线，当作发射系统，产生交变的电磁场，接收装置用 一个小线圈，交变电场在线圈上产生交变电压，经过AF耳机接收放 大后收听。
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
与甲乙丙类放大器的对比
甲乙丙类放大器：不断减小电流导通角以提高效率。但θc太小时，效率 虽然很高，但输出功率下降。就必须加大激励电压而易引起管子的击穿。
丁类放大器：晶体管工作于开关状态；导通时，管子进入饱和区，器件 内阻接近于零，即导通；截止时，电流为零，即断开。集电极功耗大为减小。 理想情况下，丁类放大器的效率可达100%。
矛盾的关键点在于信号传输过程中传输距离与传输质量两者不可得
兼，具体就是频率的选择问题。信号调制是为解决这个问题服务的.(手机用高
频信号保证质量和速率，距离就用基站弥补;收音机对质量要求低，广播就用
低频信号。短波通信保底通信，建立方便，传播距离远，可以在战争年代其
他通信方式(卫星，手机基站)被摧毁后迅速建立新一轮的简易通信。)
丁类放大器的特点
效率高、体积小（功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带
那么大）低失真，频率响应曲线好，外
两只晶体管相当于两只开关。通 过变压器耦合令两只管轮流饱和导通 和截止。 当基极未被信号激励时，三极管的工 作点在伏安特性曲线的截止区； 当基极有信号激励时，三极管则从截 止状态进入饱和导通状态，工作点移 到饱和区。
—丁类放大器、调幅与解调
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1
PART.1
通信电子线路电子PPT课件

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6）放大器的激励功率：
Pi
1 2
I b1m
U im
7）功率放大倍数：
AP
PO Pi
第8页/共51页
4.2.3 工作状态分析
一、动态特性分析：
ic
iC、uBE和uCE的关系曲线，称动特性曲线
C UBE=UBB+Uim
——即交流负载线
uBE UBB Uim cost
uCE UCC Uc1m cost
Ic1m
t
较小可以忽略。
0
设Re——并联回路谐振时的等效负载电阻，
包括BJT的输出电导和等效的RL。
uc
uc Uc1m cost Ic1m cost Re Uc1m
t
集电极输出电压为：
0
uce UCC uc UCC Uc1m cost
uC
E1
选回到频路频作两从用端如率图，也中果为即会可使得振n以到iC看是荡余的出不弦回，连电电丙续路压压类的。的高脉:u频冲0谐电=0振=流U功n，m放在c由o，谐s于振则n在t;U相回c1mU当路CC 于两实端现可了得
第9页/共51页
动态负载RC：动态特性曲线斜率的倒数
将I M
1
RC
iC max
cos
Uc1m
IM
，U c1m
Ic1m Re代入上式，得
Rc
I c1m
Re (1 cos )
iC max
1( ) Re
(1 cos )
表明：丙类功放的动态电阻由
R（e 等效负载电阻）和（导通角）
共同决定。
UBB
-
UD
图解可见，iB和iC的都是余弦脉冲，定义 θ为导通角，三极管只在（－θ ，θ）内导通， 当θ<90o时，功率放大器工作于丙类状态。
通信电子电路完整ppt课件

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三个里程碑：①1907 Lee de forest发明电子三极管
②1948 W.Shockley发明晶体三极管
③60年代 集成电路、数字电路的出现
.
4
1.1通信系统的概念
通信系统——传输信息的系统
信号源
发送设备 信道 接收设备 收信装置 噪声源
.
5
信号源
在实际的通信电子电路中传输的是各种电信号,为此就 需要将各种形式的信息转变成电信号。
.
9
1.2无线电波波段的划分
不同频率电波产生、放大和接收方法不太一样，传播特 点更不相同。
无线电波按波长的不同划分为超长波、长波、中波、短 波、超短波（米波）和微波（包括分米波、厘米波、毫 米波）等。 如按频率的不同，可划分为甚低频、低频、中频、高频、 甚高频、特高频、超高频和极高频等频段。
.
.
11
1.4调制的通信系统
1.什么是调制? 任何一个正弦波都有三个参数：幅度、频率和相位。调 制，就是使这三个参数中的某一个随调制信号大小而线性变 化的过程，分别称为幅度调制、频率调制或相位调制。
u(t)co st
uc(t)cost
u A( M t) (A c ot)c so t s
.
12
2.无线电如何将声音传送到远方？
.
2
第1章 绪论
1.1 通信系统的概念 1.2 无线电波的传播特性 1.3 无线电波的频段划分 1.4 调制的通信系统 1.5 本课程的主要内容
.
3
无线电通信发展简史
原始手段
烽火、旗语
有线通信
电报（1837 Morse） 电话（1876 Bell）
无线通信
电磁波的存在
1864 Maxwell（理论） 1887 Hertz（实践）
通信电子电路总复习教程

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并联谐振回路

串、并联阻抗的等效互换
等效原则：等效 互换前后阻抗相等。
RP RS 2 2 RP RS (1 Q ) 1 Q 2 XP X P X S (1 Q ) X S 2 1 Q
回路抽头时阻抗的变化关系
接入系数P：定义为抽 头点电压与端电压的比， 即： V
1.1 通信系统的组成
通信系统的主要技术指标
1. 传输距离：信号从发送端到达接收端并能被可靠接收的 最大距离。
• 影响因素：
• 发送端的信号功率、信号通过信道的损耗、信号 通过信道混入的各种形式的干扰和噪声及接收机 的接收灵敏度等。 2. 通信容量——一个信道能够同时传送独立信号的路数。 3. 信号失真度——接收设备输出信号不同(失真)于发送端 基带信号的程度 • 影响因素：信道、信号处理电路等特性
4. 抗干扰能力
5
调制的必要性和作用
必要性：
从切实可行的天线出发 区别不同的音频信号 可实现的回路带宽

作用：

频谱搬移 实现信道复用 提高抗干扰能力
传播方式
电磁波 1.5MHz以下 (长波、中波) 1.5～30MHz (短波) 采用的传播方式 绕射传播 (地波) 含义 绕着地球表面弯曲传播
Z R(1 j )
1 1 , f0 LC 2 LC L 1 Q0 0 R 0CR X 1 1 (0 L ) R R 0C 1 N( f ) 1 2
并联谐振回路
Y g p (1 j )
1 1 , f0 LC 2 LC C 1 Q0 0 0 Lg p gp B 1 1 (0C ) gp gp 0 L 1 N( f ) 1 2 f B 0 (rad / s) 0 ( Hz) Q Q
通信电子线路PPT课件

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应管等，可根据不同的电路需求选择合适
04
通信电子线路电路分析
放大器电路分析
放大器电路的基本原理
放大器电路的分类
放大器电路是通信电子线路中的重要组成 部分，用于将微弱的信号放大，使其能够 被进一步处理或传输。
根据工作原理和应用场景，放大器电路可 分为电压放大器、功率放大器、跨导放大 器和电流放大器等。
三极管
总结词
三极管是通信电子线路中常用的基本元件之 一，用于放大和开关。
详细描述
三极管是一种具有电流放大作用的电子元件 ，由三个半导体组成，包括两个N型和一个 P型半导体。在通信电子线路中，三极管主 要用于放大和开关电路，将微弱信号放大成 较强的信号或控制信号的通断。三极管的种 类也很多，包括硅三极管、锗三极管和场效
滤波器电路分析
滤波器电路的基本原理 滤波器电路是一种选频电路，用 于将特定频率的信号从输入信号 中提取出来，或者抑制特定频率 的信号。
滤波器电路的分析方法 常用的分析方法包括频率响应法 和极点图法，通过这些方法可以 深入了解滤波器电路的工作原理 和性能特点。
滤波器电路的分类 根据工作原理和应用场景，滤波 器电路可分为低通滤波器、高通 滤波器、带通滤波器和带阻滤波 器等。
感谢观看
电压或流。
系统模型
通信系统通常由发送器、信道和接 收器组成，发送器负责发送信号， 信道是信号传输的媒介，接收器负 责接收信号。
系统稳定性
系统稳定性是指系统在受到干扰时 仍能保持正常工作的能力，稳定性 是通信系统的重要性能指标。
模拟信号与数字信号
模拟信号
模拟信号是连续变化的电压或电流，其特点是幅度连续变化。模拟信号通常用 于语音通信和电视信号传输。
调制解调器电路的分类
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模拟通信系统 数字通信系统
有线通信系统 无线通信系统
1.2 无线电波的传播特性
• 概念及特点 • 传播方式 • 无线电波的波（频）段划分
一、概念及特点
• 无线电波的传播特性
– 指无线电信号的传播方式、传播距离、传 播特点等
• 特点
– 不同频段的无线电信号，其传播特性不同 – 同一信道对不同频率的信号传播特性不同
一、概述
基带传输 ——将基带信号直接传送。 ——如，电话电缆可传输电话基带信号。 缺点：
1. 需要巨大的天线——将信号装载到高频载波上 • 天线理论：要将无线电信号有效地发射出去，天线的 尺寸必须和电信号的波长为同一数量级
2. 同一频段的低频信号，如果不调制，在信道中会互相重 叠、干扰，接收设备无法选择 ——调制到不同的高频载波上
教学难点
1. 无线电波的划分。 2. 调制的概念及系统组成。
课时分配
总计2学时： 1. 通信系统的概念及组成；无线电波的
传播特性——1学时 2. 调制的概念及调制通信系统的组成—
—1学时
今日内容
• 概述通信系统的组成及一些基本概念：
– 1.1 通信系统的概念 – 1.2 无线电波的传播特性
• 无线电波的波（频）段划分——重点 – 1.3 调制的通信系统
• 在接收设备中，检波器的作用是什么？ 试画出检波器前后的信号波形。
教材
• 教材
– 《通信电子电路》，于洪珍，电子工业出版社， 2002
• 参考书
– 《高频电子线路》（第三版），张肃文等，高 等教育出版社，1998
– 《高频电子线路》，高吉祥主编，电子工业出 版社，2003
课程介绍
• 课程性质
– 通信、无线电等专业的一主要专业基础课。
通信电子线路总复习 ppt课件

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L1 C
R1 R2
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17
§2.1.3 串、并联阻抗等效互换与抽头变换
所谓等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的
电路形式如何，从端口看过去其阻抗或者导纳是相等的。
1. 串并联阻抗的等效互换
R1 RX

jX1

R2 jX 2 R2 jX 2

R
2
X
2 2
R
2 2

(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。
(2) 数字信号便于保密处理，易于实现保密通信。 (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
缺点：数字信号占据频带较宽，频带利用率低。
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26
3、高频小信号放大器的质量指标
1) 增益：（放大系数）
电压增益：AV

Vo Vi
2) 通频带：
功率增益：AP

P0 Pi
放大器的电压增益下降到最大值的
0.707倍时，所对应的频率范围称为放大
器的通频带，用B=2f 0.7表示。
2f 0.7也称为3分贝带宽。
增益和稳定性是一对矛盾
通频带和选择性是一对矛盾
0
(L

L')

1
0C
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15
例题2：有一并联谐振回路如图，并联回路的无载Q值 Qp = 80，谐振电阻 Rp = 25k，谐振频率fo = 30MHz， 信号源电流幅度 Is = 0.1mA (1)若信号源内阻Rs = 10k，当负载电阻RL不接时， 问通频带B和谐振时输出电压幅度Vo是多少？ (2) 若Rs = 6k，RL = 2k，求此时的通频带B和Vo 是多少？
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fs
中频放大
检波
低频放大
fi
F
F
fo 本地振荡
无线电发射机和接收机原理框图
消息 信号源
高频 振荡器
解调器
放大器
调制器
谐振放大器 或倍频器
已调波 放大器
本地 振荡器
中频 放大器
混频器
高频 放大器
放大器
视频显示器 扬声器等等
发射 天线
接收 天线
选择 电路
• 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。
L
分析：
C VS
R
本题主要考查的是串联谐振回路基本参数与特性，及其在失谐 情况下的特性。
该题应该从“输出电流超前信号源电压45°”入手，针对失谐时 的回路阻抗，具体分析输出电压与信号源的角度关系。同时，由于题目给 出的是谐振时的条件，解题时应将失谐的情形与谐振时相参照，以便充分 利用已知条件求解。
解：
最大
Rp L RC
QL
1
Qp Rp
Rp
Rs RL
例题1:
如图，设给定串联谐振回路的f0=1MHz，Q0=50，若输出电流超前信号源电 压相位45°，试求： 1) 此时信号源频率f是多少？输出电流相对于谐振时衰减了多少分贝？ 2) 现要在回路中的再串联一个元件，使回路处于谐振状态，应该加入何种元 件，并定性分析元件参数的求法。
1
1
1 (1)2
2
即信号源频率处于回路通频带边缘，
正好是定义通频带B的 f 1 B
2
由已知条件 f0=1MHz，Q=50，得
B f0 1 0.02MHz Q 50
f 1 B 0.01MHz 2
又由已知条件知回路失谐状态时，输出电流超前信号源电压相位45°
因而， L<1/C, 故<0, 即f<f0，
并联谐振回路
1 z = R + jx = R+j (L- c ) =
z e j z
Y 1 CR jC 1 G jB z L L
谐振频率
o
1 LC
,
1 fo 2 LC
品质因数Q 广义失谐系数：
通频带B
相频特性曲 线 失谐时阻抗特性
Q oL 1 1 L R oR R R C


(失谐时的抗) X

L 1 C
R
R

o L R
o

o


Qo
2f fo
f 2f 0
Q 0.7 i 0

Q2
Q1
2
0

2
>0，x > 0 回路呈感性 < 0，x<0 回路呈容性
谐振电阻Βιβλιοθήκη 最小=R有载Q值
QL

R
oL Rs
RL
p
1 LC
,
fp

2
1 LC
L >> R
QP
pL R
Rp pL

Rp
Rp

C L


B( G(
失谐时的电纳) 谐振时的电导)
C G
1 L

pC G

o

o


Qp
2f fo
2
f0.7

fp Qp
n
Q2
Q1
0
2

2
>p，B > 0 回路呈容性 < p，B<0 回路呈感性
§1.5 现代通信系统
无线电发射机方框图
缓冲
高频振荡
倍频
声音
话筒
高频放大 音频放大
调制 传输线
（直流电源未画）
1.1-4 无线电信号的接收 • 最简单的接收机原理框图
1MHz
870kHz
640kHz

选择性电路
检波
超外差式接收机方框图
选择性电路
fo –fs = fi
高频放大
混频
fs
混频
宽带 RF 放大器
IF 放大
解调
ADC
DSP
DAC
本振（数字频率合成可控振荡源）
Chapter 2
通信电子线路分析基础
2.1 选频网络 2.2 非线性电路分析基础
2.1 选频网络
§2.1.1 §2.1.2 §2.1.3
§2.1.4 §2.1.5
串联谐振回路 并联谐振回路 串、并联阻抗等效互换与 回路抽头时的阻抗变换 耦合回路 选择性滤波器
1）串联谐振回路中，输出电流为： I
因此有， 45 arctanL 1 C
则，
L
R
VS
R jL 1
1 C 1
C

R
由通频带的定义可知
I I0

1 2
当回路处于谐振状态时， I0

VS R
所以
I I0

1

1 (L 1 C )2
R
(2) 数字信号便于保密处理，易于实现保密通信。 (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
缺点：数字信号占据频带较宽，频带利用率低。
§1.5 现代通信系统
§1.5.1 模拟与数字的混合系统
–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。
通信电子线路
课程内容及要求
介绍信号传输和处理的基本电路，基本原理 和基本分析方法。
介绍和分析无线通信系统中发送设备和接收 设备的回路、高频小信号放大器、高频功率 放大器、正弦波振荡器、混频器以及调制、 解调、干扰和噪声、整机电路等。
Chapter 1 通信系统导论
§1.1 通信系统的组成 §1.2 无线通信系统中的信道 §1.3 通信系统信号的频谱表示法 §1.4 数字通信系统
从而可得： f f0 f 0.99MHz 990 kHz
因为，
I I0

1 2
根据分贝定义，
I 20log I0
20log
1 3dB 2
即输出电流相当于谐振时衰减了3dB。
2）由上一问可知<0，回路呈现容性，根据题设，为使回路达到谐 振状态，只须回路中增加一个电感元件即可。 根据谐振条件，假设加入的电感为L'，则有，
0
(L

L')

1
0C
L
+
Vs –
I
C
R
Is
C L
Rp

1 G
–
LC Is Vo
R +
谐振曲线：
N(f )
I
N(f)= I0
1
2
Q2
Q1
1' 1 2 '2
(f)
0 (f0)
Q1> Q2

N(f )
V
N(f)=
1 V0
2
Q2
Q1
1' 1 2 '2
(f)
0 (f0)
Q1> Q2
阻抗或导纳
串联谐振回路