严国萍通信电子线路第一章通信系统导论

通信电子线路实验指导书GP-4A严国萍贺锋华中科技大学电子与信息工程系二○○三年十二月前言通信电子线路实验系统是配合通信电子线路（高频电子线路或非线性电子电路）课程的理论教学研制的一套实验系统。

通信电子线路实验系统由通信发射机和接收机两大部分组成。

每部分都由单独的单元模块组合。

既可根据课程内容、进度完成单元模块实验，又可进行调幅、调频两种收、发系统的实验。

实验内容既有分立器件又有集成器件，便于学生循序渐进的学习。

发射机系统由低频调制源振荡器电路、变容二极管调频电路、振幅调制电路、高频功率放大器五个模块组成。

可独立进行各部分功能模块实验，也可将各部分级连完成发射机整机调试和测试实验。

接收机系统由小信号调谐放大器、混频器、锁相频率合成器、本振源、中放、二次混频与鉴频，包络检波五个模块组成。

可独立进行各部分功能模块实验，也可将各部分级联完成接收机功能实验。

该实验装置还可进行通话实验，使学生了解实际的通信系统。

通过实验可使学生进一步消化理解理论课程内容，培养学生调测的实际动手能力，建立系统概念。

采用GP-4型实验设备做实验时，必备的仪器是20MHZ以上双踪示波器，万用表、频率计、毫伏表、高频信号发生器等，GP-4A型实验设备中带有高频信号发生器和频率计。

该实验设备经过多次修改，本指导书是针对GP-4型和GP-4A型机所写，设备和指导书仍有一些不完善甚至不妥之处，期望同学们及有关老师提出宝贵意见。

编者二OO三年十二月目录实验板模块分布图 (1)实验一高频小信号调谐放大器 (4)实验二高频功率放大器 (8)实验三正弦波振荡器 (12)实验四振幅调制器 (16)实验五调幅波信号的解调 (20)实验六混频器 (23)实验七变容二极管调频器 (29)实验八调频波解调实验 (33)实验九本振频率合成 (36)实验十调幅系统实验 (39)实验十一调频系统实验 (42)实验十二模拟通话实验 (45)GP-4型通信电子线路简易操作说明 (48)附录1 频率计和高频信号发生器 (54)附录2 BE3型频偏仪 (56)附录3 主要集成电路 (58)图10-1（a ）调幅发射机实验组成原理框图J36(J.H.OUT)J30图10-1 （b ）调幅接收机实验组成原理框图ZD.OUT图11-1 （a ）调频发射机实验组成原理框图J36(J.H.OUT)J30图11-1 （b ）调频接收机实验组成原理框图实验一高频小信号调谐放大器一、实验目的1．掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。

通信原理教案李白萍第一章：通信原理概述1.1 通信系统的定义解释通信系统的概念强调通信系统在现代社会中的重要性1.2 通信系统的分类介绍模拟通信系统和数字通信系统的区别解释无线通信和有线通信的区别1.3 通信系统的基本组成介绍发送端、接收端和信道的基本功能强调调制、解调、编码和解码在通信系统中的作用1.4 通信系统的性能指标介绍传输速率、误码率和信号失真度等性能指标解释这些指标对通信系统的影响第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的原理解释模拟通信系统的基本原理强调调制和解调在模拟通信系统中的作用2.2 模拟通信系统的优点和缺点介绍模拟通信系统的优点和缺点强调模拟通信系统在特定应用场景中的适用性2.3 模拟通信系统的应用实例举例说明模拟通信系统在实际应用中的应用强调模拟通信系统在特定行业中的重要性第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的原理解释数字通信系统的基本原理强调编码、解码和数字调制在数字通信系统中的作用3.2 数字通信系统的优点和缺点介绍数字通信系统的优点和缺点强调数字通信系统在现代通信中的重要性3.3 数字通信系统的应用实例举例说明数字通信系统在实际应用中的应用强调数字通信系统在不同行业中的广泛应用第四章：无线通信系统4.1 无线通信系统的原理解释无线通信系统的基本原理强调无线传输技术和频率分配在无线通信系统中的作用4.2 无线通信系统的优点和缺点介绍无线通信系统的优点和缺点强调无线通信系统在现代社会中的便利性和局限性4.3 无线通信系统的应用实例举例说明无线通信系统在实际应用中的应用强调无线通信系统在不同行业中的广泛应用第五章：通信系统的性能评估5.1 通信系统的性能评估方法介绍常用的通信系统性能评估方法强调性能指标在评估通信系统性能中的重要性5.2 误码率的计算和降低解释误码率的计算方法介绍降低误码率的技术和策略5.3 信号失真度的分析和补偿分析信号失真度的原因和影响介绍信号失真度的补偿技术和方法第六章：信号传输技术6.1 信号传输的基本概念介绍信号传输的定义和目的强调信号传输在通信系统中的重要性6.2 同轴电缆传输信号解释同轴电缆的结构和传输原理介绍同轴电缆在不同通信系统中的应用6.3 光纤传输信号解释光纤的结构和传输原理强调光纤通信系统的优点和应用领域第七章：调制与解调技术7.1 调制的基本概念解释调制的定义和目的强调调制在通信系统中的重要性7.2 模拟调制技术介绍调幅、调频和调相的原理和应用强调不同调制技术的优缺点和适用场景7.3 数字调制技术介绍振幅调制、频率调制和相位调制的原理和应用强调数字调制在现代通信系统中的重要性第八章：编码与解码技术8.1 编码的基本概念解释编码的定义和目的强调编码在通信系统中的重要性8.2 模拟编码技术介绍模拟编码的原理和应用强调不同编码技术的优缺点和适用场景8.3 数字编码技术介绍数字编码的原理和应用强调数字编码在现代通信系统中的重要性第九章：信号接收与处理技术9.1 信号接收的基本概念解释信号接收的定义和目的强调信号接收在通信系统中的重要性9.2 模拟信号接收技术介绍模拟信号接收的原理和应用强调不同接收技术的优缺点和适用场景9.3 数字信号接收技术介绍数字信号接收的原理和应用强调数字信号接收在现代通信系统中的重要性第十章：通信系统的安全与隐私10.1 通信系统安全的基本概念解释通信系统安全的重要性强调保护通信系统免受攻击的必要性10.2 加密技术在通信系统中的应用介绍加密技术的原理和应用强调加密技术在保护通信系统安全中的重要性10.3 隐私保护在通信系统中的重要性解释隐私保护的概念强调隐私保护在通信系统中的重要性第十一章：多路复用与解复用技术11.1 多路复用的基本概念解释多路复用的定义和目的强调多路复用在提高通信系统效率中的重要性11.2 模拟多路复用技术介绍频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM）的原理和应用强调不同多路复用技术的优缺点和适用场景11.3 数字多路复用技术介绍数字时分多路复用（TDMA）、数字频率分配（DAMA）和码分多址（CDMA）的原理和应用强调数字多路复用在现代通信系统中的重要性第十二章：信号处理技术在通信系统中的应用12.1 信号处理的基本概念解释信号处理的目的和重要性强调信号处理技术在通信系统中的应用12.2 滤波器在通信系统中的应用介绍滤波器的作用和类型强调不同滤波器在通信系统中的重要性12.3 信号处理技术在无线通信系统中的应用介绍信号处理技术在无线通信系统中的应用实例强调信号处理技术在提高通信系统性能中的重要性第十三章：现代通信技术的发展趋势13.1 5G通信技术介绍5G通信技术的基本概念和特点强调5G通信技术在推动通信技术发展中的重要性13.2 物联网（IoT）技术解释物联网的概念和应用领域强调物联网技术在通信系统中的应用和前景13.3 边缘计算在通信系统中的应用解释边缘计算的概念和作用强调边缘计算在提高通信系统性能中的重要性第十四章：通信系统的实际应用案例分析14.1 移动通信系统案例分析分析移动通信系统的实际应用案例强调移动通信系统在现代社会中的重要作用14.2 互联网接入技术案例分析分析互联网接入技术的实际应用案例强调互联网接入技术在提供高速互联网服务中的重要性14.3 卫星通信系统案例分析分析卫星通信系统的实际应用案例强调卫星通信系统在不同行业和场景中的重要性第十五章：通信系统的未来发展方向15.1 量子通信技术介绍量子通信的基本概念和特点强调量子通信在提供绝对安全通信中的重要性15.2 集成光学通信技术解释集成光学通信的概念和优势强调集成光学通信在提高通信系统性能中的重要性15.3 通信系统智能化发展介绍通信系统智能化的发展趋势强调智能化技术在提高通信系统效率和可靠性中的重要性重点和难点解析本文教案涵盖了通信原理和相关技术的各个方面，包括通信系统概述、模拟和数字通信系统、无线通信系统、信号传输和接收技术、多路复用与解复用技术、编码与解码技术、通信系统的安全与隐私、信号处理技术在通信系统中的应用、现代通信技术的发展趋势、通信系统的实际应用案例分析以及通信系统的未来发展方向。

关于《通信电子线路》课程的习题安排：第一章习题参考答案：1-11-3解：1-5解：第二章习题解答：2-3解：2-4由一并联回路，其通频带B过窄，在L、C不变的条件下，怎样能使B增宽？答：减小Q值或减小并联电阻2-5信号源及负载对谐振回路有何影响，应该如何减弱这种影响？答：1、信号源内阻及负载对串联谐振回路的影响：通常把没有接入信号源内阻和负载电阻时回路本身的Q 值叫做无载Q （空载Q 值）如式通常把接有信号源内阻和负载电阻时回路的Q 值叫做有载QL,如式为空载时的品质因数为有载时的品质因数Q Q QQ LL <可见 结论：串联谐振回路通常适用于信号源内阻Rs 很小 (恒压源）和负载电阻RL 也不大的情况。

2、信号源内阻和负载电阻对并联谐振回路的影响2-8回路的插入损耗是怎样引起的，应该如何减小这一损耗？答：由于回路有谐振电阻R p 存在，它会消耗功率因此信号源送来的功率不能全部送给负载R L ，有一部分功率被回路电导g p 所消耗了。

回路本身引起的损耗称为插入损耗，用K l 表示 无损耗时的功率，若R p = ∞， g p = 0则为无损耗。

有损耗时的功率 插入损耗 通常在电路中我们希望Q 0大即损耗小，其中由于回路本身的Lg Q 0p 01ω=，而Lg g g Q 0L p s L )(1ω++=。

2-11oo Q R L Q ==ωLS L R R R LQ ++=0ωL ps p p p p p p p 11R R R R Q Q G C LG Q L ++===故ωω同相变化。

与L S L R R Q 、 性。

较高而获得较好的选择以使也较大的情况,很大，负载电阻内阻并联谐振适用于信号源L L S Q R R ∴11P P K l '=率回路有损耗时的输出功率回路无损耗时的输出功L 2L s sL 201g g g I g V P ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==L 2p L ss L 211g g g g I g V P ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=='20L 1111⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-='=Q Q P P K l2-12解：2-135.5Mhz 时，电路的失调为：66.655.0*23.33f f 2Q p 0==∆=ξ 2-14解：又解：接入系数p=c1/（c1+c2）=0.5，折合后c0’=p2*c0=0.5pf,R0’=R0/ p2=20kΩ,总电容C=Ci+C0’+C1C2/(C1+C2)=15.5pf,回路谐振频率fp=45.2Mhz，谐振阻抗Rp=1/（1/Ri+1/Rp0+1/R0’）,其中Rp0为空载时回路谐振阻抗，Rp0=Q0*2π*fp*L=22.72KΩ，因此，回路的总的谐振阻抗为：Rp=1/（1/Ri+1/Rp0+1/R0’）=5.15 KΩ，有载QL=Rp/（2π*fp*L）=22.67，通频带B=fp/QL=1.994Mhz2-17；第三章习题参考答案：3-3晶体管的跨导gm是什么含义，它与什么参量有关？答：3-4为什么在高频小信号放大器中，要考虑阻抗匹配问题？答：3-7放大器不稳定的原因是什么？通常有几种方法克服？答：不稳定原因：克服方法：3-9解：3-10解：第四章习题参考答案：4-1答：4-3答：4-5解：4-64-14 一调谐功率放大器工作于临界状态，已知V CC =24V ，临界线的斜率为0.6A/V ，管子导通角为90︒，输出功率P o =2W ，试计算P =、P c 、ηc 、R p 的大小。

一．通信电子线路复习资料科学出版社严国萍第1章1.什么是调制？2.无线通信什么缘故要先调制再发射？3.什么是微波？射频频段包括？4.无线电波有哪些传播方式？各种波长的波适合于哪种传播方式？第2章1.串联谐振与并联谐振的相同点有哪些？不同点有哪些？2.串并联阻抗的相互变换公式3.抽头变换的几种情形〔阻抗形式的、电流源、电压源〕4.P26中要求的处理方式5.什么是插入损耗？其值范畴及其意义？第3章1.高频小信号谐振放大器的特点及其在通信系统中的位置P682.高频小信号谐振放大器的质量指标有哪些？各指标取什么值好3.单级高频小信号谐振放大器的电路组成如何？4.多级与单级的区别有哪些？5.自激产生的缘故及克服方法第4章1.谐振功率放大器的特点及其在通信系统中的位置P922.谐振功率放大器与小信号谐振放大器的联系与区别3.谐振功率放大器与非谐振功率放大器的联系与区别4.谐振功率放大器的半导通角有何特点5.谐振功率放大器的电路组成如何？各部分的作用？6.谐振功率放大器的要紧指标？如何处理达到指标最优？7.谐振功率放大器的实际电路要解决哪些问题？8.谐振功率放大器与丙类倍频器有何联系与区别第6章1.振幅调制的定义及分类 P1572.一般调幅波的频谱有何特点，谱线如何做？3.调幅电路的分类及相应可用于产生何种调幅波？P1644.产生单边带信号的方法及实际的方法是什么？5.高电平调幅与谐振功放有何联系与区别6.各种调幅波分别用什么解调方法7.二级管峰值包络检波器的工作原理及失真指标8.混频器与变频器有何联系与区别？9.混频器的要紧的干扰有哪些？含义如何？第7章1.调角与调幅有何区别，各自特点如何？2.调频与调相各自的定义及定义式3.什么是频偏与调制指数?二者有何关系？7-20式4.调频与调相的频谱有何特点？有效带宽及其特点？5.调频波的功率有何特点6.调频与调相有何联系与区别P227上7.调频方法分类。

什么是直截了当调频与间接调频？8.间接调频的关键是什么？调相的方法有哪些？P2339.什么叫鉴频与鉴相？10.鉴频的常用方法分别有哪些？11.鉴频器的要紧特性是什么？如何定义？用哪些指标衡量？相应的指标的含义如何？第8章1.什么是数字调制？ P2522.数字调制的载波与调制信号为？3.数字调制的分类4.绝对调相与相对调相的定义5.二进制绝对调相有何缺点？6.如何实现二进制相对调相的调制与解调？7.二进制相对调相的要紧的优缺点8.如何明白得二进制数字调制、四进制数字调制、八进制数字调制？第10章1.相位锁定的条件2.什么是捕捉过程？什么是跟踪过程？二、复习题1.调制信号为t t v 2102cos )(⨯=Ωπ,未调制时的载波频率0f 为107Hz,载波振幅为1V,分别进行调频和调相,且P f K K 和值的大小均为100,试完成以下任务:1) 分别运算调频和调相时的瞬时频率和瞬时相位.2) 分别运算调频和调相时的频偏和调制指数.3) 分别运算已调制的调频波和调相波的有效频带宽度.4) 分别运算在单位电阻上调频波和调相波的的平均功率5) 写出已调调频波和调相波电压的数学表达式. 解:1) 调频时的频偏和调制指数:)/(2002100秒弧度=⨯==∆ΩV K f f ω调相时的频偏和调制指数:)/(1041000221005秒弧度⨯=⨯⨯⨯=Ω=∆ΩππωV K p p2)3) W 4)4. 关于锁相环路〔PLL 〕：1)简述锁相环路的组成并画出组成框图，然后简要说明各部分的作用。

通信原理教案李白萍第一章：通信系统概述1.1 通信系统的定义与分类1.2 通信系统的基本组成1.3 通信系统的性能指标1.4 通信系统的分类与发展第二章：模拟通信系统2.1 模拟通信系统的组成2.2 调制与解调技术2.3 幅度调制与解调2.4 频率调制与解调2.5 相位调制与解调第三章：数字通信系统3.1 数字通信系统的优势3.2 数字通信系统的组成3.3 数字信号的基带传输3.4 数字信号的频带传输3.5 数字通信的编码与解码技术第四章：信道编码与误码控制4.1 信道编码的基本概念4.2 常用的信道编码技术4.3 误码控制原理与技术4.4 误码纠正与检测方法4.5 通信系统的可靠性分析第五章：现代通信技术5.1 卫星通信技术5.2 光纤通信技术5.3 移动通信技术5.4 无线通信技术5.5 网络通信技术第六章：信号与系统基础6.1 信号的分类与特性6.2 系统的性质与分类6.3 线性时不变系统的时域分析6.4 信号的频域分析6.5 信号的变换域分析第七章：模拟信号处理7.1 滤波器的设计与分析7.2 信号的采样与恢复7.3 信号的调制与解调7.4 信号的幅度调制与解调7.5 信号的频率调制与解调第八章：数字信号处理8.1 数字滤波器的设计与分析8.2 数字信号的采样与恢复8.3 数字信号的调制与解调8.4 数字信号的编码与解码8.5 数字信号的加密与解密第九章：信息论与编码9.1 信息论的基本概念9.2 信道的容量与编码定理9.3 常用编码技术9.4 信息加密与安全性9.5 信息压缩与传输效率第十章：现代通信技术应用10.1 无线传感器网络10.2 物联网技术与应用10.3 云计算与大数据通信10.4 在通信领域的应用10.5 5G通信技术与未来发展趋势第十一章：通信系统的性能评估11.1 通信系统性能评估的基本概念11.2 信号检测理论11.3 通信系统的误码率分析11.4 通信系统的有效性评估11.5 通信系统的可靠性评估第十二章：通信系统的安全与保密12.1 通信系统安全的基本概念12.2 通信系统的加密技术12.3 数字签名与认证技术12.4 防火墙与入侵检测系统12.5 安全通信协议与标准第十三章：光纤通信技术13.1 光纤通信的基本原理13.2 光纤的传输特性13.3 光纤通信系统的组成13.4 光纤通信的编码与调制技术13.5 光纤通信的应用与发展第十四章：无线通信技术14.1 无线通信的基本原理14.2 无线通信系统的组成14.3 无线信号的调制与解调14.4 无线通信的编码与信道分配14.5 无线通信的应用与发展第十五章：通信系统的未来发展趋势15.1 5G通信技术及其应用15.2 6G通信技术展望15.3 量子通信技术15.4 物联网与智能通信15.5 通信系统的可持续发展与挑战重点和难点解析本文主要介绍了通信原理教案，包括通信系统概述、模拟通信系统、数字通信系统、信道编码与误码控制、现代通信技术、信号与系统基础、模拟信号处理、数字信号处理、信息论与编码、现代通信技术应用、通信系统的性能评估、通信系统的安全与保密、光纤通信技术、无线通信技术以及通信系统的未来发展趋势等十五个章节。