高频电子线路第一章绪论PPT

由于要传输的信息种类多样，其对 应的基带信号特性各异，这些基带信 号往往并不适合信道的直接传输。
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4、传输信道
• 信号从发送到接收中间要经过传输信 道，又称传输媒质。不同的传输信道 有不同的传输特性。如电缆、光缆、 无线电波等。
• 根据传输媒质的不同，可以分为两大 类：有线通信：双绞线、同轴电缆、 光缆 无线通信：自由空间
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线性电路是用线性代数方程、线性 微分方程或线性差分方程来描述。
非线性电路是用非线性代数方程、 非线性微分方程、非线性差分方程 来描述的。
本课程主要研究高频、模拟、非线 性、时变电子线路。
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1.2 线性与非线性电子线路
线性电路与非线性电路的特点： 第一，非线性电子线路不具有叠加性和均 匀性，不适用叠加定理。 第二，在稳定状态之下，非线性电子线路 输出变量中包含有输入变量中不具有的频 率成分。（下图） 第三，处于非线性状态工作的有源器件， 它们的输出响应与器件工作点的选取和输 入信号的大小有关。（下一页）
信号源
发送设备
传输信道
收信装置 下一页
接收设备
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2、信号源
• 在实际的通信电子线路中传输的是 各种电信号，为此，就需要将各种 形式的信息转变成电信号。
• 常见的信号源有： 话筒 摄像机 各种传感器件 返回
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3、发送设备
返回
• 发送设备的作用：
将基带信号变换成适合信道的传输 特性的信号。
• 对基带信号进行变换的原因：
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高频通常指频率在300kHz~300MHz的 范围，广播、电视、短波通信、移动通 信等无线电设备都工作在这个频率范围 之内。 微波泛指频率高于300MHz以上的范围， 卫星电视、微波中继通信、雷达、导航 等设备都工作在这个频率范围。
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二、按电子线路中所包含的元件性 质来分类，可分线性电路和非线性 电路。 由线性元件组成的电子线路叫线性 电子线路。 含有非线性元件的电子线路叫非线 性电子线路。 含有时变参数元件的电子线路叫参 变电路或时变电路。
• 长 波 1,000—10,000m 300—30kHz
低频L频MF
• 中短波
50—200m 6,000—1,500kHz 中高频IF
• 短波
10—50m
30—6MHz
高频HF
• 米波
1—10cm
300—30MHz 甚高频VHF
• 分米波
10—100cm 3,00—300MHz 特高频UHF
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地波（分为地面波和空间波）
1. 地面波
就是沿地面传播的无线电波。 适用于长波和超长波。
2. 空间波
是在发射天线与接收天线间直
线传播的无线电波, 发射天线和
接收天线较高，接收点的电磁
波由直接波和地面反射波合成。
适用于超短波。
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天波
• 经过地面100km至500km的电 离层反射传送到接收点的电磁波。 适用于短波。
uBE
0
UBEQ
uBE
(a)
(b)
go
tg
ICQ UBEQ
gm
返回
tg
ic uBE
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1.3 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 Maxwell 理论
Hertz 实践
三个里程碑：① Lee de forest 发明电子三极管1907 ② W. Shockley 发明晶体三极管1948 ③ 集成电路、数字电路的出现20世纪60
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iC
iC
Q 0 0
t UBE Q
uBE
0
uBE
u i＝ U imcos t
(a )
iC t
7
iC
iC
Q
0
uBE
0
t
0
uBE
u
＝
i
U
im
c
o
s
t
(b ) t
返回
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第四，描述非线性器件特性的参量有三
种：一是静态参量，也称为直流参量；
二是动态参量，也称为交流参量；三是
折合参量，也称为平均参量。用这三种
第一章 绪 论
1.1 电子线路的分类 1.2 线性与非线性电子线路 1.3 通信发展简史 1.4 无线电信号的传输理论
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1.1 电子线路的分类
包含有源器件的网络统称为电子线路。
一、电子线路按照工作频率可分成： 低频电子线路、高频电子线路和微波 电子线路。
低频通常指频率低于300kHz的范围， 语音的电信号、生物电信号、地震电 信号、机械振动的电信号等都属于这 个范围。
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（1）、有线通信信道
1. 双绞线 适用于短距离（小于100m）、1Mb/s数 据率的通信环境。
2. 同轴电缆 适用于距离在几百米、带宽小于10Mhz、 码流率小于20Mbps的通信环境。
3. 光纤电缆 特点：衰减小（小于1db/km）、工作频 率高、信息容量大
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（2）、无线通信信道
• 无线通信的传输媒质是自由空间。 电磁波从发射天线辐射出去之后， 经过自由空间到达接收天线的传播 途径可分为两大类：地波和天波。
• 厘米波(微波) 1—10cm
30—3GHz
超高频SHF
• 毫米波
1—10mm 300—30GHz 极高频EHF
• 亚毫米波 1mm以下
300GHz以上 超极高频
返回 22
5、接收设备
参量综合起来描述一个非线性器件的工
作状态。（下图）
第五，非线性电子线路的数学描述是非
线性方程。二阶以上的非线性微分方程
还没有实用的求解方法。在工程上一直
沿用的是近似解法，本课程也将采用这
种方法。（下一页）
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iC ICQ
I nm
g c
U tan ＝g0
m
iC
ICQ Q
tan ＝gm
Q iC
uBE
0
UBEQ
• 电离层反射的特点：
频率越高，吸收能量越小，但 频率过高电波会穿透电离层。故 频率只限于中短波段300KHz－ 30MHz 。
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散射通信
• 利用对流层对电波的散射进行 通讯，它适用于超短波以及微 波波段的通信，通信距离很远。
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无线电波段的划分
波段名称 波长范围
频率范围 频段名称
• 超长波 10,000—100,000m 30—3kHz 甚低频VLF
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1.4 无线电信号的传输理论
一、 传输信号的基本方法
1、语言和文字 （最原始、最基本的传输手段） 2、光通信 （远距离通信，迅速准确） 3、电通信 （无线通信，有线通信）
Maxwell 在理论上发现电磁场理论 Hertz 在实践上证明电磁场的存在 Morse 有线电报 Bell 有线电话
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二、 通信系统简介 1、通信系统原理框图