《通信电子电路课件》PPT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

调制是将低频信号调制到高频载波上，解调是从高频信号中提取出低频信号。
调制解调的基本概念
调制可以分为调幅、调频、调相三种方式。
调制的分类
调制解调技术在无线通信、卫星通信、光纤通信等领域有广泛应用。
调制解调的应用
调制解调器是实现调制解调功能的设备，其原理和实现方式有多种。
调制解调器的原理与实现
03
06
通信电子线路前沿技术与发展趋势
5G技术应用
5G技术广泛应用于自动驾驶、远程医疗、智能制造等领域，为各行业带来了巨大的变革和机遇。
5G通信技术
5G技术是当前通信领域最前沿的技术之一，具有高速率、低时延、大连接等优势，能够满足未来各种物联网应用的需求。
5G技术挑战
5G技术的推广和应用仍面临一些挑战，如基站建设成本高、网络安全问题等，需要不断研究和解决。
通信电子线路基本元件
总结词：电阻器是通信电子线路中常用的基本元件之一，用于限制电流和调节电压。
总结词：电容器是通信电子线路中常用的基本元件之一，用于存储电荷和过滤噪声。
总结词：电感器是通信电子线路中常用的基本元件之一，用于存储磁场能量和过滤噪声。
总结词：二极管是通信电子线路中常用的基本元件之一，用于整流和开关。
通信电子线路课件
目 录
通信电子线路概述通信电子线路基础知识通信电子线路基本元件通信电子线路电路分析通信电子线路实验与实践通信电子线路前沿技术与发展趋势
01
通信电子线路概述
包括电话通信、数据传输等，利用电缆、光纤等有线介质传输信号。
有线通信
包括移动通信、卫星通信等，利用电磁波传输信号，广泛应用于手机、电视、广播等领域。
02
通信电子线路基础知识
信号可以分为确定性信号和随机信号，连续信号和离散信号等。

North China Electric Power University
通信电子电路 第2章无线收发机系统
例： 超外差收音机的中频频率fI=465KHz， 接收电台信号频率fs=931 KHz， 则相应的本振频率fL=fs+fI=1396KHz， 混频器非线性器件产生的组合频率中， 当 p= -1，q=2时，得组合频率-fL+2 fs =466KHz=fn，与fI相差1KHz，中频滤波 器难以滤除 在检波器中形成差拍检波，听到1KHz的 啸叫声。
2.1.1 单次变频超外差接收机
f S : 0 .5 M 3 0 M
fS
f I f L fS 455k (465k )
fL
图2-1-1 单次变频超外差式接收机方框图
超外差的含义： 本振频率始终高出接收频率一个中频，且中频固定
North China Electric Power University
通信电子电路 第2章无线收发机系统
2、镜像干扰 取 p 1 、q 1 得
fn fS 2 fI
fI
fI
fS
fL
f
fn
镜像干扰频率关系
干扰信号频率 f 与有用信号频率 f 相对于本振频率 f 恰好形成镜像对称关系
n S
L
North China Electric Power University
North China Electric Power University
通信电子电路 第2章无线收发机系统
一、啸叫干扰（干扰哨声） 原因：由接近中频的组合频率产生， 当某些组合频率分量满足表达式 ±pfL±qfs≈fI，则混频器输出端的选频 电路就无法剔除这些频率分量的信号 现象：收听到正常信号的同时，伴随 有啸叫声

RC振荡器自由振荡频率 计算公式
f = 1/(2πRCБайду номын сангаас，其中R为电阻 值，C为电容值。
LC振荡器自由振荡频率计 算公式
f = 1/(2π√(LC))，其中L为电 感值，C为电容值。
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01
LC振荡器特点
02
1. 输出频率高，适用于高频应用；
2. 输出波形质量好；
03
设计实例：LC振荡器
1
3. 需要高品质因数的元件，成本较高。
LC振荡器设计要点
2
3
1. 选择合适的电感、电容和放大器；
设计实例：LC振荡器
2. 调整反馈系数和负载电阻；
3. 考虑元件参数的误差和温度稳定性 。
05 正弦波振荡器在通信电子 电路中的应用
设计实例：RC振荡器
RC振荡器特点 1. 电路简单，易于实现；
2. 输出频率稳定，适用于低频应用；
设计实例：RC振荡器
3. 输出波形质量较差。 RC振荡器设计要点 1. 选择合适的电阻、电容和放大器；
设计实例：RC振荡器
2. 调整反馈系数和负载电阻；
3. 考虑元件参数的误差和温度稳定性。
设计实例：LC振荡器
调试方法：如何调试一个RC振荡器
确定元件参数
首先需要确定电阻R和电容C的值 ，以确保振荡器能够产生所需频
率的正弦波。
观察振荡幅度
调整电阻和电容的值，观察振荡 幅度是否达到预期值。如果振荡 幅度不足，可以增加电阻或电容
的值来调整。
01
03
02 04
调整频率
如果振荡幅度正常但频率不准确 ，可以通过改变电容C的值来调 整频率。增加电容的值将降低振 荡频率，反之则会增加振荡频率 。

华中科技大学
通信电子线路
电子信息与通信学院
黄佳庆
5.4.2 密勒振荡器
密勒（Miller）振荡器
反馈型振荡
器
互感耦合振荡器
调基电路
调发电路
调集电路
反馈型振荡器
三端式振荡器
反馈型振荡器
负阻型振荡器
电感三端式 (Hartley)
电容三端式(Coplitts)
串联型改进电容三端式(Clapp)
➢ 电感反馈三端式振荡器
➢ 并联型晶体振荡器（Miller）
➢ 晶体等效为电感
➢ 重难点：高频交流等效电路画法
➢ 并联回路等效为电感
➢ 栅漏极间电容电容元件
➢ 采用场效应管原因：
➢ 输入阻抗高，提升频率稳定性
~
密勒电容

栅极


漏极源极. . 场效应管Miller晶体振荡电路
要点提示—密勒（Miller）振荡器
➢ 密勒（Miller）振荡器
并联型改进电容三端式(Selier)
并联型晶体振荡器（Pierce）
并联型泛音晶体振荡器
电容三端式晶体振荡器
石英晶体振荡器
串联型晶体振荡器
串联型晶体振荡器（例题）
电感三端式晶体振荡器
并联型晶体振荡器（Miller）
密勒（Miller）振荡器
等效为电感
➢ 电感三端式晶体振荡器

➢ 石英晶体电感元件

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）

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。
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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

—
二次谐波的最大频偏
（2）实际电路
电路特点： ①采用两个变容二极管对接的方式，以减少高频振荡电压 对变容二极管结电容的影响； ②两管串联使回路总电容减半，调频灵敏度有所下降。
变容二极管在晶体振荡器中实现直接调频 1.基本原理
调制ห้องสมุดไป่ตู้号
变容二极管 的结电容
晶体的等效 电抗
振荡频率
2.实际电路 其交流等效电路为：
osc
1 LCj
其中
Cj
(1
Cj u
(0) /UB
)n
将u = -(UQ + u ）代入前面Cj的公式，可得
C
Cj (0)
j [1 (UQ u ) / UB ]n
C j (0)
U [
B
UQ
UB
UQ
u
]n
UB UQ
UB
C j (0)
U [
B
UQ
UB
UQ
u
]n
C j (0)
(1 UQ )n (1
(t)
c
Kp
du (t) dt
(t) ct Kpu (t)
最大频偏 最大相移 数学表达式
f KfUm
mf
K f U m
f
P KpUm
mp
K pU m
P
Um cos[ct mf sint] Um cos[ct mp cos t]
当调制电压一定时，最大频偏和最大相移（调制指 数）与调制频率的变化关系：
FM波、PM波的频谱和带宽
假设单音余弦调制的FM波为： uFM (t) Um cos[ct mf sin t] Um[cosct cos(mf sin t) sin ct sin(mf sin t)]

组成：放大器件+负载回路（非线性电阻）
要求：（1）增益要高
（2）选择性要好
（3）工作要稳定可靠 （4）噪声要小
另外，因为小信号谐振放大器放大信号幅度很小，电
路中用于放大器件工作在线性范围，因而它们属于线性放 大器，通常采取线性模型等效电路分析法。
第2页
3.1.2 单调谐回路谐振放大器电路
一、电路和工作原理
）2
gL gie
Po
Uo
2 gL
（ n1n2 y fe g
U i ）2 gL
Auo
2
gL gie
第5页
若谐振回路理想、无损
耗，则go=0，当输出端匹配 时n12goe=n22gL，输出功率最 大，功率增益最大，记为
APomax：
2
APomax
PO max Pi
y fe 4goe gie
a、失配损耗：假如负载失配造
回路空载时的电导为： g0
1
Q00 L
34S
回路总电导： g n12 goe n22 gL g0 1.48 10－4 S
第8页
3.1.3 单调谐放大器级连
目标：提升增益（各级增益相乘）；改进频率选择性。 一、同时调谐多级放大器（单级级连组成）
电压放大倍数：Au=Au1•Au2……Aun＝ Au1n （每一级都相同）
1、采取分压式稳定偏置 电路；
2、T工作在甲类放大状 态；
3、输出端采取并联谐振 电路，起选频作用，T集
3
4
+
电极采取部分接入，以 提升谐振回路有载Q值； 4、信号输入与输出为实
+
+
Ui
_Ui
_
2

对短波单边带通信，现在多取频率间隔为100Hz，有的甚至为10Hz、 1Hz；对短波通信，频率间隔多取为50kHz或10kHz。
利用锁相环可以构成频率合成器，其原理框图如图8-21所示：锁相环的 用处很多，利用频率跟踪特性，还可用以实现锁相倍频器或分频器等。
第30页/共38页
3）锁相环构成频率合成器原理
第30页共38页图821频率合成器原理框图第31页共38页输入信号频率f经固定分频m分频后得到基准频率f把它输入到相位比较器的一端vco输出信号经可预制分频器n分频后输入到相位比较器的另一端这两个信号进行比较当pll锁定后得到变化时输出信号频率响应跟随输入信号变化
1. CC4046逻辑图和引出端功能图
第17页/共38页
2．锁相鉴频电路
用锁相环路可实现调频信号的解调。如果将环路的频带设计得足够宽 ，则压控振荡 器的振荡频率跟随输入信号的频率而变。若压控振荡器的电压-频率变换特性是线性的， 则加到压控振荡器的电压，即环路滤波器输出电压的变化规律必定与调制信号的规律 相同。故从环路滤波器的输出端，可得到解调信号。用锁相环进行已调频波解调是利 用锁相环的跟踪特性，这种电路称调制解调型PLL。
图8-21 频率合成器原理框图
第31页/共38页
输入信号频率fi ，经固定分频（M 分频）后得 到基准频率f1 ，把它输入到相位比较器的一端， VCO输出信号经可预制分频器（N 分频）后输入 到相位比较器的另一端，这两个信号进行比较， 当PLL锁定后得到
fi f2 MN
f2
N M
fi Nf1
当N 变化时，输出信号频率响应跟随输入信号
第36页/共38页
MC145146的鉴相器输出信号经环路滤波器后，加至压控振荡器 （VCO）进行频率锁定，得到所需的工作频率。因此，采用性能完善的大 规模集成电路后，使整个锁相环路的外接元件很少，结构紧凑，耗电省。

A U0
4 + ξ4
BW0.7 ≈
2 f0 QL
0
f
f0
26
2. 三参差调谐放大电路
结构：三级为一组 优点：幅频特性更接近矩形，通频带更宽 缺点：难调整
1.2.3 集中选频的小信号谐振放大电路
构成：
Ui 集中选择 滤波器
宽带集成 Uo 放大电路
通频带，选择 性，抑制干扰
高增益, 宽频带
27
一. 集中选择性滤波器
实现方法：LC谐振回路（串、并联及其耦合 回路）作放大器的负载，通过调f0进行选频 放大
19
1.2.1小信号谐振放大电路的技术指标和组成方法
一. 技术指标
谐振增益
AU (f) A U0
理想：S = 0, D = 1
f0处的电压增益 AU0
通频带
电压增益下降到最大
AU0 2
值的0.707倍（3dB）
RL
=
1 p2
RL
G
' L
=
p2GL
QL
=
1
ω0L(G
' L
+ GP )
=
ω0L(1
1
R
' L
+ GP )
R
' L
>
RL
p ↓→ R'L ↑→ QL ↑
17
例：信号源采用部分接入
d
p = L1 L
1 ω0 = LC
R'S = RS/p2 > RS
L1 L
IS
C
RS
I
' S
R
' S
RP L C