通信电子电路
通信电子电路就是模电的升级版,信号从模电的低频变成了高频,研究的数学原理从线性变成了非线性。
这么课是前后关系联系比较紧密的,前面的知识点需要充分的理解,在学习后面知识点时,才能更快速的跟上老师的思路。
第一章 绪论
1.1 通信系统的概念
- 信息源
- 发送设备
- 信道(噪声源)
- 接收设备
- 收信装置
1.2 无线电波的传播特性
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是不同的。
传播方式
- 绕射——超视距通信
- 地波
- 中长波信号
- 折射与反射——超视距通信
- 利用电离层
- 天波
- 短波
- 直射——视距通信
- 超短波
- 对流层散射
- 散射通信已经成为超短波甚至微波的长距离通信的有力手段
只有当天线的尺寸大到可以与信号的波长相比拟时,天线才具有较高的辐射效率。
1.3 无线电波的频段划分
波长λ
频率f
电磁波传播速度c
c=λ*f
波段(频段) | 符号 | 波长范围 | 频率范围 | 应用范围 |
---|---|---|---|---|
超长波(甚低频) | VLF | 100000-10000m | 3-30kHz | 1.海岸——潜艇通信;2.海上导航。 |
长波(低频) | LF | 10000-1000m | 30-300kHz | 1.大气层内中等距离通信;2.地下岩层通信;3.海上导航。 |
中波(中频) | MF | 1000-100m | 300kHz-3MHz | 1.广播;2.海上导航。 |
短波(高频) | HF | 100-10m | 3-30MHz | 1.远距离短波通信;2.短波广播。 |
超短波(甚高频) | VHF | 10-1m | 30-300MHz | 1.电离层散射通信(30-60MHz);2.流星余迹通信(30-100MHz);3.人造电离层通信(30-144MHz);4.对大气层内、外空间飞行体(飞机、导弹、卫星)的通信;电视、雷达、导航、移动通信。 |
分米波(特高频) | UHF | 1-0.1m | 300-3000MHz | 1.对流层工散射通信(700-1000MHz);2.小容量(8-12路)微波接力通信(352-420MHz);3.中容量(120路)微波接力通信(1700-2400MHz)。 |
厘米波(超高频) | SHF | 10-1cm | 3-30GHz | 1.大容量(2500路、6000路)微波接力通信(3600-4200MHz,5850-8500MHz);2.数字通信;3.卫星通信;4.波导通信。 |
毫米波(极高频) | EHF | 10-1mm | 30-300GHz | 穿入大气层时的通信 |
1.4 调制的通信系统(难点)
- 无线电广播发射系统
- 超外差式接受系统
第二章 小信号调谐放大电路
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2.2 LC谐振回路
2.3 放大器
第三章 高频功率放大器
3.1 概述
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3.2 高频调谐功率放大器的工作原理
输出的电压信号和输入的电压信号同频,但是幅值变大
输出的电流信号:尖顶余弦脉冲
3.3 功率和效率
3.4 高频调谐功率放大器的工作状态分析
3.7 倍频器
第四章 正弦波振荡器
4.1 概述
4.2 反馈型正弦自激振荡器基本原理
4.3 三点式LC振荡器
4.4 改进型电容三点式振荡器
4.5 振荡器的频率稳定
4.6 石英晶体振荡器
LC振荡器的频率稳定度不能做的很高,主要原因是LC回路的Q值不能做的很高
石英晶体振荡器是以石英晶体谐振器取代LC振荡器中构成谐振回路的电感,电容元件所组成的正弦波振荡,频率稳定度高
石英片是从石英晶体柱中切割下来的一种弹性体,有一 固有振动频率,其值与石英片的形状、尺寸、切型有关。
当 外加交流电压的频率等于晶体固有频率时,晶体片的机械振 动最大,晶体表面电荷量最多,外电路中的交流电流最强, 于是产生了谐振。
晶片可用一个串联LC回路表示,L_q为动态电感,C_q为动态电容,r_q为动态电阻
切片与金属极板构成的静电电容C_0,即使石英晶片不震动,C_0仍然存在!
4.7 石英晶体振荡器电路
第五章 振幅调制与解调
5.2 调幅信号的分析
5.2.1 普通调幅波
调幅波的表达式
调幅波的频谱
调幅波的功率
5.2.2 抑制载波双边带调幅(DSB)
由于载波不携带信息,因此为了节省发射功率,可以只发送含有信息的上下两个边带,而不发送载波;
可将调制信号和载波信号直接加到乘法器或者平衡调幅器电路得到;
相位发生180°突变的原因是,调制信号的由正变成负或者说由负变成正;
对于正弦信号而言,系数变为原来的相反数,等效与加了一个180°的相位;
特点:
- DSB信号的幅值仍然随调制信号而变化,但与普通调制不同的是,DSB的包络不再反映调制信号的形状,仍保持调幅波频谱搬移的特征
- 在调制信号的正负半周,载波的相位反相;
- 信号仍然集中在载频ω_c附近,所占频带B=2*F_max
5.2.3 抑制载波单边带调幅(SSB)
- 减小了发射功率
- 减小了频带宽度
获得单边带的方法
- 滤波法
- 相移法
5.3 调幅波产生的原理的理论分析
幂级数分析法(泰勒展开)
线性时变分析法
指数函数分析法
开关函数分析法
5.4 普通调幅波产生电路
第六章 角度调制与解调
6.2 角度调制信号分析
调幅推导
调频推导(角度调制)
调相推导(角度调制)
6.3 调频信号的产生
6.4 调频电路
直接调频电路
高频电路部分,工作在谐振频率w_c频率处
间接调频
6.5 调频波的解调
鉴频
直接鉴频
间接鉴频
鉴相
相位鉴频器:LC失谐
乘积鉴相
叠加鉴相
第七章 变频器
变频和混频的区别:本振是否由单独的电路产生
本振由非线性元件产生——变频器
本振由单独的电路产生——混频器
实际情况不用区分两者,认为相同就行
变频器在频域中起加法器和减法器的作用
7.4 晶体管变频电路
共射电路——用于频率较低
共基电路——频率较高
7.6 环形混频器
7.9 变频干扰
7.9.1 信号与本振的自身组合频率干扰
7.9.2 外来干扰和本振频率产生的副波道干扰
- 中频干扰
- 镜频干扰
- 组合副波道干扰
7.9.3 交调和互调干扰
- 交调干扰
- 互调干扰
第八章 锁相环