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

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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主要是接收信号部分的电路,与接受天线相连

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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主要是发射信号部分的电路,与发射天线相连

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

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高频电路部分,工作在谐振频率w_c频率处

间接调频

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6.5 调频波的解调

鉴频

直接鉴频

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间接鉴频

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鉴相

相位鉴频器:LC失谐

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乘积鉴相

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叠加鉴相

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第七章 变频器

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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

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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

  1. 中频干扰
  2. 镜频干扰
  3. 组合副波道干扰

7.9.3 交调和互调干扰

  1. 交调干扰
  2. 互调干扰

第八章 锁相环

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通信电子电路
https://cosmicdusty.cc/post/Knowledge/CommunicationElectronicCircuits/
作者
Murphy
发布于
2021年9月19日
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