高频电子线路第五第一章

第1章绪论1.1通信系统的组成

1.2收发设备的组成1.3无线电通信波段

1.4收音机电路实例1.5本课程研究对象

1.6本课程特点Next高频电子线路HighFrequencyCircuit参考书思考题与习题当前1页，总共33页。

*注：现代电子设备多为交叉运用。电的传递路径方式与主要分析研究方法高频电路——广播、电视、通讯等频率较高,电参数集中的高频（射频）应用。

显著特点：工作频率界于低频电路和微波

电路之间，内“路”外“场”。微波电路——通信、雷达、导航与电子对抗等

频率高于高频电路、集总参数应用低频电路——仪器、仪表、自动化控制、医疗电子、电话线等频率较低的一般性应用。特点：能量直接在线路上

传递。电磁场

——完全非“电路”传输，能量以“场”的形式传递和接收频率由低到高强电——电力电子技术，发供电设备，电力拖动，大功率电器等。特点：能量以线路（电缆）形式传递，频率50Hz（某些国家60Hz）弱电数字电路——自动化控制、计算机、数据通讯等模拟电路课程说明理论体系当前2页，总共33页。1.1通信系统的组成通信的主要任务是传递信息，即将经过处理的信息从一个地方传递到另一个地方。PrevNextRegardlessoftheparticularapplication,allcommunicationsystemsinvolvethreemainsubsystems:thetransmitter,thechannel,andthereceiver.基于“高频电子技术”实现通信的共同特点：利用高频（射频）无线电波来传递信息。因此，设备中产生和接收、检测高频信号的基本功能电路大都是相同的。当前3页，总共33页。已调信号通信系统基本组成框图发送设备信道信宿基带信号已调信号基带信号信源输入变换器接收设备输出变换器发送端接收端噪声源PrevNext当前4页，总共33页。发送端各模块功能信源（informationsource）：需要传送的原始信号，一般为非电物理量。输入变换器(inputconverter)：将非电信号转换为电信号，其输出称为“基带信号”(basebandsignal)。发送设备(transmitter)：将基带信号变成适合于信道传输的“频带信号”(frequencybandsignal)。电信号，且直接表示了原始信息。基带信号实质：PrevNext当前5页，总共33页。信道及其分类信道（channel）：即传输媒介。无线信道有线信道海水(seawater)地球表面(surfaceofEarth)自由空间(free

air)同轴电缆(coaxialcable)波导(waveguide)光纤(fiberorfibre)PrevNextChannelsmaybeclassifiedintotwocategories:

wirechannnelsandwirelesschannnels当前6页，总共33页。接收端各模块功能接收设备(receiver)：完成发送设备功能的反变换——解调，其输出为基带信号。输出变换器(outputconverter)：将接收设备输出的基带信号变换成原来形式的信号。信宿(informationsink)：原始信号的接收者。PrevNext当前7页，总共33页。通信过程的叙述原始非电信号经输入变换器变换成电信号后，送入发送设备，将其变换成适合于信道传输的信号，然后送入信道传输。接收设备则从众多信号（包括噪声）中选出有用信号并将其解调，还原出原基带信号，再经输出变换器恢复出原始非电信号。原始信号电信号变换

信道解调原始信号当前8页，总共33页。1.2收/发设备的组成高频功放主振低频功放1.2.1调幅发射机组成框图缓冲调制倍频高频放大电源低频放大高频部分低频部分当前9页，总共33页。倍频(doublefrequency)：降低主振器频率，以利于稳频。主振(oscillator)：产生频率稳定的载波信号。缓冲(buffer)：减弱后级对主振器的影响。发射机框图中各模块功能当前10页，总共33页。频率：20Hz~~~20kHz波长：15km~~~15000km可见，这样的天线是不可能制作的。②实现多路通信。因为基带信号为低频信号，相互之间不易区分，接收设备无法选择所需接收的信号。调制的目的：①便于制作天线。由天线理论可知：要将天线电信号有效地发射出，天线的几何尺寸必须和电信号的波长处于同一数量级。如声音信号当前11页，总共33页。低频电信号称为调制信号(modulatingsignal)。未经调制的高频振荡信号称为载波信号。(carriersignal)将低频基带信号装载到高频振荡信号上的过程称为调制(modulating)。将低频信号从被调制过的高频振荡信号上卸取下来的过程称为解调(demodulating)。经过调制的高频振荡信号称为已调波信号。

(modulatingsignal)调制的思想载波＋调制信号＝已调波信号

飞机＋人＝载人飞机相关概念当前12页，总共33页。调制后的效果②实现了信道复用。由于不同的发射台采用不同频率的高频振荡信号作为载波，这样在频谱上就可以互相分开了。①天线的尺寸大大降低。由于调制后传送的是携带有低频电信号的高频振荡信号。当前13页，总共33页。“调制”的专业术语对于正弦波振荡信号，其主要参数是A，f，φ，因而出现了振幅调制，频率调制和相位调制。调制：用原始低频信号去控制高频振荡信号的某一参数，使之随原始电信号的变化规律而变化。当前14页，总共33页。1.2.2直接放大式接收机组成框图1.2收/发设备的组成输入回路高频放大低频放大解调器当前15页，总共33页。1.2.2超外差接收机组成框图

(superheterodynereceiver)1.2收/发设备的组成AGC输入回路本地振荡器混频器中频放大解调器高频放大低频放大当前16页，总共33页。超外差接收机组成特点超外差式与直接式接收机相比，增加了混频器(mixer)、本地振荡器(LocalOscillator--LO)和中频放大器(IntemidiateFrequencyAmplifier--IFA)三种功能电路。Mixer的作用是将接收到的不同频率的载波信号变换为固定频率的中频(IntemidiateFrequency--IF)信号。这样做的目的是可提高接收机的选择性和灵敏度。另外，AGC,AFC,PLL是通信系统中必不可少的辅助部分，若无，甚至无法工作。当前17页，总共33页。一个完整的通信设备组成框图1发射机部分2接收机部分3共用设备4天线信源信宿当前18页，总共33页。无线电波具有直射、绕射、反射与折射等现象。决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。电波的传播方式（a）地面波;（b）天波;（c）空间波沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。绕射传播。超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。天波：利用天空的电离层折射和反射而传播的电波，也叫天空波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。超短波和微波通信就是利用直射波传播的。当前19页，总共33页。1.3无线电通信波段波段名称波长范围频率范围频段名称用途长波(LW)10km～1km30～300kHz低频(LF)远距离通信中波(MW)1km～100m0.3～3MHz中频(MF)AM广播短波(SW)100m～10m3～30MHz高频(HF)AM广播超短波(VSW)10m～1m30～300MHz甚高频(VHF)FM广播电视微波分米波(USW)100～10cm0.3～3GHz超高频(UHF)电视移动通信厘米波(SSW)10～1cm3～30GHz特高频SHF)微波/卫星通信毫米波(ESW)10～1mm30～300GHz极高频(EHF)射电天文

(m)(mm)

(MHz)

(GHz)如：99MHz→3m当前20页，总共33页。无线电微波红外线可见光紫外线X射线射线(Hz)f10010210410610810101012101410161018102010221024卫星地面微波双绞线同轴电缆光纤海事无线电调频无线电调幅无线电电视移动无线电电信领域使用的电磁波的频谱LFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段(Hz)f1041051061071081091010101110121013101410151016无线电频率的上限一般为3000GHz。当前21页，总共33页。我国规定的广播波段：中频（MF）中波：535～1605kHz----AM高频（HF）短波：1.6～26.1MHz----AM甚高频（VHF）超短波：88～108MHz----FM射频（RadioFrequency

--RF）：10kHz～几百GHz。在此频率范围内，以电磁形式向空间辐射而形成无线电波。无线电通信波段相关知识所谓“高频”，广义上讲就是适于无线电传播的无线电频率，通常又称“射频”。当前22页，总共33页。无线电通信波段相关知识UHFⅣ波段470～566MHz13～24频道UHFⅤ波段606～958MHz25～68频道我国广播电视频道的划分：四个波段，68个频道（台），频道间隔为8MHz。VHFⅠ波段48.5～92MHz1～5频道VHFⅢ波段167～223MHz6～12频道一般来说，中波广播（535～1605kHz）的服务半径一般不超过数百公里。短波广播（4～19MHz内的部分频段）的服务半径大于1000km。根据服务范围发射功率数十至数百千瓦不等。当前23页，总共33页。ISM(IndustrialScientificandMedical)频段为公用频段许可频段。无线电通信波段相关知识在USA，FCC（FederalCommunicationsCommission），规定在RF范围内，有三个免许可频段：900MHz（902～928MHz）2.4GHz（2.4～2.4835GHz）5.8GHz（5.725～5.850GHz）当前24页，总共33页。收音机的工作原理特别体现了无线通信技术方面的内容，几乎囊括了高频接收技术的大部分内容。1.4收音机电路实例PrevNext当前25页，总共33页。R828AM/FM收音机电路原理图当前26页，总共33页。TEA5711/T电路原理框图当前27页，总共33页。该收音机电路由两片集成电路芯片与一些外围辅助电路组成。TEA5711/T芯片：收音机的主要芯片，它将接收到的无线电高频信号进行放大、混频、中频放大、检波后送入CXA1622M芯片。CXA1622M芯片：对解调出的音频信号进行功率放大，并送给扬声器。该电路包括AGC和AFC电路。当前28页，总共33页。1.5本课程研究对象与任务本课程将以无线通信系统为主要研究对象，即研究“高频信号的产生、发射、接收和处理”，包括：（1）高频放大器（2）高频功率放大器（3）高频振荡器（4）变频/混频器（5）调制解调器（6）反馈控制电路任务：讨论以集总参数为限的上述高频电子电路的基本组成、工作原理、性能特点、基本工程分析方法。关注各功能电路的输入、输出频谱的变化关系，找出合理的实现方法。当前29页，总共33页。1.6