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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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
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。
uBE
0
UBEQ
uBE
(a)
(b)
go
tg
ICQ UBEQ
gm
返回
tg
ic uBE
10
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
• 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
6
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
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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。
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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。
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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：
• 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
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
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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。
• 长 波 1,000—10,000m 300—30kHz
低频LF
• 中波
200—1,000m 1500—300kHz 中频MF
• 中短波
50—200m 6,000—1,500kHz 中高频IF
ห้องสมุดไป่ตู้
• 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