清华大学通信电路课件
通信电路
（无3年级 2005.9~12） 年级 ） 主讲：陈雅琴 主讲： 电子工程系电路与系统教研室 Tel：62771708 ： Email：chenyq@ ：
1
通信电路课助教
余成伟博士： 余成伟博士： 负责无31－ ， ， 负责无 －33，38，310班 班 交作业地点： － － 交作业地点：FIT－1－303 电子邮件地址: 电子邮件地址 yucw@ 左渝博士： 左渝博士： 负责无34、 、 、 、 、 负责无 、35、36、37、39、311班及重修 班及重修 交作业地点：紫荆14－ 交作业地点：紫荆 －306B 电子邮件地址: 电子邮件地址 zuoyu00@
15
通信系统的基本特性（ 通信系统的基本特性（续)
（三）、信号失真度 ）、信号失真度
信号失真度指的是接收设备输出信号不同(失真） 信号失真度指的是接收设备输出信号不同(失真）于发送 端基带信号的程度。失真主要原因： 端基带信号的程度。失真主要原因： 信道特性不理想。 信道特性不理想。 对信号进行处理的电路（发送与接收设备）特性不理想。 对信号进行处理的电路（发送与接收设备）特性不理想。
信息
发射机 基带 信号 信号变换 (调制 调制) 调制
信道 传输媒质 (电缆 光缆 电缆,光缆 电缆 光缆, 自由空间) 自由空间
接收机
信宿
(模拟 数字 模拟,数字 模拟 数字)
逆变换 信号变换 为声,图 (解调 解调) 为声 图 解调 像等
图1.1.2通信系统框图 通信系统框图 调制就是按信息信号的比例改变载波的一个或多个属性的 过程。目的是将基带信号变换为适合信道传输的信号。 过程。目的是将基带信号变换为适合信道传输的信号。 常用的调制方式如AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK、 、 、 常用的调制方式如 、 、 、 、 QAM（正交幅度调制）。 （正交幅度调制）。
7
综合性研究课题参考目录
4）模拟乘法器的性能研究与应用 ） 5）调频振荡器的分析；角度调制与解调的仿真设计。 ）调频振荡器的分析；角度调制与解调的仿真设计。 6）使用MATLAB进行数字调制与解调系统的仿真研究。 ）使用 进行数字调制与解调系统的仿真研究。 进行数字调制与解调系统的仿真研究 7）PLL的分析与仿真：一阶 ） 的分析与仿真： 的分析与仿真 一阶PLL、二阶 、二阶PLL的线性与 的线性与 非线性 特性的分析与仿真； 特性的分析与仿真； 8) 调频立体声广播的框图及原理仿真； 调频立体声广播的框图及原理仿真； 9）GSM数字移动电话机介绍（构成、电路功能方框原 ） 数字移动电话机介绍（ 数字移动电话机介绍 构成、 理图，各部分的作用以及信号传输的特点。 理图，各部分的作用以及信号传输的特点。） 10）GSM数字移动电话机中射频（RF）前端电路的 ） 数字移动电话机中射频（ ） 数字移动电话机中射频 分析与研究。 分析与研究。
13
通信系统的基本特性
（一）、传输距离 传输距离是指信号从发送端到达接收端并能被可靠 接收的最大距离。取决于以下因素： 接收的最大距离。取决于以下因素： 发送端的信号功率。（自由空间， 发送端的信号功率。（自由空间，传输距离与发射 。（自由空间 机功率平方成正比） 机功率平方成正比） 信号通过信道的损耗。 信号通过信道的损耗。 信号通过信道混入各种形式的干扰和噪声。 信号通过信道混入各种形式的干扰和噪声。 接收机的接收灵敏度。 接收机的接收灵敏度。
6
本课程教学安排
四、教学安排 （1）学时 ）学时：3/周，总学时 ，讲课约 ，本学期无实验 周 总学时48，讲课约44，本学期无实验. 次课外的综合性研究课题 （2）1－2次课外的综合性研究课题交流或习题课 ） － 次课外的综合性研究课题交流或习题课 （3）答疑：每周四下午 ：00－5：30。 ）答疑：每周四下午3： － ： 。 地点：中央主楼 地点：中央主楼917室 室 附录: 附录 综合性研究课题参考目录
4
本课程内容、特点及要求（ 本课程内容、特点及要求（续）
学习本课程需要的基础知识: 学习本课程需要的基础知识 模拟电路;数字电路 信号与系统 电路分析;CAD工具 模拟电路 数字电路;信号与系统 电路分析 数字电路 信号与系统;电路分析 工具 (Pspice,Matlab) 二、本课程特点： 本课程特点： 概念多，内容广；原理性、工程性（合理近似）、实践性 概念多，内容广；原理性、工程性（合理近似）、实践性 ）、 强。 建议： 建议： 抓住基本工作原理，基本分析方法和基本电路结构； 抓住基本工作原理，基本分析方法和基本电路结构； 多实践，不断积累经验。 多实践，不断积累经验。
1）用PSpice、MATLAB或其他 ） 或其他CAD工具设计模拟滤波器 、 或其他 工具设计模拟滤波器 2）用PSpice或其他 ） 或其他CAD进行 类谐振功放大器电路分析。 进行C类谐振功放大器电路分析 或其他 进行 类谐振功放大器电路分析。 3）幅度调制与解调的PSpice分析与仿真设计。 ）幅度调制与解调的 分析与仿真设计。 分析与仿真设计
• 频分复用（ FDM ）－信道可用频带被分割若干互不交迭 频分复用（ ）－信道可用频带被分割若干互不交迭
的频段，每路信号占据其中一个频段。 的频段，每路信号占据其中一个频段。 • 时分复用（ TDM）－各路基带信号周期性地轮流使用信道。 时分复用（ ）－各路基带信号周期性地轮流使用信道 ）－各路基带信号周期性地轮流使用信道。 • 码分复用（ CDM ）－用一组正交的脉冲序列携带不同信号。 码分复用（ ）－用一组正交的脉冲序列携带不同信号 用一组正交的脉冲序列携带不同信号。
10
图1.1现代通信网示意图 现代通信网示意图
(全球星系统） 全球星系统 系统）
计算机
(765KM)
低轨 卫星
手机
局域网
同步 卫星
(35860KM)
地面站
卫星手机
基台
电视机 计算机
有线 电视网
公用 通信网
寻呼台
电话局
电话机 计算机
寻呼机
广播网
电视机 收音机
11
12
通信系统的基本组成
• 组成框图 信源
2
参考书
1. 《电子线路》非线性部分（第四版）谢嘉奎等编 高教出版社 电子线路》非线性部分（第四版） 2. 《射频通信电路》陈邦媛编著 科学出版社 射频通信电路》 3. 《高频电子线路》第三版 张肃文、陆兆熊编 高频电子线路》 张肃文、
高教出版社
4. Modern Communication Circuits , Jack Smith 5.The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits, Thomas Lee 6. 《 射频电路设计 理论与应用》[美]Reinhold Ludwig Pavel 射频电路设计--理论与应用 美 理论与应用》 Bretchko著 王子宇 张肇仪等译 著
5
本课程内容、特点及要求（ 本课程内容、特点及要求（续）
三、课程要求 掌握基本要求（每部分电路的基本工作原理，基本分析方 掌握基本要求（每部分电路的基本工作原理， 法和基本电路结构）；学会运用CAD工具；逐步建立系统 法和基本电路结构）；学会运用 工具； ）；学会运用 工具 概念；激发学习兴趣。 概念；激发学习兴趣。 把好三个关： 把好三个关： 课前预习；课上认真听讲，尽可能记笔记；课后及时复习、 课前预习；课规定作业. 平时成绩20分 按时独立完成规定作业 （平时成绩 分） 作业1次 周 作业 次/周，CAD 1次/月（程序、运行结果、分析总结） 次 月 程序、运行结果、分析总结） 每周二晚上由课代表送给助教，取作业到中央主楼917室。 每周二晚上由课代表送给助教，取作业到中央主楼 室 课题（几人一起做）； ）；积极参加课堂 积极选做综合性研究 课题（几人一起做）；积极参加课堂 讨论（优秀者，适当加分）。 讨论（优秀者，适当加分）。
14
通信系统的基本特性（ 通信系统的基本特性（续)
（二）、通信容量 ）、通信容量
通信容量是指一个信道能够同时传送独立信号的路数。 通信容量是指一个信道能够同时传送独立信号的路数。 影响通信容量的主要因素为: 影响通信容量的主要因素为
传输信号所占有的频带宽度
•一路电话信号所占的带宽为 一路电话信号所占的带宽为4kHz。 一路电话信号所占的带宽为 。 • 中波调幅广播每个台已调信号占有的频带宽度 中波调幅广播每个台已调信号占有的频带宽度9KHz。 。 •一路电视信号占有的的频带是 一路电视信号占有的的频带是8MHz。 一路电视信号占有的的频带是 。 是否采用信道复用方式
（四）、抗干扰能力 ）、抗干扰能力
信号通过信道时，总要混入各种形式的干扰和噪声， 信号通过信道时，总要混入各种形式的干扰和噪声， 使接收机输出信号的质量下降。提高抗干扰能力措施： 使接收机输出信号的质量下降。提高抗干扰能力措施： 选择合适的通信体制（例如 优于AM） 选择合适的通信体制（例如FM优于 优于 ） 选用高质量的调制和解调电路。 选用高质量的调制和解调电路。
电子工业出版社
7. *Digital Radio Systems on A Chip
A Systems Approach
Charles Chien Rockwell Science Center
3
本课程内容、 本课程内容、特点及要求
一、 内容 ：讨论通信系统中关于信号传输的技术与电路。 讨论通信系统中关于信号传输的技术与电路。 主要包括以下几方面： ），与功 1、信号的放大。指频带信号的电压放大（小信号），与功 、信号的放大。指频带信号的电压放大（小信号）， 率放大（大信号）、噪声。 ）、噪声 率放大（大信号）、噪声。 2、信号的滤波。（各种滤波器） 、信号的滤波。（各种滤波器） 。（各种滤波器 3、非线性分析方法 、 4、信号的频率变换。（混频、 倍频、调制与解调等）。 、信号的频率变换。（混频、 倍频、调制与解调等）。 。（混频 5、正弦信号的产生。主要是指如何产生预定频率的正弦 、正弦信号的产生。 信号。包括正弦波振荡器 频率合成器等 频率合成器等. 信号。包括正弦波振荡器,频率合成器等 6、反馈控制电路: AGC、AFC、PLL 、反馈控制电路 、 、
（无3年级 2005.9~12） 年级 ） 主讲：陈雅琴 主讲： 电子工程系电路与系统教研室 Tel：62771708 ： Email：chenyq@ ：
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通信电路课助教
余成伟博士： 余成伟博士： 负责无31－ ， ， 负责无 －33，38，310班 班 交作业地点： － － 交作业地点：FIT－1－303 电子邮件地址: 电子邮件地址 yucw@ 左渝博士： 左渝博士： 负责无34、 、 、 、 、 负责无 、35、36、37、39、311班及重修 班及重修 交作业地点：紫荆14－ 交作业地点：紫荆 －306B 电子邮件地址: 电子邮件地址 zuoyu00@
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通信系统的基本特性（ 通信系统的基本特性（续)
（三）、信号失真度 ）、信号失真度
信号失真度指的是接收设备输出信号不同(失真） 信号失真度指的是接收设备输出信号不同(失真）于发送 端基带信号的程度。失真主要原因： 端基带信号的程度。失真主要原因： 信道特性不理想。 信道特性不理想。 对信号进行处理的电路（发送与接收设备）特性不理想。 对信号进行处理的电路（发送与接收设备）特性不理想。
信息
发射机 基带 信号 信号变换 (调制 调制) 调制
信道 传输媒质 (电缆 光缆 电缆,光缆 电缆 光缆, 自由空间) 自由空间
接收机
信宿
(模拟 数字 模拟,数字 模拟 数字)
逆变换 信号变换 为声,图 (解调 解调) 为声 图 解调 像等
图1.1.2通信系统框图 通信系统框图 调制就是按信息信号的比例改变载波的一个或多个属性的 过程。目的是将基带信号变换为适合信道传输的信号。 过程。目的是将基带信号变换为适合信道传输的信号。 常用的调制方式如AM、FM、PM、ASK、FSK、PSK、 、 、 常用的调制方式如 、 、 、 、 QAM（正交幅度调制）。 （正交幅度调制）。
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综合性研究课题参考目录
4）模拟乘法器的性能研究与应用 ） 5）调频振荡器的分析；角度调制与解调的仿真设计。 ）调频振荡器的分析；角度调制与解调的仿真设计。 6）使用MATLAB进行数字调制与解调系统的仿真研究。 ）使用 进行数字调制与解调系统的仿真研究。 进行数字调制与解调系统的仿真研究 7）PLL的分析与仿真：一阶 ） 的分析与仿真： 的分析与仿真 一阶PLL、二阶 、二阶PLL的线性与 的线性与 非线性 特性的分析与仿真； 特性的分析与仿真； 8) 调频立体声广播的框图及原理仿真； 调频立体声广播的框图及原理仿真； 9）GSM数字移动电话机介绍（构成、电路功能方框原 ） 数字移动电话机介绍（ 数字移动电话机介绍 构成、 理图，各部分的作用以及信号传输的特点。 理图，各部分的作用以及信号传输的特点。） 10）GSM数字移动电话机中射频（RF）前端电路的 ） 数字移动电话机中射频（ ） 数字移动电话机中射频 分析与研究。 分析与研究。
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通信系统的基本特性
（一）、传输距离 传输距离是指信号从发送端到达接收端并能被可靠 接收的最大距离。取决于以下因素： 接收的最大距离。取决于以下因素： 发送端的信号功率。（自由空间， 发送端的信号功率。（自由空间，传输距离与发射 。（自由空间 机功率平方成正比） 机功率平方成正比） 信号通过信道的损耗。 信号通过信道的损耗。 信号通过信道混入各种形式的干扰和噪声。 信号通过信道混入各种形式的干扰和噪声。 接收机的接收灵敏度。 接收机的接收灵敏度。
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本课程教学安排
四、教学安排 （1）学时 ）学时：3/周，总学时 ，讲课约 ，本学期无实验 周 总学时48，讲课约44，本学期无实验. 次课外的综合性研究课题 （2）1－2次课外的综合性研究课题交流或习题课 ） － 次课外的综合性研究课题交流或习题课 （3）答疑：每周四下午 ：00－5：30。 ）答疑：每周四下午3： － ： 。 地点：中央主楼 地点：中央主楼917室 室 附录: 附录 综合性研究课题参考目录
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本课程内容、特点及要求（ 本课程内容、特点及要求（续）
学习本课程需要的基础知识: 学习本课程需要的基础知识 模拟电路;数字电路 信号与系统 电路分析;CAD工具 模拟电路 数字电路;信号与系统 电路分析 数字电路 信号与系统;电路分析 工具 (Pspice,Matlab) 二、本课程特点： 本课程特点： 概念多，内容广；原理性、工程性（合理近似）、实践性 概念多，内容广；原理性、工程性（合理近似）、实践性 ）、 强。 建议： 建议： 抓住基本工作原理，基本分析方法和基本电路结构； 抓住基本工作原理，基本分析方法和基本电路结构； 多实践，不断积累经验。 多实践，不断积累经验。
1）用PSpice、MATLAB或其他 ） 或其他CAD工具设计模拟滤波器 、 或其他 工具设计模拟滤波器 2）用PSpice或其他 ） 或其他CAD进行 类谐振功放大器电路分析。 进行C类谐振功放大器电路分析 或其他 进行 类谐振功放大器电路分析。 3）幅度调制与解调的PSpice分析与仿真设计。 ）幅度调制与解调的 分析与仿真设计。 分析与仿真设计
• 频分复用（ FDM ）－信道可用频带被分割若干互不交迭 频分复用（ ）－信道可用频带被分割若干互不交迭
的频段，每路信号占据其中一个频段。 的频段，每路信号占据其中一个频段。 • 时分复用（ TDM）－各路基带信号周期性地轮流使用信道。 时分复用（ ）－各路基带信号周期性地轮流使用信道 ）－各路基带信号周期性地轮流使用信道。 • 码分复用（ CDM ）－用一组正交的脉冲序列携带不同信号。 码分复用（ ）－用一组正交的脉冲序列携带不同信号 用一组正交的脉冲序列携带不同信号。
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图1.1现代通信网示意图 现代通信网示意图
(全球星系统） 全球星系统 系统）
计算机
(765KM)
低轨 卫星
手机
局域网
同步 卫星
(35860KM)
地面站
卫星手机
基台
电视机 计算机
有线 电视网
公用 通信网
寻呼台
电话局
电话机 计算机
寻呼机
广播网
电视机 收音机
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通信系统的基本组成
• 组成框图 信源
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参考书
1. 《电子线路》非线性部分（第四版）谢嘉奎等编 高教出版社 电子线路》非线性部分（第四版） 2. 《射频通信电路》陈邦媛编著 科学出版社 射频通信电路》 3. 《高频电子线路》第三版 张肃文、陆兆熊编 高频电子线路》 张肃文、
高教出版社
4. Modern Communication Circuits , Jack Smith 5.The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits, Thomas Lee 6. 《 射频电路设计 理论与应用》[美]Reinhold Ludwig Pavel 射频电路设计--理论与应用 美 理论与应用》 Bretchko著 王子宇 张肇仪等译 著
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本课程内容、特点及要求（ 本课程内容、特点及要求（续）
三、课程要求 掌握基本要求（每部分电路的基本工作原理，基本分析方 掌握基本要求（每部分电路的基本工作原理， 法和基本电路结构）；学会运用CAD工具；逐步建立系统 法和基本电路结构）；学会运用 工具； ）；学会运用 工具 概念；激发学习兴趣。 概念；激发学习兴趣。 把好三个关： 把好三个关： 课前预习；课上认真听讲，尽可能记笔记；课后及时复习、 课前预习；课规定作业. 平时成绩20分 按时独立完成规定作业 （平时成绩 分） 作业1次 周 作业 次/周，CAD 1次/月（程序、运行结果、分析总结） 次 月 程序、运行结果、分析总结） 每周二晚上由课代表送给助教，取作业到中央主楼917室。 每周二晚上由课代表送给助教，取作业到中央主楼 室 课题（几人一起做）； ）；积极参加课堂 积极选做综合性研究 课题（几人一起做）；积极参加课堂 讨论（优秀者，适当加分）。 讨论（优秀者，适当加分）。
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通信系统的基本特性（ 通信系统的基本特性（续)
（二）、通信容量 ）、通信容量
通信容量是指一个信道能够同时传送独立信号的路数。 通信容量是指一个信道能够同时传送独立信号的路数。 影响通信容量的主要因素为: 影响通信容量的主要因素为
传输信号所占有的频带宽度
•一路电话信号所占的带宽为 一路电话信号所占的带宽为4kHz。 一路电话信号所占的带宽为 。 • 中波调幅广播每个台已调信号占有的频带宽度 中波调幅广播每个台已调信号占有的频带宽度9KHz。 。 •一路电视信号占有的的频带是 一路电视信号占有的的频带是8MHz。 一路电视信号占有的的频带是 。 是否采用信道复用方式
（四）、抗干扰能力 ）、抗干扰能力
信号通过信道时，总要混入各种形式的干扰和噪声， 信号通过信道时，总要混入各种形式的干扰和噪声， 使接收机输出信号的质量下降。提高抗干扰能力措施： 使接收机输出信号的质量下降。提高抗干扰能力措施： 选择合适的通信体制（例如 优于AM） 选择合适的通信体制（例如FM优于 优于 ） 选用高质量的调制和解调电路。 选用高质量的调制和解调电路。
电子工业出版社
7. *Digital Radio Systems on A Chip
A Systems Approach
Charles Chien Rockwell Science Center
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本课程内容、 本课程内容、特点及要求
一、 内容 ：讨论通信系统中关于信号传输的技术与电路。 讨论通信系统中关于信号传输的技术与电路。 主要包括以下几方面： ），与功 1、信号的放大。指频带信号的电压放大（小信号），与功 、信号的放大。指频带信号的电压放大（小信号）， 率放大（大信号）、噪声。 ）、噪声 率放大（大信号）、噪声。 2、信号的滤波。（各种滤波器） 、信号的滤波。（各种滤波器） 。（各种滤波器 3、非线性分析方法 、 4、信号的频率变换。（混频、 倍频、调制与解调等）。 、信号的频率变换。（混频、 倍频、调制与解调等）。 。（混频 5、正弦信号的产生。主要是指如何产生预定频率的正弦 、正弦信号的产生。 信号。包括正弦波振荡器 频率合成器等 频率合成器等. 信号。包括正弦波振荡器,频率合成器等 6、反馈控制电路: AGC、AFC、PLL 、反馈控制电路 、 、
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清华大学通信电路课件
分析与研究。
8
笫1章
绪
论
本章要点： 一、通信系统的基本概念 通信系统的组成；基本特性；信道；信号；发送与接 收设备 二、信号传输的基本问题 信号通过线性系统 信号通过非线性系统 干扰 三、通信电路的基本形式
9
一、通信系统的基本概念
通信系统概述
：通信(广义)－信息从发送者传送到接收者的过程。 实现这种信息传送过程的系统称为通信系统。 --这里仅讨论用电子电路传输接收信息的系统. 电子通信系统发展: 有线 无线，固定 移动，点 网 1837年摩尔斯有线电报 1876年贝尔和华特生电话 1894年马可尼发射了第一个无线电信号 1948年发明晶 体管.香农提出信息论 58年第一颗通信卫星 60-70年 彩电;阿波罗飞船登月;出现高速数字电子计算机 70-80 年大规模集成电路, 程控数字交换机,光纤通信,微处理机 等迅速发展 80年后移动通信大发展，实现三“W” 当前通信的发展趋势：宽带、综合、智能、个人（化） 例如：LMDS、WLAN、WPAN、RFID 通信电路的发展趋势：集成化、数字化
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通信系统的基本特性（续)
（二）、通信容量
通信容量是指一个信道能够同时传送独立信号的路数。 影响通信容量的主要因素为:
传输信号所占有的频带宽度
•一路电话信号所占的带宽为4kHz。 • 中波调幅广播每个台已调信号占有的频带宽度9KHz。 •一路电视信号占有的的频带是8MHz。 是否采用信道复用方式
通信电路
（无3年级 2005.9~12）
主讲：陈雅琴 电子工程系电路与系统教研室 Tel：62771708 Email：chenyq@
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通信电路课助教
余成伟博士： 负责无31－33，38，310班 交作业地点：FIT－1－303 电子邮件地址: yucw@ 左渝博士： 负责无34、35、36、37、39、311班及重修 交作业地点：紫荆14－306B 电子邮件地址: zuoyu00@
《通信电路》课件
无线通信技术
无线通信技术的不断创新将推动 通信电路向更高频段、更远距离 、更快速度的方向发展，如毫米 波通信、激光通信等技术的应用 。
通信电路在未来的应用前景
1 2 3
智慧城市
智慧城市的建设将需要大量的通信电路支持，实 现各种智能化服务和管理，如智能交通、智能安 防等。
工业4.0
工业4.0的实现需要高速、可靠、安全的通信电 路支持，实现各种设备的互联互通和智能化生产 。
提高信号传输效率的方法包括采用高速数字信号处理器、优化调制解调技术、采用高带宽传输线等。
降低电路功耗
降低电路功耗可以减少能源消耗，降 低散热成本，提高设备的便携性。
VS
降低电路功耗的方法包括采用低功耗 器件、优化电路设计、采用智能电源 管理技术等。
提高电路稳定性
提高电路稳定性可以提高设备的可靠性和稳定性，减少故障率。
特点
高可靠性、高速传输、低误码率、低 成本、灵活性和可扩展性。
通信电路的基本组成
01
02
03
发送端
包括信息源、发送器等， 负责将原始信息转换为适 合传输的信号。
传输介质
如光纤、同轴电缆、双绞 线等，负责信号的传输。
接收端
包括接收器和信息目的地 ，负责将传输的信号还原 为原始信息。
通信电路的应用与发展
噪声分析法
噪声分析法是一种评估通信电路中噪 声性能的分析方法。
通过测量和计算电路的噪声系数、信 噪比和失真等参数，可以了解电路的 噪声性能和信号质量，从而评估其在 通信系统中的适用性和可靠性。
04
通信电路的设计与实现
通信电路的设计原则与步骤
总结词
设计原则、步骤
设计原则
可靠性、稳定性、高效性、可扩展性。
最新清华大学-电路原理教学讲义PPT课件
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def L
i
韦安（ ~i ）特性
0
i
二、线性电感电压、电流关系：
i
+–
ue –+
i , 右螺旋 e , 右螺旋
u , e 一致 u , i 关联
由电磁感应定律与楞次定律
e L di dt
u e Ldi dt
iL +u –
u L di dt
(1) 当 u，i 为关联方向时，u=L di / dt u，i 为非关联方向时，u= – L di / dt
一、 电功率：单位时间内电场力所做的功。
p d w dw dq ui d t dq dt
功率的单位名称：瓦（特） 符号（W） 能量的单位名称：焦（耳) 符号（J）
二、功率的计算 1. u, i 取关联参考方向
i 元件（支路）吸收功率
+
u
p=ui
或写为 p吸 = u i
–
2. u, i 取非关联参考方向
的参考方向。
UAB
A
B
三、电位
取恒定电场中的任意一点（O点），设该点的电位为零， 称O点为参考点。则电场中一点A到O点的电压UAO称为A
点的电位，记为A 。单位 V(伏)。
a
b
设c点为电位参考点，则 c= 0
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
d
c
Uab = a- b
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电路元件的功率 (power)
短路
i = 0 , u由外电路决定
0
i
开路
电感 (inductor)元件
iL
变量: 电流 i , 磁链
+
u
–
第1章 清华大学 通信原理 精品 内部资料 绪论sxqPPT课件
15
1.3 通信系统分类和数字通信系统
1. 通信系统分类：
按收、发两地有没有线路连接分为： 有线通信和无线通信
按消息的形式（通信业务的种类）分为： 电话、电报、传真、电视
按信号的性质分为： 模拟通信和数字通信
16
模拟通信与数字通信：
信道上传输的是模拟信号称为模拟通信。 信道上传输的是数字信号称为数字通信。
模拟信号与数字信号：
凡信号的某一参量可以取无限多个值，并且直接 与消息对应的信号称为模拟信号。
凡信号的某一参量只能取有限个值，并且常常不 直接或者不准确地与消息对应的信号称为数字信号。
17
信号举例
18
信号举例
19
模拟通信系统模型
噪声
核心部件为 调制解调器
信 源
变 换 器
调 制 器
发 射 机
调制：将基带信 号变换成另一信 号，以提高系统 传输信息的效率 和质量。通常做 频率上的变换。
工具：信号、噪声和信道的分析；信息论知识
模拟系统
线性调制 AM，DSB，SSB，VSB 非线性调制 PM，FM
模/数变换：脉冲调制 PAM，PCM，DPCM
基本原理、实现 方法、性能分析！
数字系统
基带系统 频带系统 改善性能
ASK，FSK，PSK，DPSK
多路传输、同步技术 最佳接收、纠错编码
6
三、《现代通信原理》章节
3
二、课程的地位与作用
1. 通信的过程：
信息的采集 信息的加工处理 信息的传输 信息的交换 信息的利用
4
2. 以人民防空系统为例详解上述过程：
雷达获取来犯敌机或导弹信息 对信息进行处理，如编码、经纬度转换等 信息从雷达站向上级传送 信息经逐级交换传送至中央 由中央决定对来犯者实施打击或驱逐
1.3 通信系统分类和数字通信系统
1. 通信系统分类：
按收、发两地有没有线路连接分为： 有线通信和无线通信
按消息的形式（通信业务的种类）分为： 电话、电报、传真、电视
按信号的性质分为： 模拟通信和数字通信
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模拟通信与数字通信：
信道上传输的是模拟信号称为模拟通信。 信道上传输的是数字信号称为数字通信。
模拟信号与数字信号：
凡信号的某一参量可以取无限多个值，并且直接 与消息对应的信号称为模拟信号。
凡信号的某一参量只能取有限个值，并且常常不 直接或者不准确地与消息对应的信号称为数字信号。
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信号举例
18
信号举例
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模拟通信系统模型
噪声
核心部件为 调制解调器
信 源
变 换 器
调 制 器
发 射 机
调制：将基带信 号变换成另一信 号，以提高系统 传输信息的效率 和质量。通常做 频率上的变换。
工具：信号、噪声和信道的分析；信息论知识
模拟系统
线性调制 AM，DSB，SSB，VSB 非线性调制 PM，FM
模/数变换：脉冲调制 PAM，PCM，DPCM
基本原理、实现 方法、性能分析！
数字系统
基带系统 频带系统 改善性能
ASK，FSK，PSK，DPSK
多路传输、同步技术 最佳接收、纠错编码
6
三、《现代通信原理》章节
3
二、课程的地位与作用
1. 通信的过程：
信息的采集 信息的加工处理 信息的传输 信息的交换 信息的利用
4
2. 以人民防空系统为例详解上述过程：
雷达获取来犯敌机或导弹信息 对信息进行处理，如编码、经纬度转换等 信息从雷达站向上级传送 信息经逐级交换传送至中央 由中央决定对来犯者实施打击或驱逐
清华大学通信系统课件第八讲
► 直接与通信范围内的其他节点通信
► 间接的通过多跳路由同网络中的任何一个节点通信
每个移动终端兼备路由器和主机两种功能 这种网络可以独立工作，也可以与Internet或蜂窝无线 网络连接。 4
1.1.1 Ad hoc网络的定义
通信系统 2014年春
无线个域网让个人电子设备之间能够直接 交换数据
应用层：面向用户的各种服务。
19
本讲提纲
1.1 Ad hoc网络基本概念 1.2 Ad hoc网络关键技术
媒体接入控制（MAC）技术 路由技术 节能技术 安全技术 QoS技术
通信系统 2014年春
1.3 Ad hoc网络的仿真 1.4 Ad hoc网中的天线成形 1.5 Ad hoc网络的跨层设计
应用 战术网络 传感器网络 紧2014年春
使用一些嵌入式传感器设备收集实时数据以自动操作常用 功能 地震、飓风、火灾等，可替换固定的基础设施 电子商务：任何地方进行电子支付 商业：移动办公室 车载服务：为临近车辆提供道路或事故指引 家庭或办公室无线网络，如共享白板，随处打印；个域网 虚拟教室和会议室 多用户游戏，室外Internet接入 自动呼叫转移；推送广告；取决于位置的旅行导游、服务 信息等
时隙化ALOHA
► 强迫每个节点等到一个时隙开头的时候才能发送分组 ► 缩短了分组易受碰撞的时间周期，信道利用率较ALOHA提高了一 倍，但仍然低下
23
经典MAC协议
CSMA（Carrier Sense Multiple Access）
通信系统 2014年春
► 使用载波侦听技术侦听信道，确定信道空闲才可以发送分组，否 则禁止发送
1.1.6 Ad hoc网络的问题和约束
鲁棒性和可靠性
► 间接的通过多跳路由同网络中的任何一个节点通信
每个移动终端兼备路由器和主机两种功能 这种网络可以独立工作，也可以与Internet或蜂窝无线 网络连接。 4
1.1.1 Ad hoc网络的定义
通信系统 2014年春
无线个域网让个人电子设备之间能够直接 交换数据
应用层：面向用户的各种服务。
19
本讲提纲
1.1 Ad hoc网络基本概念 1.2 Ad hoc网络关键技术
媒体接入控制（MAC）技术 路由技术 节能技术 安全技术 QoS技术
通信系统 2014年春
1.3 Ad hoc网络的仿真 1.4 Ad hoc网中的天线成形 1.5 Ad hoc网络的跨层设计
应用 战术网络 传感器网络 紧2014年春
使用一些嵌入式传感器设备收集实时数据以自动操作常用 功能 地震、飓风、火灾等，可替换固定的基础设施 电子商务：任何地方进行电子支付 商业：移动办公室 车载服务：为临近车辆提供道路或事故指引 家庭或办公室无线网络，如共享白板，随处打印；个域网 虚拟教室和会议室 多用户游戏，室外Internet接入 自动呼叫转移；推送广告；取决于位置的旅行导游、服务 信息等
时隙化ALOHA
► 强迫每个节点等到一个时隙开头的时候才能发送分组 ► 缩短了分组易受碰撞的时间周期，信道利用率较ALOHA提高了一 倍，但仍然低下
23
经典MAC协议
CSMA（Carrier Sense Multiple Access）
通信系统 2014年春
► 使用载波侦听技术侦听信道，确定信道空闲才可以发送分组，否 则禁止发送
1.1.6 Ad hoc网络的问题和约束
鲁棒性和可靠性
射频通信电路 - 清华 PART1
如: 混频器、检波器、开关、限幅器 信息工业领域： 信息工业领域： 信息采集 ---- 信息传输 ---- 信息处理
3
一、 微波频段划分与应用领域
应用率
频率 波段1 波段2
0.1
0.5 P
1 L
2 S
4
8 12.4 18 26.5 40 50 75 110 300 C X Ku K Ka V W
3000 GHz
单片集成是最终方向
五、设计技术
计算机辅助设计：三次上机实验课
14
六、课程要求
星期一下午交上周作业并取回上周所交作业 顾洪明、庞云波：东主楼11区222房间 电话: 62781443 平时作业占课程总成绩的20％ 平时作业占课程总成绩的20％ 20
15
参 考 书
1. 言华, 微波固态电路 北京理工大学出版社, 1995 (教材 微波固态电路, 教材) 教材 2. 高葆新等, 微波集成电路(中国集成电路大全14分册)，国防出版社,
T
2. 单向化功率增益
fT G= 8πrb ' cc f 2
Zin ~ Zin
B Ib
(15Ω)
C βIb E Cc
(0.07pF)
r'
b
ZL Zout
3. 最高振荡频率 f max=f |G=1>fT
f max fT = 8πrb ' cc
10~20GHz
f=fT 时， β=1。但Zin 低，Zout 高，故仍 然有功率增益。只要G>1就可能产生振 荡。
• •
农村多址(一点多址) 1.5GHz, 2.4GHz, 2.6GHz
5
微波频段的主要应用领域（续）
3. 移动通信与个人通信
3
一、 微波频段划分与应用领域
应用率
频率 波段1 波段2
0.1
0.5 P
1 L
2 S
4
8 12.4 18 26.5 40 50 75 110 300 C X Ku K Ka V W
3000 GHz
单片集成是最终方向
五、设计技术
计算机辅助设计：三次上机实验课
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六、课程要求
星期一下午交上周作业并取回上周所交作业 顾洪明、庞云波：东主楼11区222房间 电话: 62781443 平时作业占课程总成绩的20％ 平时作业占课程总成绩的20％ 20
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参 考 书
1. 言华, 微波固态电路 北京理工大学出版社, 1995 (教材 微波固态电路, 教材) 教材 2. 高葆新等, 微波集成电路(中国集成电路大全14分册)，国防出版社,
T
2. 单向化功率增益
fT G= 8πrb ' cc f 2
Zin ~ Zin
B Ib
(15Ω)
C βIb E Cc
(0.07pF)
r'
b
ZL Zout
3. 最高振荡频率 f max=f |G=1>fT
f max fT = 8πrb ' cc
10~20GHz
f=fT 时， β=1。但Zin 低，Zout 高，故仍 然有功率增益。只要G>1就可能产生振 荡。
• •
农村多址(一点多址) 1.5GHz, 2.4GHz, 2.6GHz
5
微波频段的主要应用领域（续）
3. 移动通信与个人通信
《通信电路》课件第4章
第4章 正弦波振荡器
第4章 正弦波振荡器
４.１ 概述 ４.２ 反馈振荡原理 ４.３ LC振荡器 ４.４ 晶体振荡器 ４.５ 压控振荡器 ４.６ 集成电路振荡器 ４.７ 实例介绍 ４.８ 章末小结
第4章 正弦波振荡器
4.1 概 述
振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的 交变振荡信号能量的转换电路。它与放大器的区别在于, 无需 外加激励信号, 就能产生具有一定频率、一定波形和一定振幅 的交流信号。
正弦振荡了。
第4章 正弦波振荡器 图 4.2.2 RLC欠阻尼振荡波形
第4章 正弦波振荡器
4.2.2反馈振荡过程及其中的三个条件
利用正反馈方法来获得等幅的正弦振荡, 这就是反馈振 荡器的基本原理。 反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的 一个闭合环路, 如图4.2.3所示。其主网络一般由放大器和选 频网络组成, 反馈网络一般由无源器件组成。
第4章 正弦波振荡器
要使振幅稳定, 振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的
能力。具体来说, 在平衡点Ui＝UiA附近, 当不稳定因素使输入振幅
Ui增大时, 环路增益幅值Ｔ(ω0)应该减小, 使反馈电压振幅Uf减小,
从而阻止Ui增大；当不稳定因素使Ui减小时, T(ω0)应该增大, 使Uf
增大, 从而阻止Ui减小。这就要求在平衡点附近, T(ω0)随Ui的变化
况下的零输入响应：
uc (t) Useat cos0t
(4.2.1)
其中振荡角频率ω0=1／ LC , 衰减系数α=1/(2Re0C) 。
第4章 正弦波振荡器 图 4.2.1 RLC电路与电压源的连接
第4章 正弦波振荡器
可见, 当谐振电阻较大时, 并联谐振回路两端的电压变化是 一个振幅按指数规律衰减的正弦振荡。其振荡波形如图4.2.2所 示。
第4章 正弦波振荡器
４.１ 概述 ４.２ 反馈振荡原理 ４.３ LC振荡器 ４.４ 晶体振荡器 ４.５ 压控振荡器 ４.６ 集成电路振荡器 ４.７ 实例介绍 ４.８ 章末小结
第4章 正弦波振荡器
4.1 概 述
振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的 交变振荡信号能量的转换电路。它与放大器的区别在于, 无需 外加激励信号, 就能产生具有一定频率、一定波形和一定振幅 的交流信号。
正弦振荡了。
第4章 正弦波振荡器 图 4.2.2 RLC欠阻尼振荡波形
第4章 正弦波振荡器
4.2.2反馈振荡过程及其中的三个条件
利用正反馈方法来获得等幅的正弦振荡, 这就是反馈振 荡器的基本原理。 反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的 一个闭合环路, 如图4.2.3所示。其主网络一般由放大器和选 频网络组成, 反馈网络一般由无源器件组成。
第4章 正弦波振荡器
要使振幅稳定, 振荡器在其平衡点必须具有阻止振幅变化的
能力。具体来说, 在平衡点Ui＝UiA附近, 当不稳定因素使输入振幅
Ui增大时, 环路增益幅值Ｔ(ω0)应该减小, 使反馈电压振幅Uf减小,
从而阻止Ui增大；当不稳定因素使Ui减小时, T(ω0)应该增大, 使Uf
增大, 从而阻止Ui减小。这就要求在平衡点附近, T(ω0)随Ui的变化
况下的零输入响应：
uc (t) Useat cos0t
(4.2.1)
其中振荡角频率ω0=1／ LC , 衰减系数α=1/(2Re0C) 。
第4章 正弦波振荡器 图 4.2.1 RLC电路与电压源的连接
第4章 正弦波振荡器
可见, 当谐振电阻较大时, 并联谐振回路两端的电压变化是 一个振幅按指数规律衰减的正弦振荡。其振荡波形如图4.2.2所 示。
清华大学电路原理课件-
实际方向 实际方向
参考方向：任意选定的一个方向即为电流的参考方向。
i
参考方向
A
B
电流的参考方向与实际方向的关系
i
参考方向
i
参考方向
实际方向
i> 0
实际方向
i< 0
电流参考方向的两种表示
• 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 • 用双下标表示：如 iAB ，电流的参考方向由A指向B。
例
I 10V
Uac= a– c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
结论：电路中电位参考点可任意选择；当选择不同的电 位参考点时，电路中各点电位将改变，但任意两点 间电压保持不变。
4. 电动势（electromotive force） 外力（非静电力）克服电场力把单位正电荷从负极经电
源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。
_
_
模型（circuit model）不再存在）。
i
实际电压源
r
（physical source）
u
US
_
_
u
US
0
i
u=US – r i
二、理想电流源（ideal current source）
电路符号
iS
1. 特点：
（a） 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； （b） 电源两端电压由外电路决定。
电容（ capacitor ）元件：表示各种电容器产生电场、 储存能量的作用。
电源（ source ）元件：表示各种将其它形式的能量转 变成电能的元件。
2. 电路模型
由理想电路元件组成的电路，其与实际电路具有基本相同 的电磁性质。
例
开关
10BASE-T wall plate
参考方向：任意选定的一个方向即为电流的参考方向。
i
参考方向
A
B
电流的参考方向与实际方向的关系
i
参考方向
i
参考方向
实际方向
i> 0
实际方向
i< 0
电流参考方向的两种表示
• 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 • 用双下标表示：如 iAB ，电流的参考方向由A指向B。
例
I 10V
Uac= a– c = 1.5 –(–1.5) = 3 V
结论：电路中电位参考点可任意选择；当选择不同的电 位参考点时，电路中各点电位将改变，但任意两点 间电压保持不变。
4. 电动势（electromotive force） 外力（非静电力）克服电场力把单位正电荷从负极经电
源内部移到正极所作的功称为电源的电动势。
_
_
模型（circuit model）不再存在）。
i
实际电压源
r
（physical source）
u
US
_
_
u
US
0
i
u=US – r i
二、理想电流源（ideal current source）
电路符号
iS
1. 特点：
（a） 电源电流由电源本身决定，与外电路无关； （b） 电源两端电压由外电路决定。
电容（ capacitor ）元件：表示各种电容器产生电场、 储存能量的作用。
电源（ source ）元件：表示各种将其它形式的能量转 变成电能的元件。
2. 电路模型
由理想电路元件组成的电路，其与实际电路具有基本相同 的电磁性质。
例
开关
10BASE-T wall plate
清华大学电路原理课件--电路原理_skja_56-21页精选文档
•
I1
+
•
U1
Za Zb
Zc
Z
•
I1
+
•
I2
+
•
U2
Z11U I 11 I 20 ZaZb Z21UI 12 I20 ZbZ
Z12
U1 I2
I10
Zb
Z22U I 22 I 10 ZbZc
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谢谢！
xiexie!
谢谢！
xiexie!
电路结构左右对称的一般为对称二端口。 上例中，Ya=Yc=Y时， Y11=Y22=Y+ Yb
对称二端口只有两个参数是独立的。
对称二端口是指两个端口电气特性上对称，结构不 对称的二端口，其电气特性可能是对称的。这样的二端 口也是对称二端口。
•
I1
+
•
U1
3 3
6 5
•
I2
+
•
U2
YY11
1Y2 2Y2
二端口概述
在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时， 经常碰到如下形式的电路。
K
放大器
R
C
C
n:1
滤波器 变压器
1. 端口 (port)
i1 +
u1 i1
N
2. 二端口（two-port)
端口由一对端钮构成，且满足 如下端口条件：从一个端钮流 入的电流等于从另一个端钮流 出的电流。
当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称 此电路为二端口网络。
i1 +
u1 i1
i2 +
N
i2
u2
3. 二端口网络与四端网络的关系
清华大学通信电路课件
(3)设计举例
例 2.3.1 设计一个幅度平坦低通滤波器,要求从 设计一个幅度平坦低通滤波器,要求从0-2.5千赫兹衰减不 千赫兹衰减不 大于1分贝 分贝, 千赫兹以上衰减大于 分贝, 千赫兹以上衰减大于35分贝 大于 分贝, 20千赫兹以上衰减大于 分贝,信号源和负 载电阻均为600欧姆. 欧姆. 载电阻均为 欧姆 1,选择低通滤波器的形式.根据幅度平坦的要求, ,选择低通滤波器的形式.根据幅度平坦的要求, 选择巴特沃斯滤波器 Ap表示最大通带衰减;ωp表示通带角频率; 表示最大通带衰减; 表示通带角频率 表示通带角频率; 表示最大通带衰减 As表示阻带最小衰减;ωs表示阻带边缘角频率 表示阻带最小衰减; 表示阻带边缘角频率 表示阻带边缘角频率; 表示阻带最小衰减 分贝; 由题意可得:最大通带衰减Ap 由题意可得:最大通带衰减 是1分贝;通带频率是 分贝 2.5千赫兹. 千赫兹. 千赫兹 阻带最小衰减As 分贝; 千赫兹. 阻带最小衰减 是35分贝;阻带频率是 千赫兹. 分贝 阻带频率是20千赫兹
0
为截止频率(- (-3dB点.) ωc 为截止频率(- 点
ωp
ω
巴特沃斯滤波器:幅频特性在 频率附近非常平坦 频率附近非常平坦, 巴特沃斯滤波器:幅频特性在0频率附近非常平坦,相频 特性很好.且通带,阻带下降呈单调性, 特性很好.且通带,阻带下降呈单调性,幅频特性都通过 增加, -3dB点.随n增加,频带边缘下降越陡.适用于一般性 点 增加 频带边缘下降越陡. 滤波. 滤波.
4. 实现(续1) 实现( (1)滤波器的归一化设计 ) 滤波器阻抗归一化 滤波器阻抗 阻抗归一化
归一化公式: 归一化公式: 要求: 要求:将阻抗用负载阻抗进行 归一化; 归一化;保持滤波器各 元件间的阻抗关系不变