1、Chapter 1 緒論1.1 通信電子線路概述1.2 無(wú)線電信號(hào)的傳輸原理1.3 本課程特點(diǎn)1.1 通信電子線路概述介紹信息傳輸和處理的基本電路、基本原理和基本分析方法。要求掌握發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的基本組成、工作原理以及電路設(shè)計(jì)。掌握諧振回路、高頻小信號(hào)放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、調(diào)制解調(diào)等電路、鎖相環(huán)電路的分析方法。無(wú)線電通信發(fā)展簡(jiǎn)史原始手段有線通信無(wú)線通信烽火、旗語(yǔ)電報(bào) （1837 Morse）電話 （1876 Bell）電磁波的存在 Maxwell 理論Hertz 實(shí)踐三個(gè)里程碑： Lee de forest 發(fā)明電子三極管 W. Shockley 發(fā)明晶體三極管 集成電路的發(fā)明

2、與發(fā)展1.2 無(wú)線電信號(hào)傳輸原理一 傳輸信號(hào)的基本方法二 通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介三 信號(hào)及其頻譜一 傳輸信號(hào)的基本方法1 語(yǔ)言和文字 最原始、最基本的傳輸手段2 光通信 （遠(yuǎn)距離通信，迅速準(zhǔn)確）3 電通信 （無(wú)線通信，有線通信） Maxwell 在理論上發(fā)現(xiàn)電磁場(chǎng)理論 Hertz 在實(shí)踐上證明電磁場(chǎng)的存在 Morse 有線電報(bào) Bell 有線電話通信系統(tǒng)原理框圖信號(hào)源發(fā)送設(shè)備傳輸信道接收設(shè)備收信裝置二 通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介1. 信號(hào)源在實(shí)際的通信電子線路中傳輸?shù)氖歉鞣N電信號(hào)，需要將各種形式的信息轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。常見(jiàn)的信號(hào)源有： 話筒 攝像機(jī) 各種傳感器件2. 發(fā)送設(shè)備A.發(fā)送設(shè)備的作用： 將基帶信號(hào)變換成適合信道

3、的傳輸特性的信號(hào)。B.對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行變換的原因 由于要傳輸?shù)男畔⒎N類多樣，其對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)特性各異，這些基帶信號(hào)往往并不適合信道的直接傳輸。C.發(fā)送設(shè)備的工作過(guò)程和基本原理無(wú)線電發(fā)射機(jī)方框圖 調(diào)制概念將音頻信號(hào)“裝載”到高頻振蕩中的方法有好幾種，如調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相等。電視中圖象是調(diào)幅，伴音是調(diào)頻。廣播電臺(tái)中常用的方法是調(diào)幅與調(diào)頻。 3. 接收設(shè)備A. 接收設(shè)備的作用： 接收傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)，并進(jìn)行處理，以恢復(fù)發(fā)送端的基帶信號(hào)。 B. 接收設(shè)備的要求： 由于信號(hào)在傳輸和恢復(fù)的過(guò)程中存在著干擾和失真，接收設(shè)備要盡量減少這種失真。C. 無(wú)線電信號(hào)的接收最簡(jiǎn)單的接收機(jī)原理框圖超外差式接收機(jī)方框圖消息信號(hào)

4、源放大器調(diào)制器高頻振蕩器諧振放大器或倍頻器已調(diào)波放大器發(fā)射天線接收天線高頻放大器本地振蕩器混頻器中頻放大器解調(diào)器放大器視頻顯示器揚(yáng)聲器等等無(wú)線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理框圖選擇電路 4.收信裝置收信裝置是指接收設(shè)備輸出的電信號(hào)變換成原來(lái)形式的信號(hào)的裝置。例如： 還原聲音的喇叭 恢復(fù)圖象的顯象管5.傳輸信道信號(hào)從發(fā)送到接收中間要經(jīng)過(guò)傳輸信道，又稱傳輸媒質(zhì)。不同的傳輸信道有不同的傳輸特性。如電纜、光纜、無(wú)線電波等。根據(jù)傳輸媒質(zhì)的不同，可以分為兩大類： 有線通信：雙絞線電纜、同軸電纜、光纜 無(wú)線通信：自由空間A.有線通信信道雙絞線 適用于短距離（小于100m）、1Mb/s數(shù)據(jù)率的通信環(huán)境。2. 同軸電纜

5、適用于距離在幾百米、帶寬小于10Mhz、碼流率小于20Mbps的通信環(huán)境。3. 光纖電纜 特點(diǎn)：衰減小（小于1db/km）、工作頻率高、信息容量大B.無(wú)線通信信道無(wú)線通信的傳輸媒質(zhì)是自由空間。電磁波從發(fā)射天線輻射出去之后，經(jīng)過(guò)自由空間到達(dá)接收天線的傳播途徑可分為兩大類：地波和天波。 a、 地波（分為地面波和空間波） 地面波 就是沿地面?zhèn)鞑サ臒o(wú)線電波。適用于長(zhǎng)波和超長(zhǎng)波。 空間波 是在發(fā)射天線與接收天線間直線傳播的無(wú)線電波, 發(fā)射天線和接收天線較高，接收點(diǎn)的電磁波由直接波和地面反射波合成。適用于超短波。b、天波經(jīng)過(guò)地面100km至500km的電離層反射傳送到接收點(diǎn)的電磁波。適用于短波。電離層反射

6、的特點(diǎn)： 頻率越高，吸收能量越小，但頻率過(guò)高電波會(huì)穿透電離層。故頻率只限于中短波段300Khz30Mhz 。c、散射通信利用對(duì)流層對(duì)電波的散射進(jìn)行通訊，它適用于超短波以及微波波段的通信，通信距離很遠(yuǎn)。 d. 無(wú)線電波段的劃分 波段名稱 波長(zhǎng)范圍 頻率范圍 頻段名稱超長(zhǎng)波 10,000100,000m 303kHz 甚低頻VLF長(zhǎng) 波 1,00010,000m 30030kHz 低頻LF中 波 2001,000m 1500300kHz 中頻MF中短波 50200m 6,0001,500kHz 中高頻IF短 波 1050m 306MHz 高頻HF米 波 110cm 30030MHz 甚高頻VHF分

7、米波 10100cm 3,000300MHz 特高頻UHF厘米波(微波) 110cm 303GHz 超高頻SHF毫米波 110mm 30030GHz 極高頻EHF亞毫米波 1mm以下 300GHz以上 超極高頻太赫茲三 信號(hào)及其頻譜 根據(jù)傅立葉變換的基本原理，任何一個(gè)函數(shù)都可以用傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)。如果把信號(hào)看成一個(gè)函數(shù)，這就為我們研究信號(hào)提供了一種新的方法。通過(guò)研究信號(hào)的頻譜我們可以突出在信號(hào)傳輸中存在的主要問(wèn)題，如信號(hào)的變化規(guī)律，信號(hào)的能量分布等。 由于任何復(fù)雜的信號(hào)，都可分解為許多不同頻率的正弦信號(hào)之和，因此，所謂“頻譜”即是指組成信號(hào)的各正弦分量按頻率分布的情況。為了更直觀地了解信號(hào)的頻率

8、組成分和特點(diǎn)，我們通常采用作圖的方法來(lái)表示頻譜。用頻率f作橫座標(biāo)，用信號(hào)的各正弦分量的相對(duì)振幅作縱座標(biāo)，通常稱之為頻譜圖。一般數(shù)字信號(hào)的頻譜圖 可見(jiàn)，數(shù)字信號(hào)的頻譜是不連續(xù)的。 振幅f脈沖信號(hào)的分解四、通信系統(tǒng)進(jìn)階 1、數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)，其原理框圖如下圖所示： 模擬信號(hào)經(jīng)信源編碼和信道編碼變成數(shù) 字基帶信號(hào)，發(fā)射機(jī)將基帶信號(hào)調(diào)制到 高頻載波上經(jīng)信道傳輸?shù)浇邮斩耍邮?機(jī)還原出數(shù)字基帶信號(hào)，經(jīng)信道解碼和 信源解碼還原出模擬基帶信號(hào)。 用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)高頻正弦載波進(jìn)行的調(diào)制稱數(shù)字調(diào)制。 根據(jù)基帶信號(hào)控制載波的參數(shù)不同，數(shù)字調(diào)制通常分為振幅鍵控調(diào)制、頻率鍵控和相位鍵

9、控三種基本方式。振幅鍵控（Amplitude-shift keying） (ASK) 載波振幅受基帶控制相位鍵控（phase-shift keying） (PSK) 載波相位受基帶信號(hào)控制，當(dāng)基帶信號(hào)p(t) = 1時(shí)，載波起始相位為0，當(dāng)p(t) = 0時(shí)載波起始相位為頻率鍵控：（Frequency-shift keying） (FSK) 載波頻率受基帶信號(hào)控制，當(dāng)p(t) = 1時(shí)，載波頻率為f1；當(dāng)p(t) = 1時(shí)，載波頻率為f2 數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn)： (1) 有較強(qiáng)的抗干擾能力，通過(guò)再生中繼技術(shù)可以消除噪聲的積累，并能對(duì)信號(hào)傳輸中因干擾而產(chǎn)生的差錯(cuò)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正，從而提高了信息傳輸?shù)目煽啃浴?(2) 數(shù)字信號(hào)便于保密處理，易于實(shí)現(xiàn)保密通信。 (3) 數(shù)字信號(hào)便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，使通信系統(tǒng)更加通用和靈活。 (4) 數(shù)字電路易于大規(guī)模集成，便于設(shè)備的微型化 數(shù)字通信的缺點(diǎn)： 數(shù)字信號(hào)占據(jù)頻帶較寬，頻帶利用率低，但目前采用了一些新的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，不斷增大通信容量，提高頻率利用率，所以數(shù)字通信的發(fā)展前景廣闊。1.3 研究對(duì)象與課程特點(diǎn)1、電子信息與通信專業(yè)學(xué)生必須掌握的一 門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程。2、它是電路理論、信號(hào)與線性系統(tǒng)、模擬 電子電路等課程的后繼課程。3、在學(xué)習(xí)這門(mén)課程時(shí)要注意它與模擬電路 理論的不同分析方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的不同 點(diǎn)。 （1）通過(guò)