高频电子线路

1. 高频电子线路 High Frequency Circuit 网络中心 28116952

2. 目 录 第1章绪论 第3章选频网络 第4章 高频小信号放大器 第5章 非线性电路、时变参量电路和变频器 第6章 高频功率放大器 第7章 正弦波振荡器 第9章 振幅调制与解调 第10章 角度调制与解调 第12章 反馈控制电路 第13章 频率合成电路

3. 第1章 绪论 高频电子线路 High Frequency Circuit 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 思考题与习题 参考书 Next

4. 课程说明 理论体系 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） 数字电路——自动化控制、计算机、数据通讯等 电的传递路径方式与主要分析研究方法 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。 频率由低到高 模拟电路 弱电 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 电磁场——完全非“电路”传输，能量以“场”的形式传递和接收 *注：现代电子设备多为交叉运用。

5. 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。 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。 Regardless of the particular application, all communication systems involve three main subsystems: the transmitter, the channel, and the receiver. Prev Next

6. 信 源 接 收 设 备 基带信号 噪声源 输 入 变换器 输 出 变换器 基带信号 通信系统基本组成框图 已调信号 信 道 发 送 设 备 信 宿 已调信号 发送端 接收端 Prev Next

7. 发送端各模块功能 信源（information source）：需要传送的原始信号，一般为 非电物理量。 输入变换器(input converter)：将非电信号转换为电信号，其输出称为“基带信号”(baseband signal)。 基带信号实质： 电信号，且直接表示了原始信息。 发送设备(transmitter)：将基带信号变成适合于信道传输的“频带信号” (frequency band signal) 。 Prev Next

8. 信道及其分类 信道（channel）：即传输媒介。 Channels may be classified into two categories: wire channnels and wireless channnels 海水(seawater) 地球表面(surface of Earth) 自由空间(freeair) 无线信道 同轴电缆(coaxial cable) 波导(waveguide) 光纤(fiber or fibre) 有线信道 Prev Next

9. 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(output converter)：将接收设备输出的基带信号变换成原来形式的信号。 信宿(information sink)：原始信号的接收者。 Prev Next

10. 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。 解调 原始信号 原始信号 变换 信道 电信号

11. 主振 缓冲 倍频 高频 放大 调制 低频 放大 低频 功放 电 源 1.2 收/发设备的组成 1.2.1 调幅发射机组成框图 高 频 部 分 高频 功放 低频部分

12. 发射机框图中各模块功能 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。 倍频(double frequency)：降低主振器频率，以利于稳频。

13. 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 调制的目的： 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。

14. 调制的思想 飞机 ＋ 人 ＝ 载人飞机 相关概念 载波 ＋ 调制信号 ＝ 已调波信号 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)。 低频电信号称为调制信号(modulating signal)。 未经调制的高频振荡信号称为载波信号。 (carrier signal) 经过调制的高频振荡信号称为已调波信号。 ( modulating signal )

15. 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。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。 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。

16. 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。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。 “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。

17. 输入 回路 高频 放大 解调器 低频 放大 1.2 收/发设备的组成 1.2.2 直接放大式接收机组成框图

18. 输入 回路 高频 放大 混频器 中频 放大 解调器 低频 放大 本地 振荡器 1.2 收/发设备的组成 1.2.2 超外差接收机组成框图 (superheterodyne receiver) AGC

19. 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(Local Oscillator--LO)和中频放大器(Intemidiate Frequency Amplifier--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(Intemidiate Frequency-- 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。

20. 信源 信宿 一个完整的通信设备组成框图 1 发射机部分 4天线 3共用设备 2 接收机部分

21. 电波的传播方式 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。 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。 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。 （a） 地面波; （b） 天波; （c） 空间波

22. (m) (mm) (MHz) (GHz) 1.3 无线电通信波段 如：99MHz →3 m

23. f (Hz) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 (Hz) f  无线电 微波 红外线 射线 X射线 可见光 紫外线 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 双绞线 卫星 光纤 同轴电缆 地面微波 调频 无线电 移动 无线电 调幅 无线电 海事 无线电 电视 波段 LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF 电信领域使用的电磁波的频谱 无线电频率的上限一般为3000GHz。

24. 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”。 射频（Radio Frequency--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。 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

25. 无线电通信波段相关知识 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。 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。 VHF Ⅰ 波段 48.5～92MHz 1～5 频道 VHF Ⅲ 波段 167～223MHz 6～12 频道 UHF Ⅳ 波段 470～566MHz 13～24 频道 UHF Ⅴ 波段 606～958MHz 25～68 频道

26. 无线电通信波段相关知识 ISM(Industrial Scientific and Medical)频段为公用频段许可频段。 在USA， FCC（Federal Communications Commission），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）

27. 1.4 收音机电路实例 • 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。 Prev Next

28. R828AM/FM收音机电路原理图

29. TEA5711/T电路原理框图

30. 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。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。

31. 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。

32. 1.6 本课程特点及学习本课程的目的 所讨论的电路主要是非线性电子线路，其显著特点是，涉及的基本概念多、电路形式多、分析方法更加复杂，求解也困难得多。 要求具有较宽的基础知识。 重视实践环节。 学习本课程的目的：为学习电视理论、通信设备维护、电子测量技术、现代通信原理等课程打下基础。为今后考研和从事高频技术研究工作打下基础。

33. 小 结 • 高频电子线路的典型应用是无线通信系统； • 无线通信系统由发射设备、接收设备和传输媒介三部分组成； • 无线电信号的发射与接收的关键是调制与解调； • 高放、混频、本振、调制、解调等相关知识是本课程要解决的问题； • 了解无线电信号所具有的基本特点是必备的基本知识。

34.  思考题与习题 1. 一个完整的通信系统一般由、 、、、等部分组成。 2. 人耳能听到的声音的频率约在到的范围内。 3. 画出无线通信收发信机的组成框图。  4. 无线通信为什么要进行调制？ Prev Next

35. 教学安排及考核办法 理论（54学时）+实验（12学时） 平时成绩（20%）+期末成绩（80%） 平时成绩包括： 出勤情况 作业情况 实验成绩 课堂小测验情况等 Prev Next

36. 张肃文 高频电子线路 High Frequency Circuit 参考书 王卫东 高频电子电路 电子工业出版社 2006.1 教材：高频电子线路（第四版） 张肃文 高等教育出版社 ［1］沈伟慈 通信电路 西安电子科技大学出版社 2004 ［2］王卫东 高频电子电路 电子工业出版社 2006 ［3］高吉祥 高频电子线路学习辅导及习题评解 电子工业出版社 2005 ［4］阳昌汉 高频电子线路学习与解题指导 哈尔滨工程大学出版社 2002 ［5］于洪珍 通信电子线路（名师大课堂） 科学出版社 2007 ［6］［日］铃木宪次 高频电路设计与制作 科学出版社 2005 Prev

37. 书山有路勤为径，学海无涯苦作舟！

38. 本章結束