無線基礎(chǔ)知識，一、無線通信的基礎(chǔ)知識，二、常用電子電路三、晶體管、Date:5/15/202011.06.2020、Page:2、一、無線通信的基礎(chǔ)知識，一. 1、電波的區(qū)分1.2、電波的傳播1.3、無線收發(fā)Date:5/15/202011.06.2020 交變電磁場不僅可能存在于電荷、電流或?qū)w的周圍，而且可以遠離其產(chǎn)生的波動源傳播，在這種空間中以一定速度傳播的交變電磁場稱為電磁波。 在無線技術(shù)中使用的這種電磁波一般稱為無線電波。1.1.1、電波、date:5/15/2020611.06.2020、page:4、1.1.1電波頻帶、=cT=cf、date:5/15/2020611.06.2020、page:5、1.1.1電波的應用date 3335 將202011.06.2020、page:6、1.2電波的傳播、頻率從數(shù)十Hz (更低)到3000GHz左右、波長從數(shù)十Mm到0.1mm左右的頻譜范圍內(nèi)的電磁波稱為電波。 電波旅行不要靠電線，要靠空氣媒介，如聲波。 電波在地球表面?zhèn)鞑?，有的波在空間直線傳播，從大氣上空反射傳播，有的波透過大氣，飛向遠處的宇宙空間。 從發(fā)射天線和自然輻射源發(fā)射的電波通過自然條件下的介質(zhì)到達接收天線的過程稱為電波傳播。 另外，Date:5/15/202011.06.2020、page :7，1，1 )地面波：是在地球表面?zhèn)鞑サ碾姴ā?(中波，長波)2)天線：即電離層波。 地球大氣上層約100Km處存在“電離層”。 電波進入電離層后其方向發(fā)生變化，出現(xiàn)“反射”。 由于電離層的折射效果的蓄積，電波的入射方向連續(xù)變化，最終“彎曲”返回地面，電離層像鏡子一樣反射電波。 在電離層反射返回地面的電波稱為“天波”。 受氣候、季節(jié)、晝夜等因素的影響。 (中、短波)、電波的傳播方式(一)、Date:5/15/202011.06.2020、page 33608，3 )空間波：從發(fā)送天線直接到達接收點的電波被稱為直接發(fā)射波。 一部分電波被地面和其他障礙物反射后到達接收點，被稱為反射波。 直接波和反射波的組合稱為空間波。 (電視廣播、微波中繼、移動通信)4)散射波：大氣或電離層形成不均勻團塊時(1216Km )，電波在這些不均勻的介質(zhì)向四面八方折射散射，一部分能量可能到達接收點，這就是散射波。 (波長短的波段)5)外球?qū)觽鞑ィ壕嚯x地面1000Km的宇宙間通信稱為外球?qū)觽鞑ァ?衛(wèi)星通信和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視利用這種傳播方式。 另外，電波的傳播方式(2)、Date:5/15/202011.06.2020、page:9、1.3.1、無線電傳輸?shù)膬?yōu)點1 )電波傳輸不依賴于電線。 2 )不象聲波，必須依靠空氣介質(zhì)傳播。 3 )傳播距離遠，速度快，而且衰減小。 4 )帶寬。 1.3.2高效放出電磁波的條件1 )頻率越高，放出電磁波的能力越大。 2 )振蕩電路的電場和磁場必須分散在盡可能寬的空間內(nèi)，不能有效地傳播電磁場的能量。 1.3無線電發(fā)送和接收；2 )無線電發(fā)送部件信號源、低頻放大器、調(diào)制器、高頻信號振蕩器、高頻放大器、發(fā)送天線和1.3.3無線電發(fā)送系統(tǒng)的三個部分1 )無線電傳輸媒介傳送無線電信號的媒介主要包括地表、對流層、電離層等，這些媒介的電氣特性對不同頻帶的無線電波傳播有不同的影響。3 )無線電的接收接收天線、輸入電路、高頻放大器、反相器、中頻放大器、解調(diào)器、低頻放大器、Date:5/15/202011.06.2020、Page:11、a .總是將高頻正弦波信號或脈沖信號作為載波b .用于需要傳輸?shù)男盘?，改變某個載波信號的參數(shù)，例如幅度、頻率、相位。 改變載波信號的某個參數(shù)的信號稱為調(diào)制信號。 c .在測量系統(tǒng)中必須傳輸?shù)氖菧y量信號，通常將測量信號用作調(diào)制信號。 調(diào)制的載波信號稱為調(diào)制信號。 另外，Date:5/15/202011.06.2020、Page:12、1.3.4無線信號的調(diào)制，1 )振幅調(diào)制AM :根據(jù)信號改變高頻振動的振幅稱為振幅調(diào)制。 任何非線性裝置都可以用來產(chǎn)生振幅調(diào)制。 晶體管是非線性裝置，只要在非線性(ab級、乙級、丙級)的狀態(tài)下動作，就可以構(gòu)成振幅調(diào)制電路。 一般來說，通過將高頻載波信號和調(diào)制信號分別施加到諧振功率放大器內(nèi)的晶體管的某個電極上，利用晶體管的放射結(jié)進行頻率變換，并選擇頻率進行放大，從而實現(xiàn)振幅調(diào)制的目的。 根據(jù)信號所施加的電極，可分為基極振幅調(diào)制、集電極振幅調(diào)制、發(fā)射器振幅調(diào)制等多個振幅調(diào)制電路。 調(diào)制：用載波信號調(diào)制載波的過程。 調(diào)制分為振幅調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。 另外，Date:5/15/202011.06.2020，page :13，2，2 )頻率調(diào)制FM :根據(jù)信號改變高頻振動的頻率稱為頻率調(diào)制。 調(diào)頻波(調(diào)頻信號)的特征在于，其頻率根據(jù)調(diào)制信號的振幅而變化，但是其振幅總是一定的。 當調(diào)制信號的幅度為零時，將頻率調(diào)制波的頻率稱為中心頻率0。 在調(diào)制信號在正方向變大時，頻率調(diào)制波的頻率高于中心頻率，相反，在調(diào)制信號在負方向變化時，頻率調(diào)制波的頻率低于中心頻率。 Date:5/15/202011.06.2020，page :14，1，1 )發(fā)射的電波如何接收：當電磁波在空間中傳播時，在導體上產(chǎn)生感應電流，感應電流的頻率與誘發(fā)該電磁波的頻率相同。 因此，可利用位于電磁波傳播空間內(nèi)的導體來接收該電磁波。 1.3.5無線電信號的解調(diào)，2 )無線電波的調(diào)諧裝置(天線)通過改變可變電容的容量的大小來改變調(diào)諧電路的固有頻率，進而與接收站的電磁波頻率相同，該頻率的電磁波在調(diào)諧電路中誘發(fā)強感應電流，選出電流最大的電磁波。 解調(diào)：復原調(diào)制信號的過程。 解調(diào)有檢波、錯誤和錯誤的區(qū)別。 3 )頻率變換(混合)將一定頻率范圍內(nèi)的調(diào)制后的高頻信號改變?yōu)橐欢ǖ闹蓄l信號。 振幅調(diào)制無線電中頻： 465KHz頻率調(diào)制無線電中頻： 10.7MHz電視影像中頻： 38MHz，Date:5/15/202011.06.2020，Page:15，振幅檢波：從振幅調(diào)制波中取出調(diào)制信號的過程稱為振幅檢波從高頻振幅調(diào)制波解調(diào)原來的調(diào)制信號，4 )無線電波的振幅調(diào)制解調(diào)(檢波1 )，常用檢波電路3種：小信號平方檢波，大信號包絡全波和積檢波。 分類，date:5/15/2020611.06.2020，Page:16，振幅調(diào)制檢波的過程：date:5/15/2020611.06.2020，page:17， 5 )無線電波的調(diào)頻解調(diào)(檢波2 )，Date:5/15/202011.06.2020頁：18，二，常用電子電路，2.1，整流電路2.2，濾波電路2.3，穩(wěn)定電路2.4，振蕩電路，date :5/15/2 2.1整流電路，1 )半波整流2 )全波整流3 )橋式整流，整流：利用整流元件(通常是整流二極管)的一個方向的導電性，把交流轉(zhuǎn)換成一個方向的波動直流。 單相橋整流電路的變壓器中只流過交流電流，半波和全波整流電路中流過直流成分。 因此，單相橋整流電路的變壓器效率高，在相同的功率容量條件下，可以減小體積。 單相橋整流電路的整體性能優(yōu)于單相半波和全波整流電路，因此廣泛應用于直流電源。、date:5/15/2020611.06.2020、Page:20、半波整流：date:5/15/2020611.06.2020、Page:21、全波整流：date:5/15/2020611.06.2020、pate Date:5/15/202011.06.2020、Page:23、濾波：對脈動直流中的交流成分進行濾波，減少交流成分，增加直流成分。 濾波電路利用電阻元件的交叉、直流阻抗的不同來實現(xiàn)濾波。 2.2、濾波電路、電容器c對直流開路，對交流電阻抗小，所以c必須并聯(lián)連接在負載的兩端。 由于電感器l的直流阻抗小，交流阻抗大，因此l與負載串聯(lián)連接。 通過濾波電路后，可以留下直流成分，去除部分交流成分，改變交流直流成分的比例，減小電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。 另外，當Date:5/15/202011.06.2020、Page:24、電容濾波電路：電容濾波電路原理：v2成為正的半周期時，二極管D1、D3導通，變壓器的下一個端子電壓v2對電容器c充電。 此時c與v2并聯(lián)，因此輸出波形為與v2相同的正弦波。 v2達到wt=p/2時開始下降。 假定關(guān)斷二極管，則以指數(shù)方式將電容器c放電到負載RL。 指數(shù)放電開始點的放電速度大。 超過wt=p/2時，正弦曲線會變慢。 在wt=p/2之后二極管也導通了。 在超過wt=p/2后的某點，正弦曲線的減少率越來越快，在超過指數(shù)曲線的放電開始率后二極管就關(guān)閉。 在從t2到t3的時間點，二極管導通，c被充電，Vi=Vo正弦地變化，從t1到t2二極管關(guān)斷，Vi=Vo以指數(shù)曲線下降，放電時間常數(shù)為RLC。Date:5/15/202011.06.2020、Page:25、電感濾波電路原理：電感濾波電路：蓄電元件的電感l(wèi)的電流不急劇變化的性質(zhì)，將電感l(wèi)和整流電路的負載RL串聯(lián)連接當變?yōu)関2的正半部分時，D1、D3導通，電感中的電流延遲v2。 當?shù)竭_負的半周期時，經(jīng)由D2和D4供應電感中的電流。 由于橋接電路的對稱性和電感中的電流的連續(xù)性，4個二極管D1、D3； D2、D4的導電角都是180。 Date:5/15/202011.06.2020、page:26、2.3、穩(wěn)定電路，輸出電壓的變化的原因是負載電流的變化和輸入電壓的變化，如果理想的穩(wěn)定電路的輸出電阻Ro=0，則Vo與負載RL無關(guān)地降低Ro，因此2.3.1二極管穩(wěn)定電路2.3.2串聯(lián)型穩(wěn)定電路2.3.3三端子集成穩(wěn)定電路、Date:5/15/202011.06.2020、page:27、2.3.1二極管穩(wěn)定電路：利用穩(wěn)定二極管的反向擊穿特性進行穩(wěn)定當輸入電壓變化時如何穩(wěn)定： IVOVZIZIRVRVO、當負載電流變化時如何穩(wěn)定： ioIRVRvz(VO)izIRVRVO、date :5/15/25 Page:28、穩(wěn)定二極管的缺點是工作電流小，不能連續(xù)地調(diào)節(jié)穩(wěn)定電壓值。 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源工作電流大，輸出電壓一般可連續(xù)調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓性能優(yōu)異。 目前，該穩(wěn)壓電源已成為單片集成電路，廣泛應用于各種電子設備和電子電路。 線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源的缺點是損耗大，效率低。 2.3.2串聯(lián)穩(wěn)壓電路：當VO=VI-VR、VI增加時，r受到控制，VR增加，某種程度上抵消了VI增加對輸出電壓的影響。 當負載電流IL增加時，控制并減小r，VR減小，從而某種程度上消除了由于IL增加(或者VI減小)而對輸出電壓的影響。 而且，在Date:5/15/202011.06.2020、Page:29的實際電路中，可變電阻器r由晶體管進行取代，通過控制基極電位來控制晶體管的管電壓降VCE，VCE相當于VR。 為了穩(wěn)定輸出電壓，必須以電壓負反饋電路的模式構(gòu)成串聯(lián)型穩(wěn)定電路。 典型的串聯(lián)穩(wěn)壓電路如圖16.04所示。由調(diào)節(jié)管、放大環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、基準電壓源的幾個部分組成。 Date:5/15/202011.06.2020、Page:30、VIVOVFVO、輸入電壓變化、負載電流不變化、輸入電壓不變化、ILVIVOVFVO1VCEVO。 由于Date:5/15/202011.06.2020、Page:31、VFvref VF=VO (r2r3)/(r1r2r3)=nvo，其中，n是采樣系數(shù)，n=(R2 R3)/(R1 R2 R3)，因此Vo=VREF/n，調(diào)節(jié)r2清楚地表示另外，Date:5/15/202011.06.2020、Page:32、串聯(lián)穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻小，輸出端短路時輸出短路電流大。 同時輸入電壓全部下降到調(diào)整管，調(diào)整管的功耗大幅增加，調(diào)整管因過損失發(fā)熱而損壞，必須保護穩(wěn)壓電源的短路。 過載也會破損。 穩(wěn)壓電路的保護環(huán)節(jié)、保護方法有反饋保護型和溫度保護型兩種。 反饋保護型有鎖定型和電流限制型兩種。 溫度保護型利用集成電路制造工藝，在調(diào)節(jié)管旁制作PN結(jié)溫度傳感器，超過溫度時啟動保護電路，工作原理與反饋保護型相同。 另外，Date:5/15/202011.06.2020、Page:33、切斷類型在發(fā)生短路時，用保護電路切斷調(diào)整管，限制短路電流接近零。 斷路特性如圖2.31所示。 電流限制型在發(fā)生短路時，通過電路中采樣電阻的反饋作用來限制輸出電流。 限流特性如圖2.32所示。 圖2.31斷路特性圖2.32限流特性、Date:5/15/202011.06.2020、Page:34、線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源和各種保護電路綜合得到綜合穩(wěn)壓器。 初期的綜合穩(wěn)壓器的外部導線較多，現(xiàn)在的綜合穩(wěn)壓器只有輸入端子、輸出端子、公共端子3個外部導線。 2.3.3端子集成穩(wěn)壓電路： Date:5/15/202011.06.2020、Page:35、振蕩電路：一種自激振蕩電路，其特征是利用“自激振蕩”的原理進行工作，其本質(zhì)是放大器正反饋的結(jié)果。 振蕩電路是不需要輸入信號，自己可以生成一定的