(II)電子線路

1緒論2一、無線通信的發(fā)展1873年莫爾斯電報碼遠距離信息傳遞1876年貝爾發(fā)明電話信鴿、驛站、烽火臺、海上用的旗語、手語有線通信3無線通信的發(fā)展1864年麥克斯韋電磁理論1887年赫茲實驗驗證1904電子管出現(xiàn)，1907年發(fā)明電子三極管，無線電電子學(xué)時代開始1948年發(fā)明晶體三極管20世紀60年代，集成電路出現(xiàn)，并不斷發(fā)展無線電技術(shù)主要應(yīng)用于信息的傳輸和處理4二、通信系統(tǒng)的基本組成信號源接收設(shè)備發(fā)送設(shè)備傳輸信道收信裝置1、通信系統(tǒng)的構(gòu)成5

在實際的通信電子線路中傳輸?shù)氖歉鞣N電信號，為此就需要將各種形式的信息轉(zhuǎn)變成電信號。常見的信號源有：話筒攝象機各種傳感器件1、信號源6發(fā)送設(shè)備的作用：將基帶信號變換成適合信道的傳輸特性的信號。對基帶信號進行變換的原因：由于要傳輸?shù)男畔⒎N類多樣，其對應(yīng)的基帶信號特性各異，這些基帶信號往往并不適合信道的直接傳輸。2、發(fā)送設(shè)備7傳輸信道又稱傳輸媒質(zhì)，是傳輸信道的媒質(zhì)。不同的傳輸信道有不同的傳輸特性。傳輸信道：有線通信信道無線通信信道3、傳輸信道8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。同軸電纜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。光纖電纜衰減?。ㄐ∮?db/km）、工作頻率高、信息容量大有線通信信道9無線通信信道地波:（分為地面波和空間波）b、空間波是在發(fā)射天線與接收天線間直線傳播的無線電波,發(fā)射天線和接收天線較高，接收點的電磁波由直接波和地面反射波合成。天波：經(jīng)過地面100km至500km的電離層反射傳送到接收點的電磁波頻率越高，吸收能量越小，但頻率過高電波會穿透電離層，只限于中短波段。a、地面波是沿地面?zhèn)鞑サ臒o線電波10傳播方式的對比a、靠電離層反射和折射的傳播方式的傳播距離最長b、靠直線傳播方式傳播的距離最短C、沿著地表傳播方式傳播的距離介于上面的兩者之間頻率越高，趨膚效應(yīng)越嚴重，損耗也越嚴重。沿著地表傳輸?shù)牟l率不太高，波長在200米以上的波主要沿著地表傳輸，波長在10米到200米的波主要靠電離層傳輸，波長在10米以下，主要是直線傳播。11波段名稱波長的范圍頻率范圍用途和傳播方式長波LW1Km～10Km30～300KHZ遠距離通信、地波中波MW100m～1Km300KHZ～3M廣播、通信、導(dǎo)航、地波、天波短波SW10m～100m3M～30M（高頻）廣播、通信、地波、天波超短波VSW1m～10m30M～300M（甚高頻）廣播、通信、電視、視距、對流層分米波USW10～100Cm..300M～3G（超高頻）通信、電視、衛(wèi)星

、視距、對流層厘米波SSW1～10Cm3G～30G（極高頻）中繼、雷達、衛(wèi)星、視距毫米波ESW300G以上無線電頻段和波段的劃分124、接收設(shè)備接收設(shè)備的作用：對接收設(shè)備的要求：由于信號在傳輸和恢復(fù)的過程中存在著干擾和失真，接收設(shè)備要盡量減少這種失真。接收傳送過來的信號，并進行處理，以恢復(fù)發(fā)送端的基帶信號。135、收信裝置（換能器）收信裝置接收設(shè)備輸出的電信號變換成原來形式的信號的裝置。如：還原聲音的喇叭恢復(fù)圖象的顯象管14A、高頻適合于通過天線傳輸B、高頻的頻帶范圍寬，信息容量大三、無線通信基本原理無線通信系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘柨梢允锹曇?、圖像、數(shù)據(jù)等，其波形復(fù)雜，有連續(xù)信號，也有離散信號，但都具有一定的頻率范圍，這種信號稱為基帶信號?；鶐盘柌豢赡苤苯影l(fā)射出去，只有利用高頻信號作為“載波”才能有效地將有用信號用電磁波的形式發(fā)射出去。151、無線通信系統(tǒng)的組成消息信號源放大器調(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聲器等等選擇電路發(fā)射機接收機16（a）調(diào)制信號（基帶信號）：攜有信息的電信號（b）載波信號：未調(diào)制的高頻振蕩信號（c）已調(diào)波信號：經(jīng)調(diào)制后的高頻振蕩信號2、無線通信系統(tǒng)中的信號173、無線通信系統(tǒng)中幾個基本概念無線電發(fā)射機音頻放大高頻振蕩倍頻高頻放大調(diào)制話筒聲音18a、調(diào)制modulation：用帶有信息的信號控制高頻信號的一個或幾個參數(shù)，使該參數(shù)按照電信號的規(guī)律而變化的一種處理方式。調(diào)制b、振幅調(diào)制amplitudemodulation（調(diào)幅AM）：使高頻振蕩信號的幅度隨調(diào)制信號變化的調(diào)制方式。19使高頻振蕩信號的頻率隨調(diào)制信號變化的調(diào)制方式。

c、頻率調(diào)制frequencymodulation（調(diào)頻M）20d、相位調(diào)制phasemodulation（調(diào)相PM）使高頻振蕩信號的相位隨調(diào)制信號變化的調(diào)制方式。

e、數(shù)字信號的調(diào)制：調(diào)制信號為數(shù)字信號時，稱為鍵控，分為振幅鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相位鍵控（PSK）。有正弦調(diào)制和脈沖調(diào)制方式。

21無線電接收機高頻放大混頻器中頻放大解調(diào)器低頻放大本地振蕩器超外差接收機組成框圖22解調(diào)解調(diào)demodulation：從已調(diào)波中把原來的調(diào)制信號恢復(fù)出來的過程。據(jù)調(diào)制方法不同，解調(diào)電路可分別有：檢波器鑒頻器鑒相器23四、現(xiàn)代通信系統(tǒng)上世紀70年代以前，通信系統(tǒng)主要是模擬體制，接收機如前介紹的超外差接收機，70—80年代無線電通信實現(xiàn)了模擬數(shù)字的大轉(zhuǎn)變，從系統(tǒng)控制（選臺調(diào)諧、音量控制，均衡控制等）到信源編碼、信道編碼，以及硬件實現(xiàn)技術(shù)都無一例外地實現(xiàn)了數(shù)字化?，F(xiàn)代超外差接收機可用下圖來表示，它是一個模擬與數(shù)字的混合系統(tǒng)。24

上世紀90年代后，通信界開始了一場新的無線電革命，即從數(shù)字化走向了軟件化，軟件無線電技術(shù)（softwareRadio）應(yīng)運而生。支持這場革命的是多種技術(shù)的綜合，包括多頻段天線和RF變換寬帶A/D/A轉(zhuǎn)換，完成IF、基帶、比特流處理功能的通用可編程處理器等。軟件無線電最初目的是滿足軍用通信中不同頻段，不同信道調(diào)制方式和數(shù)據(jù)方式的各類電臺之間的聯(lián)網(wǎng)需要，因為它可以很容易地解決各種接口標準之間的兼容問題，使得它的優(yōu)越性很快得到商用通信的青睞，并且在個人移動通信領(lǐng)域發(fā)展迅速。軟件無線電是特指具有用軟件實現(xiàn)各種功能特點的無線電臺（如移動通信中的移動電話機、基站電臺、軍用電臺等），它主要由低成本、高性能的DSP芯片組成。軟件無線電25軟件無線電典型結(jié)構(gòu)可編程處理器寬帶A/D–D/ARF轉(zhuǎn)換窄帶A/D–D/A可選的信號源編碼N–R/T軟件實時、準實時高集成度硬件電話視頻傳真數(shù)據(jù)移動終端脫機軟件可編程處理器在線軟件N-R/T軟件業(yè)務(wù)開發(fā)工作站可編程處理器寬帶A/D–D/ARF轉(zhuǎn)換PSTN定時系統(tǒng)模塊式、開放硬件結(jié)構(gòu)天線接口262.在盡可能靠近天線的地方使用A/D/A轉(zhuǎn)換器，因為信號的數(shù)字化是實現(xiàn)軟件無線電的首要條件。理想軟件無線電系統(tǒng)中的A/D/A轉(zhuǎn)換器已相當靠近天線，從而可對高頻信號進行數(shù)字化處理，這也是它與常用的數(shù)字通信系統(tǒng)的根本區(qū)別所在。

軟件無線電的標志1.無線通信功能是由軟件定義并完成的，這種完全的可編程能力包括可編程的射頻波段、信道接入方式、信道調(diào)制方式與糾錯算法等，軟件無線電區(qū)別于軟件控制的數(shù)字無線電。

27

系統(tǒng)所需要的信號處理工作有變頻、濾波、調(diào)制解調(diào)，信道編譯碼，接口協(xié)議與信令處理，加解密、抗干擾處理，以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理。軟件無線電的特點：通過安裝不同的軟件來實現(xiàn)不同的電路功能，包括工作模式，系統(tǒng)功能，擴展業(yè)務(wù)等。1.具有完全的可編程性2.軟件無線電基于DSP技術(shù)28

由于軟件無線電結(jié)構(gòu)具有相對集中和統(tǒng)一的硬件平臺，所以多個信道可以享有共同的射頻前端與寬帶A/D/A轉(zhuǎn)換器，從而可以獲取每一信道的相對廉價的信號處理性能。

可以任意轉(zhuǎn)換信道接入方式，改變調(diào)制方式或接收不同系統(tǒng)的信號。3.其有很強的靈活性及可擴充性

4.具有集中性29

由于大規(guī)模集成電路的數(shù)字無線電和軟件無線電收發(fā)信機，其內(nèi)部的基本功能，基本原理，工作流程和電路結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的超外式無線電收發(fā)信機并無太大差異，經(jīng)典高頻電子線路的分析方法與設(shè)計思想仍可作為現(xiàn)代無線電新技術(shù)的理論基礎(chǔ)。而且，由于目前器件水平的限制，軟件無線電技術(shù)還基本只能在通信系統(tǒng)的基帶處理部分得到較好發(fā)揮，還必須采用與傳統(tǒng)電路結(jié)合的方式進行系統(tǒng)研制。要超越器件水平的限制，進行深入的理論研究，提出新的解決方案和好的算法，也需要借助于一些經(jīng)典的通信電路理論。數(shù)字通信中的很多電路功能也基本上用模擬電路實現(xiàn)。因此，本門課程中仍以基本模擬電子電路為主要內(nèi)容進行分析?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀30五、本課程特點電子器件（晶體二極管、雙結(jié)晶體管、場效應(yīng)管）具有非線性特性，輸入信號小時，可以近似看作線性器件。非線性電路不滿足疊加原理，當多個頻率的組合信號通過非線性器件時，會從出現(xiàn)這些頻率的線性組合信號，完成頻譜變換功能，如調(diào)制、解調(diào)、倍頻等。非線性電子線路分析方法：折線法、冪級數(shù)法、開關(guān)函數(shù)法、線性時變參數(shù)法31經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道