通信电路原理课件1_1

《通信电路原理课件1_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信电路原理课件1_1（37页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、,单击此处编辑母版标题样式,*,通信电路原理,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2024年12月10日,通信电路原理,1,通信电路原理,20,12,年,9,月,20,13,年,1,月,Email：,办公地点：新主楼,F1124,Tel：82338573,2024年12月10日,通信电路原理,2,1.1,通信系统的,基本概念,1.1.1,通信系统的,组成与分类,1.1.2,通信系统的,基本特性,1.1.3,通信系统的,信道,1.1.4,通信系统中的,信号,1.1.5,通信系统中的,发送与接收设备,笫,1,章 绪 论,1.2,信号传输的,基本问题,1.2.1,信号通过,

2、线性系统,1.2.2,信号通过,非线性系统,1.2.3,干扰,1.3,通信电路的,基本形式,2024年12月10日,通信电路原理,3,分类：,按通信,调制,方式,来,分：数字通信与模拟通信；,按,信道中传输的,信号,来,分：基带信号通信与,载波,信号通信；,按,传输信道来,分：有线通信、无线通信、光通信；,按信号,传输的方向来,分：单工、双工、半双工。,1.1.1,通信系统的,分类与,组成,2024年12月10日,通信电路原理,4,通信系统基本组成方框图,2024年12月10日,通信电路原理,5,局域网,基站,有线,电视网,广播,网,地面站,电话局,寻呼台,同步,卫星,低轨,卫星,公用,通信网

3、,电话机,计算机,电视机,计算机,电视机,收音机,寻呼机,计算机,卫星手机,(765,KM),(35860,KM),手,机,(,全球星,系统）,无线接,入点,AP,笔记本,计算机,(WLAN),（模拟向数字转换）,2024年12月10日,通信电路原理,6,通信系统实例：无线连接的家庭信息网络,3,cups flour,1 cup grated chocola.,电话通信,便携电脑,带无线接口的电脑,无线头盔,儿童监护,台式电脑,卫星天线,PSTN/xDSL,冰箱数据板,手持式控制器,电缆/电缆调制解调器,声控玩具,Talking Teddy,2024年12月10日,通信电路原理,7,移动通信系

4、统中（手机）包含的关键（电子）技术,能量的有效利用；,数字系统设计技术；,模拟集成电路（,RFIC,）,设计技术；,半导体器件及工艺技术；,智能天线；,显示器件及其控制技术；,数字信号处理；,封装；,电子材料。,最重要的因素：成本。,2024年12月10日,通信电路原理,8,无线（通信）系统（接收部分）,模拟与射频电路,A,D,FSM,phone,book,RTOS,ARQ,Keypad,Display,Control,Coders,FFT,Filters,Accelerators,(bit level),模拟,数字,DSP,核心,Logic,专用逻辑电路,通信算法,协议处理,RF-Front

5、：,本课程学习内容,微处理器核心,(ARM),2024年12月10日,通信电路原理,9,以射频集成电路为核心可以形成的电子产品（低端产品）,2024年12月10日,通信电路原理,10,以射频集成电路为核心可以形成的电子产品（中间产品）,2024年12月10日,通信电路原理,11,以射频集成电路为核心可以形成的电子产品（高档产品）,2024年12月10日,通信电路原理,12,1.1.2,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传输到达接收端并能被可靠接收的最大距离。,传输距离与什么因素有关？,无中继的无线通信：,发送端的信号功率,；,信号通过信道的损耗；,信号通过信道时混入各种

6、形式的干扰和噪声；,接收机的接收灵敏度；,与通信方式有关（有无中继）。,2024年12月10日,通信电路原理,13,二、通信容量,与已调信号所占有的频带宽度密切相关：,国际规定电话信号的频带是3003400,Hz；,中波调幅广播（,535,KHz1605KHz,），,广播电台每个,已,调信号占有的频带宽度是 9,KHz；,调频广播（,88,MHz108MHz,），,最小,频带宽度是,200,KHz；,我国采用的电视信号的频带是08,MHz。,通信容量,是指一个信道能够同时传送独立信号的路数。,复用技术：频分、时分、码分、空分等,例：,载波电话的频分复用,FDM,1.1.2,通信系统的基本特性（

7、续一）,2024年12月10日,通信电路原理,14,三、信号失真度,信号失真度,是指接收设备输出信号不同(失真）于发送端基,带信号的程度,。,产生信号失真的原因：,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。,1.1.2,通信系统的基本特性（续二）,2024年12月10日,通信电路原理,15,四、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，使接收机输出信号的质量下降。,提高通信系统抗干扰能力的技术：,采用具有强抗干扰能力的体制；,采用高质量的调制和解调电路。,任何人在任何时候和任何地点都可以实现通信。,1.1.2,通信系统的基本特性（续三）,2024年12

8、月10日,通信电路原理,16,1.1.3,通信系统的信道,一、衰减特性：,信道的衰减特性是指信号经信道传输时，信号能量被衰减的程度。,二、工作频率范围：,不同的信道具有不同的工作频率范围。（,参考表1.1.1,）。,三、频率特性：,信道的频率特性是指在信道的工作频率范围内，当不同频率的信号通过时，由信道引起幅度衰减和附加相移。它们通常是不同的。,四、时变与时不变特性：,在某些信道中，信道的传输特性是随时间变化的。例如：无线信道。,五、干扰特性：,不同的信道将受到不同的外来干扰。,2024年12月10日,通信电路原理,17,移动通信中信道的特殊问题,选择性衰落（频域）和延时扩展（时域）：,多径传

9、播：到达接收点的信号，除直射波外还有多个反射波和散射波。产生选择性衰落和延时扩展。,选择性衰落：使用不同频率的信号将产生不同的衰减特性，故产生失真。,延时扩展：延时扩展对高速数据传输影响很大，产生码间干扰（,ISI）。,多卜勒频移：,在高速移动情况下接收，还要考虑,多卜勒频率,的影响。,在城市环境中，移动情况下的无线传输信道的传输特性是十分恶劣的。,2024年12月10日,通信电路原理,18,1.1.4,通信系统中的信号,基带信号：,信号频带：,在通信系统中被传输的信号，一般情况下都不是单一频率的信号，而是含有一定频率范围内的各频率分量。而它所占有频率范围的大小，则称为这个信号所占有的频带宽度

10、。,举例：,对电话来说，它强调可懂度，而不要求音色等。国际规定电话信号的频带是,3003400,Hz；,电视由于要传输图像，所以带宽较大，,我国采用的电视信号的频带是,08,MHz,等。,定义：,称这种直接表示原始信息的电信号为基带信号。直接传送基带信号称为,基带信号传输,。,电话电缆可传输电话基带信号。视频电缆可传输电视基带信号。,2024年12月10日,通信电路原理,19,1.1.4,通信系统中的信号（续,1,）,载波,信号：,调制技术：,当所使用信道的频率特性不适于基带信号传输时，可以利用调制技术将基带信号的频谱搬移到信道的工作频率范围内；,举例：,为了实现中波广播可以利用,调幅技术,将

11、声音基带信号搬移到中波波段的某一频率附近,。,这种传送基带信号的方法称为,载波信号传输,。,2024年12月10日,通信电路原理,20,1.1.4,通信系统中的信号（续,2,）,举例：调幅波：,设调制信号是单频正弦信号：,则得到,标准,调幅,波,SAM,。,m,A,是,调幅度。,把载波抑制掉，可得到抑制载波,调幅,波,SCAM,：,设调制信号是方波信号（-1,v,1,v,），,则是,幅度键控调幅,波,ASK,。,2024年12月10日,通信电路原理,21,1.1.4,通信系统中的信号（续,3,）,单频正弦调制信号调制高频载波信号,产生,SAM,已,调,信号：,2024年12月10日,通信电路原

12、理,22,1.1.5,通信系统中的发送与接收设备,缓冲级,倍频器,放大级,调制器,高频,功放,振荡器,低频,功放,低频,放大,调幅,发射机方框,原理,图,波形2,波形1,波形3,2024年12月10日,通信电路原理,23,超外差接收机方框,原理,图,高频,放大,混频器,中频,放大,解调器,低频,放大,输入,回路,自动,增益,控制,本地,振荡器,波形4,波形6,波形5,波形7,超外差接收机原理：,接收到的不同载频的微弱高频已调信号变成,统一的中频,已调信号，再进行中频放大，高增益高稳定的中频放大器容易实现。中波调幅广播中频是 465,KHz。,电视图象信号的中频是 38,MHz。,2024年12

13、月10日,通信电路原理,24,发送与接收设备小结,由于是采用无线传输，所以在发射机端有调制过程，在接收机端有解调制过程。,发送与接收设备中，产生频率变换的电路有谐振功率放大器、倍频器、振荡器、及各种调制、解调器等，这些电路都是非线性电路。,接收机要有足够高的灵敏度（接收弱信号的能力）和足够高的选择性（区分不同已调信号的能力）。,自动增益控制,原理（,AGC,）：,接收弱信号和强信号的时候，接收机能得到相差不多的信号。,2024年12月10日,通信电路原理,25,超外差接收机,的,优点,：容易得到足够大而且比较稳定的放大量；具有较高的选择性和较好的频率特性；易于调整,。,缺点,：电路比较复杂；除

14、了有用信号外，还存在位于镜象频率处的无用信号的干扰,。,（,有,一次变频,和,二次变频,方案）,零中频接收机,原理：,将有用信号直接变换到基带，即选择中频频率为零,（,直接下,变频,方案）,。,采用正交解调技术。,优点,：没有镜象频率干扰；电路便于集成。,缺点,：有用信号和本机振荡信号之间的,耦合,（泄漏,）,。,发送与接收设备小结（续一）,2024年12月10日,通信电路原理,26,1.2,信号传输的基本问题,1.2.1,信号通过线性系统：,在通信设备中，属于线性系统的电路有线性放大器、滤波器、均衡器、相加（减）器、微分（积分）电路以及工作于线性状态下的反馈控制电路等。,理想线性系统的幅度频

15、率特性,：,相位频率特性为线性函数,例如：,若线性系统的特性不是理想的，则会产生信号的波形失真，但,不会产生新的频率分量,，这种失真称为,线性失真,。,2024年12月10日,通信电路原理,27,1.2.2,信号通过非线性系统,在通信电路中，属于非线性系统的电路有谐振功率放大器、倍频器、振荡器、及各种调制、解调器等。,因此，研究信号通过非线性系统的问题在通信电路原理分析中是很重要的。,信号通过非线性系统后，最主要的特点是将,产生新的频率分量,例：设非线性输出输入特性,和,输入信号分别是：,则,输,出,信号有：直流分量；基波分量和谐波分量；组合频率分量。,1.2,信号传输的基本问题（续一）,20

16、24年12月10日,通信电路原理,28,1.2.3,干扰,信号在传输过程中，不可避免地会受到各种无用信号的干扰，这些干扰是限制通信系统性能的主要因素。,热噪声：自由电子的无规则热运动与晶格碰撞,，,产生热噪声。存在于所有的电子器件和传输信道中。,电路工作时产生的干扰：我们利用器件的非线性，产生需要的频率分量，但是同时也会产生不需要的频率分量，若滤除不干净就会形成干扰。,1.2,信号传输的基本问题（续二）,2024年12月10日,通信电路原理,29,1.3,通信电路的基本形式,模拟电路：输入输出皆是模拟信号，处理的也是,模拟信号。电路特性可用代数方程或,微分方程表示，求解用拉氏变换。,抽样数据电路：输入输出皆是离散的时间序列信,号。电路特性可用差分方程表示，求,解用,Z,变换。,数字电路：数字电路处理的是数字信号。模拟信,号经时钟信号抽样，得抽样信号。,抽样信号经量化、编码就得数字信号。,2024年12月10日,通信电路原理,30,1.3,通信电路的基本形式 （续一）,2024年12月10日,通信电路原理,31,1.3,通信电路的基本形式,(,续二,),2024年12月10日,通信电路原