《高频电子电路与仿真设计》较详细地介绍了无线通信系统的各主要电路,主要内容有:串并联选频电路、放大电路、谐振电路、调幅及解调电路、调频及解调电路和自动控制电路等,对各电路进行了定性和定量分析。《高频电子电路与仿真设计》可作为高等学校通信、电子和信息类专业本科专科学生的教材,也可以作为相关行业技术人员和研究人员的参考书。
《21世纪高等院校电子类课程系列教材:高频电子电路与仿真设计》是作者根据近几年对通信电子线路的教学经验和对仿真电路的使用经验编写而成的。 《21世纪高等院校电子类课程系列教材:高频电子电路与仿真设计》以构成通信系统为目标,着重讲解了滤波网络、放大器、正弦信号发生器、幅度调制及解调电路、频率调制及解调电路、锁相环电路等重要组成部分。在每一章的前言部分,作者都将本章的重点难点及知识点的应用以表格的形式给出,读者学习前即可了解本章的学习要点。
随着计算机和仿真软件的发展,现代通信系统的许多系统模型或电路更多地倾向于仿真设计。因此,本书是作者根据近几年对通信电子线路的教学经验和对仿真电路的使用经验编写而成的。
“通信电子线路”作为电子、通信和计算机类专业的一门专业基础课,是掌握无线电通信基础知识的较好课程。本课程主要讨论的是高频无线电通信系统中的发射机和接收机的组件,包括放大器、振荡器、调制解调电路和锁相环等。“通信电子线路”通常作为“模拟电路”和“数字逻辑”的后续课程,在教学体系中占据重要地位,可以作为本专科院校的教材或参考书,也可作为相关专业从业人员的技术资料。
结合“通信电子线路”的课程实际,本书在编写中主要考虑了以下几个方面的问题。
1.内容上,本书以构成通信系统为目标,着重讲解了滤波网络、放大器、正弦信号发生器、幅度调制及解调电路、频率调制及解调电路、锁相环电路等重要组成部分。
2.在每一章的前言部分,作者都将本章的重点难点及知识点的应用以表格的形式给出,读者学习前即可了解本章的学习要点。
3.为了更好地掌握调幅及解调原理,作者用SystemView软件进行了仿真,并在书中给出了部分仿真框图、组件参数及仿真结果。
4.用最简单易懂的语言讲解较为深奧的高频基础知识,对重要的原理和公式进行了较为详细的分析。
第1章 概论
1.1 无线电系统的发展简史
1.1.1 无线电通信系统的组成
1.1.2 无线电通信系统的类型
1.2 信号的特性
1.3 本课程的特点
1.4 小结
思考题
习题
第2章 滤波电路
2.1 概述
2.2 高频电路中常用的元器件
2.2.1 高频电路中的元件
2.2.2 高频电路中的组件
2.3 串联谐振回路
2.3.1 串联谐振回路工作原理
2.3.2 特性分析
2.4 并联谐振回路
2.4.1 工作原理
2.4.2 特性分析
2.5 常用的滤波器
2.5.1 石英晶体滤波器
2.5.2 陶瓷滤波器
2.5.3 声表面波滤波器
2.5.4 衰减器及匹配器
2.6 小结
思考题
习题
第3章 高频功率滤波器
3.1 概述
3.2 高频小信号放大器
3.2.1 基本原理
3.2.2 特性分析
3.2.3 单调谐谐振回路放大器
3.2.4 多级单调谐回路谐振放大器
3.3 高频功率放大器
3.3.1 基本原理
3.3.2 电路组成
3.3.3 特性分析
3.3.4 常用的高频功放器
3.4 小结
思考题
习题
第4章 正弦波振荡器
4.1 概述
4.2 振荡器工作过程分析
4.2.1 起振状态
4.2.2 平衡状态
4.2.3 稳定状态及稳定度
4.3 LC正弦振荡电路
4.3.1 三端式反馈型LC振荡器的构成原则
4.3.2 电容反馈振荡器
4.3.3 电感反馈振荡器
4.3.4 两种反馈振荡器的性能比较
4.3.5 改进型电容反馈振荡电路
4.4 石英晶体振荡器
4.5 小结
思考题
习题
第5章 非线性电路分析
5.1 概述
5.2 非线性电路原理
5.2.1 非线性电路特性
5.2.2 非线性电路分析方法
5.3 小结
思考题
习题
第6章 幅度调制及解调
6.1 概述
6.2 幅度调制原理
6.2.1 幅度调制方法分类及原理
6.2.2 调幅原理仿真
6.3 调幅电路
6.4 检波原理
6.4.1 检波方法的分类及原理
6.4.2 检波原理仿真
6.5 检波电路
6.6 混频
6.6.1 混频器原理
6.6.2 混频器的性能指标
6.6.3 常用的混频电路
6.6.4 混频器的干扰
6.7 小结
思考题
习题
第7章 角度调制与解调
7.1 概述
7.2 调频及调相
7.2.1 调频原理
7.2.2 调频原理仿真
7.2.3 调相原理
7.2.4 调相原理仿真
7.2.5 调频与调相的联系
7.3 调频器与调频方法
7.3.1 调频器
7.3.2 调频方法
7.4 调频电路
7.4.1 直接调频电路
7.4.2 间接调频电路
7.5 鉴频原理与鉴频方法
7.5.1 鉴频原理
7.5.2 鉴频方法
7.5.3 鉴频原理仿真
7.6 鉴频电路
7.6.1 叠加型耦合相位鉴频器
7.6.2 比例鉴频器
7.6.3 正交鉴频器
7.7 小结
思考题
习题
第8章 反馈控制电路
8.1 概述
8.2 自动增益控制电路
8.3 自动频率控制
8.4 锁相环
8.4.1 锁相环原理
8.4.2 锁相环原理仿真
8.4.3 锁相环的应用
8.5 小结
思考题
习题
第9章 无线通信新技术
9.1 功率合成技术
9.1.1 功率合成的一般概念
9.1.2 功率合成网络
9.1.3 功率分配网络
9.1.4 功率合成电路
9.2 频率合成技术
9.2.1 频率合成器的主要技术指标
9.2.2 直接频率合成
9.2.3 锁相频率合成
9.2.4 直接数字式频率合成器
9.3 蓝牙技术
9.3.1 什么是蓝牙
9.3.2 蓝牙的技术特点及其技术优势
9.3.3 蓝牙的系统构成
9.3.4 蓝牙的应用
9.3.5 蓝牙的发展现状与展望
9.4 GPS
9.4.1 GPS的构成
9.4.2 GPS的原理
9.4.3 GPS的种类
9.4.4 GPS的特点及其广泛应用
9.5 3G中的无线电技术
9.5.1 3G的标准
9.5.2 3G、WLAN、蓝牙三者关系分析
9.5.3 中国第三代移动通信过渡策略
9.5.4 无线通信技术本来趋势
9.6 小结
思考题
习题
参考文献
一个完整的无线通信系统一般由信源、信号输入输出设备、收发信机、供电设备、信道以及天线、馈线等组成。
信息的来源称之为信源,它有不同的形式,如语言、文字、音乐、图像、电码等。信号输入设备中的输入变换器能将信源输入的各种不同形式的信息变换成电信号,称该信号为基带信号,不同的信源需要不同的变换器,如电话机、摄像机、话筒等。
发信设备即发信机或发射机,通常由多级组成,是指能够产生射频振荡,并对信号进行调制、放大等处理后,将输出的射频功率信号馈送至传输线路或天馈线的设备,发信设备的输出信号为已调信号。
信道是信号传输的通道,又可称为传输媒介,无线电通信系统的信道主要包括地球表面、地下、水下、地球大气层及宇宙空间。
收信设备即收信机或接收机,是指能够将源自传输线路或天馈线的信号进行选择、放大、解调、变换等信号处理,得到与发送端相对应的基带信号。该基带信号可经输出变换器复原为原来形式的信息。
需要指出的是,发信和收信设备是无线电通信系统中的核心部分,不同的无线电系统,其发信和收信设备的组成不尽相同,但基本结构相似。下面以无线电广播系统为例来说明发送和接收设备的基本组成。
1.无线电广播发信设备
图1.1.2所示为采用调幅方式的中波广播发射机组成方框图,图中还画出了各部分输出电压的波形。
高频振荡器用来产生几十kHz以上的高频振荡信号。高频放大器(倍频器)可将高频振荡器产生的高频信号频率整倍数升高到所需值,并提供足够大的载波功率。其输出即为载波频率信号。