《高频电路——非线性电子线路》课程教学资源（PPT课件）绪论

非 绪论 性 电 子0.1非线性电子线路的作用 02非线性器件的基本特点 0.3本课程的特点

绪 论 0.1 非线性电子线路的作用 0.2 非线性器件的基本特点 0.3 本课程的特点

缙论 0非线性电子线路的作用 线性电子电路与非线性电子电路 电子器件严格讲是非线性的,但依使用条件不同,表 现的非线性程度不同。为此,有如下两种应用: 线性电路:对信号进行处理时,尽量使用器件特性的 线性部分。电路基本是线性的,但存在不希望有的失真。 非线性电路:对信号进行处理时,使用了器件特性的 非线性部分,利用器件的非线性完成振荡、频率变换等功 能 器件特性与使用条件密切相关,例如:

0.1 非线性电子线路的作用 一、线性电子电路与非线性电子电路 电子器件严格讲是非线性的，但依使用条件不同，表 现的非线性程度不同。为此，有如下两种应用： 线性电路：对信号进行处理时，尽量使用器件特性的 线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。 非线性电路：对信号进行处理时，使用了器件特性的 非线性部分，利用器件的非线性完成振荡、频率变换等功 能。 器件特性与使用条件密切相关，例如：

结论 小信号条件下,输入信号小,在一定条件下电路可用 线性等效电路表示,例如各种小信号放大器(《线性电子线 路》)中,器件的特性归属线性电子线路。 大信号条件下,输入信号大,必涉及器件的非线性部 分,例如功率放大器。故不能用线性等效电路表示电子器 件的特征,而必须用非线性电路的分析方法。所以,功放 归属非线性电子线路。 二、非线性电子线路在通信系统中的应用 1.通信系统的分类 (1)有线通信系统:利用导线传送信息 (2)无线通信系统:利用电磁波传送信息 (3)光纤通信系统:利用光导纤维传送信息

小信号条件下，输入信号小，在一定条件下电路可用 线性等效电路表示，例如各种小信号放大器(《线性电子线 路》)中，器件的特性归属线性电子线路。 大信号条件下，输入信号大，必涉及器件的非线性部 分，例如功率放大器。故不能用线性等效电路表示电子器 件的特征，而必须用非线性电路的分析方法。所以，功放 归属非线性电子线路。 二、非线性电子线路在通信系统中的应用 1．通信系统的分类 (1)有线通信系统：利用导线传送信息 (2)无线通信系统：利用电磁波传送信息 (3)光纤通信系统：利用光导纤维传送信息

今缙记 2.无线通信系统 组成:发射装置+接收装置发射--V接收 天线 +传输媒体 无线通信系统的组成换发 传输媒质 (1)发射装置 能 射 ①换能器:将被发器」[机 接收机 换能器 送的信息变换为电信号 发射装置 接收装置 例:话筒将声音变为电 图0-1-1无线通信系统的组成 信号。 ②发射机:将换能器输出的电信号变为强度足够的高 频电振荡

2．无线通信系统 图 0-1-1 无线通信系统的组成 组成：发射装置 + 接收装置 + 传输媒体 (1) 发射装置 ① 换能器：将被发 送的信息变换为电信号。 例：话筒将声音变为电 信号。 将换能器输出的电信号变为强度足够的高 频电振荡。 ② 发射机： 无线通信系统的组成

结论 ③天线:将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。 (2)接收装置 接收是发射的逆过程。 ①接收天线:高频电振荡 还原 电信号 ②接收机:将从空间接收的电磁波→高频电振荡 ③换能器:将电信号还原>所传送信息 (3)传输媒体—电磁波 电磁波传送方式,依据波长不同,可分为:长波、中 波、短波、超短波

③ 天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。 (2) 接收装置 接收是发射的逆过程。 ① 接收天线：高频电振荡⎯还 原 ⎯→ 电信号 ② 接收机：将从空间接收的电磁波 → 高频电振荡。 ③ 换能器：将电信号 ⎯还 原 ⎯→ 所传送信息 (3) 传输媒体——电磁波 电磁波传送方式，依据波长不同，可分为：长波、中 波、短波、超短波

结论 表1各波段特点 波段波长/m频率Hz特点 说明 中 >200 长波 1.5沿地表大地表面是导体,一部分电 传播|磁波会损耗掉,频率越高, 损耗越大 电磁波一部分被吸收,另 靠电离部分被反射或折射到地面 短波10-2001.5~30层反射频率越高,被吸收的能量越 传播小,但频率超过一定值,电 磁波会穿过电离层,不再返 回地面 沿空间地球表面是弯曲的,所以只 超短波30 直线能限制在视线范围内 传播

表 1 各波段特点 波 段 波长/m 频率/MHz 特 点 说 明 中、 长波 > 200 30 沿空间 直线 传播 地球表面是弯曲的，所以只 能限制在视线范围内

结论 中、长波 沿地面传播 大地 超短波 直线传播 短波 大地 大地 (b) 图0-1-2无线电波传播方式 传播距离:电离层>地面>直线

图 0-1-2 无线电波传播方式 传播距离：电离层 ＞ 地面 ＞ 直线

3.无线通信存在的问题 (1)接收信号微弱 电磁波 长距离 接收天线 (2)存在干扰 例如其他电台的发射信号,各种工业、医学装置辐射 电磁波,大气层、宇宙固有的电磁干扰等。 对接收装置的要求:增益高,选择性好。 4.解决方案 发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信 息的电信号进行变换和处理。除放大外,最主要有调制、 解调。 (1)调制 由携有信息的电信号(如音频信号)去控制高频振荡信 号的某一参数(如振幅),使该参数按照电信号的规律而变 化(词)。 返回

3．无线通信存在的问题 (1)接收信号微弱 电磁波 ⎯长距离 ⎯⎯→ 接收天线 (2)存在干扰 例如其他电台的发射信号，各种工业、医学装置辐射 电磁波，大气层、宇宙固有的电磁干扰等。 对接收装置的要求：增益高，选择性好。 4．解决方案 发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信 息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、 解调。 (1)调制 由携有信息的电信号(如音频信号)去控制高频振荡信 号的某一参数(如振幅)，使该参数按照电信号的规律而变 化(调幅)

调制信号:携有信息的电信号。 载波信号:未调制的高频振荡信号。 已调波:经过调制后的高频振荡信号。 根据受控参数:调幅、调角(调频、调相) (2)解调 调制的逆过程,将已调波转换为载有信息的电信号。 (3)调制的作用 ①减小天线的尺寸。音频范围:20z~20kHz,若 发射100Hz,波长4=c∫=3000km,天线至少几百千 米。需减少波长,提高发射频率。 ②选台。将不同电台发送的信息分配到不同频率的载 波信号上,使接收机可选择特定电台的信息而抑制其他电 台发送的信息和各种干扰

调制信号：携有信息的电信号。 载波信号：未调制的高频振荡信号。 已调波：经过调制后的高频振荡信号。 根据受控参数：调幅、调角(调频、调相)。 (2)解调 调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。 (3)调制的作用 ① 减小天线的尺寸。 音频范围：20 Hz ~ 20 kHz，若 发射 100 Hz，波长  = c /f = 3 000 km，天线至少几百千 米。需减少波长，提高发射频率。 ② 选台。将不同电台发送的信息分配到不同频率的载 波信号上，使接收机可选择特定电台的信息而抑制其他电 台发送的信息和各种干扰

缙论 5.调幅发射机组成 f 天线 高频 振荡器 放大器 振幅 (倍频器) 调制器 F F 微音器 调制信号 放大器 图0-1-3调幅广播发射机的组成 调幅广播发射机的组成

5．调幅发射机组成 图 0-1-3 调幅广播发射机的组成 调幅广播发射机的组成