本書主要討論用于各種無線電技術設備和系統中的通信電子線路。內容包括緒論、小信號調諧放大器、射頻功率放大器、正弦波振蕩器、頻率合成器、調制與解調及混頻電路。每章中有典型例題分析,有助于學生對原理的理解和電路功能的分析; 每章后還有配套的習題。
本書可作為高等院校通信工程、電子信息工程等專業(yè)的教材和參考書,也可作為相應專業(yè)的工程技術人員的參考書。
本書重點包括通信系統所涉及的各種高頻或射頻電子線路的功能、工作原理、性能特點和分析方法。在本書的編寫過程中,作者總結了多年的教學實踐經驗,汲取了國內外同類教材的特色,并考慮到21世紀教育改革的需要,在原教學手稿、教案的基礎上加以修改編著而成。
“通信電子線路”課程綜合運用了信號處理與電路系統分析的理論知識,介紹通信系統中的發(fā)送設備和接收設備的原理及實現電路。因此,該課程難度較大,主要體現在以下幾個方面:
(1) 理論分析計算以非線性分析為主,因此內容較深且繁瑣;
(2) 利用工程設計的定性分析對具體電路的性能做定量計算;
(3) 由于集成電路和數字技術的飛速發(fā)展,過去通信系統中的許多模擬電子線路現已由數字處理芯片取代;
(4) 教學內容多,但課時有限。
因此,本教材的編寫主要反映通信電子線路在當前時代發(fā)展中的主要應用點,體現21世紀高等教育的普及和科普教育的作用,兼顧本課程是入門課的特點。本書精選了教學內容,拓寬了知識面,增強了教材的通用性。
本教材的主要內容包括緒論、小信號調諧放大器、射頻放大電路、正弦振蕩電路、頻率合成電路、模擬與數字調制解調及混頻電路等。傳統教材中對分立器件的分析過深過細,而現在這種電路應用較少,大部分已由集成電路芯片取代,尤其是體現在移動通信中的應用,通信的方式隨著時代的發(fā)展也在變化,由原來的模擬調制轉向數字調制,這對傳統的教材是個挑戰(zhàn)。但是,模擬調制的原理和基本概念仍是非常有用的,是數字調制分析的基礎,需要精簡教材,在本書的編寫過程中注意減少過深的定量計算,突出基本概念和定性分析思想,培養(yǎng)工程估算能力!巴ㄐ烹娮泳路”是一門非常實用的課程,為了深化認識,加強系統與工程的概念,增加了實用電路的分析實例; 考慮到微電子技術的發(fā)展,內容選取側重于集成電路中心處理環(huán)節(jié)的電路及外特性分析,若讀者需要了解更詳細的內部電路,可自行查閱手冊。本書在內容上為了適應數字技術的發(fā)展,增加了數字調制解調的內容,與模擬調制解調對應,易于理解和擴展,為后期的“通信原理”等課程打好基礎; 還適當地增加軟件無線電的概念,如在習題中練習各種調制方式時可通過算法和編程來實現; 為了解決習題量大、難度大的問題,教材中增加了例題分析,典型例題詳細分析貫穿在各個章節(jié)中; 改變傳統教學手段,充分利用現代化教學工具,制作了相應的教學多媒體軟件,針對“通信電子線路”中有大量的電子線路需要分析詳解,設置了電路的動畫演示,突出局部與整體的關系、參數的設置等,使其結果或性能可以動態(tài)演示。
本書由侯麗敏執(zhí)筆編寫,電子課件由研究生周振宇、繆燁等制作。感謝上海交通大學朱杰教授、上海大學葉家駿教授對本書的指導和建議。限于作者水平,書中難免有疏漏和不妥之處,敬請廣大讀者不吝指正。
作者
2008年11月
緒論
思考題
第1章小信號調諧放大器
1.1性能指標
1.2LC并聯諧振回路
1.2.1串、并聯轉換
1.2.2并聯諧振回路的性能分析
1.3部分接入與接入系數
1.3.1信號源內阻及負載對諧振回路的影響
1.3.2接入系數
1.4單級單回路調諧放大器
1.4.1晶體管高頻等效電路
1.4.2晶體管單回路調諧放大器
1.5晶體管雙回路調諧放大器
1.5.1單級雙回路調諧放大器
1.5.2雙調諧放大器的性能指標
1.6多級調諧放大器
1.6.1多級單調諧放大器
1.6.2多級雙調諧放大器
1.6.3參差調諧放大器
1.7諧振放大器的穩(wěn)定性
1.7.1Cb′c對放大器穩(wěn)定性的影響
1.7.2減小內部反饋的措施
1.8集成小信號諧振放大器
1.8.1集中選頻濾波器
1.8.2射頻(RF)放大器
1.8.3集成中頻(IF)放大器
習題1
第2章射頻功率放大器
2.1射頻調諧功率放大器的原理
2.1.1射頻調諧功率放大器的技術指標
2.1.2丙類諧振功率放大器的工作原理
2.1.3折線分析法
2.1.4輸出功率和效率
2.1.5丙類諧振功率放大器的工作狀態(tài)
2.2諧振功率放大器電路組成
2.2.1直流饋電電路
2.2.2匹配網絡
2.2.3諧振功率放大器電路
2.3丁類和戊類諧振功率放大器
2.3.1電壓開關型丁(D)類功率放大器
2.3.2戊(E)類高頻功率放大器
2.4功率合成技術
2.4.1傳輸線變壓器
2.4.2功率分配與合成
2.4.3功率合成電路
2.5射頻功率放大器集成電路
2.5.1CDMA/AMPS功率放大器
2.5.2GSM850/GSM900/DCS/PCS功率放大器
習題2
第3章正弦波振蕩器
3.1反饋振蕩器的工作原理
3.1.1平衡條件
3.1.2起振條件
3.1.3穩(wěn)定條件
3.2LC正弦波振蕩器
3.2.1互感耦合振蕩器
3.2.2LC三點式振蕩器
3.2.3三種LC振蕩器的比較
3.3振蕩器的頻率穩(wěn)定度
3.3.1影響頻率穩(wěn)定的因素
3.3.2改善頻率穩(wěn)定的措施
3.4晶體振蕩器
3.4.1石英諧振器的電特性
3.4.2并聯型晶體振蕩器
3.4.3串聯型晶體振蕩器
3.4.4泛音晶體振蕩器
3.5集成振蕩器
3.5.1E1684集成電路
3.5.2HA7210晶體振蕩器
習題3
第4章頻率合成器
4.1直接頻率合成
4.1.1頻率合成器的主要技術指標
4.1.2直接頻率合成法
4.2鎖相環(huán)
4.2.1鑒相器
4.2.2低通濾波器
4.2.3壓控振蕩器
4.2.4鎖相環(huán)的線性化分析
4.3鎖相頻率合成器
4.3.1整數分頻頻率合成器
4.3.2小數分頻頻率合成器
4.4直接數字頻率合成器
4.4.1DDS原理
4.4.2DDS集成電路——AD9834芯片
4.4.3DDS的應用電路
習題4
第5章振幅調制與解調
5.1模擬調幅信號的基本特征
5.1.1標準振幅調制(AM)
5.1.2抑制載波的雙邊帶調制(DSB)
5.1.3抑制載波的單邊帶調制(SSB)
5.2模擬乘法器
5.2.1單差分乘法器電路
5.2.2雙差分對乘法器(Glbert乘法器)
5.2.3MC1496集成電路乘法器
5.3調制器
5.3.1平衡調制器
5.3.2雙平衡調制器
5.3.3單邊帶發(fā)射系統
5.4高電平調幅電路
5.5包絡檢波
5.5.1均值包絡檢波
5.5.2二極管峰值包絡檢波
5.6同步檢波
5.6.1乘積型檢波電路
5.6.2疊加型同步檢波
5.6.3集成電路檢波器
5.7正交調幅與解調
5.8數字調制與移幅鍵控
5.8.1數字調制
5.8.2移幅鍵控(ASK)
5.8.3M進制調制和MASK
5.8.4正交幅度調制(QAM)
習題5
第6章角度調制與解調
6.1角度調制信號的基本特性
6.1.1調頻波(FM)
6.1.2調相波(PM)
6.1.3調頻和調相的區(qū)別與關聯
6.1.4調角波的頻譜與帶寬
6.1.5調角波與調幅波的抗干擾性
6.2FM調制器
6.2.1性能指標
6.2.2直接調頻電路
6.2.3間接調頻電路
6.3限幅器
6.4FM鑒頻器
6.4.1性能指標
6.4.2斜率鑒頻器
6.4.3相位鑒頻器
6.4.4乘積型相位鑒頻器
6.4.5MC3361構成的FM解調電路
6.5數字調頻與調相
6.5.1二進制移頻鍵控(FSK)調制與解調
6.5.2二進制移相鍵控(PSK)調制與解調
習題6
第7章混頻
7.1超外差接收機原理
7.1.1直接接收
7.1.2超外差接收
7.1.3混頻器性能要求
7.2乘積型混頻電路
7.2.1混頻電路的構成
7.2.2集成電路實現混頻
7.3晶體三極管混頻電路
7.3.1時變參量分析法
7.3.2晶體管混頻電路
7.4場效應管混頻器
7.5二極管混頻電路
7.6混頻干擾
7.6.1外來干擾與本振的組合干擾
7.6.2有用信號與本振信號的組合干擾
7.6.3交叉調制干擾
7.6.4互調干擾
7.7集成電路MC3361構成的FM接收系統
習題7
參考文獻