1通信电路与系统复习通信电路与系统复习2第一章通信概论n1、明确常规通信系统的基本组成及各部分、明确常规通信系统的基本组成及各部分的基本作用的基本作用 2、掌握模拟与数字通信的基本概念、掌握模拟与数字通信的基本概念 3、了解通信的主要方式：基带、了解通信的主要方式：基带/频带；频带；TDM/FDM；单工；单工/半双工半双工/全双工等全双工等 4、了解信道性质：有线、了解信道性质：有线/无线；恒参无线；恒参/变参变参 3n5、熟悉比特速率与码元速率的关系：二进制与多进制码率的对应关系4n6、熟悉信息和信息量的基本概念，会计算信源熵。7、了解信道容量的基本概念。5例例 离散信源离散信源为五种符号的集合，求为五种符号的集合，求该信息源的平均信息量该信息源的平均信息量H(x),如如果在信道中的传输速率为每秒果在信道中的传输速率为每秒2000个符号，则信源发送的信息速率个符号，则信源发送的信息速率是多少是多少?该信源满足什么条件时，可输出最大信息熵该信源满足什么条件时，可输出最大信息熵?解：解：6第二章第二章 谐振功率放大谐振功率放大n1、LC并联谐振回路（各电路的基础）并联谐振回路（各电路的基础） （1）阻抗频率特性，谐振与失谐；振荡）阻抗频率特性，谐振与失谐；振荡频率，谐振电阻频率，谐振电阻 （2）频率响应：幅频特性与相频特性）频率响应：幅频特性与相频特性 （3）品质因数）品质因数Q，与谐振电阻的关系，与谐振电阻的关系 （4）滤波作用，通频带）滤波作用，通频带 7n（5）重要的关系式8n2、放大效率问题（1）明确功率放大必须注重效率。（2）掌握放大器甲、乙、丙类工作状态的定义；工作状态与放大效率的关系。9n（3）说明丙类工作状态效率高的原因。n提高放大效率的关键是减小管耗，主要措施：nA减小ic的导通角（C类放大，以增大激励功率为代价）B减小电流与电压的乘积icuce，借助LC电路，保证ic大时uce小，或者uce大时ic小10n3、丙类放大器的几个特点（1）熟悉偏置特点偏置特点，输出电流波形特点（负偏/余弦脉冲，付氏级数分解）。（2）理解电压波形放大不失真的条件（准线性放大的概念）。（3）理解负载特点负载特点：LC回路为负载的选频谐振放大方式。11n4、丙类功放特有的三种工作状态（1）掌握临界、欠压、过压三种状态的定义（注意其与甲、乙、丙分类的差别）（2）了解影响三种状态之间转化的因素，电路特性，具体应用等。12n(1)(1)欠压工作状态下，输出功率和效率都较低，集电极欠压工作状态下，输出功率和效率都较低，集电极耗散功率大，当负载改变时，输出幅度不平稳，因此一耗散功率大，当负载改变时，输出幅度不平稳，因此一般较少采用这种工作状态；例如，基极调幅，则需要采般较少采用这种工作状态；例如，基极调幅，则需要采用这种工作状态；用这种工作状态；n(2)(2)临界工作状态临界工作状态下，可保证有较大的输出功率和较高下，可保证有较大的输出功率和较高的效率，是兼顾两项性能要求的最佳工作状态，发射机的效率，是兼顾两项性能要求的最佳工作状态，发射机的末端多采用临界工作状态；的末端多采用临界工作状态；n(3)(3)过压工作状态下，当负载变化时，输出信号电压幅过压工作状态下，当负载变化时，输出信号电压幅度度U Ucmcm变化不大，因此，在需要维持输出电压比较平稳变化不大，因此，在需要维持输出电压比较平稳的场合（例如中间级，集电极调幅）可采用过压状态。的场合（例如中间级，集电极调幅）可采用过压状态。1314输出功率：Rp：输出回路的有载谐振电阻集电极电源供给的直流功率；Pdc=VccIc0集电极效率：15n6、已调波放大n不失真、高效率地放大AM或FM波应使用何种放大方式7、耦合电路的功能调谐选频调谐选频+阻抗匹配阻抗匹配16最佳导通角的选择最佳导通角的选择通常选=6070，当=1时，85%，丙类工作状态1 等幅波功率放大等幅波功率放大17为了在效率尽可能高的情况下对为了在效率尽可能高的情况下对AMAM波波进行谐振功率放大，应该是谐振功率放大器进行谐振功率放大，应该是谐振功率放大器工作在乙类状态！此时工作在乙类状态！此时2 调幅波功率放大调幅波功率放大18n二倍频:2=60n三倍频:3=40nn=120/nnn一般不大于53 n次谐波倍频次谐波倍频1920谐振功率放大器的设计原则谐振功率放大器的设计原则（1 1）临界状态的谐振功放的最佳负载电阻）临界状态的谐振功放的最佳负载电阻功率晶体管的饱和压降最小管压降uCEmin=Uces(功率晶体管的饱和压降)21（2 2）对功率晶体管的要求）对功率晶体管的要求最大允许集电极击穿电压晶体管特征频率工作频率最大允许集电极耗散功率要求满足最大集最大集电电极极电电流流22第三章振荡电路n本章牵扯的电路基本物理概念多，对电路分析、计算本章牵扯的电路基本物理概念多，对电路分析、计算的基本功有相当的要求，必须掌握。的基本功有相当的要求，必须掌握。 n1、正反馈振荡起振与平衡原理、正反馈振荡起振与平衡原理 （1） 正反馈振荡的物理概念，振荡器的性质正反馈振荡的物理概念，振荡器的性质 （2） 起振条件（振幅条件、相位条件）起振条件（振幅条件、相位条件） （3） 平衡条件（振幅条件、相位条件）平衡条件（振幅条件、相位条件） （4）软激励状态）软激励状态/硬激励状态（实际为丙类工作）硬激励状态（实际为丙类工作）23自激条件（起振条件）为自激条件（起振条件）为平衡条件：平衡条件：24n2、三点式振荡器及其电路组成原则、三点式振荡器及其电路组成原则 （1）了解三点式振荡器电路形成正反馈的原理，熟练）了解三点式振荡器电路形成正反馈的原理，熟练掌握该电路的组成原则，会判断是否满足起振的正反掌握该电路的组成原则，会判断是否满足起振的正反馈相位条件。馈相位条件。 n(2)【三点式振荡器的电路原则三点式振荡器的电路原则】与射极相连的是同性与射极相连的是同性电抗原件，与其他两极相连的均为异性电抗元件。电抗原件，与其他两极相连的均为异性电抗元件。 n三个电抗元件三个电抗元件 Xce、 Xbe、 Xcb共同构成谐振选频回共同构成谐振选频回路，其中两个电抗元件构成反馈网络。路，其中两个电抗元件构成反馈网络。 25LC正弦波振荡器正弦波振荡器原理电路原理电路并联并联LC回路回路反馈网络反馈网络UoUf 电源提供电源提供直流能量直流能量直流直流/ /交流交流换能装置换能装置26n（2）基本三点式振荡电路主要形式（考比兹/哈特莱）（3）必须掌握高频交流等效电路的画法n。27考比兹振荡器原理电路考比兹振荡器原理电路考比兹振荡器原理电路考比兹振荡器原理电路(The schematic diagram of Colpitts oscillator)282 2、交流等效电路、交流等效电路(ac equivalent (ac equivalent circuit)circuit)及等效原则及等效原则n注意：注意：n1 1、所所谓谓“交交流流”是是指指在在振振荡荡频频率率上上的的交交流流振荡电压。振荡电压。n2 2、“交流等效电路交流等效电路”是指在振荡频率上对是指在振荡频率上对振荡电路的等效。振荡电路的等效。n3 3、“交流等效电路交流等效电路”中的电抗中的电抗( (电感与电电感与电容容) )是在振荡频率上呈现的电抗。是在振荡频率上呈现的电抗。29交流等效原则：交流等效原则：n1 1、电电容容按按照照电电容容值值大大小小和和功功能能分分为为耦耦合合电电容容和和回回路电容路电容。n耦合电容短路，回路电容保留。耦合电容短路，回路电容保留。n2 2、电感按照电感值大小和功能分为、电感按照电感值大小和功能分为射频扼流圈射频扼流圈(R.F.C.)(R.F.C.)和和回路电感回路电感。射频扼流圈开路，回路电感射频扼流圈开路，回路电感保留。保留。n3、电源接地。、电源接地。30交流等效电路交流等效电路31C3C2C1L32n（4）观察振荡器组态，找到输出端与反馈端，不同组态下的反馈系数计算、振荡频率计算、主放大器增益33回顾不同组态放大器的特点：回顾不同组态放大器的特点：n1 1、共射放大器：、共射放大器：输入输入- -输出反相，电压增益输出反相，电压增益 1 1n参考点参考点GNDGND：射极；输入：基极；输出：集电极。：射极；输入：基极；输出：集电极。n2 2、共共集集放放大大器器( (射射随随器器) )：输输入入- -输输出出同同相相，电电压压增益增益 1 1 1n参考点参考点GND：基极；输入：射极；输出：集电极。：基极；输入：射极；输出：集电极。34n3、频率稳定度改进、频率稳定度改进1：三点式振荡器基本型（考比兹）：三点式振荡器基本型（考比兹）改进型改进型（克拉拨（克拉拨/西勒）西勒） （1）了解影响频稳度的主要电路因素、改进措施。）了解影响频稳度的主要电路因素、改进措施。 （2）理解掌握改进型电路（克拉拨）理解掌握改进型电路（克拉拨/西勒电路）的电路组成特点西勒电路）的电路组成特点 （3）熟练掌握和运用）熟练掌握和运用“高频交流等效电路高频交流等效电路”的画法。的画法。 （4）熟练观察振荡器组态；能根据给定的回路元件参数熟练估算）熟练观察振荡器组态；能根据给定的回路元件参数熟练估算三种组态下的三种组态下的三点式振荡器振荡频率、反馈系数三点式振荡器振荡频率、反馈系数B、主放大器增益、主放大器增益35n4、频率稳定度改进、频率稳定度改进2：三点式：三点式LC改进型改进型晶体振荡器晶体振荡器 （1）理解晶体的等效电路与基本频率特性）理解晶体的等效电路与基本频率特性 （2）掌握两种类型晶振的电路特点，理解晶体的两种等效作用）掌握两种类型晶振的电路特点，理解晶体的两种等效作用 【在在串联串联型晶振中型晶振中】晶体等效为振荡频率上的短路元件。晶体等效为振荡频率上的短路元件。 【在在并联并联型晶振中型晶振中】晶体等效为高晶体等效为高Q值电感元件。值电感元件。 （高（高Q的电感的电感/短路元件）短路元件） （3）两种类型的晶振电路；（并联）两种类型的晶振电路；（并联/串联型）串联型） （4）基音与泛音晶振，泛音晶振中的电路措施（）基音与泛音晶振，泛音晶振中的电路措施（LC回路）回路）(在泛音晶振中，在泛音晶振中，LCLC回路并不用于选频，而用于控制反馈相位条件。回路并不用于选频，而用于控制反馈相位条件。) )36电容三点式振荡器近似计算电容三点式振荡器近似计算电容反馈三点式振荡电路（考比兹振荡器）电容反馈三点式振荡电路（考比兹振荡器）共基放大器：共基放大器：输入输入-输出同相，电压增益输出同相，电压增益 1参考点参考点GND：基极：基极b；输入：射极；输入：射极e；输出：集电极；输出：集电极c。37C3C2C1LUfUoUo1 1、振荡频率的近似计算、振荡频率的近似计算忽略管子分布参数，振荡频率近似为忽略管子分布参数，振荡频率近似为 ebc382 2、反馈系数的近似计算、反馈系数的近似计算忽略管子各极的分流作用，反馈系数的近似为忽略管子各极的分流作用，反馈系数的近似为 、起振需要的主放大器电压增益近似计算、起振需要的主放大器电压增益近似计算 C3C2C1LUfUoUo共基放大器：共基放大器：输入输入-输出同相，电压增益输出同相，电压增益 1参考点参考点GND：基极：基极b；输入：射极；输入：射极e；输出：集电极；输出：集电极c。3912V例题例题：正弦波振荡电路如图所示。：正弦波振荡电路如图所示。 试求：试求：（1）画出交流等效电路；）画出交流等效电路；（2）振荡频率；）振荡频率；（3）反馈系数值。）反馈系数值。 40解：解：UfUo（1）12V41n(2)(3)UfUon共集放大器共集放大器(射随器射随器)：输入输入-输出同相，输出同相，电压增益电压增益 1参考点参考点GND：基极；输入：射极；输出：集电极。：基极；输入：射极；输出：集电极。45第四章幅度调制、解调和混频电路n模拟模拟AM部分部分 1、调制、调制/解调的概念解调的概念 理解何谓调制、必要性、实质；解调的必要性理解何谓调制、必要性、实质；解调的必要性 2、幅度调制原理、幅度调制原理 （1）熟悉普通）熟悉普通AM，DSB-AM，SSB-AM，VSB-AM的谱结构，的谱结构， （2）掌握）掌握AM波时域波形特点与表达，调制度波时域波形特点与表达，调制度0m1； （3）掌握）掌握AM波带宽计算、功率计算波带宽计算、功率计算 （4）了解模拟乘法器实现幅度调制的基本原理）了解模拟乘法器实现幅度调制的基本原理 46多音普通多音普通AM波分析波分析平均调幅系数：平均调幅系数：47n 如如果果将将单单音音普普通通AM波波中中三三个个频频率率分分量量视视为为三三个个余余弦弦波，则在单位电阻上波，则在单位电阻上n单音普通单音普通AM波的平均功率为波的平均功率为单音普通单音普通AM波中的功率关系波中的功率关系48n多音普通多音普通AM波的平均功率为波的平均功率为49n3、调幅波的解调（1）熟悉检波器作用与组成结构（2）了解同步检波的对象与实现前提、同步检波器的组成结构（3）熟练掌握二极管包络检波器原理和电路分析方法，熟悉其电压传输系数Kd和输入电阻Ri的含义，并会熟练计算。（4）掌握二极管包络检波器中的惰性失真、负峰切割失真产生的原因，及其克服条件50+ uD -+ us -+ uo -包络检波器包络检波器1 电路组成51定义定义2：当检波器输入为单音普通：当检波器输入为单音普通AM波波n1、电压传输系数、电压传输系数( (检波效率检波效率) )n定义定义1：当检波器输入为等幅波：当检波器输入为等幅波时，检波器的电压传输系数定义为时，检波器的电压传输系数定义为n若检波输出的余弦波振幅为若检波输出的余弦波振幅为 ，则检波器的电压传输系数定义，则检波器的电压传输系数定义为为2 输入电阻输入电阻Uav为检波器输出平均电压523、检波器的非线性失真、检波器的非线性失真负峰切割失真负峰切割失真 惰性失真惰性失真当输入为单音普通AM波时，可推导出：n多音频调制5354惰性失真惰性失真5556n只要满足只要满足则有：则有：可利用关系式进行分析可利用关系式进行分析: :5758n混频部分混频部分 5、混频及其作用、混频及其作用 理解混频（上、下混频）的作用、实质；混频与调幅的理解混频（上、下混频）的作用、实质；混频与调幅的联系与区别联系与区别 6、叠加型混频器的分析与计算、叠加型混频器的分析与计算 （1）掌握时变参量分析法（有关概念、参数和方法应）掌握时变参量分析法（有关概念、参数和方法应熟练掌握）熟练掌握） （2）掌握幂级数分析法）掌握幂级数分析法 （3）熟练计算叠加型混频器的变频跨导）熟练计算叠加型混频器的变频跨导gc、中频电流、中频电流iI(t)、中频电压、中频电压uI (t) 59n7、混频中的干扰、混频中的干扰 （1）理解组合频率分量的概念）理解组合频率分量的概念 （2）掌握寄生通道干扰产生条件，中频）掌握寄生通道干扰产生条件，中频与镜频干扰的性质及产生条件与镜频干扰的性质及产生条件 （3）掌握干扰哨叫性质及产生条件）掌握干扰哨叫性质及产生条件 60叠加型混频电路结构叠加型混频电路结构非线性器 件带 通滤波器本 振usuLuoious + uL61乘积型混频电路结构乘积型混频电路结构本 振usuL带 通滤波器uoio62变频跨导对于混频器分析非常重要。只要求变频跨导对于混频器分析非常重要。只要求出变频跨导就可以由信号量顺利求出中频量。出变频跨导就可以由信号量顺利求出中频量。求变频跨导的步骤为：求变频跨导的步骤为：Step1Step1: : 对非线性器件的转移伏安特性求导数，对非线性器件的转移伏安特性求导数，代入时变偏压得到时变跨导代入时变偏压得到时变跨导G(t)G(t)，它是周期，它是周期函数，基频规律就是本振规律函数，基频规律就是本振规律Step2Step2: : 将将G(t)G(t)本振基频分量的系数本振基频分量的系数g g1m1m除除2 2，可得到变频跨导可得到变频跨导g gc c63例题例题-1：叠加型混频器组成结构如下图所示。叠加型混频器组成结构如下图所示。混频混频输出输出非线性非线性器器 件件带带 通通滤波器滤波器本本 振振usuLuIFious + uL混频混频输入输入64其中，在某一固定偏置下，非线性器件的其中，在某一固定偏置下，非线性器件的转移伏安特性为转移伏安特性为混频器输出带通滤波器中频为混频器输出带通滤波器中频为65假设带通滤波器具有理想滤波特性，其通带电阻假设带通滤波器具有理想滤波特性，其通带电阻为为RL=10k ，输入输入AM电压为电压为本振电压为本振电压为试求：（试求：（1）中频输出电流和中频电压表达式；）中频输出电流和中频电压表达式； （2）BPF通频带为何值？通频带为何值？ (3)混频电压增益混频电压增益66解：解：（1）由于非线性器件的静态偏置电压为）由于非线性器件的静态偏置电压为0，则其时变偏，则其时变偏压仅为本振。压仅为本振。中频电流表达式为中频电流表达式为67n中频电压表达式为中频电压表达式为（2）BPF的通频带至少不应低于AM波带宽，即68例例6970711、混频中的干扰问题、混频中的干扰问题n组合频率分量干扰组合频率分量干扰本振频率与信号频率经非线性器件转移特性本振频率与信号频率经非线性器件转移特性中第中第n次幂项作用，可产生出下列组合频率：次幂项作用，可产生出下列组合频率：72对于所有的非对于所有的非f fL L f fs s的组合频率，只要它落入的组合频率，只要它落入中频带宽内，即满足中频带宽内，即满足将对混频形成干扰，称为“组合频率分量干组合频率分量干扰扰”。0fI-BIF/2fIfI-BIF/2f73中频干扰中频干扰n当当p=0p=0，q=1 q=1 时，即非线性转移特性中的时，即非线性转移特性中的线性项线性项作用，有作用，有形成形成“中频干扰中频干扰”，即此时混频器相于对干扰信号是放大器。，即此时混频器相于对干扰信号是放大器。所以，通常接收机中频一定要在接收频段之外。例如：所以，通常接收机中频一定要在接收频段之外。例如：AM广播的接收频段是广播的接收频段是5301460kHz，中频，中频465kHz。FM广播的接收频段是广播的接收频段是88108MHz，中频，中频10.7MHz。 74镜像干扰镜像干扰n当当p=-1p=-1，q=1 q=1 时，即非线性转移特性中的时，即非线性转移特性中的平方项平方项作用，有作用，有形成形成“镜像干扰镜像干扰”。752 干扰哨叫干扰哨叫n即即使使没没有有外外部部干干扰扰信信号号，但但在在某某些些频频点点上上的的信信号号依依然然可可以以构构成成混混频频干干扰扰，这这类类干干扰扰往往往往是是非非线线性性转转移移特特性性中中的的三三次次项项造造成成的的。通通过过一一个个例例子子，就就可以观察干扰形成的原理。可以观察干扰形成的原理。n某中波某中波AM广播电台设台时决定采用广播电台设台时决定采用931kHz载频，载频，接收机中频接收机中频465kHz，接收机为高本振。电台开播，接收机为高本振。电台开播后发现，听该台广播时总有一个固定频率的背景后发现，听该台广播时总有一个固定频率的背景“哨音哨音”。即使在该载频上仅仅发射未调载波，。即使在该载频上仅仅发射未调载波，也有这个也有这个“哨声哨声”存在。存在。763 分析分析：当信号频率与本振频率组合后的频率近似为中频，当信号频率与本振频率组合后的频率近似为中频，即即n消去本振频率变量，得消去本振频率变量，得(高本振高本振)这就是说，在这些频率附近上设台，都可能造成干扰哨叫。这就是说，在这些频率附近上设台，都可能造成干扰哨叫。由此可见，电台不能盲目地在工作波段内均匀设台，必须事先进行组合由此可见，电台不能盲目地在工作波段内均匀设台，必须事先进行组合频率计算频率计算(现在都采用计算机搜索计算现在都采用计算机搜索计算)，遴选组合频率干扰最少的频点，遴选组合频率干扰最少的频点位置设台。位置设台。77仅考虑哪些仅考虑哪些p、q值较小的可能：值较小的可能：（3次项）次项），组合频率为，组合频率为n同时，信号频率也能正常地与本振同时，信号频率也能正常地与本振差出中频，即主通道混频：差出中频，即主通道混频：78显然，这两个频率相差1kHz的信号都能通过中频滤波器(IF-BPF)进入包洛检波器，它们的差频信号频率正好是1kHz，即那个“哨叫”的音频，它们的和频是931kHz因为频率很高，被就被检波器中的低通滤波器所滤除，即使不能滤除也早就超出音频范围，人耳是听不到的(一般只能听到 20kHz)。 79n减小干扰和失真的措施减小干扰和失真的措施na提高混频器前端电路的选择性，以免镜提高混频器前端电路的选择性，以免镜频干扰，互调失真等；频干扰，互调失真等；nb适当选择中频的数值，中频不能在接收适当选择中频的数值，中频不能在接收工作频段内，以克服中频干扰工作频段内，以克服中频干扰nc适当选择混频器的工作点适当选择混频器的工作点nd适当选择混频器件和电路适当选择混频器件和电路80第五章角度调制原理n1、角度调制原理、角度调制原理 （1）熟知）熟知FM与与PM的定义，的定义，FM与与PM的联系与的联系与区别区别 （2）掌握）掌握FM波时域表达与谱结构；调频指数、波时域表达与谱结构；调频指数、带宽与功率计算带宽与功率计算 2、FM电路原理电路原理 （1）理解变容二极管直接）理解变容二极管直接FM电路与晶体电路与晶体FM电电路工作原理路工作原理 （2）理解间接调频原理；了解单变容二极管间）理解间接调频原理；了解单变容二极管间接调频电路工作原理接调频电路工作原理 81n3、鉴相、鉴相 （1）理解鉴相原理（同频比相）及其鉴相特）理解鉴相原理（同频比相）及其鉴相特性、鉴相灵敏度性、鉴相灵敏度 （2）理解乘积型鉴相器结构和工作原理）理解乘积型鉴相器结构和工作原理 4、鉴频、鉴频 （1）理解鉴频原理、鉴频特性与鉴频灵敏度）理解鉴频原理、鉴频特性与鉴频灵敏度 （2）熟悉斜率鉴频与相位鉴频原理）熟悉斜率鉴频与相位鉴频原理 82FM波定义与时域表达波定义与时域表达调频电路决定的比例常数调频电路决定的比例常数83假如假如：n则则 调制电压调制电压 载波电压载波电压84nmmf f : : 称为称为“调频指数调频指数”，是，是FM信号的信号的最大相移最大相移，它，它正比于最大频偏，反比于调制信号频率。正比于最大频偏，反比于调制信号频率。nmm: : 最大频偏，它最大频偏，它正比于调制电压的振幅正比于调制电压的振幅。85PM波定义与时域表达波定义与时域表达调相电路决定的比例常数调相电路决定的比例常数86假如假如:87nmmp p : 称为“调相指数”，即最大相移，它正比于调制电压的幅度。n mm : 最大频偏，它正比于调制信号幅度和调制信号频率。88调频与调相比较调频与调相比较调制信号调制信号 m(t) 载波信号载波信号 a(t) = A c cos ( t)调频波调相波数学表达式瞬时频率瞬时相位最大频偏最大相移89间接调频：间接调频：间接地通过调相达到调频的目的间接地通过调相达到调频的目的n调频的定义：调频的定义：90调相的定义：调相的定义：间接调频方框图间接调频方框图调频调频91mf92第六章锁相环路n1、锁相环路组成及其特点、锁相环路组成及其特点n一种允许用外部参考信号控制环路内部振荡器的频率和相位的电路.是一种相位反馈控制电路相位反馈控制电路 （1）明确锁相环路的反馈控制量，各个组成环节作用）明确锁相环路的反馈控制量，各个组成环节作用 （2）熟知锁定时环路输入与输出之间无稳态频差，只有恒定稳态相差）熟知锁定时环路输入与输出之间无稳态频差，只有恒定稳态相差 （3）了解环路的性能特点：宽带频率跟踪、窄带）了解环路的性能特点：宽带频率跟踪、窄带BPF、低门限鉴频、低门限鉴频 （4）理解环路方程的物理意义）理解环路方程的物理意义 （5）理解环路对输入电压相位传递的低通作用）理解环路对输入电压相位传递的低通作用 2、线性分析、线性分析 （1）环路线性化条件）环路线性化条件 （2）闭环传递函数）闭环传递函数H(s)、误差传递函数、误差传递函数He(s)定义定义 （3）环路对信号相位的传递特性）环路对信号相位的传递特性 压控振荡器压控振荡器(VCO)ui鉴相器鉴相器(PD)环路滤波器环路滤波器(LF)uDuCuO锁相环路的组成锁相环路的组成框图框图93n3、稳定性、稳定性 熟知环路稳定性结论（一阶、二阶、高阶环）熟知环路稳定性结论（一阶、二阶、高阶环） 4、非线性分析、非线性分析 （1）理解锁定状态，失锁状态，频率牵引的物理过程）理解锁定状态，失锁状态，频率牵引的物理过程 n（2）了解同步带与捕捉带的定义和测量方法）了解同步带与捕捉带的定义和测量方法 5、锁相环应用、锁相环应用 理解锁相接收机、锁相鉴频、同步提取、锁相频率合成理解锁相接收机、锁相鉴频、同步提取、锁相频率合成的基本原理的基本原理 会分析计算锁相频率合成的频率合成关系与主要指标会分析计算锁相频率合成的频率合成关系与主要指标 94数字式锁相频率合成器数字式锁相频率合成器频率源频率源数字分频数字分频 M鉴相器鉴相器F(S)VCOfo/Mfrfo=M fr数字式锁相频率合成器的组成数字式锁相频率合成器的组成n作业作业95频率源频率源数字分频数字分频 N鉴相器鉴相器F(S)VCOfofrfo=M fr数字式锁相频率合成器数字式锁相频率合成器分频分频 10分频分频 10100kHzN=760860,求输出频率范围和其频率间隔求输出频率范围和其频率间隔96晶振PDLFVCO调制信号调频信号正如上面锁相调频原理图所示，实现锁相调频的条件是调制信号的频谱要处于低通滤波器通带之外。使压控振荡器的中心频率锁定在稳定度很高的晶振频率上，而随着输入调制信号的变化，振荡频率可以发生很大偏移。这种锁相环路称载波跟踪型PLL锁相调频原理图锁相调频电路n在普通的直接调频电路中，振荡器的中心频率稳定度较差，而采用晶体振荡器的调频电路，其调频范围又太窄。采用锁相环的调频器可以解决这个矛盾。97第七章模拟通信系统设计n1、模拟、模拟AM与与FM系统信号带宽与抗噪声性能对比系统信号带宽与抗噪声性能对比 n通过通过FM和和AM波带宽、抗噪声性能比较，理解带宽换波带宽、抗噪声性能比较，理解带宽换信噪比的原理信噪比的原理 2、接收机中的干扰与噪声、接收机中的干扰与噪声 （1）了解噪声分类（元器件噪声、内部与外部噪声）了解噪声分类（元器件噪声、内部与外部噪声） （2）理解额定功率与额定功率增益概念）理解额定功率与额定功率增益概念 （3）掌握噪声系数定义与计算掌握噪声系数定义与计算 （4）掌握接收灵敏度的概念与计算掌握接收灵敏度的概念与计算 （5）理解噪声温度的概念理解噪声温度的概念 （6）了解）了解AGC、AFC的基本原理的基本原理 9899100101102103104105106107108109110111112113114115思考:某一线性无源电路网络输入、输出端均处于阻抗匹配状态，已知网络输出噪声功率折算到输入端的额定噪声功率值为a，输入源内阻上的额定热噪声功率为b，则该网络的噪声系数为多少、额定功率增益为多少、内部噪声在输出端呈现的噪声功率为多少，等效噪声温度为多少116第八章模拟信号数字化n1、模拟信号的数字化过程：抽样、量化、编码、模拟信号的数字化过程：抽样、量化、编码 2、抽样定理（掌握低通、带通抽样定律的计算）、抽样定理（掌握低通、带通抽样定律的计算） 3、均匀量化、均匀量化 量化原理、量化噪声，量化信噪比计算量化原理、量化噪声，量化信噪比计算 4、非均匀量化、非均匀量化 压缩压缩/扩张原理，扩张原理，13折线折线A律编码规则律编码规则 5、PCM原理原理 抽样频率抽样频率/量化间隔数量化间隔数/编码长度编码长度/码速率的关系码速率的关系 6、增量调制原理、增量调制原理 原理，不产生过载的阶梯波速率、码率的关系原理，不产生过载的阶梯波速率、码率的关系 117抽样定理n n抽样定理：若一个信号x（t）的频谱限制在（0，fH）之内，则这个信号可以由该信号在间隔为Ts1/（2fH）的各时刻的抽样值完全确定。n n2fH称为x（t）的柰奎斯特(Nyquist）频率低通抽样定理118带通抽样定理n n若带通信号的上限频率为若带通信号的上限频率为fH，下限频率为，下限频率为fLn n带通信号抽样频率的选择：带通信号抽样频率的选择：n n11fH=NB=NB，N N为整数，为整数，信号带宽信号带宽B=B=fH-fL ， fs=2B=2Bn n22fH=NB+KB=NB+KB，0K1,N0KB),B),fs 2B2B119n量化电平数和编码码组中的码元数的关系:nQ=2n120二进制二进制PCM系统传输信号为系统传输信号为-1V+10V,fx=3kHz,若量化电平若量化电平Q=512.试确定试确定:1)最低抽样频率最低抽样频率2)每个每个PCM码组所需码元数码组所需码元数3)PCM信号的码元速率信号的码元速率121n解:(1)极性码：-950,b1=0;n(2)段落码:Is=9532,b3=1;(位于第3、4段)nIs=9564,b4=1;(位于第4段)n例例采用13折线A律编码，设最小量化级为1，已知取样值为-95，试求此时编码器输出码组。n n段内码段内码段内码段内码: : : :n第4段起始电平为64,长度为128-64=64,再进行16级均匀量化,量化间隔为64/16=4.nIw5=64+48=96, Is=95Iw6 , b6=1;nIw7=80+42=88, Is=95 Iw7 , b7=1;nIw8=88+4=92, Is=95 Iw8 , b8=1.n编码器输出码组为0011011100110111122第九章数字基带传输系统n1、基带传输的概念和系统组成、基带传输的概念和系统组成 2、基本码型和传输码的概念、基本码型和传输码的概念 n掌握掌握NRZ码、码、RZ码、差分码、码、差分码、Manchester码、码、AMI码、码、HDB3码的定码的定义、了解各自谱结构的特点，以及产生方法义、了解各自谱结构的特点，以及产生方法 3、基带数字信号的功率谱、基带数字信号的功率谱 理解信号功率谱中的离散谱和连续谱特性，掌握谱零点带宽计算理解信号功率谱中的离散谱和连续谱特性，掌握谱零点带宽计算 4、无码间干扰传输系统、无码间干扰传输系统 理解码间干扰概念，掌握二进制基带传输系统无码间干扰条件的分析，理解码间干扰概念，掌握二进制基带传输系统无码间干扰条件的分析，掌握信道带宽、带宽利用率的计算掌握信道带宽、带宽利用率的计算 123频带利用率频带利用率=Rb/B (Baud/Hz)理想低通特性的带宽为理想低通特性的带宽为1/(2Ts),码元速率为码元速率为1/Ts,这时系统的最高频带这时系统的最高频带利用率为利用率为2Baud/Hz.设系统频带为设系统频带为 (Hz),(Hz),则该系统无码间干扰时最高的传输速率为则该系统无码间干扰时最高的传输速率为2 (Baud),(Baud),传输速率称为传输速率称为奈奎斯特速率奈奎斯特速率. .124 码元速率为1/Ts(bit/s)，信道带宽随“滚降系数”改变。基带系统的频带利用率基带系统的频带利用率n输出信号的频谱所占据的带宽为输出信号的频谱所占据的带宽为升余弦滚降系统升余弦滚降系统125二进制二进制信息：信息： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI码：码： - 1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 HDB HDB3 3 ： -1 0 0 0 V +1 0 0 0 +V -1 +1 0 0 0 +V 1 +1 -1 0 0 0 V +1 0 0 0 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1例例126二进制符号序列及波形为： 010000110000110对应的AMI码序列及波形为：0+10000-1+10000-1+10对应的HDB3码序列及波形为：0+1 0 0 0+V-1 +1 0 0 0+V-1+1 00+1 0 0 0+V-1+1-B00 -V+1-10（两个（两个V之间有之间有2个非个非0符号，符号，V的交替反转性不满足），修正为：的交替反转性不满足），修正为：127n思考问题思考问题n【1】对带宽对带宽80kHz100kHz的基带模拟信号进行数的基带模拟信号进行数字化并传输。字化并传输。n（1）若采用二进制）若采用二进制PCM编码，要求量化信号噪声功编码，要求量化信号噪声功率比大于率比大于40dB，求不失真的最低抽样频率，求不失真的最低抽样频率fsmin及其二及其二进制码速率进制码速率R2。n（2）若二进制基带等效信道幅频特性的滚降系数）若二进制基带等效信道幅频特性的滚降系数=0.7=0.7时，求信道带宽。时，求信道带宽。n（3）若抽样频率不变）若抽样频率不变fsmin ，求的，求的M调制信号码速率调制信号码速率R M ；假设中；假设中80kHz100kHz的所有频率分量幅度的所有频率分量幅度相同，问哪个频率最容易在相同，问哪个频率最容易在调制时产生过载？调制时产生过载？128129第十章数字频带调制n1、数字频带调制的概念、数字频带调制的概念 理解频带传输与基带传输的异同理解频带传输与基带传输的异同 2、信号星座图和最小信号距离的概念、信号星座图和最小信号距离的概念 n了解了解fs星座图的含义，理解最小信号距离对星座图的含义，理解最小信号距离对于信号抗干扰能力的关系于信号抗干扰能力的关系 130n3、二进制键控系统n（1）理解2ASK/2PSK/2FSK的产生、解调方法，掌握带宽的计算（2）理解2PSK与2DPSK系统组成上的联系与区别（3）了解几种键控信号抗干扰性能差异（对误码率分析不做要求）4、多进制数字频带调制原理：n（1）掌握QPSK正交调制的工作原理和分析（2）掌握多进制与二进制数字频带调制信号码速率、带宽之间的关系131二进制键控信号抗噪声性能对比结论二进制键控信号抗噪声性能对比结论n（1 1）在在抗抗噪噪声声性性能能上上，某某种种键键控控信信号号的的相相干干解调性能优于其非相干解调性能解调性能优于其非相干解调性能n（2 2）同样发射功率的二进制键控信号相比较，）同样发射功率的二进制键控信号相比较，PSKPSK的抗噪声性能最优，的抗噪声性能最优，ASKASK最差。最差。132多进制数字调制系统与二进制数字调多进制数字调制系统与二进制数字调制系统比较制系统比较n(1)设Tc：发送一个码元（符号）的时间间隔nRc=1/Tc码元（符号）速率nRb（bit/s）信息速率n二进制：Rc2=Rbn多(M)进制：RcM=Rc2/log2M=Rb/log2M（baud）n带宽：BM=B2/log2Mn(2)当二者有相同符号速率时，nRbM=Rblog2M（bit/s）133 信源码信源码11010010010双相码双相码 0 AMI码码 0 传号差分码传号差分码 0n思考问题思考问题【1】已知某二进制信源输出信源码的码元宽度。已知某二进制信源输出信源码的码元宽度。 （1）在下图中，分别画出与信源码对应的）在下图中，分别画出与信源码对应的双极性双相码（即双极性双相码（即Manchester码）码）波形波形 AMI码波形（非零符号宽度同信源码的码元宽度）码波形（非零符号宽度同信源码的码元宽度）双极性传号差分码波双极性传号差分码波形形134n（2）若采用无码间干扰的二进制基带系）若采用无码间干扰的二进制基带系统传输上述双相码，基带系统频率特性统传输上述双相码，基带系统频率特性的滚降系数的滚降系数=0.6，求频带利用率和信，求频带利用率和信道带宽道带宽(MHz)。n（3）若采用）若采用8PSK调制方式传输上述信调制方式传输上述信息码，求该息码，求该8PSK信号带宽信号带宽(MHz)。1351362PSK的谱零点带宽：的谱零点带宽：B2PSK=2Rc=2/Tc （Hz） 带宽：带宽：BM=B2/log2M137