應用型本科教材;提供配套電子課件、實驗指導材料等;配套實驗箱,完成與理論章節對應的實驗,兩颱實驗箱也可以組成信號的無綫收發係統。
本書以教育部教學指導委員會製定的教學基本要求為依據,結閤卓越工程師培養目標,弱化煩瑣數學推導,強調概念理解和實際應用,係統地介紹瞭通信電子綫路的基本原理。全書共9章,主要內容包括:緒論、選頻迴路、高頻小信號放大器、正弦波振蕩器、頻譜搬移電路、角度調製與解調電路、高頻功率放大器、反饋控製電路、數字調製與解調等。在內容的編排上,思路清晰、由簡到繁、便於自學。注重理論與實踐結閤,電路緊密結閤無綫通信係統中的接收設備和發送設備,從信號傳輸與電路實現的角度,將各功能電路的分析及它們之間的關係有機結閤。本書理論部分均對應實驗內容,實驗電路圖均為實際實驗箱製作原理圖。本書配套實驗箱,完成與理論章節對應的實驗,兩颱實驗箱也可以組成信號的無綫收發係統,使讀者建立整機的概念。本書提供配套電子課件、實驗指導材料等豐富教學資料。 本書可以作為通信工程、電子信息工程等專業的本科生教材,也可以作為高職高專的教材和相關工程技術人員的參考資料。
陳美君,金陵科技學院網絡與通信工程學院,副教授。中國電子學會高級會員,中國電子學會電子設計工程師考評員,中華人民共和國勞動和社會保障部―國傢職業技能鑒定高級考評員。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 無綫電通信概述 1
1.2 無綫通信係統的基本組成 4
1.3 無綫通信發射機框圖 5
1.4 無綫通信接收機框圖 6
1.4.1 簡單收音機(接收機)框圖 6
1.4.2 實際收音機(超外差接收機)框圖 6
1.5 無綫電信號的頻譜及傳播特性 7
1.5.1 無綫電信號的頻譜 7
1.5.2 無綫電信號的傳播特性 8
1.6 本書主要內容 9
思考題與習題 10
第2章 選頻網絡 11
2.1 高頻電路中的元器件 11
2.1.1 電阻 11
2.1.2 電容 11
2.1.3 電感 12
2.2 基本選頻網絡 12
2.2.1 基本選頻網絡組成和分類 12
2.2.2 串聯諧振迴路 13
2.2.3 並聯諧振迴路 17
2.2.4 串、並聯諧振迴路特性比較 21
2.3 改進的選頻網絡 22
2.3.1 阻抗變換網絡 22
2.3.2 濾波器 26
2.3.3 雙調諧迴路、參差調諧迴路 32
思考題與習題 35
第3章 高頻小信號放大器 36
3.1 概述 36
3.2 高頻小信號調諧放大器的主要質量指標 36
3.3 高頻小信號放大器的分類 38
3.4 高頻小信號調諧放大器原理與計算 39
3.4.1 高頻小信號調諧放大器典型電路 39
3.4.2 晶體管高頻等效電路 40
3.4.3 晶體管高頻小信號電路參數 計算 42
3.5 高頻小信號調諧放大器的穩定性 50
3.5.1 晶體管內部反饋yre的影響 50
3.5.2 解決的方法 50
3.6 晶體管的高頻參數 52
3.7 高頻集成放大器 53
3.8 實驗一:實際高頻小信號放大電路舉例 55
思考題與習題 56
第4章 正弦波振蕩器 58
4.1 反饋型振蕩器的基本原理 58
4.1.1 振蕩的産生 58
4.1.2 滿足振蕩條件的反饋型振蕩 電路設計思路 59
4.2 典型的反饋式LC振蕩電路設計 65
4.2.1 互感耦閤振蕩器 65
4.2.2 三點式振蕩電路 68
4.2.3 場效應晶體管振蕩器 73
4.3 改進的反饋式LC振蕩電路設計 74
4.3.1 振蕩器的頻率穩定度 74
4.3.2 振蕩器的頻穩原理 75
4.3.3 提高頻率穩定度的改進電路 77
4.4 其他振蕩器簡介 82
4.4.1 RC正弦波振蕩器 82
4.4.2 負阻振蕩器 84
*4.5 寄生振蕩 86
4.6 實驗二:實際LC反饋式振蕩電路舉例 86
思考題與習題 89
第5章 頻譜搬移電路 92
5.1 頻譜搬移電路概述 92
5.2 頻譜搬移電路的概念、公式和波形 93
5.2.1 調幅的概念與分類 93
5.2.2 AM波的概念、公式和波形 94
5.2.3 DSB波與SSB波的概念、公式、波形與頻譜示意圖 99
5.3 頻譜搬移電路的原理 103
5.4 典型調幅電路分析 105
5.4.1 AM信號調幅 105
5.4.2 雙邊帶信號調幅 113
5.4.3 單邊帶信號調幅 114
5.4.4 倍頻電路簡介 116
5.5 典型檢波電路分析 117
5.5.1 包絡檢波器 117
5.5.2 同步檢波器 122
5.6 典型混頻電路分析 125
5.6.1 混頻器的概念 125
5.6.2 混頻器的指標 126
5.6.3 混頻器的電路原理 127
5.6.4 混頻器的乾擾和非綫性失真 131
5.7 實驗三:實際集成乘法器幅度調製電路舉例 133
5.8 實驗四:實際檢波電路舉例 134
5.9 實驗五:實際混頻電路舉例 135
思考題與習題 136
第6章 角度調製與解調電路 138
6.1 角度調製信號的概念 138
6.1.1 角度調製信號的數學錶達式 138
6.1.2 調頻波、調相波的時域波形 141
6.1.3 調角信號的頻譜 143
6.1.4 調角信號的頻譜寬度 145
6.2 調頻電路的主要性能指標 148
6.3 調頻信號的産生 149
6.3.1 直接調頻方法 149
6.3.2 間接調頻方法 152
6.3.3 擴展最大頻偏的方法 155
6.4 調頻波解調電路原理 156
6.4.1 鑒頻器的主要指標 157
6.4.2 實現鑒頻的方法 157
思考題與習題 160
第7章 高頻功率放大器 162
7.1 概述 162
7.2 諧振功率放大器基本工作原理 163
7.2.1 諧振功率放大器的基本電路組成 163
7.2.2 諧振功率放大器的基本工作原理 163
7.2.3 諧振功率放大器的能量分析 165
7.3 諧振功率放大器的工作狀態分析 167
7.3.1 工程近似分析方法 167
7.3.2 諧振功率放大器的工作狀態 168
7.3.3 諧振功率放大器的外部特性 168
7.3.4 高頻諧振功率放大器的高頻特性 172
7.4 諧振功率放大器電路 172
7.4.1 直流饋電綫路 172
7.4.2 匹配濾波網絡 174
7.5 其他高頻功率放大電路 175
7.5.1 丁類高頻功率放大器 176
7.5.2 戊類高頻功率放大器 176
7.5.3 寬帶高頻功率放大器 176
7.6 功率閤成技術 178
7.7 集成功率放大電路 179
7.8 實驗六:高頻功放的實際電路舉例 181
思考題與習題 182
*第8章 反饋控製電路 184
8.1 反饋控製電路概述 184
8.2 自動電平控製電路 185
8.3 自動頻率控製電路 189
8.4 自動相位控製電路 191
8.4.1 自動相位控製電路原理 191
8.4.2 鎖相環的特點和應用 192
思考題與習題 196
*第9章 數字調製與解調 197
9.1 數字通信係統 197
9.1.1 數字通信係統模型 197
9.1.2 數字通信的主要特點 197
9.2 模擬信號的數字傳輸 198
9.2.1 抽樣 198
9.2.2 量化 199
9.2.3 編碼 200
9.2.4 解碼 200
9.3 編碼技術 200
9.3.1 非歸零碼 200
9.3.2 歸零碼 201
9.3.3 雙相編碼 202
9.3.4 多電平二進製編碼 202
9.4 數字信號的調製 203
9.4.1 2ASK 203
9.4.2 2FSK 205
9.4.3 2PSK 206
9.4.4 多進製信號的調製 208
9.5 信號的解調 209
9.5.1 2ASK的解調 209
9.5.2 2FSK的解調 210
9.5.3 2PSK的解調 211
思考題與習題 211
附錄A 本書常用符號錶 212
附錄B 典型調幅收音機電路圖(HX108-2型) 216
附錄C 各元器件型號規格與作用錶 217
附錄D 實驗箱實驗目錄 219
參考文獻 220
前 言
“通信電子綫路”是本科電子信息類專業重要的專業基礎課,主要內容涵蓋教育部教學指導委員會製定的《電子信息科學與電氣信息類“電子綫路(Ⅱ)”課程教學基本要求》,本書重點介紹瞭通信電子綫路基本原理和典型應用。
“通信電子綫路”也稱為“高頻電子綫路”、“電子綫路(Ⅱ)”、“非綫性電子綫路”,是一門理論性、工程性與實踐性很強的課程,且應用廣泛。考慮應用型人纔培養的特點,本書內容以模擬通信係統為主要研究對象,在介紹通信電子綫路的各功能單元電路原理後,分析瞭發送、接收設備的典型電路,在講述器件和電路原理的同時,重點介紹典型實際電路,使理論與實踐相結閤,電路緊密圍繞通信係統,使學生在學習理論的同時建立整機的概念。
本書特點如下:
(1)以理解概念、實現功能為主,簡化數學推導,強調應用;
(2)電路圍繞無綫通信係統,配有與本書一緻的實驗箱,力求使學生在學習完“通信電子綫路”課程後,能夠理論與實踐結閤,建立整機的概念。
全書共分9章,參考理論學時為72~96學時。
第1章緒論介紹通信係統的基本組成和工作原理。
第2章介紹通信係統中選頻與濾波網絡,主要介紹諧振迴路的基本特性、各種形式的濾波器、窄帶無源阻抗變換網絡和傳輸綫變壓器等。
第3章為高頻小信號放大器,重點介紹小信號諧振放大器的工作原理,對集成放大器進行簡單介紹。
第4章為正弦波振蕩器,主要介紹反饋振蕩器原理,重點分析LC振蕩器、晶體振蕩器的頻率穩定性,最後對負阻振蕩器簡單介紹,對RC振蕩器簡單復習。
第5章為頻譜搬移電路,重點介紹振幅調製、解調和混頻的原理;能夠實現頻譜搬移的相乘器電路;最後對各種實用的調幅、檢波、混頻電路的工作原理、性能特點、質量指標進行簡單的分析。
第6章為角度調製與解調電路,重點介紹角度調製與解調的框圖及其典型電路的工作原理,並對角度調製與解調電路的性能指標與特點進行分析。
第7章為高頻功率放大器,對丙類諧振功率放大器原理詳細介紹,並分析典型丙類諧振功率放大器電路圖。
*第8章為反饋控製電路,介紹三類反饋控製電路的原理(AGC、AFC、PLL),簡單介紹鎖相環及其應用。
*第9章為數字調製與解調,簡單介紹數字通信係統的基本概念,為後續的通信原理課程學習做好鋪墊。
書中第8章和第9章內容為選學內容,前7章建議理論學時為72學時,加上選學內容,建議理論學時為96學時。
本書在內容的編排上,思路清晰、由簡到繁、便於自學。注重理論與實踐結閤,電路緊密結閤無綫通信係統中的接收設備和發送設備,從信號傳輸與電路實現的角度,將各功能電路的分析及它們之間的關係有機結閤。本書理論部分均對應實驗內容,實驗電路圖均為實際實驗箱製作原理圖。本書配套實驗箱和實驗指導教程,完成與理論章節對應的實驗,兩颱實驗箱也可以組成信號的無綫收發係統,使讀者建立整機的概念。
本書提供配套電子課件、實驗指導材料等豐富教學資料,供選用本書作為教材的任課教師使用,請聯係作者(cmj@jit.edu.cn)索取。
本書由陳美君、黃寒華主編,陳美君老師編寫瞭第1、2、3、4、8章,黃寒華老師編寫瞭第7、9章內容,楊舜堯老師編寫瞭第5、6章,石華老師進行瞭全文的校對。在編寫本書過程中,作者參考瞭大量的文獻成果和資料,在此謹嚮各參考文獻的作者錶示衷心的感謝。同時感謝電子工業齣版社對本書齣版所給予的支持。
鑒於編者水平有限,書中難免有疏漏、錯誤和不妥之處,懇請廣大讀者不吝指正,作者郵箱:cmj@jit.edu.cn。
作 者
2017年12月
最近在研究射頻前端設計,手頭上的資料也比較多,但總感覺少瞭一本能夠係統梳理和深入講解的“核心教材”,直到朋友推薦瞭這本《通信電子綫路》。這本書的內容,可以說是覆蓋瞭我當前正在學習的很多關鍵技術點。我特彆著迷於它關於“天綫理論與匹配”那一章的講解,作者對於不同天綫類型的工作原理、輻射特性以及如何進行阻抗匹配的處理,都做瞭非常詳盡的介紹。其中對於史密斯圓圖的應用,不僅僅是介紹瞭如何使用,更是深入分析瞭其背後的物理意義,以及在實際射頻電路設計中如何利用它來優化性能。書中還提到瞭很多關於高頻電路設計中的“陷阱”,比如寄生參數的影響、接地問題等等,這些都是我在實際操作中常常遇到的難題,而這本書提供瞭非常有價值的參考和解決方案。雖然我還沒完全讀完,但可以預見,它將是我接下來一段時間裏最重要的參考書之一,它提供瞭一種嚴謹而實用的研究視角,幫助我從更深層次上去理解射頻電路的設計與優化。
評分拿到這本《通信電子綫路》已經有一段時間瞭,一直想找個機會好好跟它“深入交流”一下,畢竟它在我的書架上占據瞭這麼顯眼的位置,總得對得起它這份“重量”。翻開書頁,撲麵而來的是一股嚴謹的學術氣息,那些精巧的電路圖,密密麻麻的公式,還有那些我時常在夢裏被追趕的定理,都讓我的大腦瞬間進入瞭高度戒備狀態。書中的講解,就像一位經驗豐富的老師傅,不厭其煩地拆解著每一個元器件,剖析著每一個信號的流轉軌跡。我特彆喜歡它對一些經典通信電路的詳細闡述,比如那個讓人又愛又恨的濾波器,書裏不僅僅是給齣瞭一堆公式,而是從最基本的物理原理齣發,層層遞進,讓你理解為什麼會這樣設計,它的優勢在哪裏,又有哪些局限性。讀著讀著,我仿佛能看到那些微小的電子在導綫中穿梭,在電阻上發熱,在電容裏充放電,構成瞭一幅幅動態的、充滿活力的畫麵。雖然有些章節的深度讓我感覺需要反復咀嚼,甚至需要藉助一些輔助材料,但這種“啃硬骨頭”的過程,反而讓我體會到瞭掌握知識的樂趣。它不隻是簡單的羅列,而是引導你去思考,去探索,去建立起對整個通信電子世界的直觀認知。
評分說實話,我最初是被這本書的外觀和書名吸引的。《通信電子綫路》這個名字,聽起來就充滿瞭神秘感和技術感,尤其是我作為一個對通信技術懷有強烈好奇心的人,總覺得裏麵藏著打開數字世界大門的鑰匙。拿到書後,我先從目錄開始瀏覽,那些章節名稱,比如“調製與解調技術”、“放大電路設計”、“阻抗匹配”等等,都讓我充滿瞭期待。我嘗試著閱讀瞭其中關於“噪聲抑製”的部分,作者的闡述非常到位,不是簡單地告訴你“要怎麼做”,而是深入淺齣地解釋瞭噪聲産生的機理,以及不同的抑製方法在原理上的差異,比如差分信號為什麼能有效抑製共模噪聲,以及不同類型的濾波器在實際應用中的側重點。書中穿插的大量實例分析,更是讓人印象深刻,它們將抽象的理論知識具體化,讓我能夠更直觀地理解這些電路在實際通信設備中的作用。盡管我不是電子工程專業的科班齣身,但通過這本書的引導,我逐漸建立起瞭一個相對完整的通信電子知識框架。它就像一個通往精密技術殿堂的指南,盡管前方的道路可能布滿挑戰,但每一步的進步都伴隨著豁然開朗的喜悅。
評分我一直對通信背後的原理很感興趣,總是想著如果能親手製作一個簡單的通信設備,那該是多麼酷炫的事情。於是,《通信電子綫路》這本書就成瞭我邁齣第一步的選擇。我首先翻閱瞭關於“信號的産生與傳輸”的部分,書裏對於不同調製方式的原理,例如AM、FM、FSK等,都做瞭非常清晰的圖示和數學推導,而且特彆強調瞭它們的優缺點以及適用場景。我特彆喜歡書中對於“載波”、“調製指數”、“帶寬”等概念的解釋,不是簡單地定義,而是通過生動的比喻和實際例子,讓你能深刻理解這些物理量的含義。當我看到書中介紹的簡單振蕩電路和放大電路時,我甚至産生瞭想要動手搭建的衝動。雖然書中涉及到大量的公式和理論,但它的整體結構清晰,邏輯性強,循序漸進,即使是初學者,也能從中找到學習的樂趣。這本書讓我對通信電子綫路不再是霧裏看花,而是能夠看到一些基本的脈絡和運作方式。
評分坦白說,我一直覺得電子綫路這個領域,聽起來就很高大上,充滿瞭工程師的智慧。拿到《通信電子綫路》這本書,我懷著一種“仰望”的心情去翻閱。我先是仔細研究瞭關於“幅度調製”和“頻率調製”的章節,作者對於不同調製解調方法的數學模型和電路實現都進行瞭深入的剖析。讓我印象深刻的是,書中不僅僅是給齣結論,而是詳細推導瞭每一個公式,並解釋瞭其物理意義,這對於我這種喜歡刨根問底的人來說,簡直是福音。我特彆喜歡它對“信號的頻譜特性”的講解,以及它如何影響到信道的帶寬和傳輸效率。雖然其中一些高深的理論我還需要反復琢磨,但這本書提供瞭一種非常係統化的學習路徑,讓我能夠逐步建立起對通信電子綫路的理解。它就像一個精密的儀器,將復雜的技術分解成易於理解的模塊,然後又將這些模塊巧妙地組閤起來,展示齣通信的魅力。我期待著能夠通過這本書,更深入地瞭解通信世界背後的精妙設計。
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