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非线性电子线路

来源:网络 作者:不详 时间:2007-01-13 Tag: 点击:

非线性电子线路是通信系统,特别是无线电通信系统的基础,所以它研究的对象是非线性电子线路的单元电路,均是无线电通信设备必不可少的单元电路。

一、无线电通信系统的组成

 

 

 

 

 

 


    

   ◆通信目的与任务是完成信息的传递。信息的类型很多,传输信息的方法很多,现在大都以电(或光)信号的形式出现,因此通常称作电信。传输电信号的媒质(或介质)可以是有线的,也可以是无线的,而以无线的形式最能体现非线性电子线路的应用。

   ◆无线通信的类型也很多,但其基本组成是不变的。

   ◆非线性电子线路从框图中可见基本内容包括:正弦振荡器(信号源、载波和本振)、功率放大器(谐振功放,低频功放)、混频、调制、解调。

    除此还应考虑非线性电子线路所用的元件、器件和组件,以及信道或接收机中的干扰与噪声问题。

二、无线电信号的特点:
  ◆无线电信号有三种 
  ◆无线电信号的特性
a)时域特性:
    指信号随时间变化快慢的特性,通常用时域波形和数学表达式(电压或电流)表示,要求传输信号电路的时间特性(如时间常数)必须与该信号的时间特性相适应。

b)频谱特性:
    任何形式的信号都可以分解为许多不同频率、不同幅度的正弦信号之和。谐波次数越高,幅度越小,影响越小。频谱特性有幅频特性和相频特性两部分,它们分别反映信号中各个频率分量的振幅和相位的分布情况。
    任何信号都占据一定的带宽,带宽就是信号能量主要部分所占据的频带。不同信号,带宽不同,高频频率越高,可利用的频带宽度就越宽,从而可以容纳更多信号。这就是无线电通信采用高频的原因之一。

c)频率特性:
    指无线电信号的频率或波长。波长λ与频率f的关系为 c=fλ,其中c为光速,f和λ分别为无线电波的频率和波长。对频率或波长进行分段,称为频段或波段。不同频段信号的产生、放大和接收的方法不同,传播的方式也不同,因而应用范围也不同。

    非线性电子线路涉及的频段是从中频(MF)到超高频(UHF)的频率范围。

d)传播特性:
    它是指无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。不同波段的无线电信号,传播特性不同。决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。
    无线电传播一般都要采用高频(射频)才适合于天线辐射和无线传播。只有当天线的尺寸大到可以与信号波长相比拟时,天线才具有较多的辐射效率,这也是为什么要把信息调制到载波上的原因之一。

e)调制特性:
    要通过载波传递信息,就必须使载波信号的某一个(或几个)参数(振幅、频率或相位)随信息改变,这一过程称为调制。
    调制的方式有   还可用它们的组合调制方式。

    当数字信息进行调制时,通常称为键控。
    键控方式有

    一般情况高频载波为单一频率的正弦波,对应的调制为正弦调制,若载波为脉冲信号,则称为脉冲调制。
    本课程主要讨论模拟信息(调制)信号和正弦波的模拟调制,但这些原理和电路完全可以推广到数字调制中去,这就是举一反三。
    不同调制信号和不同的调制方式,其调制特性是不同的,对应解调也不同。

三、非线性单元电路任务与功能及其分析方法

  1. 任务:研究非线性电子线路的基本电路、基本特点、基本分析方法和基本估算。

  2. 功能:有两方面
    ①完成能量转换
    ◆有输入信号控制下,把直流电源能量转换成按输入变化的交流信号能量。(功率放大器)
    ◆无输入信号控制下,把直流电源能量转换成按特征频率变化的交流信号能量。(正弦振荡器)
    ②频率变换(或频谱搬移)
    ◆完成线性频谱搬移。(调幅、混频、检波)
    ◆完成频谱非线性搬移。(调频、鉴频、调相鉴相等)

  3. 分析方法
    ①解非线性微分方程(复杂、繁、不被采用)
    ②数值分析法(现代分析手段)
    ③工程分析(课程采用方法,能明晰地分析各电路工作过程产生物理现象)
    ◆图解法
    ◆解析法:如指数函数分析法、折线近似分析法、线性时变系统分析法、差动特性分析法、开关函数分析法、频偏法以及矢量分析法等

    总之:本课程单元电路多,基本概念多,分析方法繁又不统一,系统性差,会给学习带来一定难度,但实践性强,电路应用灵活。希望同学们能借助课件与参考教材掌握好基本概念,只要有信心,刻苦钻研一定能学好。


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