通信電子線路
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【作 者】主編 周桃云 梁平元
【I S B N 】978-7-5170-8342-9
【責任編輯】周益丹
【適用讀者群】本專通用
【出版時間】2020-01-01
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數】320
【千字數】493
【印 張】20
【定 價】¥46
【叢 書】應用型高等院校校企合作創新示范教材
【備注信息】
簡介
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本書闡述了通信電子線路的基本原理和分析方法,共包括10個項目,即緒論、高頻放大器之小信號調諧放大器、高頻放大器之高頻調諧功率放大器、正弦波振蕩器、信號調制之振幅調制與解調、信號調制之角度調制與解調、變頻器、反饋控制電路、單片射頻芯片原理及應用和虛擬仿真軟件介紹及典型電路仿真分析。書后附有習題參考答案。
本書在保留通信電子線路基本內容、基本體系的基礎上,采用項目式教學組織課程內容,在各個項目的編寫過程中,采用問題導向、項目總結、典型例題分析等多種教學手段,可作為地方本科院校及高職院校信息工程、電子科學與技術、信號與信息處理等專業的教材使用,也可供從事電子、通信類專業的工程技術人員參考。
為適應我國地方本科院校職業化轉型教育改革的形勢和滿足課程教學改革的實際需求,我們在深入研究了于洪珍主編的經典教材《通信電子電路》和其他大量參考文獻的基礎上,結合我校本科教學在職業化轉型實踐過程中的經驗編寫了本書。“通信電子線路”作為工科大學信息類專業的重要專業基礎課程,涉及許多通信理論知識、通信電路中常用的基本功能部件以及實際電路,廣泛應用于無線電技術的各個領域,在通信方面的應用尤為突出。通信的任務是通過非線性系統傳送信息,這些信息包括語言、音樂、文字、圖像、數據等各種信號。在多年的教學實踐中,我們深深體會到教好這門課程的不容易,學生很難把握課程的重點難點,教學難以達到理想效果。所以,要上好這門課,一定要針對該課程的特點,遵循從特殊到一般的認知規律,密切聯系實際發展狀況,做到內容不斷更新。為此,我們在編寫本書的時候,以一個簡單的通信系統為主線將課程的各部分內容貫穿其中,便于同學們從宏觀上把握課程體系。
本書在保留通信電子線路基本內容、基本體系的基礎上,采用項目式教學組織課程內容,在各個項目的編寫過程中,我們采用問題導向、項目總結、典型例題分析等多種教學手段,對重點難點知識點進行標注,并通過對相關典型例題的深入分析,闡明通信系統中帶有普遍性的思想方法和重要結論。另外,為突出應用能力培養,提高學生的實踐創新能力,本書在最后編寫了單片射頻芯片原理及應用(項目九)和虛擬仿真軟件介紹及典型電路仿真分析(項目十)。
項目一主要介紹了通信系統的基本概念,特別是調制的通信系統,還介紹了無線電波的傳播特性及頻段劃分,最后結合具體的調制通信系統引出本書的主要內容。
項目二和項目三以選頻網絡為基礎,以調諧放大器為中心,分別介紹了應用于通信系統接收機和發射機的小信號調諧放大器和調諧功率放大器。項目二首先分析了選頻網絡中的串、并聯諧振電路特性和抽頭電路的阻抗變換,該選頻網絡是所有后續內容的基本電路,其特性影響整個電路的工作狀態;其次分析了高頻小信號調諧放大器中單調諧回路放大器的主要質量指標,諧振放大器的穩定性與穩定措施,這兩個方面的內容是設計基本放大器必須要考慮的幾個重要指標,具有很強的實用性。項目三分析了高頻調諧功率放大器的電路組成、工作原理、動態特性與負載特性及寬帶高頻功率放大器的工作原理與功率合成原理。
項目四分析了LC正弦波振蕩器的工作原理、平衡與穩定條件,反饋型LC振蕩器相位平衡條件的判斷準則和石英晶體振蕩器。
項目五和項目六針對調制的通信系統分別分析了振幅調制與解調和角度調制與解調。項目五分析了振幅波的基本性質與功率關系、調幅波產生電路工作原理及包絡檢波的工作原理。項目六分析了調角波的基本性質與功率關系,調頻波產生電路工作原理,斜率鑒頻器、相位鑒頻器和比例鑒頻器的工作原理與電路。
項目七介紹了變頻器的工作原理,并對混頻器干擾現象進行了分析。
項目八討論了鎖相環(PLL)和其他反饋控制電路,主要闡述鎖相環的構成、基本原理、數學模型及其環路的鎖定、捕捉、跟蹤、同步帶和捕捉帶等概念,同時介紹了常用的集成鎖相環芯片,如CC4046、L562等。
項目九和項目十分別介紹了單片射頻芯片原理及應用和虛擬仿真軟件介紹及典型電路仿真分析。
本書由湖南人文科技學院周桃云編寫項目一、項目二、項目三和項目四,湖南人文科技學院梁平元編寫項目五和項目六,湖南人文科技學院朱高峰(企業硬件工作經驗)編寫項目七和項目八,湖南農業大學王善偉(企業硬件工作經驗)編寫項目九和項目十。另外,在編寫過程中,還參閱了于洪珍老師主編的《通信電子電路》和高吉祥老師主編的《高頻電子線路》,在此表示衷心感謝!感謝深圳華清遠見信息科技有限公司易松華工程師為本書提供的案例和技術指導!
由于編者水平有限,加上時間緊張,書中難免存在疏忽,誠摯希望廣大讀者批評指正并提出寶貴意見。
項目一 緒論—入門磚 1
1.1 通信系統的概念 1
1.2 無線電傳播 2
1.3 調制的通信系統 5
1.4 設計任務 7
練習題 8
項目二 高頻放大器之小信號調諧放大器 9
2.1 概述 9
2.2 LC諧振回路 9
2.2.1 LC并聯諧振回路 10
2.2.2 LC并聯諧振回路仿真分析 14
2.2.3 信號源內阻及負載對諧振回路
的影響 16
2.3 阻抗變換電路 17
2.4 晶體管高頻等效電路及頻率參數 20
2.4.1 晶體管混合II型等效電路 20
2.4.2 晶體管Y參數等效電路 22
2.4.3 晶體管的高頻放大能力及其
頻率參數 23
2.5 高頻小信號調諧放大器 26
2.5.1 共發射極單調諧放大器的電路組成 26
2.5.2 共發射極單調諧放大器的性能指標 27
2.6 調諧放大器的級聯 30
2.6.1 多級單調諧放大器 30
2.6.2 參差調諧放大器 33
2.6.3 雙調諧回路放大器 35
2.7 高頻調諧放大器的穩定性 36
2.8 小信號調諧放大電路設計與仿真 38
2.8.1 電路設計 39
2.8.2 仿真分析 40
2.8.3 設計任務 42
練習題 42
項目三 高頻放大器之調諧功率放大器 47
3.1 概述 47
3.2 調諧功率放大器原理分析 48
3.2.1 電路組成 48
3.2.2 工作原理 48
3.2.3 能量關系 50
3.3 調諧功率放大器工作狀態分析 53
3.3.1 解析分析法 53
3.3.2 圖解分析法—動態特性曲線 55
3.3.3 調諧功率放大器的工作狀態 57
3.3.4 的變化對放大器
工作狀態的影響 58
3.4 調諧功率放大器的實用電路 64
3.4.1 直流饋電電路 64
3.4.2 輸出匹配網絡 67
3.4.3 實際諧振功放電路 73
3.5 案例分析 73
3.5.1 由MC1590構成選頻放大器 73
3.5.2 由MC1110制成100MHz調諧
放大器 74
3.5.3 集成高頻放大器 74
練習題 76
項目四 正弦波振蕩器 80
4.1 概述 80
4.2 反饋型正弦波自激振蕩器的基本原理 80
4.2.1 從調諧放大到自激振蕩 81
4.2.2 自激振蕩的平衡 81
4.2.3 自激振蕩的穩定 82
4.2.4 自激振蕩的建立 85
4.3 三點式LC振蕩器 85
4.3.1 電容三點式振蕩器(考畢茲振蕩器) 89
4.3.2 電感三點式振蕩器(哈特萊振蕩器) 91
4.3.3 改進型電容三點式振蕩器 93
4.4 振蕩器的頻率穩定度 98
4.4.1 振蕩器的頻率穩定度 98
4.4.2 造成頻率不穩定的因素 99
4.4.3 穩頻措施 99
4.5 石英晶體振蕩器 101
4.5.1 石英振蕩器的特性 101
4.5.2 石英晶體振蕩器電路 103
4.6 單片集成LC振蕩器 106
4.7 案例分析:超再生無線電遙控電路
的設計 107
練習題 109
項目五 信號調制之振幅調制與解調 115
5.1 概述 115
5.2 調幅信號的分析 117
5.2.1 普通調幅波 117
5.2.2 抑制載波雙邊帶調幅
(DSB/SC-AM) 120
5.2.3 抑制載波單邊帶調幅
(SSB/SC-AM) 122
5.3 普通調幅波的產生電路 124
5.3.1 基極調幅 125
5.3.2 集電極調幅 129
5.4 普通調幅波的解調電路 134
5.4.1 包絡檢波 135
5.4.2 同步檢波 136
5.4.3 檢波器的質量指標 137
5.4.4 同步檢波器 144
練習題 149
項目六 信號調制之角度調制與解調 155
6.1 概述 155
6.2 角度調制信號分析 156
6.2.1 調頻信號與調相信號 156
6.2.2 調角波的頻譜與有效頻帶寬度 160
6.2.3 調角波的功率 164
6.3 調頻信號的產生 165
6.3.1 調頻方法 165
6.3.2 調頻電路的性能指標 165
6.4 調頻電路 166
6.4.1 變容二極管調頻電路 166
6.4.2 電抗管調頻電路 176
6.4.3 石英晶振變容管調頻電路 178
6.4.4 間接調頻電路 180
6.5 調頻信號的解調 181
6.5.1 調頻信號解調的方法 181
6.5.2 斜率鑒頻電路 183
6.5.3 相位鑒頻電路 187
6.5.4 比例鑒頻器 190
6.5.5 脈沖計數式鑒頻器 193
練習題 195
項目七 變頻器 199
7.1 概述 199
7.2 混頻器 201
7.2.1 三極管混頻器 201
7.2.2 二極管混頻器 205
7.2.3 混頻器實用電路 208
7.3 混頻器的組合干擾 210
練習題 215
項目八 反饋控制電路 217
8.1 反饋控制系統 217
8.1.1 反饋控制系統的基本組成 217
8.1.2 反饋控制系統的傳遞函數及
數學模型 218
8.1.3 反饋控制系統的基本特性分析 220
8.2 自動增益控制(AGC)電路 221
8.3 自動頻率控制(AFC)電路 223
8.4 自動相位控制(APC)電路(鎖相
環路PLL) 226
8.5 案例分析 233
8.5.1 鎖相調頻與解調電路 233
8.5.2 鎖相相關應答器 235
8.5.3 利用鎖相環構成頻率合成器 236
練習題 243
項目九 單片射頻收發器芯片的原理及應用 244
9.1 單片射頻收發器芯片 244
9.1.1 單片射頻收發器芯片nRF401/403 244
9.1.2 單片射頻收發器芯片nRF905 246
9.1.3 單片射頻收發器芯片TRF6900 249
9.2 藍牙無線電收發器 251
9.2.1 藍牙無線電收發器PBA31301 251
9.2.2 藍牙無線電收發器芯片RF2968 254
9.3 單片射頻芯片應用案例 257
9.3.1 基于nRF905芯片的電力故障
監控系統 257
9.3.2 nRF905芯片的數據無線收、
發的實現 258
9.3.3 nRF905芯片的低功耗實現方式 260
項目十 虛擬仿真軟件介紹及典型電路
仿真分析 262
10.1 Multisim軟件簡介 262
10.2 Multisim軟件的基本操作 262
10.2.1 文件基本操作 263
10.2.2 子電路創建 265
10.2.3 電路創建 266
10.2.4 Multisim儀器儀表 268
10.3 基于Multisim軟件的調頻通信
系統仿真 272
練習題答案 282
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