2005年7月31日于北京为了适应我国高等教育改革的形势和教学第一线的实际需求,我们编写了《通信电子电路》立体化系列教材,包括主教材、教学参考书、实验指导书、供课堂教学使用的电子教案、网络课件和供老师组卷用的试题库。
《通信电子电路》作为一门工科大学信息类专业的重要技术基础课,涉及许多通信理论知识、通信电路中常用的基本功能部件以及实际电路。我们通过多年的教学实践,深深体会到要教好这门课程,一定要针对该课程的特点,遵循从特殊到一般的认知规律,密切联系实际,内容不断更新。为此,我们在书中通过对典型问题的深入分析,阐明通信系统中带有普遍性的思想方法和重要结论。本书内容取材既重视通信电子电路的基本典型电路理论、设计计算,又注重新理论、新型器件的应用。在编写中重视理论分析,注重讲清物理概念,分析计算详尽,且具有启发性,便于自学;同时也重视实践性,书中很多实例都源于实验的结果,例如,锁相环调频、鉴频电路、频率合成及检波参数等。
本书在整体的安排上保留了通信电子电路的基本内容、基本体系,同时使各章有相对的独立性,以便其他不同专业、不同学时选用。
本书共包括10章内容。书后还附有习题参考答案及附录,附录介绍了调幅和调频信号的MATLAB仿真。
第1章绪论主要介绍了通信系统特别是调制的通信系统的基本概念,还介绍了无线电波的传播特性及频段划分,并引出了本书的主要内容。
第2和第3章分别讲述了应用于通信系统接收机和发射机的小信号调谐放大器和高频调谐功率放大器。第2章在介绍了小信号调谐放大器的基本组成、作用和指标后,一方面讨论了组成调谐放大器的重要部分——LC调谐回路的基本性能,另一方面对单调谐放大器特别是工作在高频情况下的单调谐放大器及其级联电路的放大能力和选频性能进行了重点讨论,阐述了分析高频调谐放大器常用的晶体管模型如晶体管混合Π型等效电路和晶体管Y参数等效电路,此外还讨论了调谐放大器的稳定性问题。最后讨论了集中选频小信号调谐放大器。第3章在比较了小信号调谐放大器与高频调谐功率放大器的区别的基础上,详细地讨论了丙类高频调谐功率放大器的工作原理和功率、效率问题,特别重点讨论了高频调谐功率放大器的三种工作状态、负载特性等,另外还讨论了调谐功率放大器的实用电路。最后还引出并分析了丙类倍频器的基本概念和工作原理。
正弦波振荡器是第4章的主要内容,该章首先阐述了反馈型正弦波自激振荡器的基本原理,然后讨论了三点式LC振荡器的电路特点和相位平衡条件的判断准则,重点讨论了改进型电容三点式电路(包括串联改进型和并联改进型振荡器电路),最后还讨论了石英晶体振荡器和陶瓷振子振荡器电路。
第5和第6章分别讨论了振幅调制解调和角度调制解调的基本概念和典型电路原理。第5章首先对调幅信号(包括普通调幅波、抑制载波双边带调幅和抑制载波单边带调幅)从时域和频域两个方面进行了较为详细的分析,然后讨论了调幅波的产生电路和解调电路的基本原理,重点讨论了大信号集电极和基极调幅电路的工作原理、波形分析和设计要点。第6章对调角波(包括调频和调相信号)进行了数学分析并给出了它们的性质,然后讨论了调频电路(包括变容二极管调频、电抗管调频电路和晶体振荡器调频电路)的基本原理,并讨论了调频波的解调电路(包括斜率鉴频器、相位鉴频器和比例鉴频器)的电路组成和工作原理。最后还给出了常用的集成调频、解调电路,如MC2833调频电路和MC3361B、MC3367解调电路。
第7章为变频器,在介绍了变频器的基本原理和主要技术指标的基础上,主要讨论了晶体三极管变频电路和用模拟乘法器构成的混频电路,并结合超外差接收机的统调与跟踪问题分析了实际变频器的电路特点和工作原理,最后还较为详细地讨论了变频干扰问题。
第8章讨论了锁相环路(PLL)和其他反馈控制电路,主要阐述了锁相环路的构成、基本原理、数学模型及其环路的锁定、捕捉、跟踪、同步带和捕捉带等概念,介绍了常用的集成锁相环芯片如CC4046,NE564等,还介绍了锁相环在调制解调技术、空间技术及其在稳频技术上的应用。最后讨论了自动增益控制电路和自动频率控制电路等。
电噪声及其抑制是第9章的内容,该章主要讨论了在实际的电子电路中遇到的电噪声的分类及其电噪声的度量(如噪声系数、噪声温度等)的基本概念,给出了抑制电噪声常用的方法。
第10章专门介绍了通信电子电路的应用实例,包括单片调幅/调频收音机、移动通信收/发信机、脉宽调制集成化载波多路遥讯装置、YDKIP型遥控机和蓝牙收发芯片RF2968的原理及应用,其中脉宽调制集成化载波多路遥讯装置是结合科研成果编写的。
本书是在笔者编著的《通信电子电路》(电子工业出版社,2002)的基础上修改而成。此次编写,我们对部分内容进行了修改、调整和扩充,在每一章都充实了集成电路或通信专用器件,并在书后增加了习题参考答案和调幅调频信号的MATLAB仿真等内容。
本书由于洪珍教授主编,并编写了第1,3~10章,王艳芬副教授编写了第2章及附录。
承蒙中国人工智能学会理事长、北京邮电大学教授在百忙中抽空为本书写序。
本书在编写过程中得到了中国矿业大学领导和信息工程系有关同志的大力支持,王刚老师校对了全书,在此表示衷心的感谢。同时感谢清华大学出版社的大力支持和帮助,特别感谢佟丽霞编辑、赵从棉编辑提出的宝贵意见。
由于编者水平有限,加上时间紧张,书中难免存在疏漏,诚挚希望广大读者批评指正。