内容简介
《通信电子电路(第3版)》阐述通信电子电路的基本原理和分析方法,共包括10章内容,即绪论、小信号调谐放大器、高频功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制与解调、角度调制与解调、变频器、锁相环路及其他反馈控制电路、电噪声及其抑制、通信电子电路应用举例。书后附有习题参考答案及附录,附录A介绍了调幅和调频信号的MATLAB仿真,附录B介绍了调幅和调频信号的MULTISIM仿真。
《通信电子电路(第3版)》既重视理论的系统性与严密性,又注重内容的先进性与实用性。与《通信电子电路(第3版)》配套的有学习指导、电子教案、实验指导书等。本套教材可作为高等院校信息工程、电子科学与技术、通信与信息处理、无线电等专业本科生教材,也可供从事通信、电子技术及自动化等方面的工程技术人员参考使用。
作者简介
于洪珍教授,博导,是首届全国高校百名教学名师奖获得者,中国矿业大学国家重点学科“电力电子与电力传动”带头人之一。国家特色专业(信息工程)建设点负责人之一,信息工程系首席教授。现任校教学委员会副主任。
于洪珍长期坚持教学与科研和生产实践相结合,曾先后主持过国家和省、部级12个科研项目和15项教学项目。出版教材和专著11部,发表学术和教学论文102篇。1992年获得国务院颁发的的政府特殊津贴;曾先后被评为全国优秀教师、全国煤炭院校优秀教师、江苏省优秀研究生指导教师、江苏省教学名师等。
于洪珍在52年的从教生涯中,先后为本科生、研究生开设了模拟电路、数字电路、通信电子电路、多媒体通信、数据压缩、信息融合等20门课程。她主持和主讲的“通信电子电路”课程被评为2004年度国家精品课程;“通信电子电路多媒体教学课件”获江苏省多媒体教学课件一等奖;于洪珍主编的《通信电子电路》立体化教材2004年被评为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,2007年被评为江苏省精品教材。她主持的“启发式、创新性教学研究及其在电类专业中的实践”2005年获教学成果二等奖。她的教学深受学生的喜爱也得到了学校及国内同行专家的充分肯定。
内页插图
目录
前言/序言
本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。
《通信电子电路》自2005年8月由清华大学出版社出版以来,已印刷了11次。2012年6月再版,又印刷了6次。该书深受广大读者的厚爱,被100多所高校选用,从使用该教材的高校看,既有理工科大学,又有综合性大学,还有师范类大学等。本教材满足各类高等学校多样化人才培养需求。
本书是作者在前两版的基础上编写的。
《通信电子电路》立体化系列教材,包括主教材、学习指导书(其中含习题详细解答)以及供课堂教学使用的电子教案等,体现了教材的系统性和完整性。内容丰富、重点突出、条理清楚,特色鲜明,第3版进一步融合了“启发和创新”的思想,加强了实践性。
这次再版在整体的安排上保留了前两版的基本内容、基本体系,同时使各章有相对的独立性,以便于其他不同专业、不同学时选用。第3版我们主要对第2~9章部分内容进行了修改、调整和扩充,并给出了每章小结,还对第1~9章增加了部分思考题与习题。第3版修改、调整和扩充的内容如下:
(1)第2章增加了声表面波滤波器的典型应用。
(2)第3章更名为高频功率放大器,增加了宽带高频功率放大器的内容。
(3)第5章对抑制载波调幅波的产生电路作了简明的分析与推导。
(4)第6章突出了角度调制信号分析内容。
(5)第7章增加了二次混频的应用。在变频干扰中突出了组合频率干扰及副波道干扰是如何形成的,还增加了典型例题分析。
(6)第8章对环路的同步带和捕捉带进行了扩充,删去了静噪电路。
(7)第9章增加了静噪电路。
(8)第10章专门介绍了通信电子电路的应用实例,其中脉宽调制集成化载波多路遥讯装置以及YDK-IP型遥控机是结合科研成果编写的。基于FPGA的PLL频率合成器是结合教学实践研究成果编写的。
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A介绍了调幅和调频信号的MATLAB仿真,附录B介绍了调幅和调频信号的MULTISIM仿真。
本书由于洪珍教授编著,于洪珍教授编写了第1、3~10章,王艳芬教授编写了第2章及附录A,王刚副教授编写了附录B,全书由于洪珍教授统稿。
承蒙中国人工智能学会理事长,北京邮电大学钟义信教授在百忙中为本书写序。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。
《现代通信系统基础》 内容简介 《现代通信系统基础》是一本面向电子信息工程、通信工程、自动化等相关专业本科生和研究生的教材,旨在系统性地介绍现代通信系统的基本原理、核心技术和关键组成部分。本书以清晰的逻辑、严谨的数学推导和丰富的工程实例,帮助读者建立起对通信系统全局的深刻理解,为进一步深入学习通信领域的专业知识打下坚实基础。 本书的编写遵循循序渐进的原则,从最基本的信号与系统理论出发,逐步过渡到信息传输的各个关键环节,最终描绘出完整的现代通信系统图景。全书共分为十个章节,内容涵盖了模拟信号与数字信号的表示、分析方法,信道特性对信息传输的影响,以及实现高效可靠通信的各种调制、解调、编码与纠错技术。 第一章 绪论 本章首先回顾了通信技术发展的历史进程,从早期电报、电话的诞生,到无线电的发现,再到现代数字通信、光通信的蓬勃发展,让读者对通信技术的演进脉络有一个宏观的认识。接着,本书阐述了现代通信系统的基本模型,包括信源、信宿、信道、调制器、解调器、编码器、解码器等基本组成部分,并介绍了通信系统设计的几个关键指标,如传输速率、信噪比、误码率、带宽利用率等。最后,本章对本书的后续内容进行简要概览,为读者勾勒出学习路线图。 第二章 信号与系统基础 本章是理解后续通信原理的基础。首先,详细介绍了信号的分类,包括模拟信号与数字信号,周期信号与非周期信号,能量信号与功率信号等,并给出了相应的数学表示方法。傅里叶级数和傅里叶变换作为分析信号频谱的重要工具,在本章进行了深入讲解,包括其定义、性质以及在信号分析中的应用,如信号的带宽、能量谱密度等。接着,引入了线性时不变(LTI)系统的概念,阐述了系统的冲击响应、单位阶跃响应,以及系统的频率响应。通过卷积定理,详细阐述了系统如何影响输入信号的频谱。此外,还介绍了系统的稳定性、因果性等重要概念。 第三章 模拟信号的调制 本章聚焦于模拟信号的传输,重点讲解了多种模拟调制技术。首先,介绍了调幅(AM)技术,包括其基本原理、不同类型的调幅(DSB-SC、SSB、VSB),以及对应的解调方法,并分析了AM信号的频谱特性和功率效率。接着,深入讲解了调频(FM)技术,解释了其瞬时频率的概念,分析了FM信号的带宽和功率,并介绍了窄带FM和宽带FM的特点。最后,阐述了调相(PM)技术,说明了其与FM技术的内在联系,并给出了相应的调制和解调电路的原理。本章通过对这些经典模拟调制技术的剖析,为读者理解数字调制奠定基础。 第四章 采样与量化 本章探讨了将模拟信号转换为数字信号的关键过程,即采样和量化。首先,详细阐述了奈奎斯特定理,即采样频率必须大于信号最高频率的两倍,才能保证信号的无失真恢复。本章通过对采样过程的数学推导,清晰地展现了信号在时域和频域的变换。接着,引入了量化过程,解释了量化器的基本原理,包括量化间隔、量化误差等。不同类型的量化器,如均匀量化和非均匀量化,以及它们的优缺点在本章也有所讨论。最后,本章介绍了脉冲编码调制(PCM)的基本框架,这是目前最常用的数字语音编码方式,为后续章节的数字通信打下基础。 第五章 数字信号的基带传输 本章关注数字信号在没有载波调制的情况下直接传输的基带传输技术。首先,介绍了数字信号的波形表示,如单极性、双极性、归零码、不归零码等,并分析了它们的功率谱密度特性,以及存在的问题,如直流分量和码间串扰。接着,深入讲解了基带传输系统的性能指标,如码间串扰(ISI)的成因和影响,以及如何通过信道均衡技术来抑制码间串扰,例如线性均衡和自适应均衡。最后,本章讨论了匹配滤波器的概念,它能够在噪声环境下最大化输出信噪比,是实现最佳基带信号检测的关键。 第六章 数字信号的带通传输(调制) 本章将数字信号的传输提升到更高的层面,即利用载波进行带通传输。首先,介绍了数字调制的基本思想,即利用载波信号的幅度、频率或相位来携带数字信息。接着,详细讲解了主要的数字调制方式,包括: 幅移键控(ASK):包括二进制ASK(OOK)和M进制ASK,分析其调制和解调原理,以及优点和缺点。 频移键控(FSK):包括二进制FSK和M进制FSK,分析其调制和解调原理,以及其在抗噪声性能方面的优势。 相移键控(PSK):包括二进制PSK(BPSK)和M进制PSK(QPSK),深入分析了QPSK的调制原理、星座图表示以及其在提高传输效率方面的作用。 正交幅度调制(QAM):作为ASK和PSK的结合,QAM能够进一步提高频谱利用率,本章详细讲解了QAM的原理,以及常见的QAM星座图。 对于每种调制方式,都进行了性能分析,包括误码率(BER)与信噪比(SNR)的关系,以及它们在实际应用中的优缺点。 第七章 数字信号的解调与检测 本章是数字通信的核心部分,聚焦于如何从接收到的带噪声信号中正确地恢复出原始的数字信息。首先,介绍了最佳接收机的概念,以及最小化错误概率的准则。接着,详细讲解了各种数字解调器的原理: 相干解调:对于ASK、PSK和QAM等需要载波同步的调制方式,详细介绍了相干解调的实现方法,包括载波恢复技术。 非相干解调:对于FSK等不需要严格载波同步的调制方式,介绍了非相干解调的原理。 最大似然检测:从统计学角度出发,详细阐述了最大似然检测器的原理,以及其如何实现最小的误码率。 匹配滤波器:再次强调了匹配滤波器在信号检测中的重要作用,并分析了其与最大似然检测器的关系。 本章通过大量的数学推导和性能比较,让读者深刻理解各种解调器的工作原理和性能差异。 第八章 数字通信的信道编码 本章介绍如何通过引入冗余信息来提高数字通信系统的可靠性,即信道编码技术。首先,阐述了信道编码的目的,即降低误码率,提高系统的抗噪声能力。接着,详细讲解了两种主要的信道编码类型: 线性分组码:包括海明码(Hamming Code)和循环冗余校验码(CRC)等,详细介绍了它们的编码和译码原理,以及纠错能力。 卷积码:介绍了卷积码的基本结构、编码过程,以及维特比译码算法(Viterbi Algorithm),这是现代通信系统中应用最广泛的译码算法之一。 本章通过实例说明,展示了信道编码如何有效地检测和纠正传输过程中产生的错误。 第九章 信息论基础与信源编码 本章将视角转向信息源本身,从信息论的角度出发,探讨如何对信息进行有效的编码以实现无损或有损压缩。首先,介绍了信息熵的概念,以及其作为信息量的度量。接着,讲解了信息传输的理论极限——信道容量,以及香农信道编码定理,它揭示了在给定信道容量下,信息可以无差错传输的理论可能性。然后,深入探讨了信源编码技术,包括: 无损信源编码:如霍夫曼编码(Huffman Coding)和算术编码(Arithmetic Coding),详细讲解了它们的编码原理和压缩效率。 有损信源编码:简要介绍了其基本思想,如图像和语音压缩中的一些基本原理,但本书侧重于通信系统的传输层面,因此对此部分内容不做深入展开。 本章旨在让读者理解信息的量化和压缩的理论基础,以及它们与通信系统设计之间的关系。 第十章 现代通信系统实例与发展趋势 本章对前面章节所学知识进行整合,并通过一些现代通信系统的实例来加深理解。首先,简要介绍了目前主流的通信系统,如蜂窝移动通信(GSM、CDMA、LTE、5G)、卫星通信、光纤通信等,并分析了它们在架构、关键技术和性能上的特点。接着,探讨了通信领域的前沿发展趋势,如软件定义无线电(SDR)、认知无线电(Cognitive Radio)、多输入多输出(MIMO)技术、正交频分复用(OFDM)技术在4G/5G中的应用,以及未来6G通信的可能方向。最后,本章鼓励读者将所学知识应用于实际工程问题,并对未来的学习和研究方向进行展望。 《现代通信系统基础》力求在理论深度和工程实践之间找到平衡点,通过清晰的讲解和严谨的推导,帮助读者掌握现代通信系统的核心知识体系,培养分析和解决通信工程问题的能力。本书的配备也考虑到了读者的学习需求,提供了丰富的图表、公式推导和适量的习题,以期达到最佳的学习效果。