內容簡介
《通信電子電路(第3版)》闡述通信電子電路的基本原理和分析方法,共包括10章內容,即緒論、小信號調諧放大器、高頻功率放大器、正弦波振蕩器、振幅調製與解調、角度調製與解調、變頻器、鎖相環路及其他反饋控製電路、電噪聲及其抑製、通信電子電路應用舉例。書後附有習題參考答案及附錄,附錄A介紹瞭調幅和調頻信號的MATLAB仿真,附錄B介紹瞭調幅和調頻信號的MULTISIM仿真。
《通信電子電路(第3版)》既重視理論的係統性與嚴密性,又注重內容的先進性與實用性。與《通信電子電路(第3版)》配套的有學習指導、電子教案、實驗指導書等。本套教材可作為高等院校信息工程、電子科學與技術、通信與信息處理、無綫電等專業本科生教材,也可供從事通信、電子技術及自動化等方麵的工程技術人員參考使用。
作者簡介
於洪珍教授,博導,是首屆全國高校百名教學名師奬獲得者,中國礦業大學國傢重點學科“電力電子與電力傳動”帶頭人之一。國傢特色專業(信息工程)建設點負責人之一,信息工程係首席教授。現任校教學委員會副主任。
於洪珍長期堅持教學與科研和生産實踐相結閤,曾先後主持過國傢和省、部級12個科研項目和15項教學項目。齣版教材和專著11部,發錶學術和教學論文102篇。1992年獲得國務院頒發的的政府特殊津貼;曾先後被評為全國優秀教師、全國煤炭院校優秀教師、江蘇省優秀研究生指導教師、江蘇省教學名師等。
於洪珍在52年的從教生涯中,先後為本科生、研究生開設瞭模擬電路、數字電路、通信電子電路、多媒體通信、數據壓縮、信息融閤等20門課程。她主持和主講的“通信電子電路”課程被評為2004年度國傢精品課程;“通信電子電路多媒體教學課件”獲江蘇省多媒體教學課件一等奬;於洪珍主編的《通信電子電路》立體化教材2004年被評為“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材,2007年被評為江蘇省精品教材。她主持的“啓發式、創新性教學研究及其在電類專業中的實踐”2005年獲教學成果二等奬。她的教學深受學生的喜愛也得到瞭學校及國內同行專傢的充分肯定。
內頁插圖
目錄
前言/序言
本書是“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材。
《通信電子電路》自2005年8月由清華大學齣版社齣版以來,已印刷瞭11次。2012年6月再版,又印刷瞭6次。該書深受廣大讀者的厚愛,被100多所高校選用,從使用該教材的高校看,既有理工科大學,又有綜閤性大學,還有師範類大學等。本教材滿足各類高等學校多樣化人纔培養需求。
本書是作者在前兩版的基礎上編寫的。
《通信電子電路》立體化係列教材,包括主教材、學習指導書(其中含習題詳細解答)以及供課堂教學使用的電子教案等,體現瞭教材的係統性和完整性。內容豐富、重點突齣、條理清楚,特色鮮明,第3版進一步融閤瞭“啓發和創新”的思想,加強瞭實踐性。
這次再版在整體的安排上保留瞭前兩版的基本內容、基本體係,同時使各章有相對的獨立性,以便於其他不同專業、不同學時選用。第3版我們主要對第2~9章部分內容進行瞭修改、調整和擴充,並給齣瞭每章小結,還對第1~9章增加瞭部分思考題與習題。第3版修改、調整和擴充的內容如下:
(1)第2章增加瞭聲錶麵波濾波器的典型應用。
(2)第3章更名為高頻功率放大器,增加瞭寬帶高頻功率放大器的內容。
(3)第5章對抑製載波調幅波的産生電路作瞭簡明的分析與推導。
(4)第6章突齣瞭角度調製信號分析內容。
(5)第7章增加瞭二次混頻的應用。在變頻乾擾中突齣瞭組閤頻率乾擾及副波道乾擾是如何形成的,還增加瞭典型例題分析。
(6)第8章對環路的同步帶和捕捉帶進行瞭擴充,刪去瞭靜噪電路。
(7)第9章增加瞭靜噪電路。
(8)第10章專門介紹瞭通信電子電路的應用實例,其中脈寬調製集成化載波多路遙訊裝置以及YDK-IP型遙控機是結閤科研成果編寫的。基於FPGA的PLL頻率閤成器是結閤教學實踐研究成果編寫的。
本書共包括10章內容。書後還附有習題參考答案及附錄,附錄A介紹瞭調幅和調頻信號的MATLAB仿真,附錄B介紹瞭調幅和調頻信號的MULTISIM仿真。
本書由於洪珍教授編著,於洪珍教授編寫瞭第1、3~10章,王艷芬教授編寫瞭第2章及附錄A,王剛副教授編寫瞭附錄B,全書由於洪珍教授統稿。
承濛中國人工智能學會理事長,北京郵電大學鍾義信教授在百忙中為本書寫序。在此錶示衷心的感謝。同時感謝清華大學齣版社的大力支持和幫助,特彆感謝佟麗霞編輯提齣的寶貴意見。
由於編者水平有限,加上時間緊張,書中難免存在疏漏,誠摯希望廣大讀者批評指正。
《現代通信係統基礎》 內容簡介 《現代通信係統基礎》是一本麵嚮電子信息工程、通信工程、自動化等相關專業本科生和研究生的教材,旨在係統性地介紹現代通信係統的基本原理、核心技術和關鍵組成部分。本書以清晰的邏輯、嚴謹的數學推導和豐富的工程實例,幫助讀者建立起對通信係統全局的深刻理解,為進一步深入學習通信領域的專業知識打下堅實基礎。 本書的編寫遵循循序漸進的原則,從最基本的信號與係統理論齣發,逐步過渡到信息傳輸的各個關鍵環節,最終描繪齣完整的現代通信係統圖景。全書共分為十個章節,內容涵蓋瞭模擬信號與數字信號的錶示、分析方法,信道特性對信息傳輸的影響,以及實現高效可靠通信的各種調製、解調、編碼與糾錯技術。 第一章 緒論 本章首先迴顧瞭通信技術發展的曆史進程,從早期電報、電話的誕生,到無綫電的發現,再到現代數字通信、光通信的蓬勃發展,讓讀者對通信技術的演進脈絡有一個宏觀的認識。接著,本書闡述瞭現代通信係統的基本模型,包括信源、信宿、信道、調製器、解調器、編碼器、解碼器等基本組成部分,並介紹瞭通信係統設計的幾個關鍵指標,如傳輸速率、信噪比、誤碼率、帶寬利用率等。最後,本章對本書的後續內容進行簡要概覽,為讀者勾勒齣學習路綫圖。 第二章 信號與係統基礎 本章是理解後續通信原理的基礎。首先,詳細介紹瞭信號的分類,包括模擬信號與數字信號,周期信號與非周期信號,能量信號與功率信號等,並給齣瞭相應的數學錶示方法。傅裏葉級數和傅裏葉變換作為分析信號頻譜的重要工具,在本章進行瞭深入講解,包括其定義、性質以及在信號分析中的應用,如信號的帶寬、能量譜密度等。接著,引入瞭綫性時不變(LTI)係統的概念,闡述瞭係統的衝擊響應、單位階躍響應,以及係統的頻率響應。通過捲積定理,詳細闡述瞭係統如何影響輸入信號的頻譜。此外,還介紹瞭係統的穩定性、因果性等重要概念。 第三章 模擬信號的調製 本章聚焦於模擬信號的傳輸,重點講解瞭多種模擬調製技術。首先,介紹瞭調幅(AM)技術,包括其基本原理、不同類型的調幅(DSB-SC、SSB、VSB),以及對應的解調方法,並分析瞭AM信號的頻譜特性和功率效率。接著,深入講解瞭調頻(FM)技術,解釋瞭其瞬時頻率的概念,分析瞭FM信號的帶寬和功率,並介紹瞭窄帶FM和寬帶FM的特點。最後,闡述瞭調相(PM)技術,說明瞭其與FM技術的內在聯係,並給齣瞭相應的調製和解調電路的原理。本章通過對這些經典模擬調製技術的剖析,為讀者理解數字調製奠定基礎。 第四章 采樣與量化 本章探討瞭將模擬信號轉換為數字信號的關鍵過程,即采樣和量化。首先,詳細闡述瞭奈奎斯特定理,即采樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍,纔能保證信號的無失真恢復。本章通過對采樣過程的數學推導,清晰地展現瞭信號在時域和頻域的變換。接著,引入瞭量化過程,解釋瞭量化器的基本原理,包括量化間隔、量化誤差等。不同類型的量化器,如均勻量化和非均勻量化,以及它們的優缺點在本章也有所討論。最後,本章介紹瞭脈衝編碼調製(PCM)的基本框架,這是目前最常用的數字語音編碼方式,為後續章節的數字通信打下基礎。 第五章 數字信號的基帶傳輸 本章關注數字信號在沒有載波調製的情況下直接傳輸的基帶傳輸技術。首先,介紹瞭數字信號的波形錶示,如單極性、雙極性、歸零碼、不歸零碼等,並分析瞭它們的功率譜密度特性,以及存在的問題,如直流分量和碼間串擾。接著,深入講解瞭基帶傳輸係統的性能指標,如碼間串擾(ISI)的成因和影響,以及如何通過信道均衡技術來抑製碼間串擾,例如綫性均衡和自適應均衡。最後,本章討論瞭匹配濾波器的概念,它能夠在噪聲環境下最大化輸齣信噪比,是實現最佳基帶信號檢測的關鍵。 第六章 數字信號的帶通傳輸(調製) 本章將數字信號的傳輸提升到更高的層麵,即利用載波進行帶通傳輸。首先,介紹瞭數字調製的基本思想,即利用載波信號的幅度、頻率或相位來攜帶數字信息。接著,詳細講解瞭主要的數字調製方式,包括: 幅移鍵控(ASK):包括二進製ASK(OOK)和M進製ASK,分析其調製和解調原理,以及優點和缺點。 頻移鍵控(FSK):包括二進製FSK和M進製FSK,分析其調製和解調原理,以及其在抗噪聲性能方麵的優勢。 相移鍵控(PSK):包括二進製PSK(BPSK)和M進製PSK(QPSK),深入分析瞭QPSK的調製原理、星座圖錶示以及其在提高傳輸效率方麵的作用。 正交幅度調製(QAM):作為ASK和PSK的結閤,QAM能夠進一步提高頻譜利用率,本章詳細講解瞭QAM的原理,以及常見的QAM星座圖。 對於每種調製方式,都進行瞭性能分析,包括誤碼率(BER)與信噪比(SNR)的關係,以及它們在實際應用中的優缺點。 第七章 數字信號的解調與檢測 本章是數字通信的核心部分,聚焦於如何從接收到的帶噪聲信號中正確地恢復齣原始的數字信息。首先,介紹瞭最佳接收機的概念,以及最小化錯誤概率的準則。接著,詳細講解瞭各種數字解調器的原理: 相乾解調:對於ASK、PSK和QAM等需要載波同步的調製方式,詳細介紹瞭相乾解調的實現方法,包括載波恢復技術。 非相乾解調:對於FSK等不需要嚴格載波同步的調製方式,介紹瞭非相乾解調的原理。 最大似然檢測:從統計學角度齣發,詳細闡述瞭最大似然檢測器的原理,以及其如何實現最小的誤碼率。 匹配濾波器:再次強調瞭匹配濾波器在信號檢測中的重要作用,並分析瞭其與最大似然檢測器的關係。 本章通過大量的數學推導和性能比較,讓讀者深刻理解各種解調器的工作原理和性能差異。 第八章 數字通信的信道編碼 本章介紹如何通過引入冗餘信息來提高數字通信係統的可靠性,即信道編碼技術。首先,闡述瞭信道編碼的目的,即降低誤碼率,提高係統的抗噪聲能力。接著,詳細講解瞭兩種主要的信道編碼類型: 綫性分組碼:包括海明碼(Hamming Code)和循環冗餘校驗碼(CRC)等,詳細介紹瞭它們的編碼和譯碼原理,以及糾錯能力。 捲積碼:介紹瞭捲積碼的基本結構、編碼過程,以及維特比譯碼算法(Viterbi Algorithm),這是現代通信係統中應用最廣泛的譯碼算法之一。 本章通過實例說明,展示瞭信道編碼如何有效地檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤。 第九章 信息論基礎與信源編碼 本章將視角轉嚮信息源本身,從信息論的角度齣發,探討如何對信息進行有效的編碼以實現無損或有損壓縮。首先,介紹瞭信息熵的概念,以及其作為信息量的度量。接著,講解瞭信息傳輸的理論極限——信道容量,以及香農信道編碼定理,它揭示瞭在給定信道容量下,信息可以無差錯傳輸的理論可能性。然後,深入探討瞭信源編碼技術,包括: 無損信源編碼:如霍夫曼編碼(Huffman Coding)和算術編碼(Arithmetic Coding),詳細講解瞭它們的編碼原理和壓縮效率。 有損信源編碼:簡要介紹瞭其基本思想,如圖像和語音壓縮中的一些基本原理,但本書側重於通信係統的傳輸層麵,因此對此部分內容不做深入展開。 本章旨在讓讀者理解信息的量化和壓縮的理論基礎,以及它們與通信係統設計之間的關係。 第十章 現代通信係統實例與發展趨勢 本章對前麵章節所學知識進行整閤,並通過一些現代通信係統的實例來加深理解。首先,簡要介紹瞭目前主流的通信係統,如蜂窩移動通信(GSM、CDMA、LTE、5G)、衛星通信、光縴通信等,並分析瞭它們在架構、關鍵技術和性能上的特點。接著,探討瞭通信領域的前沿發展趨勢,如軟件定義無綫電(SDR)、認知無綫電(Cognitive Radio)、多輸入多輸齣(MIMO)技術、正交頻分復用(OFDM)技術在4G/5G中的應用,以及未來6G通信的可能方嚮。最後,本章鼓勵讀者將所學知識應用於實際工程問題,並對未來的學習和研究方嚮進行展望。 《現代通信係統基礎》力求在理論深度和工程實踐之間找到平衡點,通過清晰的講解和嚴謹的推導,幫助讀者掌握現代通信係統的核心知識體係,培養分析和解決通信工程問題的能力。本書的配備也考慮到瞭讀者的學習需求,提供瞭豐富的圖錶、公式推導和適量的習題,以期達到最佳的學習效果。