1、电子基础元器件的作用 顶岗实习报告 终端控制信号指挥车的装配 论文作者： 王程浩指导教师： 梁娜专 业： 应用电子技术系 （院）： 电气与电子工程系答辩日期：2016年 5 月27日 摘要 无线电通信（radio communications）是将需要传送的声音、文字、数据、图像等电信号调制在无线电波上经空间和地面传至对方的通信方式，利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。无线电通信的最大魅力在于，借助无线电波具有的波动传递信息的功能，人们可以省去敷设导线的麻烦，实现更加自由、更加快捷、无障碍的信息交流和沟通。从无线电波的特性来看，如同光波一样，无线电波可以反射、折射、绕射和散射传播。由于电波
2、特性不同，有些电波能够在地球表面传播，有些能够在空间直线传播，有些能够从大气层上空反射传播，有些电波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。无线电管理指挥车通过多种通信手段实现与固定无线电管理指挥中心 的通信畅通,不仅具备监测、测向与定位功能,还具有数据分析和展示功能,能够实现对无线电管理现场人员、各类车辆和设备的综合指挥调度.这对提升重大活动 无线电安全保障水平、加强无线电管控能力具有非常重要的意义. 绪论 无线电通信（radio communications）是将需要传送的声音、文字、数据、图像等电信号调制在无线电波上经空间和地面传至对方的通信方式，利用无线电磁波在空间传输信息的通信方式。
3、而这次的论文内容就是无线电的一些基础的知识和一些我们所学到的一些元器件，电子器件的发展，对无线电通信技术起着举足轻重的作用。电子器件经历了从电 子 管 到 半导 体 器 件，再 到 集 成 电 路 的 演 变 过 程；具 有 功 能 组 件化 、遥 控、自 动调整特点的器件的出现，使无线电通信面貌大为改观。1963年第一颗同步卫星进入轨道，无线电通信发生了“天上人间”的 变 化。现在，卫 星 通 信 可 以 把 各 种 信息“轻而易举”地传送到地球的各个角落。1970年制成了世界上第一根光导纤维，开始了通信技术史上又一场新的革命，吹响了向光通信时代迈进的号角。现代通信的发展正展现着巨大的魅力。
4、目 录 摘 要 1 绪 论 2无线电的基础知识 3第一章 无线电通信基础知识 41.1. 无线电波的划分 3 1.1.1 无线电波的定义 6 1.1.2 无线电波的波段 71.2 无线电波的传播 10 1.2.1无线电波的传播方试 15 1.3无线电的发送与接收 18 1.3.1无线电传送的好处 20 1.3.2 有效的向外发射电磁波的条件 21 1.3.3 无线电传输 22 1.34 无线电信号的调制 22 1.3.5 无线电信号的解调 22第二章 常用电子线路 22 2.1 整流电路 22 2.1.1 半波整流 22 2.1.2 全波整流 22 2.1.3 桥式整流 22 2.2滤波电路
5、22 2.3稳压电路 22 2.3.1 二极管稳压电路 22 2.3.2 串联型稳压电路 22 2.3.3 三端稳压电路 22 2.4振荡电路 22 2.4.1变压器反馈式振荡器 22 2.4.2 电感三端式振荡器 22 2.4.3电容三端式振荡器 22 2.4.4 RC振荡器 22 2.4.5 石英晶体振荡器 22第三章 晶体二极管与晶体三极管 223.1 无线电传输 22 3.1.1半导体的概念 22 3.1.2 PN结的形成 22 3.1.3 PN结的单向导电性 22 3.2 半导体二极管 22 3.2.1 二极管结构原理 22 3.2.2 二极管的分类及应用 22 3.2.3 二极管的
6、伏安特性 22 3.2.4 二极管的主要技术参数 22 3.3 晶体三极管 22 3.3.1内部结构及图形符号 22 3.3.2 种类及命名 22 3.3.3 技术参数 22 3.3.4 晶体管放大电路 22第四章 参考文献 22第五章 致谢 22 一 无线电通信基础知识二 常用电子线路三 晶体二极管和三极管无线电通信基础知识 1.1无线电波的划分 1.2无线电波的传播 1.3无线电发送与接收1.1无线电波的划分1.1.1无线电波的定义：无线电波：在电磁场里，磁场的任何变化会产生电厂，电厂的人呢和变化也会产生磁场，狡辩的电磁场不仅可能存在于电荷、电流或导体的周围，而且能够脱离其产生的波源向远处
7、传播，这种在空间以一定速度传播的交变电磁场，就成为电磁波，也被成为无线电波。1.1.2无线电波的波段1.2无线电波的传播（1）频率从几十Hz(甚至更低)到3000GHz左右，波长从几十Mm到0.1mm左右的频谱范围内的电磁波，称为无线电波。电波旅行不依靠电线，也不象声波那样，必须依靠空气媒介帮它传播，有些电波能够在地球表面传播，有些波能够在空间直线传播，也能够从大气层上空反射传播，（2）有些波甚至能穿透大气层，飞向遥远的宇宙空间。发信天线或自然辐射源所辐射的无线电波，通过自然条件下的媒质到达收信天线的过程，就称为无线电波的传播。1.2.1 无线电波的传播方式1) 地波: 这是沿地球表面传播的无
8、线电波。（中波、长波）2) 天波: 也即电离层波。地球大气层的高层约100Km存在着“电离层”。无线电波进入电离层时其方向会发生改变，出现“反射”。因为电离层折射效应的积累，电波的入射方向会连续改变，最终会“拐”回地面，电离层如同一面镜子会反射无线电波。我们把这种经电离层反射而折回地面的无线电波称为“天波”。受气候、季节、昼夜等因素影响。（中、短波） 3）空间波：由发射天线直接到达接收点的电波，被称为直射波。有一部分电波是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的，被称为反射波。直射波和反射波合称为空间波。（电视广播、微波中继、移动通信）4）散射波：当大气层或电离层出现不均匀团块时（1216Km），
9、无线电波有可能被这些不均匀媒质向四面八方折射和散射，使一部分能量到达接收点，这就是散射波。 （波长较短的波段） 5) 外球层传播：离开地面1000Km以外的宇宙间通信称为外球层传播。卫星通讯和卫星直播电视就是利用这种传播方式。 1.3无线电的发送与接收 1.3.1、无线电传送的好处 1）电波传输不依靠电线。 2）也不象声波那样，必须依靠空气媒介帮它传播。 3）传播距离远、速度快，而且小。 4）频段宽。 1.3.2、 有效的向外发射电磁波的条件 1）要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。 2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。
10、1.3.3 无线电传输 任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。1）无线电的传输媒质： 传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等，这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。2）无线电的发信部分： 信号源，低频放大器，调制器，高频信号振荡器，高频放大器，发射天线。 3）无线电的收信部分： 接收天线，输入电路，高频放大器，变频器，中频放大器，解调器，低频放大。1.3.4无线电信号的调制 1） 调幅AM：使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。 任何一种非线性器件都可以用来产生调幅彼。晶体管是一种非线性器件，只要让其工作在非线性（甲乙类，乙类或丙
11、类）状态下，即可用它构成调幅电路。一般总是把高频载波信号和调制信号分别加在谐振功率放大器的晶体管的某个电极上，利用晶体管的发射结进行频率变换，并通过选频放大，从而达到调幅的目的。根据信号所加的极不同，可分为基极调，集电极调幅和发射极调幅等多种调幅电路。 2）调频FM：使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。调频波（调频信号）的特点是：其频率随调制信号振幅的变化而变化，而它的幅度却始终保持不变。当调制信号的幅度为零时，调频波的频率称为中心频率0。当调制信号向正的方向增大时，调频波的频率就高于中心频率；反之，当调制信号向着负的方向变化时，调频波的频率就低于中心频率 1.3.5 无线电信号的解调 解调
12、：将调制信号还原出来的过程。解调又有检波与鉴频和鉴相之分。1）发射的无线电波如何被接收到： 电磁波在空间传播时，如果遇到导体，会使导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波了。 2)无线电波的调谐装置（天线）： 通过改变可变电容的电容大小改变调谐电路的固有频率，进而使其、与接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了电流最大的电磁波。3）变频（混频）: 将一定频率范围的已调制高频信号变成固定的中频信号。调幅收音机中频：465KHz 调频收音机中频：10.7MHz电视图象中频： 3
13、8MHz4）无线电波的调幅解调（检波一）: 幅度检波：从调幅波中取出调制信号的过程,称为幅度检波。从高频调幅波中解调出原调制信号。 2.1整流电路 2.2滤波电路 2.3稳压电路 2.4振荡电路 2.1整流电路整流： 利用整流元件（通常是整流二极管）的单向导电性，实现将交流电变换成单向的脉动直流电。 （1）半波整流（2）全波整流（3）桥式整流单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而半波和全波整流电路中均有直流分量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同样功率容量条件下，体积可以小一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电路，故广泛应用于直流电源之中。半波整流 输出电
14、压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。 全波整流 桥式整流当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。2.2滤波电路滤波：将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。 电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量，又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。 电容滤
15、波电路原理： 若v2处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2 ，是正弦波。 当v2到达wt=p/2时，开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载L放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过wt=p/2时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过wt=p/2时二极管仍然导通。在超过wt=p/2后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以在t2到t3时刻，二极管导电，充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t1到t2时刻二极管关断，Vi=Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。 2.3
16、、稳压电路 理想的稳压电路输出电阻Ro=0,则Vo与负载RL无关，为了降低Ro,稳定Vo,高质量的稳压电路必须采用深度电压负反馈以改善电路性能。 稳压电路也分为二极管稳压电路、串联型稳压电路、三端集成稳压电路 。2.3.1二极管稳压电路：它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。 2.3.2 串联型稳压电路： 稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压值不能连续调节。线性串联型稳压电源工作电流较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路之中。线性串联型稳压电源的缺点是损耗
17、较大、效率低。 显然，VO =VI- VR，当VI增加时，R受控制而增加，使VR增加，从而在一定程度上抵消了VI增加对输出电压的影响。若负载电流IL增加，R受控制而减小，使VR减小，从而在一定程度上抵消了因IL增加（或VI减小）对输出电压的影响。 在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的管压降VCE，VCE相当于VR。要想输出电压稳定，必须按电压负反馈电路的模式来构成串联型稳压电路。典型的串联型稳压电路如图16.04所示。它由调整管、放大环节、比较环节、基准电压源几个部分组成。 稳压电路的保护环节：串联型稳压电源的内阻很小，如果输出端短路，则输出短路电
18、流很大。同时输入电压将全部降落在调整管上，使调整管的功耗大大增加，调整管将因过损耗发热而损坏，为此必须对稳压电源的短路进行保护。过载也会造成损坏。 保护的方法有反馈保护型和温度保护型两种。反馈保护型又分截流型和限流型两种。温度保护型是利用集成电路制造工艺，在调整管旁制作PN结温度传感器，当温度超标时，启动保护电路工作，工作原理与反馈保护型相同。（1）截流型是当发生短路时，通过保护电路使调整管截止，从而限制了短路电流，使之接近为零。截流特性如图2.31所示。 （2）限流型是当发生短路时，通过电路中取样电阻的反馈作用，使输出电流得以限制。限流特性如图2.32所示。2.3.3 三端集成稳压电路 将线
19、性串联稳压电源和各种保护电路集成在一起就得到了集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个外引线：输入端、输出端和公共端。 2.4、振荡电路 振荡电路：是一种自激振荡电路，它的特点是利用“自激振荡”原理工作的，其实质是放大器引正反馈的结果。振荡电路是不需要输入信号，自己就可以产生一定输出信号的电子电路。 振荡电路的振荡条件：相位平衡条件和幅值平衡条件 1）振幅平衡条件(AF=AF=1) 2）其二为相位平衡条件(a+f=2n，n=0，1，2，)。 自激振荡：是指在不外加信号的条件下，放大电路就能够产生某一频率和一定幅度的输出信号，这种现象称“自激振荡”。振荡电路的组成部分：由
20、四部分组成，即放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。(1)放大电路具有一定的电压放大倍数，其作用是对选择出来的某一频率的信号进行放大。根据电路需要可采用单级放大电路或多级放大电路。(2)反馈网络是反馈信号所经过的电路，其作用是将输出信号反馈到输入端，引入自激振荡所需的正反馈，一般反馈网络由线性元件R、L和C按需要组成。(3)选频网络具有选频的功能，其作用是选出指定频率的信号，以便使正弦波振荡电路实现单一频率振荡。选频网络分为Lc选频网络和Rc选频网络。使用LC选频网络的正弦波振荡电路，称为LC振荡电路；使用RC选频网络的正弦波振荡电路，称为RC振荡电路。 (4)稳幅环节具有稳定输出信号幅值的
21、作用，以便使电路达到等幅振荡，因此稳幅环节是正弦波振荡电路的重要组成部分。2.4.1 变压器反馈式振荡器 （1） 反馈网络采用变压器，利用变压器的一次绕组与电容并联组成振荡回路作选频网络，代替晶体管集电极电阻Rc，从变压器的二次绕组引回反馈电压并将其加到放大电路的输入端，电路如图1-31所示。（2）变压器反馈式LC振荡电路的特点是振荡频率调节方便，容易实现阻抗匹配和达到起振要求，输出波形一般，频率稳定度不高，产生正弦波信号的频率为几千赫至几十兆赫，一般适用于要求不高的设备。 2.4.2 电感三端式振荡器 （1）电感三点式振荡器的典型电路如图1-32所示。在LC振荡回路中，电感有一个抽头使线圈分
22、成两部分即线圈L1和线圈L2，线圈L1的3端接到晶体管的基极B，线圈L2的1端接晶体管的集电极C，中间抽头2接发射极E。也就是说电感线圈的三端分别接晶体管的三极，所以叫电感三点式振荡器，又称哈特莱振荡器。 （2）在该电路中L1兼作反馈网络，通过耦合电容Cl将Ll反馈电压加在晶体管的输入端，经放大后，在LC振荡回路中得到高频振荡信号，只要适当选择电感线圈抽头的位置使反馈信号大于输入信号，就可以在LC回路中获得不衰减的等幅振荡。 式中，Ll、L2为线圈抽头两边的自感系数； M为两段电感线圈的瓦感系数； C为振荡电容；fo为振荡频率。2.4.3 电容三端式振荡器 电容三点式振荡器的典型电路图。其结构
23、与电感三点式振荡器相似，只是将L、C互换了位置。LC振荡回路中采用两个电容串联成电容支路，两电容中间有一引出端，通过引出端从LC振荡回路的电容支路上取一部分电压反馈到放大电路的输入端，由于电容支路三个端点分别接于晶体管的三极上，所以把这种电路称为电容三点式LC振荡器，又称为柯尔皮兹振荡器。电感三点式振荡器和电容三点式振荡器各自的特点：电感三点式LC振荡器的特点 是振荡频率调节方便，电路容易起振，输出信号的波形中含有高次谐波，波形较差，频率稳定度不高，可产生正弦波信号的频率为几千赫至几十兆赫。一般用于要求不高的场合或设备中。电容三点式LC振荡器的特点 是频率调节不方便，输出信号的波形好，频率的稳
24、定度较高，可产生几兆赫至100MHz以上的频率。一般用于频率固定或在小范围内频率调节的场合或设备中。电感三点式振荡器与电容三点式振荡器相比有两个缺点：(1)改变电感不方便。(2)因反馈电压取自Ll上，Ll对高次谐波阻抗大，从而引起振荡回路输出 谐波分量增大，输出波形较差。 2.4.4 RC振荡器 （1）采用RC元件组成的电路作选频网络的正弦波振荡电路，称为RC振荡器。按反馈网络的结构特点，RC振荡电路可分为RC移相式、RC桥式和双T式选频网络的振荡电路。其中RC桥式振荡电路采用RC串并联电路作选频网络，故又称RC串并联振荡电路，如图1-29所示。（2）这个电路由两部分组成，即放大器Au和选频网
25、络Fuo Au为集成运算放大器所组成的电压串联负反馈放大器，而Fu则由Zl、Z2组成，同时兼作正反馈网络。Zl、Z2和Rl、R2正好形成一个四臂电桥，放大电路的输入端和输出端分别接到电桥的两个对角线上，因此这种RC振荡电路又称RC桥式振荡器。 RC移相式正弦波振荡电路： RC移相式正弦波振荡电路是把RC移相网络作为正弦波振荡电路的反馈环节，如图l-30所示。该振荡电路的RC移相网络提供180解的相移，而放大器采用反相输入比例放大电路，故a=-180。，a+f=0满足振荡的相位条件，只要调节热敏电阻Rf，使放大倍数足以补偿反馈网络引起的信号幅度衰减，就可以产生正弦波振荡信号。文氏电桥振荡电路：
26、振荡电路的原理图如上图所示。其中集成运放A作为放大电路，它的选频网络是一个由R、C元件组成的串并联网络，RF和R支路引入一个负反馈。由图可见，串并联网络中的R1、C1和R2、C2以及负反馈支路中的RF和R正好组成一个电桥的四个臂，因此这种电路又称为文氏电桥振荡电路。 2.4.5 石英晶体振荡器 采用石英晶体作选频网络选频元件的正弦波振荡电路叫石英晶体振荡器。石英晶体振荡器的形式多种多样，但其基本电路只有两类，即并联晶体振荡电路和串联晶体振荡电路。在前者中石英晶体是以并联谐振的形式出现，而在后者中则是以串联谐振的形式出现。在并联晶体振荡电路中，石英晶体工作在串联谐振频率和并联谐振频率之间，石英晶
27、体作为一个电感来组成振荡电路。而在串联晶体振荡电路中，石英晶体工作在串联谐振频率处，利用串联谐振时阻抗最小的特性来组成正弦波振荡电路。 分析判断电路能否产生振荡常采用的方法： （1）分析电路能否产生振荡的方法是看电路是否满足自激振荡条件。首先检查 相位平衡条件即检查反馈是否为正反馈；然后检查振幅平衡条件，一般振幅平衡 条件比较容易满足，若不满足，可在测试调整时，通过改变放大倍数Au和反 馈系数F使电路满足AF1的振幅平衡条件。通常只要正弦波振荡电路满 足相位平衡条件，就可认为电路产生正弦波振荡。 （2）判断相位平衡条件，常用瞬时极性法，所谓瞬时极性法即断开反馈信号至 放大电路的输入端点，在放大
28、电路的输入端加一输入电压Vi，并设其极性为正， 然后经过放大电路和反馈网络的传输放大后，若引入的是并联反馈，则看反馈信 号Vf与输入信号Vi的极性是否相同，若两者极性相同，则电路满足相位平衡条 件，能产生正弦波振荡；若两者极性不同，则电路不满足相位平衡条件，无法产 生正弦波振荡。 三. 晶体二极管与晶体三极管 3.1、半导体基础 3.2、晶体二极管 3.3、晶体三极管 3.1、半导体基础 3.1.1 半导体的概念 半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，主要是硅、 锗、硒及大多数金属 氧化物和硫化物等四价元素。本征半导体： 本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体 晶体，也就是说不含“
29、杂质”的四价元素，所谓“杂质”就是非四价元素。杂质半导体： 在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著的改变。因掺入杂质性质不同，杂质半导体可分为空穴（P）型半导体和电子（N）型半导体两大类。 P型半导体是在纯净的半导体中掺入三价元素而形成的，其中空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子，以空穴导电为主。三价元素：硼、铝、铟 （受主原子-能够吸收电子的杂质原子） N型半导体是在纯净的半导体中掺入五价元素而形成的，其中自由电子为多数载流子，而空穴为少数载流子，以自由电子导电为主。五价元素：磷、砷、锑 （施主原子-可以提供电子的杂质原子） 3.1.2 PN结的形成 P型、N型半导体
30、的导电能力虽然增强，但并不能直接用来制造半导体器件。通常应将一块完整的半导体中的一部分形成P型半导体，另一部分形成N型半导体，在流子扩散后，在P型及N型半导体的交界面处就会形成一个具有内电场的电荷区，称PN结。3.1.2.1 载流子的浓度差产生的多子的扩散运动 在P型半导体和N型半导体结合后，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差，N型区内的电子很多而空穴很少，P型区内的空穴很多而电子很少，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，因此，有些电子要从N型区向P型区扩散， 也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。3.1.2.2 电子和空穴的复合形成了空间电荷区 电子和空穴带有相反的电荷，它们在扩散过程中要产生复合（中和），结果使P区和N区中原来的电中性被破坏。 P区失去空穴留下带负电的离子，N区失去电子留下带正电的离子， 这些离子因物质结构的关系，它们不能移动，因此称为空间电荷，它们集中在P区和N区的交界面附近，形成
