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RF的重要性:射频和无线电的电磁场的存在

454398 来源:eeweb 作者:PeterTraneus Anderson 2021-04-09 11:18 次阅读

收音机或无线设备已经陈旧。詹姆斯·克莱克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)在1864年发表了《电磁场的动力学理论》,在其中他提出了建立射频和无线电的电磁场的存在。第一位无线电实验者是海因里希·赫兹(Heinrich Hertz),他在1886年至1889年之间进行了实验。

无线磁感应电报在1890年代得到了证明,当时它被用于列车和轨道旁线圈之间的通信

RB Owens在他的1903年美国专利736,432号“用于确定相对于预定引导系统的位置的设备”中描述了一种无线导航系统。这个想法是,在通道内航行的船舶会跟随该通道底部的一根或多根电缆发出的磁场或电场。有人可能会反对说这是近场感应而不是远场辐射,但这是无线的,对我来说已经足够了。

顺便说一句,美国专利10,000,000将在2018年发布。过期的专利是有价值的技术档案。专利局的长期目标是通过过期的专利在公共领域发布技术知识。

查尔斯·D·赫罗德(Charles D. Herrold)于1912年开始在加州圣何塞(San Jose)广播音乐,并于1921年在圣何塞(San Jose)开设了广播电台KQW。与此同时,宾夕法尼亚州匹兹堡(Pittsburgh)的KDKA等在1920年11月的选举中播出了回归。

在真空管出现之前,无线电是电磁机械的。最后一个电磁机械无线电发射器是Varberg无线电台,该无线电台仍在17.2kHz的瑞典格赖顿(Grimeton)运行(此Wikipedia页面上有更多详细信息)。

无线电或无线是它自己的世界,以模拟和数字形式表示,两者都不尽相同。模拟无线电电路不同于主流模拟电路。主流模拟是宽带的,通常考虑从DC到某个上限的频率,并且经常在时域中进行分析。相比之下,无线电是窄带,其带宽与中心频率相比较小,通常在频域中进行分析。

需要具有窄通带的差分仪表放大器,无线电工程师可能会用串联调谐电路代替增益设置电阻器电感器电阻将增益设置在通带的中心,并且电感器需要良好地屏蔽防磁吸):

o4YBAGBvxfaAOq2PAABeMMdcYR8217.png

(来源:彼得·特拉诺斯·安德森)

音频电路的工作频率为20Hz至20,000Hz,频率范围为1000:1。对于无线电工程师来说,这是超宽带。无线电通常在1.01:1、1.001:1或什至更窄的频率范围内运行。

对于主流的模拟技术来说,大多数无线电设备的工作频率都太高了,而晶体管二极管和真空管只能工作。波长可以与设备的尺寸相媲美;PCB图则是电路组件的一部分。耿氏二极管是砷化镓单二极管微波振荡器,其原因是GaAs中的载流子迁移率在较高电场下较低。

模数转换(ADC)是大多数无线电接收的中心。在摩尔斯电码广播的早期,接收运营商通过写下文字字母来进行模数转换。

接收操作员有时会受到耳蜗间电导率过高的影响,否则会被称为耳机之间的短路,并且会误输入代码。

通过收听广播中的语音,我们将听到的模拟声音转换为音素,然后转换为大脑中的单词(数字表示)。

在过去的几十年中,ADC从无线电接收机系统的输出一直稳定地转向输入。到1990年代初,一些无线电接收机的天线处都装有ADC(我在1993年使用Harris的数字下变频器芯片制造了一个ADC),其余的信号路径都是数字的。

模数转换器(ADC)变得足够快以数字化无线电信号时,制造商发现了他们不知道的要求-特别是无杂散动态范围(SFDR)。

在广播之前,ADC制造商认为,所需的线性度足以使其小于最小有效位(LSB)的一半,这是因为ADC的每个输出采样都将有多达LSB的一半的误差。量化数字输出。

无线电需要更好的性能,因为数字信号处理将平均数千到数百万个ADC样本来计算恢复的窄带信号的每个样本。这种平均衰减了量化噪声,但是由于完整的非线性,它留下了寄生响应。因此是SFDR规范。

我什至没有涉及天线和传播,它们涉及它们自己的大电磁场。

编辑:hfy

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