第3章发射机与接收机结构课件.ppt

第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构第1页，此课件共22页哦第第3 3章章 发射机与接收机结构发射机与接收机结构 3.1 3.1 发射机与接收机的一般功能发射机与接收机的一般功能 3.2 3.2 发射机方案发射机方案3.3 3.3 接收机方案接收机方案第2页，此课件共22页哦无线通信系统的基本组成无线通信系统的基本组成信源信源信宿信宿发送设备发送设备/发射机发射机/发信机发信机接收设备接收设备/接收机接收机/收信机收信机共用共用设备设备第3页，此课件共22页哦发射机的一般功能：发射机的一般功能：完成有用低频信号对高频载波的调制，将其完成有用低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的有足够辐射功率的电磁波。主要性能天线发射的有足够辐射功率的电磁波。主要性能指标是射频信号的频谱、功率和发射机的效率。指标是射频信号的频谱、功率和发射机的效率。接受机的一般功能：接受机的一般功能：从众多的电磁波中选出有用信号，并放大到从众多的电磁波中选出有用信号，并放大到解调器所要求的电平值后再由解调器解调，将解调器所要求的电平值后再由解调器解调，将已调信号变为低频调制信号。主要性能指标是已调信号变为低频调制信号。主要性能指标是灵敏度和选择性。灵敏度和选择性。第4页，此课件共22页哦发射机、接收机的关键技术发射机、接收机的关键技术(1)(1)选择合适的调制和解调的方式选择合适的调制和解调的方式 选择选择抗干扰性能好、频带利用率高、调制功抗干扰性能好、频带利用率高、调制功率有效性好的率有效性好的调制方式。调制方式。(2)(2)选择性好选择性好 接收机能从众多的信号中选出有用信号抑制接收机能从众多的信号中选出有用信号抑制干扰信号。干扰信号。(3)(3)接收机的灵敏度接收机的灵敏度灵敏度灵敏度：接收微弱信号的能力。：接收微弱信号的能力。第5页，此课件共22页哦(4)(4)发射机中具备高效率不失真的功率放大器发射机中具备高效率不失真的功率放大器(5)(5)发射机发射的信号对邻道的发射机发射的信号对邻道的干扰要小干扰要小(6)(6)天线开关（天线转换器）天线开关（天线转换器）损耗小，响应速度快、隔离度高。损耗小，响应速度快、隔离度高。第6页，此课件共22页哦发射机发射机：把基带信号变成高频已调信号发射出去。：把基带信号变成高频已调信号发射出去。原因：原因：(1)(1)有效地把信号以电磁波的方式辐射出去；有效地把信号以电磁波的方式辐射出去；(2)(2)有效地利用频带。有效地利用频带。3.2 3.2 发射机方案发射机方案发射机主要功能：发射机主要功能：调制、上变频、功率放大调制、上变频、功率放大方案：方案：a 直接变换法直接变换法：调制和上变频合二为一，在一调制和上变频合二为一，在一个电路中实现；个电路中实现；b 两步法两步法：先在较低的中频上调制，再将已调信号：先在较低的中频上调制，再将已调信号的频率移到发射的载频上。的频率移到发射的载频上。第7页，此课件共22页哦3.2.1 3.2.1 直接变换直接变换实现方案实现方案调幅发射机方框图调幅发射机方框图优点优点：方法简单：方法简单缺点缺点：本振频率不稳定本振频率不稳定，直接影响发射机的各项，直接影响发射机的各项 性能指标性能指标(P(P5656)第8页，此课件共22页哦3.2.1 3.2.1 改进的直接变换法改进的直接变换法带两个本振的直接变换发射机方案带两个本振的直接变换发射机方案优点优点：发射频率和两个本振频率相差很远，不易发生：发射频率和两个本振频率相差很远，不易发生强信号对本振频率的牵引，提高载波频率的稳定性。强信号对本振频率的牵引，提高载波频率的稳定性。载波频率载波频率：第9页，此课件共22页哦3.2.2 3.2.2 二步法变换实现方案二步法变换实现方案二步法变换的发射机方案二步法变换的发射机方案优点优点：在较低的频率上调制，调制性能较好：在较低的频率上调制，调制性能较好缺点缺点：对带通滤波器的性能要求比较高：对带通滤波器的性能要求比较高。滤除边带信号滤除边带信号 。第10页，此课件共22页哦3.3 3.3 接收机方案接收机方案接收机接收机：从天线感应的众多信号中选出已调信号，从天线感应的众多信号中选出已调信号，再通过检波器取出基带信号。再通过检波器取出基带信号。最简单的接收机最简单的接收机不实用不实用，因为，因为：(1)(1)接收到的电磁波微弱，必须经过高频放大接收到的电磁波微弱，必须经过高频放大(2)(2)对天线感应的信号应有所选择。对天线感应的信号应有所选择。最简单的接收机方框图最简单的接收机方框图第11页，此课件共22页哦直接放大式接收机方框图直接放大式接收机方框图优点优点：提高了灵敏度（接收微弱信号的能力）：提高了灵敏度（接收微弱信号的能力）和选择性（区分不同电台的能力）。和选择性（区分不同电台的能力）。为了有效选择所需的接收信号，需要提高接受机的为了有效选择所需的接收信号，需要提高接受机的灵敏度及选择性。通常在检波器之前加一级至几级灵敏度及选择性。通常在检波器之前加一级至几级带有选频特性的带有选频特性的低噪声放大器低噪声放大器（高频小信号放大器），（高频小信号放大器），其作用是把所需的频带（电台）挑选出来并适当放大，其作用是把所需的频带（电台）挑选出来并适当放大，同时把不要的信号滤除掉，以免产生干扰。同时把不要的信号滤除掉，以免产生干扰。第12页，此课件共22页哦 但对于不同频率，接收机的灵敏度和选择性变但对于不同频率，接收机的灵敏度和选择性变化比较剧烈，而且灵敏度因为受到低噪声放大器化比较剧烈，而且灵敏度因为受到低噪声放大器不稳定的影响，不能过高，由于这些缺点，所以不稳定的影响，不能过高，由于这些缺点，所以现在已很少用上面直接放大式接收机，现在的接现在已很少用上面直接放大式接收机，现在的接收机几乎全部采用超外差结构。收机几乎全部采用超外差结构。直接放大式接收机方框图直接放大式接收机方框图第13页，此课件共22页哦3.3.1 3.3.1 超外差接收方案超外差接收方案外差外差：输入射频信号和本振信号产生差频的过程：输入射频信号和本振信号产生差频的过程超外差超外差：输入射频信号和本振信号产生一个固定中频信号：输入射频信号和本振信号产生一个固定中频信号的过程。的过程。(比高频信号低，比低频信号高的超音频信号比高频信号低，比低频信号高的超音频信号)第14页，此课件共22页哦(1)(1)中频段中频段实现对有用信道的选择，比在高频载波实现对有用信道的选择，比在高频载波频段选择对其后滤波器频段选择对其后滤波器Q Q值的要求低很多；值的要求低很多；1 1、采用混频器方案的三个方面原因：、采用混频器方案的三个方面原因：(2)(2)接收机的总增益分散到了高频、中频和基带三个接收机的总增益分散到了高频、中频和基带三个频段上；频段上；(3)(3)在较低的固定中频上解调也相对容易在较低的固定中频上解调也相对容易。第15页，此课件共22页哦 射频信号、本地振荡、混入的干扰信号通过变频器射频信号、本地振荡、混入的干扰信号通过变频器非线性特性产生的组合频率。非线性特性产生的组合频率。2 2、超外差接收机的缺点：组合干扰频率多、超外差接收机的缺点：组合干扰频率多主通道主通道：射频信号与本振产生中频的通道：射频信号与本振产生中频的通道寄生通道寄生通道：干扰与本振产生中频的通道：干扰与本振产生中频的通道第16页，此课件共22页哦3 3、镜像干扰：、镜像干扰：寄生通道干扰最严重的一种寄生通道干扰最严重的一种 镜像信号：与本振混频后是中频信号，接后的滤镜像信号：与本振混频后是中频信号，接后的滤波器无法滤除，降低了中频信号的信噪比，造波器无法滤除，降低了中频信号的信噪比，造成干扰。成干扰。消除镜像干扰消除镜像干扰：在变频器前面增加滤波器在变频器前面增加滤波器镜像干扰信号镜像干扰信号第17页，此课件共22页哦频带频带BandBand？信道信道ChannelChannel？BPF1：中心频率很高，带宽较大，主要用于选中心频率很高，带宽较大，主要用于选 择频带，滤除频带外信号择频带，滤除频带外信号BPF2：中心频率很低，用于选择信道或有用信号中心频率很低，用于选择信道或有用信号超外差式接收机射频部分的结构方框图超外差式接收机射频部分的结构方框图第18页，此课件共22页哦选择题选择题:某超外差接收机的中频某超外差接收机的中频f fI I465kHz465kHz，输入信号频率，输入信号频率fcfc810kHz810kHz，则镜像干扰频率为，则镜像干扰频率为()()。A.465kHz B.2085kHz C.1740kHz D.1275KHz镜像干扰信号镜像干扰信号中频信号中频信号第19页，此课件共22页哦4 4、中频选择、中频选择 采用高的中频优点采用高的中频优点：使镜像频率远离有用信号，有：使镜像频率远离有用信号，有利于抑制镜像干扰，提高输出的信噪比，提高接利于抑制镜像干扰，提高输出的信噪比，提高接收机的灵敏度收机的灵敏度。缺点缺点：相同相同Q Q值的中频滤波器的带宽变大，降值的中频滤波器的带宽变大，降 低接收机的选择性。低接收机的选择性。第20页，此课件共22页哦5 5、二次混频方案、二次混频方案 混频混频1 1（高中频值）：提高抑制镜像干扰的能力（高中频值）：提高抑制镜像干扰的能力 混频混频2 2（采用低中频值）：其后的中频滤波器抑制相采用低中频值）：其后的中频滤波器抑制相邻信道的干扰邻信道的干扰二次混频接收方案的结构框图见二次混频接收方案的结构框图见P P6060第21页，此课件共22页哦3.3.2 3.3.2 直接下变频方案直接下变频方案优点优点：(1)(1)没有镜像频率干扰没有镜像频率干扰(2)(2)接收机只包含低噪声放大器与混频器接收机只包含低噪声放大器与混频器 (3)(3)不采用中频滤波器选择信道，用低通滤波不采用中频滤波器选择信道，用低通滤波 器选择器选择取本振频率等于载波频率，即中频值取本振频率等于载波频率，即中频值不存在镜像干扰。不存在镜像干扰。第22页，此课件共22页哦