第3章 发射机与接收机结构

1、第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 谐振频率谐振频率0= LC f LC2 11 0 或 第一章第一章 小结小结 0 0 1 L C 特性阻抗特性阻抗 并联并联： 0 0 RR QCR L 串联串联： 0 0 1L Q RCRR 串联到并联：串联到并联： 2 0 (1) Ps RQr 2 0 1 (1) Ps XX Q 并联到串联：并联到串联： 2 0 1 1 P S X X Q 2 0 1 P s R r Q 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

2、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 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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

3、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。 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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

4、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、调制抗干扰性能好、频带利用率高、调制 功率有效性好的功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接收机能从众多的信号中选出有用信号抑 制干扰信号。制干扰信号。 (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。 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 (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

5、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。 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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

6、和上变频合二为一，调制和上变频合二为一， 在一个电路中实现；在一个电路中实现； b 两步法两步法：先在较低的中频上调制，再将已调信：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。号的频率移到发射的载频上。 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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(P56 56) ) 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 3.2.1 3.2.1 改进

7、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，提高载波频率发生强信号对本振频率的牵引，提高载波频率 的稳定性。的稳定性。 载波频率载波频率： 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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

8、求比较高。 滤除边带信号滤除边带信号 。 21 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 直接放

9、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

10、。同时把不要的信号滤除掉，以免产生干扰。 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 但对于不同频率，接收机的灵敏度和选择性但对于不同频率，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变化比较剧烈，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，所器不稳定的影响，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，现在的以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。接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 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 3.3.1

11、 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：输入射频信号和本振信号产生一个固定中频 信号的过程。信号的过程。( (比高频信号低，比低频信号高的超比高频信号低，比低频信号高的超 音频信号音频信号) ) IFLORF 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 (1) (1) 中频段中频段实现对有用信道的选择，比在高频载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波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

12、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、中频和基接收机的总增益分散到了高频、中频和基 带三个频段上；带三个频段上； (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。 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 射频信号、本地振荡、混入的干扰信号通过变射频信号、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。频器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

13、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 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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，滤波器无法滤除，降低了中频信号的信噪比， 造成干扰。造成干扰。 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 imLOIF 镜像干扰信号镜像干扰信号 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 频带频带BandBand？ 信道信道C

14、hannelChannel？ 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 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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，输入信号 频率频率fcfc810kHz810kHz，则镜像干扰频率为，则镜像干扰频率为( )( )。 A.465kHz B.2085k

15、Hz C.1740kHz D.1275KHz imLOIF 镜像干扰信号镜像干扰信号 IFLORF 中频信号中频信号 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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，：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，提有利于抑制镜像干扰，提高输出的信噪比，提 高接收机的灵敏度高接收机的灵敏度。 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。 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 5 5、二次混频方案、二次

16、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采用低中频值）：其后的中频滤波器抑 制相邻信道的干扰制相邻信道的干扰 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 P60 60 第第3 3章发射机与接收机结构章发射机与接收机结构 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 0 IF 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。 imLOIF 第第3 3章发射机与接收机结构章