无线电技术导论_之六_无线电接收概论_2011_图文

1、无线电技术导论 洪 晟：82316447 Email: shenghong 第六讲 无线电接收基本原理 可靠性工程研究所元器件工程部 本次课的内容 无线电接收基本概念 超外差接收机 单边带接收机 调频接收机 可靠性工程研究所元器件工程部 无线电接收基本概念 在无线电接收处，接收天线将收到的电磁波 转变为已调波电流，然后从已调波电流中检 出原始的信号。这一过程正好和发送过程相 反，称为解调。 （接收调幅信号时，解调也叫检波。） 可靠性工程研究所元器件工程部 最简单的接收机 检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原调制 的信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变 化规律一致，故又称为包络检波

2、器。 检波的过程是应用非线性器件进行频率变换，首先产 生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分 量，取出所需要的原调制信号。 可靠性工程研究所元器件工程部 可靠性工程研究所元器件工程部一个检波器需由三个重要部分组成:1,高频信号输入电路。-就检波器工作原理而言,高频信号输入电路不是必需部分。但因输入信号都是调幅波,必须有调谐回路来选取,因此,高频输入电路应包括在组成部分中。2,非线性器件。-通常用工作于非线性状态的二极管或晶体管。3,低通滤波器。-通常用RC电路,取出原调制频率分量,滤除高频分量。 可靠性工程研究所元器件工程部根据所用器件:二极管检波器,三极管检波器。根据信号大小的不同:小

3、信号检波器,大信号检波器。根据信号特点的不同:连续波检波器,脉冲检波器。根据工作特点的不同:包络检波器,同步检波器。 可靠性工程研究所元器件工程部 检波器的输入输出波形输入信号是高频等幅波,则输出就是直流电压。输入信号是调幅波,则输出就是原调制信号。从频谱图看,检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频。 可靠性工程研究所元器件工程部二极管检波器原理连续波串联式二极管大信号包络检波器二极管的单向导电性,检波负载RC的充放电过程。C的值应选取得在高频时,其阻抗远小于R,可视为短路,而在低频时,其阻抗则远大于R,可视为开路。放电时间常数RC远大于高频电压的周期,故放电很慢。Vc与包络近似 可靠性工程研

4、究所元器件工程部同步检波 同步检波器用于对载波被抑制的双边带或单边带信号进行解调。特点:必须外加一个频率和相位都与被抑制的载波相同的电压。外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式:一种是将它与接收信号在检波器中相乘,经低通滤波后检出原调制信号。另一种是将它与接收信号相加,经包络检波器滤波后取出原调制信号。 可靠性工程研究所元器件工程部同步检波本地载波在单边带接收机中如何使得本地载波与输入信号载波频率一样呢?方法一:发射机端除发射单边带信号外,还发射受到一定程度抑制的载波,又称为导频。当接收机收到导频后,去控制本地载波振荡器,使二者频率一样。方法二:发射机的信号载波振荡器和接收机的本地载波振

5、荡器都采用频率稳定度很高的石英晶体振荡器或频率合成器,使两个频率保持不变。本地载波与输入信号载波频率和相位不同时,会产生失真和输出减小等影响。 可靠性工程研究所元器件工程部 同步检波乘积检波器 可靠性工程研究所元器件工程部接收机的主要技术指标灵敏度:表示接收机接收微弱信号的能力。(接收机正常工作时,天线上感应电动势的最小值选择性:选择有用信号,抑制干扰。保真度:接收机输出信号接近调制信号波形的程度。接收机质量三要素保真度的好坏,必须满足一定的输出功率才有实际意义。因此,在收音机中,多用不失真功率、额定功率和最大输出功率来衡量接收机输出功率的大小。不失真功率:指非线性失真不大于额定功率时的最大输

6、出功率。额定功率:指保证一定的非线性失真条件下,收音机输出功率的标称值。最大输出功率:指不考虑失真的条件下,收音机能达到的最大输出功率。 可靠性工程研究所元器件工程部接收机的分类直接放大式接收机超外差式接收机高频信号处理方式分类 可靠性工程研究所元器件工程部直接放大式接收机框图接收到的高频信号直接进行放大 特点:电路简单,成本低,性能较差 可靠性工程研究所元器件工程部 直接放大式简单收音机电路图从天线接收到的高频信号送进晶体管电路进行高频放大,放大后的高频信号送给二极管检波,检波后的低频信号再加到晶体管电路中,再做一次低频放大,然后送给耳机。 可靠性工程研究所元器件工程部超外差接收机 可靠性工

7、程研究所元器件工程部超外差接收机框图中频信号放大倍数高且稳定较高的灵敏度中频电路高质量调谐回路良好的选择性 优点: 可靠性工程研究所元器件工程部超外差接收机高频放大器天线接收进来的高频信号进行放大本振与天线隔离,防止本机振荡器信号经由天线泄漏出去有和输入回路同步调谐的谐振回路,进一步降低镜像频率引起的串台干扰,增加接收机灵敏度 可靠性工程研究所元器件工程部高频放大电路-1电路特点:(1电阻负载,电容耦合,宽带高频放大器,无调谐回路 (2改善选择性一般,提高灵敏度 可靠性工程研究所元器件工程部电路特点:具有调谐回路 改善了选择性,提高了灵敏度 可靠性工程研究所元器件工程部电路特点:(12级高频放

8、大电路,共集-提高输入阻抗;共射-较大电压放大;(2自耦变压器耦合,减少晶体管对回路Q值的影响; (3灵敏度选择性都有明显的提高。 可靠性工程研究所元器件工程部 变频器MSBfff=我国调幅广播接收机的中频采用465KHz我国调频广播接收机的中频采用10.7MHz 可靠性工程研究所元器件工程部 本机振荡器变压器反馈式振荡电路 可靠性工程研究所元器件工程部 两个实际的本振电路共发调基共基调发中波短波中波 可靠性工程研究所元器件工程部 变频器实例 可靠性工程研究所元器件工程部中频放大器变频器输出的中频信号放大送到检波器对接收机的灵敏度、选择性、失真和自动增益等指标起决定影响对中放电路的要求:增益高

9、、稳定性好,具有良好的通频带特性 可靠性工程研究所元器件工程部检波器电路中频放大器输出的信号中的“信息” 检出来 可靠性工程研究所元器件工程部自动增益控制电路必要性:为使收音机对强弱信号都能同样很好的接收,需要电路AGC实现:检波器输出的直流成分加到被控晶体管的基极,控制其基极偏流,从而改变其增益的大小 可靠性工程研究所元器件工程部 低频放大器 可靠性工程研究所元器件工程部 超外差收音机电路图 可靠性工程研究所元器件工程部 单片集成电路收音机随着集成电路技术的发展,超外差接收机已经可以单片集成。例如,有一种单片式调幅-调频(AM/FM接收机,它的AM/FM高频放大器、本地振荡器、混频器、AM/

10、FM中频放大器、AM/FM检波器、音频功率放大器以及自动增益控制(AGC、自动频率控制(AFC、调谐指示电路等(共700个元件均集成在一个面积为2.43.1毫米芯片上,它的工作电压范围为1.89伏,工作于调幅与调频方式的静态电流分别为3毫安和5毫安。 可靠性工程研究所元器件工程部单边带接收机 可靠性工程研究所元器件工程部 单边带调幅接收机单边带接收机在中频放大级以前同双边带调幅接收机基本一致,主要区别在解调部分。 可靠性工程研究所元器件工程部单边带信号的解调-线性对于单边带调幅信号,其包络形状已和原来调制信号完全不同。 可靠性工程研究所元器件工程部 单边带信号的解调-非线性 可靠性工程研究所元

11、器件工程部 单边带接收机方框图举例 可靠性工程研究所元器件工程部调频接收机 可靠性工程研究所元器件工程部 调频接收机组成 可靠性工程研究所元器件工程部 限幅电路的作用调频广播的主要优点之一就是噪声小,抗干扰性强,因而接收质量较高。这是因为噪声干扰一般都是调制载波振幅的形式叠加在所传送信号上,使调幅接收机的输出信号中混杂噪声成分。在调频接收机的情况下,载波的振幅大小并不包含有用信息,这就使我们有条件利用限幅的办法把调频波中由噪声产生的调幅分量消除后,再送到鉴频器去。 可靠性工程研究所元器件工程部三类鉴频方法在接收调频或调相信号时,必须采用频率检波器或相位检波器。相位检波器又称鉴相器。频率检波器又

12、称鉴频器。鉴频器要求输出信号与输入调频波的瞬时频率的变化成正比。这样,输出信号就是原来传送的信息。鉴频的方法:第一类鉴频方法是首先进行波形变换,将等幅调频波变换成幅度随瞬时频率变化的调幅波(及调幅-调频波,然后用振幅检波器将振幅的变化检测出来。第二类鉴频方法,是对调频波通过零点的数目进行计数,因为其单位时间内的数目正比于调频波的瞬时频率。这种鉴频器叫做脉冲计数式鉴频器。其最大优点是线性良好。第三类鉴频方法,是利用移相器与符合门电路相配合来实现的。移相器所产生的相移的大小与频率偏移有关。这种所谓符合门鉴频器(coincidence discriminator最易于实现集成化,而且性能优良。 可靠

13、性工程研究所元器件工程部 利用波形变换电路进行变频 可靠性工程研究所元器件工程部 自动频率控制电路AFCAFC工作过程是当发射机的载波频率和接收机的本机振荡频率两者的差值偏离额定中频时,接收机中的鉴频器就有一直流控制电压输出加到自动频率微调系统,从而改变接收机本级振荡器的振荡频率,以保持实际中频频率等于或接近额定频率。 可靠性工程研究所元器件工程部 调幅调频接收机中的AFC系统 可靠性工程研究所元器件工程部数字解调 可靠性工程研究所元器件工程部数字解调-取样判决过程(b存在失真和干扰。(c为从解调信号中取出与数字信号同步的窄脉冲时钟信号,用它对解调信号在最大值上取样。(d为取样后信号,将它与判决电平V0比较,当取样值大于V0时,判为1,否则判为0。(e为判别后的窄脉冲序列,由它触发单稳态电路,便得到(f中的重现波形。 可靠性工程研究所元器件工程部课堂练习有一超外差式收音机,接收中波电台的频率是5351605kHz,问本振的振荡频率是多大? 可靠性工程研究所元器件工程部Thanks!可靠性工程研究所元器件工程部每周推荐 马云-阿里巴巴集团创始人1964年,出生于浙江省杭州市1984年,三次高考后递补进杭州师范学院英语系1988年,杭州电子科技大学英文及国际贸易讲师1999年,正式辞去公职,创办阿里巴巴网站(1999年至今创立阿里巴巴集团,并迅速成为全球