无线接收系统课件.ppt

1、模块一模块一 无线通信系统的基本原理无线通信系统的基本原理模块二模块二 无线发射系统无线发射系统模块四模块四 无线遥控发射、接收模无线遥控发射、接收模 块及其应用块及其应用模块三模块三 无线接收系统无线接收系统课题一课题一 输入调谐回路输入调谐回路课题二课题二 高频小信号放大器高频小信号放大器课题三课题三 变频、混频变频、混频课题四课题四 解调电路解调电路课题五课题五 反馈控制电路反馈控制电路模块三模块三 无线接收系统无线接收系统Development 通信系统的基本组成通信系统的基本组成 输入输入 变换器变换器 发送发送 设备设备 信道信道 接收接收 设备设备 噪声噪声与干扰与干扰 信源信源

2、 输出输出 变换器变换器 通信系统的基本组成通信系统的基本组成模块三模块三 无线接收系统无线接收系统Development 接收机的分类接收机的分类 超外差调幅接收机的基本组成超外差调幅接收机的基本组成输入输入调谐回路调谐回路高频高频放大器放大器混频器混频器中频中频放大器放大器检波器检波器前置前置放大器放大器功率功率放大器放大器本振本振AGC控制电压控制电压超外差接收机是目前广为采用的接收放式，主要采用超外差接收机是目前广为采用的接收放式，主要采用调谐回路调谐回路、可、可变频率的变频率的高频放大器高频放大器、固定频率的、固定频率的中频放大器中频放大器。Development 定义与应用定义与应

3、用n 定义：接收机在检波前需要对天线接收的微弱信号中，选择定义：接收机在检波前需要对天线接收的微弱信号中，选择课题二课题二调幅收音机中，高频放大器的高频为调幅收音机中，高频放大器的高频为5251605kHz，中频放大器的中频放大器的需要的频率信号并加以放大需要的频率信号并加以放大。高频：放大信号的中心频率为几百高频：放大信号的中心频率为几百kHz几百几百MHz；频带宽度为；频带宽度为几几kHz几十几十MHz。小信号：放大信号电压的振幅为小信号：放大信号电压的振幅为mVVV数量级。数量级。n 应用：超外差接收机应用：超外差接收机高频放大器：对接收的不同高频信号进行选择放大。高频放大器：对接收的不

4、同高频信号进行选择放大。中频放大器：对固定中频进行选择放大。中频放大器：对固定中频进行选择放大。固定中频为固定中频为465kHz。Development 谐振放大器谐振放大器n 分类：宽带放大器、窄带放大器分类：宽带放大器、窄带放大器课题二课题二谐振放大器：以并联谐振回路为负载。谐振放大器：以并联谐振回路为负载。集中选频放大器：以滤波器为负载集中选频放大器：以滤波器为负载。其中窄带放大器根据选频电路的不同，可分为：其中窄带放大器根据选频电路的不同，可分为：一一高频小信号谐振放大器高频小信号谐振放大器1.组成：组成：高频小功率晶体管：工作截至频率为几十高频小功率晶体管：工作截至频率为几十MHz几

5、百几百MHz；LC并联谐振回路：选频，抑制无用信号和干扰。并联谐振回路：选频，抑制无用信号和干扰。Development课题二课题二2.分类（根据调谐回路划分分类（根据调谐回路划分）单调谐回路放大器、双调谐回路放大器、参差调谐回路放大器。单调谐回路放大器、双调谐回路放大器、参差调谐回路放大器。谐振放大器谐振放大器3.性能指标：性能指标：谐振电压增益谐振电压增益指放大器在谐振频率上的电压增益。单级放大器增益一般为指放大器在谐振频率上的电压增益。单级放大器增益一般为u0A2030dB。通频带通频带0.7BW已调信号包含一定的边频，因此放大器必须有一定的通频带。已调信号包含一定的边频，因此放大器必须

6、有一定的通频带。Development课题二课题二 选择性选择性a)抑制比抑制比 谐振放大器谐振放大器 定义为谐振电压增益定义为谐振电压增益 与通频带外指定偏离谐振频率与通频带外指定偏离谐振频率 处的处的衰减的分贝数越大，则放大器选择性越好。衰减的分贝数越大，则放大器选择性越好。u0AuA 比值。比值。u0u20lg(dBAdA)Development课题二课题二 选择性选择性b)矩形系数矩形系数 谐振放大器谐振放大器 评定实际的谐振曲线接近理想谐振曲线的程度。评定实际的谐振曲线接近理想谐振曲线的程度。值越接近值越接近1，放大器的谐振曲线越接近理想谐振曲线，放大器，放大器的谐振曲线越接近理想谐

7、振曲线，放大器0.10.10.7BWKBW0.1K0.1K 选择性越好。选择性越好。Development课题二课题二 单级单调谐放大器单级单调谐放大器a)单调谐放大器电路单调谐放大器电路 b)交流通路交流通路Development课题二课题二 单级单调谐放大器单级单调谐放大器交流通路交流通路三极管工作在甲类工作状态，三极管工作在甲类工作状态，起电流放大作用。起电流放大作用。输入的高频小信号输入的高频小信号T1互感耦合互感耦合VT的基极的基极be 结结基极电流集基极电流集bibi集电极电流集电极电流ciLC回路选频作用回路选频作用回路谐振电压回路谐振电压T2互感耦合互感耦合在负载上产生电压，使

8、输入高频小信号得以放大在负载上产生电压，使输入高频小信号得以放大当当LC并联谐振回路调谐在输入信号频率上时，回路产生谐振，放大并联谐振回路调谐在输入信号频率上时，回路产生谐振，放大通频带通频带01 2 fLC器输出电压最大，电压增益也最大，谐振电压增益为器输出电压最大，电压增益也最大，谐振电压增益为谐振频率谐振频率 为回路总电容。为回路总电容。CBW0.7=f0/QeQe为为LC回路的有载品质因素。回路的有载品质因素。Development课题二课题二 单级单调谐放大器单级单调谐放大器u0A为了提高选择性，降低频率失真。要求谐振回路的幅频特性具有为了提高选择性，降低频率失真。要求谐振回路的幅频

9、特性具有为了说明实际曲线接近矩形的程度，为了说明实际曲线接近矩形的程度，矩形形状。即在通频带内各频率分量具有相同增益，而通频带外矩形形状。即在通频带内各频率分量具有相同增益，而通频带外无用信号增益为无用信号增益为0。如右图。如右图。理想谐振回路的矩形系数为理想谐振回路的矩形系数为1，Development课题二课题二 单级单调谐放大器单级单调谐放大器增益频率特性曲线增益频率特性曲线用矩形系数用矩形系数 ，定义为，定义为 0.10.10.7 BWKBW0.1K对于实际回路，矩形系数近似为对于实际回路，矩形系数近似为10因此单调谐放大器的选择性较差。因此单调谐放大器的选择性较差。谐振功率放大电路与

10、小信号谐谐振功率放大电路与小信号谐振放大电路有何区别？振放大电路有何区别？（1）作用与要求不同。作用与要求不同。小信号谐振放大器主要用于高频小信号小信号谐振放大器主要用于高频小信号的选频放大，要求有较高的选择性和谐振增益；的选频放大，要求有较高的选择性和谐振增益；谐振功放主要谐振功放主要用于高频信号的功率放大，要求效率高，输出功率大。用于高频信号的功率放大，要求效率高，输出功率大。（2）工作状态不同。工作状态不同。小信号谐振放大器输入信号很小，要求失小信号谐振放大器输入信号很小，要求失真小，故工作在甲类状态；真小，故工作在甲类状态；谐振功放为大信号放大器，为了提谐振功放为大信号放大器，为了提高

11、效率，工作在丙类状态。高效率，工作在丙类状态。级联后放大器的总电压增益为级联后放大器的总电压增益为单级调谐放大器的电压增益不能做得很高，一般为单级调谐放大器的电压增益不能做得很高，一般为2030dB，设有设有n级单调调谐放大器级联，且各级电压增益相同级单调调谐放大器级联，且各级电压增益相同需要多级放大器级联来获得较大的电压增益需要多级放大器级联来获得较大的电压增益。Development课题二课题二 多级单调谐放大器多级单调谐放大器nuu1u2u3unu1AA A AAAu1u2u3unAAAA级数越多，则谐振增益越大。级数越多，则谐振增益越大。1n0.70.721BWBW 级联后放大器的总通

12、频带为级联后放大器的总通频带为1n21 为频带缩小因子。级数越多，总通频带越窄。为频带缩小因子。级数越多，总通频带越窄。级联后放大器的矩形系数为级联后放大器的矩形系数为Development课题二课题二 多级单调谐放大器多级单调谐放大器级数越多，则矩形系数越接近级数越多，则矩形系数越接近1。1n0.10.110.7n100121BWKBW级数越多，增益越大，选择性越好，级数越多，增益越大，选择性越好，多级同步调谐放大器增益特性曲线多级同步调谐放大器增益特性曲线总通频带越窄。总通频带越窄。多级放大器的总电压增益比单级多级放大器的总电压增益比单级放大器的电压增益大，选择性好，放大器的电压增益大，选

13、择性好，但总通频带比单级通频带窄。但总通频带比单级通频带窄。双调谐放大器广泛应用于高增益、宽频带、选择性要求高的场合。双调谐放大器广泛应用于高增益、宽频带、选择性要求高的场合。Development课题二课题二 双调谐放大器双调谐放大器a)双调谐回路双调谐回路 b)交流通路交流通路负载为双调谐耦合回路，分负载为双调谐耦合回路，分互感耦合互感耦合和电容耦合两类。和电容耦合两类。设初次回路元件参数相同，设初次回路元件参数相同，L1=L2=L,C1=C2=C,Qe1=Qe2=QeDevelopment课题二课题二 双调谐放大器双调谐放大器 为互感系数，用耦合系数为互感系数，用耦合系数 和耦合因素和耦

14、合因素 表示回路间耦合程度。表示回路间耦合程度。M12MkL LekQ双调谐放大器的谐振曲线双调谐放大器的谐振曲线 （弱耦合）（弱耦合）11 （强耦合）（强耦合）（临界耦合）（临界耦合）1比单调谐放大器更接近理想谐比单调谐放大器更接近理想谐振曲线，频带宽，选择性好振曲线，频带宽，选择性好集中选频放大器是采用集中滤波和集中放大相结合的小信号放大器。集中选频放大器是采用集中滤波和集中放大相结合的小信号放大器。Development课题二课题二 集中选频放大器集中选频放大器多用于中频放大，克服了多级放大器各级谐振回路分散选频的缺点。多用于中频放大，克服了多级放大器各级谐振回路分散选频的缺点。双调谐放

15、大器的谐振曲线双调谐放大器的谐振曲线集成中频放大器是由集成宽带放大器的集中滤波器组成的：集成中频放大器是由集成宽带放大器的集中滤波器组成的：Development课题二课题二 集中选频放大器集中选频放大器一、一、陶瓷滤波器陶瓷滤波器工艺：陶瓷焙烧工艺：陶瓷焙烧 片状片状 两面涂银两面涂银直流高压极化直流高压极化 具有具有压电效应压电效应 当陶瓷片发生机械变形时，其当陶瓷片发生机械变形时，其表面会产生电荷，两电极间产生电表面会产生电荷，两电极间产生电压；而当陶瓷片两电极间加上电压压；而当陶瓷片两电极间加上电压时，它会产生机械变形。时，它会产生机械变形。当外加交变电压的频率等于陶瓷片固有频率时，机

16、械当外加交变电压的频率等于陶瓷片固有频率时，机械振动幅度最大，陶瓷片表面产生电荷量的变化也最大，振动幅度最大，陶瓷片表面产生电荷量的变化也最大，在外电路中产生的电流也最大，其作用类似于串联谐振回路。在外电路中产生的电流也最大，其作用类似于串联谐振回路。材料：材料：由锆钛酸铅陶瓷材料制成由锆钛酸铅陶瓷材料制成Development课题二课题二电路符号和等效电路电路符号和等效电路Co 压电陶瓷片的固定电容压电陶瓷片的固定电容Lq 机械振动时的晶体的等效质量机械振动时的晶体的等效质量Cq 机械振动时的等效弹性系数机械振动时的等效弹性系数rq 机械振动时的等效阻尼机械振动时的等效阻尼阻抗频率特性阻抗频

17、率特性串联谐振频率串联谐振频率 21 qqSCLf 并联谐振频率并联谐振频率 21 q0q0qPCCCCLf 等效阻抗等效阻抗 20 ，最小。，最小。等效阻抗最大。等效阻抗最大。Development课题二课题二构成四端陶瓷滤波器，构成四端陶瓷滤波器，Q值比一般值比一般LC回路的高，可获得接近矩回路的高，可获得接近矩形的幅频特性。下图分别为由两个和形的幅频特性。下图分别为由两个和9个陶瓷片组成的四端陶瓷个陶瓷片组成的四端陶瓷滤波器。滤波器。陶瓷滤波器：工作频率为陶瓷滤波器：工作频率为 几百几百kHz 几十几十MHz 使用使用时，其输入阻抗须与信号源阻抗匹配时，其输入阻抗须与信号源阻抗匹配 其其

18、输出阻抗须与负载阻抗匹配。输出阻抗须与负载阻抗匹配。石英晶体滤波器特性与陶瓷滤波器相似，但石英晶体滤波器特性与陶瓷滤波器相似，但Q值高很多，因此频值高很多，因此频率特性好，但价格较高。率特性好，但价格较高。Development课题二课题二 声表面波选频放大器声表面波选频放大器 声表面波滤波器是声表面波（用声表面波滤波器是声表面波（用SAW 表示）表示）器件的一器件的一种。种。SAW 器件是一种利用弹性固体表面器件是一种利用弹性固体表面传播机械振动波传播机械振动波的器件。的器件。声表面波滤波器优点声表面波滤波器优点：体积小、重量轻、性能稳定、特性一致性好、体积小、重量轻、性能稳定、特性一致性好

19、、工作频率工作频率高（几高（几MHz几几GHz）、通频带宽、抗辐射能力）、通频带宽、抗辐射能力强、动态范围强、动态范围大等。大等。实用的声表面波滤波器的矩形系数可小于实用的声表面波滤波器的矩形系数可小于1.2，相对带宽，相对带宽可达可达50%。Development课题二课题二 声表面波选频放大器声表面波选频放大器 它它以铌酸锂、以铌酸锂、锆钛酸铅和石英锆钛酸铅和石英等压电材料为基等压电材料为基片，利用真空蒸片，利用真空蒸镀法，在基片表镀法，在基片表面形成叉指形金面形成叉指形金属膜电极，属膜电极，称为称为叉指电极。叉指电极。加输入信号时，叉指电极间便产生交变电场，由于压电效应的作加输入信号时，

20、叉指电极间便产生交变电场，由于压电效应的作用，使基片表面产生弹性形变，激发出与输入信号同频率的声表面波，用，使基片表面产生弹性形变，激发出与输入信号同频率的声表面波，它沿基片表面传播至收端，由于压电效应的作用，在收端的叉指电极它沿基片表面传播至收端，由于压电效应的作用，在收端的叉指电极间得到电信号，并传送给负载。间得到电信号，并传送给负载。链接本章文稿主页面3.2 高频小信号放大器高频小信号放大器 它以铌酸它以铌酸锂、锆钛酸铅锂、锆钛酸铅和石英等压电和石英等压电材料为基片，材料为基片，利用真空蒸镀利用真空蒸镀法，在基片表法，在基片表面形成叉指形面形成叉指形金属膜电极，金属膜电极，称为叉指电极。称为叉指电极。加输入信号时，叉指电极间便产生交变电场，由于压电效加输入信号时，叉指电极间便产生交变电场，由于压电效应的作用，使基片表面产生弹性形变，应的作用，使基片表面产生弹性形变，激发出与输入信号同频激发出与输入信号同频率的声表面波，它沿基片表面传播至收端率的声表面波，它沿基片表面传播至收端，由于压电效应的作，由于压电效应的作用，在收端的叉指电极间得到电信号，并传送给负载。用，在收端的叉指电极间得到电信号，并传送给负载。声表面波滤波器的结构与工作原理声表面波滤波器的结构与工作原理