1、第二讲 了解接收机2 2 了解接收机了解接收机课目内容与要求：课目内容与要求：与接收机有关的基本定义与接收机有关的基本定义接收机组成及模块功能接收机组成及模块功能微带线与微带电路微带线与微带电路重点重点与难点：与难点：噪声系数、灵敏度、接收机组成噪声系数、灵敏度、接收机组成无杂散动态范围无杂散动态范围2 2 了解接收机了解接收机接收机无处不在接收机无处不在n手机来电时，计算机音箱为什么出现杂音？手机来电时，计算机音箱为什么出现杂音？n会议场所里为什么手机没法使用了？会议场所里为什么手机没法使用了？n飞机和导弹，雷达更容易发现哪个？飞机和导弹，雷达更容易发现哪个？n隐身武器为什么会压缩雷达警戒距
2、离？隐身武器为什么会压缩雷达警戒距离？2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义1 1、噪声系数、噪声系数很显然，输出信号恶化了很显然，输出信号恶化了2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义1 1、噪声系数、噪声系数输入信噪比：输入信噪比：/ininSN输出信噪比：输出信噪比：/outoutSN噪声系数：输入信噪比与输出信噪比的比值。噪声系数：输入信噪比与输出信噪比的比值。/ininoutoutSNFSN接收机在放大输入信号和噪声（外部噪声）的同时，接收机在放大输入信号和噪声（外部噪声）的同时，总会产生额外的噪声（内部噪声），所以总会产生额外的噪声（内部噪声），所以噪声系
3、数噪声系数总大于总大于1 1。注意：噪声系数是和温度相关的注意：噪声系数是和温度相关的。2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义1 1、噪声系数、噪声系数基底噪声（基底噪声（Noise Floor)Noise Floor)：输入信噪比为：输入信噪比为0dB0dB时，时，接收机能够感知的最小信号强度。接收机能够感知的最小信号强度。2301.38 10290 1174kT BdBm 174 10logtdBFBF 灵敏度：给定接收机解调器前要求的灵敏度：给定接收机解调器前要求的输出信噪比输出信噪比的的条件下，接收机所能检测到的最低输入信号电平。条件下，接收机所能检测到的最低输入信号电平
4、。灵敏度灵敏度=底噪底噪+输出信噪比输出信噪比最小可检测信号（最小可检测信号（MDSMDS）：在确定的接收机噪声系）：在确定的接收机噪声系数和中频带宽的前提下，比等效噪声功率大数和中频带宽的前提下，比等效噪声功率大3dB3dB的功的功率（或电平）值。率（或电平）值。MDS=FMDS=Ft t+3dBm+3dBm2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义2 2、最大作用距离（、最大作用距离（FriisFriis传输方程）传输方程）接收功率：接收功率：20244ttrrDerPGGPSAR接收功率密度接收功率密度有效接收面积有效接收面积最大作用距离：最大作用距离：20max2,min4t
5、trinPGGRkS效率因子效率因子灵敏度灵敏度2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义2 2、最大作用距离（、最大作用距离（FriisFriis传输方程）传输方程）例：发射机频率为例：发射机频率为2 2GHzGHz。00.15,10,1ttmGdBPW最大作用距离最大作用距离 23max2121 10 100.151119 10410Rm 接收机接收机12,min10,9010,1rinGdBSdBmWk 思考：频率、功率、灵敏度、目标反射截面积与最思考：频率、功率、灵敏度、目标反射截面积与最大作用距离的关系。雷达为什么要选择微波频率？大作用距离的关系。雷达为什么要选择微波频率？
6、2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义3 3、动态范围（、动态范围（D Dynamic Range）接收机（或有源器件）接收机（或有源器件）动态范围动态范围允许输入的允许输入的最大输入电平最大输入电平（S Sin,maxin,max)允许输入的允许输入的最小输入电平最小输入电平（S Sin,minin,min)影响影响最小输入电平最小输入电平的因素：的因素：基底噪声基底噪声影响影响最大输入电平最大输入电平的因素：的因素：非线性失真非线性失真2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义3 3、动态范围（、动态范围（D Dynamic Range）线性动态范围（线性动态范围（
7、DRDRl l）S Sin,maxin,max:1dB:1dB压缩点对应的输入电平压缩点对应的输入电平P P1,dBc1,dBc。S Sin,minin,min:灵敏度（或基底噪声）灵敏度（或基底噪声）2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义3 3、动态范围（、动态范围（D Dynamic Range）无杂散动态范围（无杂散动态范围（DRDRf f）S Sin,maxin,max:S Sin,minin,min:灵敏度或基底灵敏度或基底噪声噪声此输入信号在输出端引起的三阶互调失此输入信号在输出端引起的三阶互调失真分量真分量(OIP3(OIP3）折合到输入端恰好等于）折合到输入端恰好
8、等于基底噪声基底噪声3tpOIPFG2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义（本页选讲）（本页选讲）3 3、动态范围（、动态范围（D Dynamic Range）无杂散动态范围相关计算公式推导：无杂散动态范围相关计算公式推导：求求无杂散动态范围定义中的无杂散动态范围定义中的：,maxinP由于由于1oPinPG P333oPinPG P当当 时3inPIIP31ooPP 323()PPGGIIP3333,max,max23()PoPininGPG PPIIP根据定义根据定义3otPPFGtPFG323max,)(tinFIIPP2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义3
9、 3、动态范围（、动态范围（D Dynamic Range）无杂散动态范围计算式：无杂散动态范围计算式：最小输入电平取基底噪声：最小输入电平取基底噪声：,min()()intPdBmF dBm以以dBdB表示的公式表示的公式3223ftDRdBIIP dBmF dBm注意：对低噪声放大器、混频器等小信号有源器件注意：对低噪声放大器、混频器等小信号有源器件一般采用无一般采用无杂散杂散动态范围；动态范围；对功率放大器等大信号有源器件采用线性动对功率放大器等大信号有源器件采用线性动态范围。态范围。2 2 了解接收机了解接收机一、基本定义一、基本定义3 3、动态范围（、动态范围（D Dynamic R
10、ange）例：带宽为例：带宽为30MHz30MHz的放大器，增益为的放大器，增益为30dB30dB，噪声系，噪声系数为数为6dB6dB，输出信噪比为，输出信噪比为12dB12dB，1dB1dB压缩点为压缩点为15dBm15dBm，输，输入三阶截点为入三阶截点为-15dBm-15dBm。计算基底噪声、灵敏度、最小。计算基底噪声、灵敏度、最小检测信号、线性动态范围、无杂散动态范围。检测信号、线性动态范围、无杂散动态范围。()174 10log()174 75 693tF dBmB F dBdBm,min931281intoutPFSNRdBmdBdBm 393390intMDSFdBmdBmdBm
11、dBm 1,()15(9330)78ldBctpDRPFGdBmdBmdBdBm 22232(15)(93)4233ftDRIIPFdBmdBm 2 2 了解接收机了解接收机二、典型接收机结构二、典型接收机结构1 1、超外差式接收机超外差式接收机 变频器变频器功能：将接收到的射频功能：将接收到的射频不失真不失真的降低为一个的降低为一个固定固定的中频的中频IF关键部件：关键部件：混频器混频器变频特点：变频特点：频率降低频率降低 频谱结构不变频谱结构不变 基本结构方案基本结构方案IF2 2 了解接收机了解接收机二、典型接收机结构二、典型接收机结构1 1、超外差式接收机超外差式接收机 中频选中频选择
12、原则择原则IIII中频采用中频采用低低中频值，利于提取有用信道，抑中频值，利于提取有用信道，抑制邻道干扰制邻道干扰I I中频采用中频采用高高中频值，以提高镜象频率抗拒比中频值，以提高镜象频率抗拒比射频滤波器射频滤波器I I中频滤波器中频滤波器II中频滤波器二次变频方案二次变频方案2 2 了解接收机了解接收机二、典型接收机结构二、典型接收机结构1 1、超外差式接收机超外差式接收机 881RFfMHz145IFfMHz2455IFfKHz188145926LOfMHz2450.45544.545LOfMHz二次混频超外差接收机实例二次混频超外差接收机实例2 2 了解接收机了解接收机二、典型接收机结
13、构二、典型接收机结构2 2、零中频、零中频接收机接收机 LORF0IF方案优点：不存在镜像频率，无镜频信号干扰 可用低通滤波器选择信道 易解决匹配、线性动态范围等问题2 2 了解接收机了解接收机二、典型接收机结构二、典型接收机结构2 2、零中频、零中频接收机接收机 典型移动电话框图典型移动电话框图2 2 了解接收机了解接收机二、典型接收机结构二、典型接收机结构2 2、零中频、零中频接收机接收机 典型移动电话系统典型移动电话系统2 2 了解接收机了解接收机三、微带线与微带电路三、微带线与微带电路1 1、微带线基本概念、微带线基本概念微带线是射频微带线是射频/微波电路的重要组成部分，提供微波电路的
14、重要组成部分，提供给器件一个合适的支架。给器件一个合适的支架。微带线可构成电容、电感、滤波器、耦合器等微带线可构成电容、电感、滤波器、耦合器等无源器件无源器件介质介质接地平面接地平面导体带条导体带条2 2 了解接收机了解接收机三、微带线与微带电路三、微带线与微带电路2 2、微带线应用、微带线应用微带线构成滤波器微带线构成滤波器微带线构成耦合器微带线构成耦合器微带线构成电容微带线构成电容2 2 了解接收机了解接收机三、微带线与微带电路三、微带线与微带电路2 2、微带线应用、微带线应用微带线微带线构成构成 匹配电路匹配电路功率放大器电原理图功率放大器电原理图功率放大器印制版图功率放大器印制版图2 2 了解接收机了解接收机三、微带线与微带电路三、微带线与微带电路3 3、微带元件的应用、微带元件的应用介质腔分频锁相振荡器介质腔分频锁相振荡器用于频率监测用于频率监测为分频片提供信号为分频片提供信号振荡器输出振荡器输出ZZ0oZZZ0eZP1P4P3P241243平行线型耦合器平行线型耦合器
