接收機(jī)基礎(chǔ) JYHS

1、接收機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)容內(nèi)容:l 最重要的接收機(jī)類型l 典型應(yīng)用l 不同接收機(jī)的特點(diǎn) l 以R&S 公司的EB200為例介紹接收機(jī)的設(shè)計(jì)l 最重要的模塊和它們的功能 l 最重要的接收機(jī)的特性參數(shù)l 其它的接收機(jī)的特性參數(shù)什么是接收機(jī)?“從廣義上講，接收機(jī)是用來處理電訊號的有線或無線的設(shè)備”. 從這個廣義的角度，我們將更近地觀察那些使我們感興趣的接收機(jī). l 測量接收機(jī)l 頻譜儀l 監(jiān)測接收機(jī)測量接收機(jī)的特性 高的測試精度 根據(jù)測試測量任務(wù)優(yōu)化設(shè)計(jì) 輸入端有衰減器(通常是繼電器) 通常沒有自動增益控制 (AGC) 脈沖輸入保護(hù) 針對不同的測量任務(wù)進(jìn)行濾波器優(yōu)化 (符合CISPR標(biāo)準(zhǔn)) 標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)周期

2、 (完全校準(zhǔn)) 符合標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果顯示和評估 特殊的標(biāo)記和限制線 IEC/IEEE 總線控制測量接收機(jī)的典型應(yīng)用 l 測量常見的“已知”信號l 高精度測量 l 一致性（預(yù)）測量 l 參數(shù)測量（調(diào)制分析）l 集成到一個自動測試系統(tǒng)中去l 電磁兼容測量l 符合國際規(guī)則的測量 l 符合國際標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)l 覆蓋測量系統(tǒng)l 開發(fā)和生產(chǎn)的工具 測量接收機(jī)的典型應(yīng)用我們可以看到: “測量接收機(jī)是在開發(fā)、生產(chǎn)、電磁兼容校準(zhǔn)和認(rèn)證的專用工具?！?相應(yīng)地，它的功能多是為了優(yōu)化這些應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 頻譜儀的特性l 沒有預(yù)選器 輸入后直接混頻 l 針對測試測量的優(yōu)化設(shè)計(jì)l 沒有自動增益控制 (AGC)l 針對不同的測量任務(wù)進(jìn)

3、行濾波器優(yōu)化 (符合CISPR標(biāo)準(zhǔn))l 標(biāo)準(zhǔn)周期 (完全校準(zhǔn))l 符合標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果顯示和評估l 特殊的標(biāo)記和限制線l IEC/IEEE 總線控制 l 針對任務(wù)的特殊功能 頻譜儀的特性一般的指標(biāo):l 音頻處理l 解調(diào) (通常沒有單邊帶)l 實(shí)時能力l 重量-尺寸-便攜性l 功耗l 改善的溫度范圍 因?yàn)樵S多監(jiān)測功能不必要的，所以它們在這里或者很弱或者干脆沒有。如： FSCAN、MSCAN 、全景、靜噪、駐留時間等。 控制的問題控制的問題(AGC)頻譜儀的典型應(yīng)用l顯示以頻率為橫軸的頻譜l主要針對“已知”信號l 電平和頻率的測量 l 調(diào)制參數(shù)測量l 雙端口網(wǎng)絡(luò)線性度測量l 噪聲和相位噪聲測量l可集成到

4、一個自動測試系統(tǒng)中去l是實(shí)驗(yàn)室開發(fā)必不可少的工具l是生產(chǎn)過程中必不可少的工具 頻譜儀的典型應(yīng)用我們可以看到 :“在開發(fā)、生產(chǎn)、干擾測量、質(zhì)量保證和認(rèn)證，特別是在特殊的分析領(lǐng)域中，頻譜儀也是一個典型的測試工具?！?相應(yīng)地，它的大多數(shù)功能是為了優(yōu)化這些應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。監(jiān)測接收機(jī)的典型應(yīng)用l 快速探測“未知未知”信號l 在頻域內(nèi)搜索活動信號 l 通信信號的解調(diào)l 觸發(fā)更多的功能l 集成到民用和軍用的特殊系統(tǒng)中去 l 頻帶的監(jiān)測 l 單頻點(diǎn)的監(jiān)測l 監(jiān)測某一個頻率表l 傳送解調(diào)信號便于進(jìn)一步處理l 存儲某一活動信號監(jiān)測接收機(jī)的典型應(yīng)用l 追蹤目標(biāo)它們越來越多地應(yīng)用在:l 簡單覆蓋測量l 符合ITU建議的

5、測量監(jiān)測接收機(jī)的典型應(yīng)用我們可以看到:“在軍用和民用的諸多領(lǐng)域中，監(jiān)測接收機(jī)是無線電監(jiān)測和定位方面的專用設(shè)備?！?非常重要的一點(diǎn)是：監(jiān)測接收機(jī)的軟件和硬件特性都根據(jù)這些特殊需要優(yōu)化過。用戶可以通過前面板和/或接口操控（GUI)；提供和處理獲取的數(shù)據(jù)；集成到復(fù)雜系統(tǒng)中； 以及非常重要的 實(shí)時處理能力實(shí)時處理能力（盡管它們經(jīng)常被忘記 ）。測量- 分析 探測總結(jié)總結(jié):“接收機(jī)是基于不同的理念，針對不同的任務(wù)來設(shè)計(jì)的，它們在功能上各有特點(diǎn)?！?原因是什么? 在下一章內(nèi)將會介紹。 監(jiān)測接收機(jī)的特性l 集成了預(yù)選器l 優(yōu)化了時間常量的AGCl 半導(dǎo)體開關(guān)切換 - 沒有繼電器l 針對監(jiān)測任務(wù)優(yōu)化操作l 實(shí)時

6、處理理念 l 特殊的功能如： 靜噪, COR l 有如下功能： FSCAN, MSCAN 和全景顯示(RF, IF)l 內(nèi)部受控序列 (掃描),l 音頻處理是核心l 現(xiàn)代化的接口 (LAN)l 交流電或電池供電監(jiān)測接收機(jī)的特性l 高可靠性, MTBF l 使用復(fù)雜的自檢理念達(dá)到短的 MTTR（平均修正時間） l 易于集成到系統(tǒng)中l(wèi) 為可選設(shè)備提供通用接口l 低功耗l 改善的的溫度范圍 l 滿足移動要求的高機(jī)械強(qiáng)度l 滿足嚴(yán)格的電磁兼容要求 l 不太重要的因素: 電平精度, 脈沖負(fù)載能力, 限制線, 特殊的濾波器 接收機(jī)與頻譜儀的區(qū)別 頻譜儀： 接收機(jī)：本振的工作特性 掃頻 點(diǎn)頻 射頻前端 無預(yù)

7、選器 若干預(yù)選器 （僅有簡單低通） （固定和跟蹤濾波器） 測量精度 普通 高精度 中頻帶寬 3 dB（分辨濾波器） 6 dB（中頻濾波器） 依據(jù)EMC標(biāo)準(zhǔn),無論是民用還是軍用標(biāo)準(zhǔn),帶寬均應(yīng)為6dB. 檢波方式 無準(zhǔn)峰值檢波 多種檢波方式 EMC標(biāo)準(zhǔn)中限值通常包括準(zhǔn)峰值限值 接收機(jī)與頻譜儀的區(qū)別接收機(jī)的主要優(yōu)缺點(diǎn) 測試準(zhǔn)確度高、動態(tài)范圍大、頻率分辨率高、靈敏度高、互調(diào)干擾小及有四種基本檢波方式； 缺點(diǎn)就是不能像頻譜儀分析儀在很寬之頻率范圍內(nèi)展開觀察觀察，而對被測訊號無法快速進(jìn)行頻譜分析和振幅測試。頻譜儀的主要優(yōu)缺點(diǎn) 頻譜分析儀之優(yōu)點(diǎn)是能在很寬廣之頻率范圍內(nèi)觀察而迅速地對被測訊號進(jìn)行頻譜分析分析和

8、振幅測試、 測試設(shè)備相對簡單及測試比較方便； 缺點(diǎn)就是測試準(zhǔn)確度相對差一些、頻率分辨率較低、互調(diào)干擾大、選擇性較差及只有單一峰值檢波方式?？偨Y(jié)我們了解對于不同類型接收機(jī)的要求不同，所以在器件選擇上就有所不同。以下部分將集中討論傳統(tǒng)的監(jiān)測接收機(jī)或無線電搜索接收機(jī)。盡管如此，我們?nèi)詫θN接收機(jī)類型進(jìn)行對比，幫助大家了解相應(yīng)的問題。接收機(jī)設(shè)計(jì)方框圖 (EB200)REFInterfaceACDCLO1LO2LO3Frontend and LOsInterfaceTestOvervoltage ProtectionANTPreselectionInterfaceAAADDADDLogHFAGC IF

9、 sectionREFPLLDSPDDCNFLOGInterfacePower PCProcessorMemoryDisplayFront PanelRemoteADPLLDSPDDCREFIF PanoramaInterfaceInterface BoardREFRF TestDig I/QControlDataI2CSerialAUX Audio OptionInterface BoardLine LAN/RS-232-CACDCWidebandInterface BoardIFWB主要模塊 預(yù)選器功能:通過電子切換開關(guān),預(yù)選器將輸入頻帶分為若干子頻帶，這些子頻帶或者被子倍頻帶通濾波器限制

10、(fupper 10 MHz)。監(jiān)測接收機(jī)最后一級中頻的典型輸出頻率: 10.7 MHz, 21.4 MHz, 40 MHz, 70 MHz, 160 MHz 許多選件都調(diào)諧到此頻率。 (通常與測量接收機(jī)和頻譜儀中頻不同通常與測量接收機(jī)和頻譜儀中頻不同)。主要模塊 第二、第三本振重要的因素 :l 低的相位噪聲l 相位噪聲隨載波偏移而減小l 高的雜散抑制l 高精度 (參考)l 為了使多路信號相位同步，輸出端應(yīng)能拾取本振信號 (例如：測向機(jī))。 主要模塊中頻部分功能:對從前端輸入的信號進(jìn)行預(yù)選和濾波。轉(zhuǎn)換到基帶 (視頻輸出)。通過帶有不同加權(quán)過程的對數(shù)放大器獲得輸入信號的電平信息。調(diào)整中頻部分產(chǎn)生

11、的信號電平進(jìn)入固定倍數(shù)放大器。 (對于調(diào)幅信號) 為進(jìn)一步處理解調(diào)信號。音頻信號處理。提供額外的輸出端。 主要模塊中頻部分重要的因素:l 濾波器數(shù)量l 濾波器較陡峭 低的形狀因子(60 dB : 3 dB)l 多種解調(diào)方法l 從簡單到復(fù)雜的調(diào)制方式l 對無線電信號的優(yōu)化的自動增益控制l 使用不同的方法進(jìn)行信號電平評估l 時間常數(shù)適應(yīng)解調(diào)要求 l 實(shí)時數(shù)據(jù)輸出 沒有暫存延遲l 固定和可調(diào)的音頻輸出 l 其它輸出 (按照標(biāo)準(zhǔn)排列成一排) 主要模塊中頻部分模擬或數(shù)字中頻部分模擬或數(shù)字中頻部分?模擬解決方案通常用于消費(fèi)產(chǎn)品（能力較低）和專業(yè)的寬帶領(lǐng)域(8 MHz to 10 MHz) 數(shù)字解決方案有如

12、下決定性的優(yōu)點(diǎn):l 較多的帶寬選擇, 容易調(diào)整l 可實(shí)現(xiàn)針對不同的波形選用不同的濾波器 l 不用調(diào)整 高精確性l 溫度穩(wěn)定性好l 多種解調(diào)器l 適應(yīng)性好、容易控制l 數(shù)字輸出 (中頻、音頻)主要模塊內(nèi)置測試設(shè)備(BITE)功能:內(nèi)置測試設(shè)備(BITE)是用來完整地監(jiān)測設(shè)備的功能，并幫助發(fā)現(xiàn)故障的模塊。重要的因素:l 通過多個操作點(diǎn)（電流、射頻電平）連續(xù)地監(jiān)測 (不中斷設(shè)備運(yùn)行)l 通過接收機(jī)自己產(chǎn)生的特殊的測試信號，觸發(fā)一個或長或短的動態(tài)測試，測試從天線到音頻輸出的情況。主要模塊處理器, 接口功能:通常內(nèi)置控制器 控制所有的數(shù)據(jù)和處理。另外有額外的處理器或微控制器和內(nèi)存支持顯示、接口等子功能。

13、重要的因素:l 標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)l 實(shí)時能力l 標(biāo)準(zhǔn)化的接口接收機(jī)參數(shù)最重要的最重要的(首要的首要的)接收機(jī)參數(shù)接收機(jī)參數(shù)接收機(jī)參數(shù)最重要的首要的因素 l 頻率范圍 (O - D)*l 噪聲 噪聲因子 噪聲系數(shù) NF (U - T) l 靈敏度 (O - T)l 二階截?cái)帱c(diǎn) - ICP2 - IP2 SOI (U - T) l 三階截?cái)帱c(diǎn) - ICP3 - IP3 TOI (U - T)l 振蕩器再輻射 (U - T)l 中頻抑制 (U - T) l 鏡頻抑制 (U - T)l 選擇性 形狀因子 (O T)接收機(jī)參數(shù) l 振蕩器 (合成器) 相位噪聲 (U - D)* l 固有雜散響應(yīng)* (U

14、- D)l 寄生響應(yīng) (U - D)l 自動增益控制 AGC (O - T) l左: O = 操作參數(shù)U = 不需要的參數(shù) 右:D = 設(shè)計(jì)參數(shù) T = 測試評估 接收機(jī)參數(shù)頻率范圍有如下不同的概念:l 多重調(diào)諧器的概念 為不同的頻帶配置對應(yīng)的調(diào)諧器 Pros: 低的中頻使得第一中頻的濾波器變窄成為可能 (對噪聲系數(shù)、截?cái)帱c(diǎn)、阻塞來說是理想的,) 低的本振頻率 = 低的相位噪聲 Cons: 為不同的頻帶配置對應(yīng)的調(diào)諧器占用了大量的空間和模塊，換句話說：增加了成本。 例如: ESMC 接收機(jī)參數(shù)頻率范圍l 單調(diào)諧器的概念 Pros: 整個頻帶僅有一個調(diào)諧器，只需較小的空間，價格低。 Cons:

15、高中頻 = 寬的中頻濾波器帶寬 限制了帶內(nèi)的截?cái)帱c(diǎn) 高頻削弱了噪聲 相位噪聲和線性度 只能用于一個有限的范圍 如： HF + VHF/UHF 例如: EB200, ESMB (VHF/UHF) 接收機(jī)參數(shù)噪聲 凡是有電流的地方都會產(chǎn)生噪聲。 電子的不規(guī)則運(yùn)動是產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。l 原理: 電流越大，產(chǎn)生的噪聲越大。 l 因此，接收機(jī)中要進(jìn)行小電流設(shè)計(jì)，但這與線性度矛盾。 驅(qū)動電流越大，混頻器承載的功率就越大，線性度越好 l 低噪聲和高的線性度是矛盾的。魚與熊掌不可兼得 接收機(jī)參數(shù)Noise 噪聲被認(rèn)為是接收機(jī)內(nèi)部的噪聲，它降低了輸入信號的信噪比。 因此，內(nèi)部噪聲成為衡量接收機(jī)靈敏度的尺度之一

16、。內(nèi)部噪聲是可靠檢測小信號的的關(guān)鍵。 內(nèi)部噪聲可以以多種方式表示; 噪聲因子或噪聲系數(shù)通常被認(rèn)為是不依賴帶寬的參數(shù)。接收機(jī)參數(shù)噪聲因子 噪聲系數(shù)無量綱的噪聲因子 F是二端口網(wǎng)絡(luò)（接收機(jī)）輸入端和輸出端信噪比之比 其中 S1/N1輸入端信噪比S2/N2 輸出端信噪比 噪聲因子實(shí)際上描述的是信號經(jīng)過二端口網(wǎng)絡(luò)（接收機(jī)）的信噪比的惡化程度惡化程度2211/NS/NSF 接收機(jī)參數(shù)噪聲因子-噪聲系數(shù)噪聲系數(shù) NF 用如下公式計(jì)算 用 dB表示。對于無源二端口網(wǎng)絡(luò) (衰減緩沖, 電纜) 其中 F/NF =噪聲因子/二端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù) a= 二端口網(wǎng)絡(luò)的衰減, 用dB表示lgF10NFaNF10F10a

17、或接收機(jī)參數(shù)靈敏度l 對于接收機(jī)的評估和比較來說，噪聲系數(shù)是一個關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)。l 靈敏度對于接收機(jī)來說是同樣重要，經(jīng)常用來替代噪聲系數(shù)或同噪聲系數(shù)并列。l 如果數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確，噪聲系數(shù)和靈敏度之間可以直接轉(zhuǎn)換。l 下面的幻燈說明了他們的關(guān)系. 接收機(jī)參數(shù)靈敏度接收機(jī)的靈敏度是這樣計(jì)算的 也就是說，它依賴于帶寬設(shè)置當(dāng) 或以及 靈敏度 Vin, min 就確定了 (用 V表示)。反之亦然， 當(dāng)已知靈敏度是可以計(jì)算出噪聲系數(shù)。注意：這里是最小接收電平 10dBmmW10)(P 50)P(VWmin,in3mWW10)(P)(PBWlg10NFHz/dBm 174)( PdBmmin,in接收

18、機(jī)參數(shù)靈敏度可是值得注意的是： 數(shù)據(jù)表中通常不能直接反映最大靈敏度 (靈敏度范圍, 噪底),而是針對某一個S/N的靈敏度，例如當(dāng) S/N = 10 dB 對于 AM, S/N = 25 dB 對于 FM。在這種情況下，當(dāng)確定最大信噪比時，必須考慮10 dB 或25 dB的取值 。靈敏度：在特定的調(diào)制信號，在特定的帶寬情況下，在特定的輸出信噪比情況下，能接收到的最小信號 接收機(jī)參數(shù)靈敏度下面關(guān)于靈敏度的定義對我們來說特別重要，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常被用到：S+N/N (信號 + 噪聲/噪聲)幾乎所有的接收機(jī)都是按照這個流程測試并且記錄數(shù)據(jù)表的。另一個定義是:SINAD (信號 + 噪聲+ 失真/噪聲)它將

19、信號部分的失真考慮進(jìn)去了。在現(xiàn)代的前端設(shè)備中，信號的失真通常較小.接收機(jī)參數(shù)靈敏度所有的三種方法是根據(jù)測量如何進(jìn)行和用什么測量儀器而有所區(qū)別，但最終結(jié)果差別很小。例如, 當(dāng)S/N = 10 dB, 測量結(jié)果的差別如下:按照 S+N/N大約 1 dB 按照 SINAD 大約 0.5 dB接收機(jī)參數(shù)互調(diào), IP2, IP3l 當(dāng)兩個或更多的信號同時加載在有源器件輸入端，有源器件（放大器/混頻器）由于其非線性，會在互調(diào)產(chǎn)物中產(chǎn)生無用信號。l 因此這些無用信號電平越低越好。有源器件的線性度隨著電流和功率的增長而增長。 也就是：為放大器級提供的電流越大，或混頻器的本振功率本振功率越大, 線性度就越高。

20、但是要記住: 這同噪聲的要求相矛盾。l 低功耗 = 有限的線性度 例如：EB200:功耗 17 W typ., IP3 = 2 dBm typ. ESMB:功耗 40 W typ., IP3 = 18 dBm typ. 實(shí)際上，輸人信號的幅度往往有一定限制，不能增大到截?cái)帱c(diǎn)。因?yàn)榻財(cái)帱c(diǎn)通常比較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了可以接受的接收機(jī)線性工作范圍，同時還可能超出接收機(jī)最大輸入功率。所以IP2、IP3等都是理論值，需要通過計(jì)算得到接收機(jī)參數(shù)互調(diào), IP2, IP3接收機(jī)參數(shù)互調(diào), IP2, IP3fLOfI12fI13fI12fI23fI22fI1-fI22fI2-fI12fI1+ fI22fI2+ fI1

21、fI2fI2-fI1fI1+ fI2頻譜(諧波和互調(diào)產(chǎn)物)綠色 = 二階產(chǎn)物紅色 = 三階產(chǎn)物接收機(jī)參數(shù)互調(diào) IP2/IP3IP2/IP3測試圖需要緩沖放大器，如果: 被測件需要高功率 ( -10 dBm) 需要測量高抑制 ( 50 dB)一定要: 選擇合適的測試測量設(shè)備 為諧波抑制提供濾波器 在不加被測件時檢查電路 (是否能顯示期望的結(jié)果?) 選擇合適的測量頻率 選擇合適的測量電平 觀察互調(diào)產(chǎn)物的不同的幅度 Signalgenerator 1 Signalgenerator 2DUT Bufferamplifier BufferamplifierCombinerf1f2Spectrumana

22、lyzer接收機(jī)參數(shù)互調(diào) IP2/IP3l 頻譜儀或測量接收機(jī) 用來直接測量雙端口或多端口器件，如：放大器、變頻器等，或接收機(jī)的中頻寬帶輸出。 l 如果接收機(jī)已包含了完整的中頻部分, 內(nèi)部電平顯示就用來測量該信號。由于顯示的電平是加載在接收機(jī)輸入端的，就不需要轉(zhuǎn)換了。 在這種情況下整個接受機(jī)就被測量了。l但是我們總需要頻譜儀或合適的測量接收機(jī)檢查測量設(shè)置的是否恰當(dāng)。接收機(jī)參數(shù)互調(diào) IP2/IP3IP2例如: f1 = 200 MHz, f2 = 410 MHz, f2 - f1 = 210 MHz流程: 接收機(jī)先調(diào)諧至 f1 然后到 f2 - f1, 確定取值.IP2 = Pin + a fi

23、nfLOfIFf1f2f1 + f2f2 - f1 預(yù)選濾波器第一中頻濾波器帶寬 Pin電平差 a預(yù)選器帶寬接收機(jī)參數(shù)互調(diào) IP2/IP3IP3例如: f1 = 400 MHz, f2 = 410 MHz, 2f1 - f2 = 390 MHz, 2f2 - f1 = 420 MHz流程: 順序?qū)⒔邮諜C(jī)調(diào)諧至 f1, f2, 2 f1 - f2 和 2 f2 - f1 得到如下值.IP3 = Pin + a/2finfLOfIFf1 f2 2 x f2-f1預(yù)選濾波器 第一中頻濾波器帶寬 Pin電平差 a 預(yù)選濾波器帶寬2 x f1-f2接收機(jī)參數(shù) 振蕩器再發(fā)射因?yàn)闉V波器和放大器在第二和第三中

24、頻中起作用，第一振蕩器的輻射很重要。測量：使用頻譜儀或測量接收機(jī)測量接收機(jī)輸入端不同接收頻率的本振頻率。 例如： 使用EB200，本振頻率范圍 = 3466.7 MHz 6466.7 MHz 頻譜儀中沒有預(yù)選器LO1 輻射相對較高。LO1LO2LO3接收機(jī)輸入 頻譜儀接收機(jī)參數(shù)互調(diào) IP2/IP3三階互調(diào) 帶內(nèi) 帶外帶外測量對于多調(diào)諧概念來說是可能的,因?yàn)榭梢愿鶕?jù)低的第一中頻使用窄的濾波器。對于在寬頻帶使用單調(diào)諧器的概念來說, 第一中頻很高，窄的濾波器也不可能。例如: ESMC: 第一 IF = 1121.4 MHz, 第一中頻濾波器帶寬 = 20 MHz typ. EB200: 第一IF =

25、 3466.7 MHz,第一中頻濾波器帶寬 = 80 MHz typ.f1 f2 2 x f2-f1預(yù)選濾波器第一中頻帶寬 2 x f1-f2f1 f22 x f2-f12 x f1-f2f1f2 2 x f2-f12 x f1-f2帶內(nèi)帶外帶外接收機(jī)參數(shù) 中頻抑制中頻是如何免除干擾的, 以 EB200/ESMB 為例測量: 將信號發(fā)生器設(shè)置在一個中頻頻率，調(diào)高接收機(jī)接收電平直到接收機(jī)輸入端達(dá)到一個能夠估計(jì)的電平為止。然后，調(diào)諧測試信號發(fā)生器至不同的有用的頻率，在接收機(jī)中產(chǎn)生相同的信號電平。中頻頻率和有用的頻率電平的差就是測得的中頻抑制，用dB表示。預(yù)選器的有益的效果 頻譜儀!LO1LO2LO

26、3 1st IF3466.7 MHz 2nd IF394.7 MHz 3rd IF 10.7 MHz信號發(fā)生器f1 = 3466.7 MHzf2 = 394.7 MHzf3 = 10.7 MHz接收機(jī)參數(shù)鏡頻抑制 EB200的頻率概念接收頻率范圍: 10 kHz 到3000 MHz第一IF: 3466.7 MHz LO1 range:3466.71 MHz 到 6466.7 MHz第二IF: 394.7 MHz LO2:3072 MHz第三IF: 10.7 MHz LO3: 384 MHz第一鏡像: fim1 = fin + 2 x IF1 = fin + 2x3466.7 MHz = 693

27、3.41 MHz 到9933.4 MHzReceive frequency rangeLO1 frequency rangeImage frequency range 1st image Currentreceive frequencyfIF1fIF1fIF1fLO1Image frequency接收機(jī)參數(shù) 鏡頻抑制l 相應(yīng)地第二、第三鏡像的頻率范圍可以計(jì)算如下: 第二鏡像: fim2 = fin + 2 x IF2 = fin + 789.4 MHz第三鏡像: fim3 = fin + 2 x IF3 = fin + 21.4 MHzl 這樣我們會把我們自己限制在測量第二和第三鏡像中。由于頻

28、率很高, 設(shè)計(jì)已經(jīng)決定了對第一鏡像的抑制。因此我們必須從已執(zhí)行的概念中測量得到鏡像的范圍。l流程: 連接信號發(fā)生器到測試機(jī)輸入端，將不同的頻率逐個調(diào)到鏡像的范圍內(nèi)。 調(diào)高電平直到接收機(jī)顯示一個能夠測量的電平。l 下一步, 把不同的接收頻率調(diào)整到與接收機(jī)顯示電平相等。l 在信號發(fā)生器上讀數(shù)即為用dB表示的鏡像壓縮。 預(yù)選器的有益的效果 頻譜儀!.接收機(jī)參數(shù) 后選擇濾波器（中頻濾波器） 這些是在中頻部分的濾波器，也就是平常所說的中頻濾波器。盡管我們已經(jīng)知道 (信號部分)的”中頻濾波器” (1st IF filter, 2nd IF filter, etc). 為了避免混淆,我們應(yīng)該將中頻部分的濾波

29、器稱為 “后選擇濾波器”3 dB (6 dB) 帶寬, 形狀因子 -3 dB bandwidth-60 dB bandwidth3 dB60 dBShape factor s = -60 dB BW-3 dB BW接收機(jī)參數(shù) 后選擇濾波器（中頻濾波器） 對于對于 ITU的測量的測量, 6 dB 帶寬是標(biāo)準(zhǔn)帶寬是標(biāo)準(zhǔn)有如下原則有如下原則: 濾波器選擇性越好（越陡）濾波器選擇性越好（越陡）,形狀因子越小形狀因子越小。標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值: 模擬濾波器模擬濾波器:2:1 到到 8:1數(shù)字濾波器數(shù)字濾波器:1.2:1到到 2.5:1數(shù)字濾波器比模擬濾波器陡得多。數(shù)字濾波器比模擬濾波器陡得多。濾波器帶寬的測量:

30、將信號發(fā)生器接至接收機(jī)輸入端，將頻率設(shè)置到接受范圍內(nèi)任意頻率。將接收機(jī)調(diào)諧至這一頻率選擇測量后選擇濾波器。調(diào)高信號發(fā)生器電平使接收機(jī)顯示大約為 80 dBV.從調(diào)諧接收機(jī)我們可以得到電平下降3 dB 或 60 dB的頻率; 相應(yīng)的帶寬可以計(jì)算出來。接收機(jī)參數(shù) 振蕩器相位噪聲l 相位噪聲使振蕩器短時間穩(wěn)定度的量度，振蕩器用來把不同的頻率轉(zhuǎn)換到中頻。l 相位噪聲是由相位、頻率、幅度變化造成的。它在振蕩器信號中顯示為一個鐘狀的噪聲特征。l 相位噪聲總是具體的,依賴于載波偏移， 作為相對于載波偏移的一個單邊帶噪聲。l 特別重要的是第一中頻的相位噪聲，用來調(diào)諧我們接收機(jī)的合成器。接收機(jī)參數(shù)振蕩器相位噪聲

31、本振的相位噪聲 (LO1, LO2, LO3)下一張幻燈片顯示該效果. Free-runningoscillator (VCO) Oscillator via PLLcoupled to referencefAfLOSpurious(10 kHz)VCO: / N: / NPhasedetectorLP filter 10 MHz reference1 kHzfout45 MHz: 45 000接收機(jī)參數(shù)接收機(jī)相位噪聲將振蕩器信號轉(zhuǎn)變到中頻輸入信號與本振信號混頻.AfAfAfInputIFLOfin1fin2fIFIF signalLO signalInput signal接收機(jī)參數(shù)接收機(jī)相位

32、噪聲測量和評估:我們現(xiàn)在用一臺能夠直接測量相位噪聲的頻譜儀進(jìn)行一次非常簡單的測量。帶寬被頻譜儀自動計(jì)算好，結(jié)果直接顯示出來。其他的方法涉及到兩個振蕩器的轉(zhuǎn)換，十分復(fù)雜，這里不再討論了。一個先決條件是必須提供本振信號（經(jīng)常在設(shè)備是開路時是唯一的可能性）接收機(jī)參數(shù)接收機(jī)相位噪聲l 相位噪聲通常是對于一個特定的載波偏移而言的，用dBc/Hz 表示。 dBc表示載波偏移量 (dB). /Hz 表示噪聲是相對一赫茲帶寬而言的。 為了更方便比較,必須表明載波偏移 l例如 EB200:= -100 dBc/Hz 在10 kHz 偏移l 數(shù)據(jù)表中沒有偏移量的數(shù)據(jù)不能比較，正如我們已經(jīng)看到的，相位噪聲隨著載波偏

33、移的增加減小。 例如: EB200: = -110 dBc/Hz在100 kHz 的偏移下接收機(jī)參數(shù)雜散相應(yīng) 內(nèi)在雜散相應(yīng)l 雜散接受或雜散響應(yīng) 是某些頻率，這些頻率的信號可以從天線接收到，盡管接收機(jī)已調(diào)諧到不同的頻率。l 雜散響應(yīng)是由于本振信號和他們的諧波產(chǎn)生的。補(bǔ)救方法：合適的頻率概念和密集的濾波器。l內(nèi)部雜散信號是在器件內(nèi)部產(chǎn)生的頻率信號 ，而接收機(jī)頻率并不在這些頻率上。l 內(nèi)部雜散信號也會因?yàn)閷Ρ菊瘛r鐘信號進(jìn)行混頻而產(chǎn)生。.補(bǔ)救方法: 對高頻信號使用密集的濾波器。接收機(jī)參數(shù)控制- 自動增益控制 手動增益控制l 自動增益控制 (AGC) 是無線電監(jiān)測接收機(jī)的一個主要特色。l 它的先決條

34、件是合適的接收條件，特別是對于調(diào)幅信號。l這一控制必須設(shè)計(jì)得適合處理語音信號，如升高、保持 、降低的時間必須進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)（對SSB信號要求特別嚴(yán)格），使得與新信號之間能夠被連接起來。l滿足典型無線電監(jiān)測任務(wù)的,對控制的優(yōu)化對于脈沖信號和其它快速變化的處理來說同樣重要。接收機(jī)參數(shù)控制- 自動增益控制 手動增益控制l 控制行為只有在空氣中有活躍的信號時才能進(jìn)行。l 應(yīng)該用單邊帶信號評估控制的質(zhì)量。 (關(guān)鍵詞: 延遲增益控制).l 沒有或沒有優(yōu)化的控制是測量接收機(jī)/頻譜儀接收和解調(diào)天線接收的調(diào)幅信號的障礙。l 手動增益控制 (MGC) 用來當(dāng)AGC功能不正常和信號極弱時使用。這一模式對短波應(yīng)用特別有

35、用。接收機(jī)參數(shù)其他的其他的(第二位的第二位的) 接收機(jī)參數(shù)接收機(jī)參數(shù)接收機(jī)參數(shù)其他的 第二位的l 穩(wěn)定時間 (O - D)*l 無雜散動態(tài)范圍 SFDR (O - D)l 輸入反射 VSWR (O - T)l 阻塞 (U - D)l 交調(diào) (U - D)l 1 dB 壓縮點(diǎn) - 1dB CP (O - D) l 頻率誤差 (參考) (O - T)* O = 操作參數(shù), U = 不需要的參數(shù) (干擾參數(shù)), D = 設(shè)計(jì)參數(shù), T = 測試值接收機(jī)參數(shù) 合成器穩(wěn)定時間這一參數(shù)描述了合成器（第一本振）在改變頻率時穩(wěn)定下來的時間。例如，數(shù)據(jù)表中是這樣描述的:合成器穩(wěn)定時間 =3 ms, 1 ms 典

36、型值. 然而,我們必須對我們討論的頻率改變進(jìn)行區(qū)分。l 上述的例子只適用于隨機(jī)的（大的）頻率跳變（鎖相環(huán)完全重置）(F_SCAN/MSCAN)l 在幾乎連續(xù)調(diào)諧時，在很大程度上時間更短，達(dá)到更快的速度。 (Digi_scan EB200/ESMB)接收機(jī)參數(shù) 無雜散動態(tài)范圍l 無雜散動態(tài)范圍 (SFDR) 說明了接收機(jī)沒有失真和互調(diào)產(chǎn)物的動態(tài)范圍。l 它被定義為用dB 表示的，接收機(jī)噪聲和兩個相等雜散信號的電平的差，這兩個雜散信號的互調(diào)產(chǎn)物與接收機(jī)噪聲相等。接收機(jī)參數(shù) 無雜散動態(tài)范圍l 這些值可以通過我們已知的截?cái)帱c(diǎn)測量和接收機(jī)測量的方法得到. l 這些值可以通過以下公式得到 SFDR2 =

37、1/2 (IP2 + 174 NF 10lgBW) SFDR3 = 2/3 (IP3 + 174 NF 10lgBW)l 由于噪聲系數(shù)和截?cái)帱c(diǎn)幾乎總能在數(shù)據(jù)表中得到，只要這些值是準(zhǔn)確的，我們可以很簡單地計(jì)算出SFDR的值。 接收機(jī)參數(shù) 輸入反射-VSWRl 輸入反射是衡量接收機(jī)阻抗是否匹配的度量。（通常50 ） l 它通常被稱為電壓駐波比 (VSWR).l 比如數(shù)據(jù)表中 VSWR 2. 該值越大，匹配越差。 VSWR=1時為理想值。l注意：匹配通常情況下在接收機(jī)調(diào)諧到某頻率下存在。接收機(jī)參數(shù)輸入反射- VSWRVSWR 的定義是： 當(dāng) Vr = 反射波的幅度 Vf = 入射波的幅度測量用網(wǎng)絡(luò)分

38、析儀進(jìn)行，直接顯示出VSWR 。r1r1VSWRVfVrr 接收機(jī)參數(shù) 阻塞l 阻塞是接收一個相對較大的有用信號的同時，一個非常強(qiáng)的雜散信號出現(xiàn)在有用信號附近，有用信號電平被降低，即被壓縮的現(xiàn)象。l 這是由于在混頻器的強(qiáng)雜散信號和接收機(jī)放大器的存在，幾乎沒有給有用信號的空間。電平范圍幾乎完全被雜散信號阻塞。l 在一定程度上，阻塞也描述了接收機(jī)的線性度,并較強(qiáng)地等價于 IP2 和 IP3. 接收機(jī)參數(shù) 阻塞l 數(shù)據(jù)表還描述以下內(nèi)容 (以 EM010為例): 有用信號功率為-60 dBm (47 dBV) 被一個未調(diào)制的6 dBm (113 dB V)的信號（頻偏100 kHz ）衰減了不到3 d

39、B.l這就說明了雜散信號電平越高，阻塞就越大。 測量: 所作的測量同上述的細(xì)節(jié)完全一致，有用信號和雜散信號加載在接收機(jī)的輸入端，設(shè)置的值要符合接收機(jī)的要求。接收機(jī)參數(shù)交調(diào)l 交調(diào)是一個惹麻煩的特性，特別是對于調(diào)幅信號，它表示對一個相鄰于有用信號的雜散信號的調(diào)制（如果電平高的話，雜散信號可以較遠(yuǎn)）。因此雜散信號可以在有用信號中聽到。l它是由混頻器和放大器的線性度造成的，也就是，這些效果是伴隨互調(diào)抑制產(chǎn)生的。一臺有高的截?cái)帱c(diǎn)值的接收機(jī)有高的交調(diào)抑制 。 例如:一個6 dBm， 30%的調(diào)幅信號產(chǎn)生一個-60 dBm (100 kHz頻率偏差的）10%的交調(diào)信號。 測量:測量接收機(jī)本身或調(diào)制分析儀或

40、測量接收機(jī)的調(diào)制深度（ESMB） 測試配置與測試階段點(diǎn)相同。 (但是由于高的雜散電平，去耦非常關(guān)鍵。）接收機(jī)參數(shù)1dB 壓縮點(diǎn) (1dB CP)l 1 dB 壓縮點(diǎn) 用 dBm 描述了接收機(jī)在輸入信號達(dá)到多高的電平時，線性度開始變壞。l 在線性范圍內(nèi),輸入電平每增加1dB ，顯示結(jié)果會增加同樣的幅度。 l 由于離開線性區(qū)，顯示結(jié)果偏離正確結(jié)果1 dB 的輸入電平稱為1 dB 壓縮點(diǎn)。l 高的1dB 壓縮點(diǎn) = 高的線性度 = 高的IP 值l 測量很簡單:將信號發(fā)生器的信號加載在輸入端，增加電平，直到接收機(jī)顯示小于1dB。接收機(jī)參數(shù)頻率誤差 這個參數(shù)說明了內(nèi)部參考頻率（通常為10 MHz ）因此

41、是表示接收信號頻率精確程度的量度. 該精確度通常表示為: 例如: EB200/ESMB 這樣輸入頻率為1 MHz 偏差為0.5Hz，到了3 GHz, 偏差就達(dá)到1.5 kHz. mn10頻率穩(wěn)定度6105 . 0頻率穩(wěn)定度接收機(jī)參數(shù)頻率誤差l 除了上述的誤差外，老化是另外一個標(biāo)準(zhǔn)。l 他說明了頻率在一個較長的時間內(nèi)的變化，通常表示為每日的誤差。 l 這一長時間的誤差導(dǎo)致精度連續(xù)地降低。l 因此，我們建議每年調(diào)整內(nèi)部振蕩器。（例如：按照ITU建議的測量）。接收機(jī)參數(shù)頻率誤差EB200/ESMB 的例子都是溫度補(bǔ)償（沒有預(yù)熱時間）的典型值。 為了達(dá)到高的精度（大約億分之一），使用了溫控振蕩器。 缺點(diǎn)是他們的啟動時間長，高功耗和有限的溫度范圍。在多數(shù)場合下, 特別是在系統(tǒng)中, 一個外部參考是有必要的。例如采用GPS的參