高頻無線接收機原理以及方法

1、關(guān)于高頻無線接收機原理及方法第一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、接收機的核心部分-解調(diào)器 1.接收機接收的信號 (1)模擬調(diào)制信號 普通調(diào)幅波(AM) ；雙邊帶調(diào)幅波(DSB) ； 單邊帶調(diào)幅波(SSB) ；調(diào)頻波(FM) ； 調(diào)相波(PM)。 (2)數(shù)字調(diào)制信號 數(shù)字振幅鍵控(ASK) ； 數(shù)字頻移鍵控(FSK) ； 數(shù)字相位鍵控(PSK) 。第二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.調(diào)幅解調(diào)器(振幅檢波器) (1)分類： 非相干解調(diào)(振幅檢波器)AM波、等幅波 相干解調(diào)(同步檢波器) DSB波、SSB波 (2) 二極管大信號檢波電路 大信號包絡(luò)檢波是高頻輸入信號的振幅大

2、于0.5V，利用二極管兩端加正向電壓時導(dǎo)通，通過二極管對電容C充電，加反向電壓時截止，電容C上電壓對電阻R放電這一特性實現(xiàn)檢波的。 第三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 大信號檢波的工作原理 檢波電路的主要技術(shù)指標(biāo) 電壓傳輸系數(shù)Kd 等效輸入電阻Rid 非線性失真系數(shù)Kf 第四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 大信號檢波器的分析與結(jié)論電壓傳輸系數(shù)：等幅波 調(diào)幅波(rad) 等效輸入電阻： 第五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.二極管檢波器如圖(a)、(b)所示。二極管的導(dǎo)通電阻 =80， =0V, R=10k，C=0.01F，當(dāng)輸入信號電壓為 試分別計算圖(a)、圖

3、(b)的檢波輸出電壓各為多大?第六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月解：1.圖(a)二極管為正向連接電壓傳輸系數(shù) 由于二極管為正向連接，輸入正半周導(dǎo)通，檢波輸出電壓為正， 取正， 第七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.圖(b)二極管為反向連接電壓傳輸系數(shù) 由于二極管為反向連接，輸入負半周導(dǎo)通，在計算時，可認為 是負值，即 第八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 例2.二極管檢波器如圖(a)、(b)所示。二極管的導(dǎo)通電阻rd=80,UBZ =0,R=5k， C=0.01F, Cc =20F, RL=10k，若輸入信號電壓 (1) (2) 試分別求出 、 、 。 第九張，P

4、PT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月解：對于圖(a)檢波器 (1) (2) 第十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 對于圖(b)檢波器(1)(2)第十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 檢波器的失真 頻率失真 當(dāng)輸入信號是調(diào)制頻率為 的普通調(diào)幅波時，檢波器輸出端A點的電壓的頻率包含直流、 ，而輸出B點的電壓的頻率包含 。低通濾波器 具有一定的頻率特性，電容C的主要作用是濾除普通調(diào)幅波中的載波分量，為此應(yīng)滿足 當(dāng)C取得過大時，對于檢波后輸出電壓的上限頻率 , C的容抗將產(chǎn)生旁路作用。不同 的將產(chǎn)生不同的旁路作用，這樣便引起了頻率失真。第十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 不

5、產(chǎn)生頻率失真，應(yīng)滿足 耦合電容 的容抗將影響檢波器輸出的下限頻率 ，即 在范圍內(nèi)，電容 上電壓降大小不同，在輸出端B點的電壓會因此而產(chǎn)生頻率失真。 不產(chǎn)生頻率失真的條件必滿足惰性失真當(dāng)?shù)屯V波器的RC放電時間常數(shù)過大時,會產(chǎn)生惰性失真見圖所示。 第十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月不產(chǎn)生惰性失真的條件調(diào)制信號頻率為 時，則不產(chǎn)生惰性失真的條件為 第十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 負峰切割失真 當(dāng)輸入信號電壓為普通調(diào)幅波 時，檢波器輸出端A點的輸出 ，而輸出端B點因采用了隔直耦合電容 ，其輸出 ，在電容 兩端建立直流電壓 。因為 的電容量大，其上電壓可認為在 一周內(nèi)保持不

6、變。這個電壓在通過 和 的分壓，將會在 上建立分壓電壓 。 對二極管D來說是反向電壓，當(dāng)輸入普通調(diào)幅波的振幅的最小值附近電壓數(shù)值小于 時，二極管截止，將會產(chǎn)生輸出電壓波形底部被切割，如圖所示，通常稱其為負峰切割失真。 第十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月不產(chǎn)生負峰切割失真的條件是 其中 為交流電阻， 第十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 減小負峰切割失真的檢波電路 電路中的直流電阻為 ，而交流電阻 為 在R 一定條件下， 越大， 與 的差別越小，負峰切割失真也就不易產(chǎn)生。 一般取 。 第十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 (3) 同步檢波器 同步檢波器主要用于對抑

7、制載波的雙邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波進行解調(diào)，也可以用來解調(diào)普通調(diào)幅波。 同步檢波器是由相乘器和低通濾波器兩部分組成。 它與包絡(luò)檢波器的區(qū)別在于檢波器的輸入除了有需要進行解調(diào)的調(diào)幅信號電壓ui外，還必須外加一個頻率和相位與輸入信號載頻完全相同的本地載頻信號電壓u0。經(jīng)過相乘和濾波后得到原調(diào)制信號。 第十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 MC1596G同步檢波器第十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 3.調(diào)相信號解調(diào)電路(鑒相器) 鑒相電路通?？煞譃槟M電路型和數(shù)字電路型兩大類。而在集成電路系統(tǒng)中，常用的電路有乘積型鑒相和門電路鑒相。 鑒相器的主要指標(biāo)是 (1)鑒相特性曲線，即鑒

8、相器輸出電壓與輸入信號的瞬時相位偏移的關(guān)系。通常要求是線性關(guān)系。 (2)鑒相跨導(dǎo)，鑒相器輸出電壓與輸入信號的瞬時相位偏移的關(guān)系的比例系數(shù)。 (3)鑒相線性范圍，通常應(yīng)大于調(diào)相波最大相移的二倍。 (4)非線性失真，應(yīng)盡可能小。第二十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月(1) 乘積型鑒相器 這種鑒相電路采用模擬乘法器作為非線性器件進行頻率變換，然后通過低通濾波器取出原調(diào)制信號。 令 根據(jù)U1m和U2m的大小不同，鑒相電路有三種工作情況：u1和u2均為小信號；u1和u2均為大信號；u1為小信號，u2為大信號。第二十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 u1和u2均為小信號(均小于26mV

9、)根據(jù)模擬乘法器特性，其輸出電流為 式中第二項高頻成分經(jīng)低通濾波器濾除，在負載RL上可得輸出電壓為 是u1與u2兩信號的瞬時相位差。通?？捎?表示。 畫出uo與 的關(guān)系曲線，稱其為鑒相器的鑒相特性曲線。這是一個周期性的正弦曲線。 第二十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 鑒相跨導(dǎo)，其定義為 的單位為V/rad 對于u1、u2均為小信號且 時的鑒相跨導(dǎo)為 小信號正交乘積鑒相特性曲線 線性鑒相范圍 第二十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月u1為小信號，u2為大信號(大于100mV)因為u2是大信號，雙曲正切函數(shù)具有開關(guān)函數(shù)的形式， 對上式按傅氏級數(shù)展開為相乘后的輸出電流為第二十四張

10、，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月經(jīng)低通濾波器，在負載RL上得到輸出電壓為 鑒相特性曲線仍是正弦形,鑒相跨導(dǎo)為 線性鑒相范圍仍為 第二十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月u1和u2均為大信號(均大于100mV )乘法器的輸出電流i可表示為 因為u1是大信號，雙曲正切函數(shù)也具有開關(guān)函數(shù)的形式 傅氏級數(shù)展開為第二十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月經(jīng)低通濾波器在負載RL上建立電壓為 第二十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月對應(yīng)于 區(qū)間，輸出電壓為對應(yīng)于 區(qū)間，輸出電壓為 兩個輸入信號均為大信號時，其鑒相特性為三角波形。 在 區(qū)間，鑒相特性是線性的。線性鑒相范圍為第二十八

11、張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 (2)門電路鑒相器 門電路鑒相器的電路簡單，線性鑒相范圍大、易于集成化，得到較為廣泛的應(yīng)用。常用的有或門鑒相器和異或門鑒相器。右圖(a)是一個異或門鑒相器的原理圖。它是由異或門電路和低通濾波器組成。 因為異或門電路的兩個輸入電平不同時，輸出為“1”電平，而其它情況均為“0”電平。第二十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 調(diào)頻信號解調(diào)電路(鑒頻器) 調(diào)頻信號解調(diào)電路可分為三類 (1)調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換型。通過線性網(wǎng)絡(luò)把等幅調(diào)頻波變換成振幅與調(diào)頻波瞬時頻率成正比的調(diào)幅調(diào)頻波，然后用振幅檢波器進行振幅檢波。例如雙失諧回路鑒頻器、相位鑒頻器和比例鑒

12、頻器等。 (2)相移乘法鑒頻型。將調(diào)頻波經(jīng)過移相電路變成調(diào)相調(diào)頻波，其相位的變化正好與調(diào)頻波瞬時頻率的變化成線性關(guān)系，然后將調(diào)相調(diào)頻波與原調(diào)頻波進行相位比較(鑒相)，通過低通濾波器取出解調(diào)信號。因為相位比較器通常用乘法器組成，所以稱為相移乘法鑒頻。 (3)脈沖均值型。把調(diào)頻信號通過過零比較器變換成重復(fù)頻率與調(diào)頻信號瞬時頻率相等的單極性等幅脈沖序列，然后通過低通濾波器取出脈沖序列的平均值，這就恢復(fù)出與瞬時頻率變化成正比的信號。第三十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)雙失諧回路鑒頻器 第三十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 (2

13、)相位鑒頻器 第三十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 相位鑒頻電路第三十五張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十六張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月(3) 比例鑒頻器第三十七張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月(4)相移乘法鑒頻器 第三十八張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、混頻器第四十張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 通常將輸入回路、非線性器件與帶通濾波器三部分稱為混頻器。而變頻器是混頻器和本機振蕩器兩部分組成。第四十一張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 二極管雙平衡混頻器與環(huán)形混頻器第四十二張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 模擬乘法器混頻器 第四十三張，PPT共五十頁，創(chuàng)作于2022年6月 SA602A集成變頻器第四十