无线接收系统.ppt

模模块一一 无无线通信系通信系统的基本原理的基本原理 课课程概述程概述程概述程概述模模块二二 无无线发射系射系统模模块四四 无无线遥控遥控发射、接收模射、接收模 块及其及其应用用模模块三三 无无线接收系接收系统课题一一 输入入调谐回路回路课题二二 高高频小信号放大器小信号放大器课题三三 变频、混、混频课题四四 解解调电路路课题五五 反反馈控制控制电路路1.模模块块三三 无无线线接收系接收系统统Development 通信系通信系统统的基本的基本组组成成 输输入入 变换变换器器 发发送送 设备设备 信道信道 接收接收 设备设备 噪声噪声与干与干扰扰 信源信源 输输出出 变换变换器器 通信系通信系统统的基本的基本组组成成2.模模块块三三 无无线线接收系接收系统统Development 接收机的分接收机的分类类 超外差超外差调调幅接收机的基本幅接收机的基本组组成成输输入入调谐调谐回路回路高高频频放大器放大器混混频频器器中中频频放大器放大器检检波器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控制控制电压电压超外差接收机是目前广超外差接收机是目前广为为采用的接收放式，主要采用采用的接收放式，主要采用调谐调谐回路回路、可、可变频变频率的率的高高频频放大器放大器、固定、固定频频率的率的中中频频放大器放大器。3.Development 定定义与与应用用n 定定义：接收机在：接收机在检波前需要波前需要对天天线接收的微弱信号中，接收的微弱信号中，选择课题课题二二 高高高高频频频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器调调幅收音机中，高幅收音机中，高频频放大器的高放大器的高频为频为5251605kHz，中，中频放大器的放大器的需要的需要的频频率信号并加以放大率信号并加以放大。高高频频：放大信号的中心：放大信号的中心频频率率为为几百几百kHz几百几百MHz；频带宽度度为几几kHz几十几十MHz。小信号：放大信号小信号：放大信号电压电压的振幅的振幅为为mVVV数量数量级。n 应用：超外差接收机用：超外差接收机高高频频放大器：放大器：对对接收的不同高接收的不同高频频信号信号进进行行选择选择放大。放大。中中频频放大器：放大器：对对固定中固定中频进频进行行选择选择放大。放大。固定中固定中频为频为465kHz。4.Development 谐振放大器振放大器n 分分类：宽带放大器、窄放大器、窄带放大器放大器课题课题二二 高高高高频频频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器谐谐振放大器：以并振放大器：以并联谐联谐振回路振回路为负载为负载。集中集中选频选频放大器：以放大器：以滤滤波器波器为负载为负载。其中窄其中窄带放大器根据放大器根据选频电路的不同，可分路的不同，可分为：1高高频小信号小信号谐振放大器振放大器1.组成成：高高频频小功率晶体管：工作截至小功率晶体管：工作截至频频率率为为几十几十MHz几百几百MHz；LC并并联谐联谐振回路：振回路：选频选频，抑制无用信号和干，抑制无用信号和干扰扰。5.Development课题课题二二 高高高高频频频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器2.分分类类（根据（根据调谐调谐回路划分回路划分）单调谐单调谐回路放大器、双回路放大器、双调谐调谐回路放大器、参差回路放大器、参差调谐调谐回路放大器。回路放大器。谐振放大器振放大器3.性能指性能指标标：谐谐振振电压电压增益增益1.指放大器在指放大器在谐谐振振频频率上的率上的电压电压增益增益。单级放大器增益一般放大器增益一般为2030dB。通通频带频带1.已已调调信号包含一定的信号包含一定的边频边频，因此放大器必，因此放大器必须须有一定的通有一定的通频带频带。6.Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器选择性性a)抑制比抑制比 谐振放大器振放大器 定定义为谐振振电压增益增益 与通与通频带外指定偏离外指定偏离谐振振频率率 处的的衰减的分衰减的分贝数越大，数越大，则放大器放大器选择性越好。性越好。比比值。7.Development课题课题二二 高高高高频频频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器选择选择性性b)矩形系数矩形系数 谐振放大器振放大器1.评定定实际的的谐振曲振曲线接近理想接近理想谐振曲振曲线的程度。的程度。1.值越接近越接近1，放大器的，放大器的谐振曲振曲线越接近理想越接近理想谐振曲振曲线，放大器，放大器1.选择性越好。性越好。8.Development课题课题二二 高高高高频频频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 单级单调谐放大器放大器a)单调谐放大器放大器电路路 b)交流通路交流通路9.Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 单级单调谐放大器放大器交流通路交流通路三极管工作在甲三极管工作在甲类工作状工作状态，起起电流放大作用。流放大作用。输入的高入的高频小信号小信号T1互感耦合互感耦合VT的基极的基极be 结基极基极电流集流集集集电极极电流流LC回路回路选频作用作用回路回路谐振振电压T2互感耦合互感耦合在在负载上上产生生电压，使，使输入高入高频小信号得以放大小信号得以放大10.当当LC并并联谐振回路振回路调谐在在输入信号入信号频率上率上时，回路，回路产生生谐振，放大振，放大通通频带器器输出出电压最大，最大，电压增益也最大，增益也最大，谐振振电压增益增益为谐振振频率率 为回路回路总电容。容。BW0.7=f0/QeQe为LC回路的有回路的有载品品质因素。因素。Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 单级单调谐放大器放大器11.为了提高了提高选择性，降低性，降低频率失真。要求率失真。要求谐振回路的幅振回路的幅频特性具有特性具有为了了说明明实际曲曲线接近矩形的程度，接近矩形的程度，矩形形状。即在通矩形形状。即在通频带内各内各频率分量具有相同增益，而通率分量具有相同增益，而通频带外外无用信号增益无用信号增益为0。如右。如右图。理想理想谐振回路的矩形系数振回路的矩形系数为1，Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 单级单调谐放大器放大器增益增益频率特性曲率特性曲线用矩形系数用矩形系数 ，定，定义为 对于于实际回路，矩形系数近似回路，矩形系数近似为10因此因此单调谐放大器的放大器的选择性性较差。差。12.谐振功率放大振功率放大电路与小信号路与小信号谐振放大振放大电路有何区路有何区别？（1）作用与要求不同。作用与要求不同。小信号小信号谐振放大器主要用于高振放大器主要用于高频小信号小信号的的选频放大，要求有放大，要求有较高的高的选择性和性和谐振增益；振增益；谐振功放主要用振功放主要用于高于高频信号的功率放大，要求效率高，信号的功率放大，要求效率高，输出功率大。出功率大。（2）工作状工作状态不同。不同。小信号小信号谐振放大器振放大器输入信号很小，要求失入信号很小，要求失真小，故工作在甲真小，故工作在甲类状状态；谐振功放振功放为大信号放大器，大信号放大器，为了提高了提高效率，工作在丙效率，工作在丙类状状态。13.级联后放大器的后放大器的总电压增益增益为单级调谐放大器的放大器的电压增益不能做得很高，一般增益不能做得很高，一般为2030dB，设有有n级单调调谐放大器放大器级联，且各，且各级电压增益相同增益相同需要多需要多级放大器放大器级联来来获得得较大的大的电压增益增益。Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 多多级单调谐放大器放大器级数越多，数越多，则谐振增益越大。振增益越大。级联后放大器的后放大器的总通通频带为 为频带缩小因子。小因子。级数越多，数越多，总通通频带越窄。越窄。14.级联后放大器的矩形系数后放大器的矩形系数为Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 多多级单调谐放大器放大器级数越多，数越多，则矩形系数越接近矩形系数越接近1。级数越多，增益越大，数越多，增益越大，选择性越好，性越好，多多级同步同步调谐放大器增益特性曲放大器增益特性曲线总通通频带越窄。越窄。多多级放大器的放大器的总电压增益比增益比单级放大器的放大器的电压增益大，增益大，选择性好，性好，但但总通通频带比比单级通通频带窄。窄。15.双双调谐放大器广泛放大器广泛应用于高增益、用于高增益、宽频带、选择性要求高的性要求高的场合。合。Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 双双调谐放大器放大器a)双双调谐回路回路 b)交流通路交流通路负载为双双调谐耦合回路，分耦合回路，分互感耦合互感耦合和和电容耦合两容耦合两类。16.设初次回路元件参数相同，初次回路元件参数相同，L1=L2=L,C1=C2=C,Qe1=Qe2=QeDevelopment课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 双双调谐放大器放大器 为互感系数，用耦合系数互感系数，用耦合系数 和耦合因素和耦合因素 表示回路表示回路间耦合程度。耦合程度。双双调谐放大器的放大器的谐振曲振曲线 （弱耦合）（弱耦合）（强耦合）耦合）（临界耦合）界耦合）比比单调谐放大器更接近理想放大器更接近理想谐振曲振曲线，频带宽，选择性好性好17.集中集中选频放大器是采用集中放大器是采用集中滤波和集中放大相波和集中放大相结合的小信号放大器。合的小信号放大器。Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 集中集中选频放大器放大器多用于中多用于中频放大，克服了多放大，克服了多级放大器各放大器各级谐振回路分散振回路分散选频的缺点。的缺点。双双调谐放大器的放大器的谐振曲振曲线集成中集成中频放大器是由集成放大器是由集成宽带放大器的集中放大器的集中滤波器波器组成的：成的：18.Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 集中集中选频放大器放大器一、一、陶瓷陶瓷滤波器波器工工艺：陶瓷焙：陶瓷焙烧 片状片状 两面涂两面涂银直流高直流高压极化极化 具有具有压电效效应 当陶瓷片当陶瓷片发生机械生机械变形形时，其，其表面会表面会产生生电荷，两荷，两电极极间产生生电压；而当陶瓷片两；而当陶瓷片两电极极间加上加上电压时，它会，它会产生机械生机械变形。形。当外加交当外加交变电压的的频率等于陶瓷片固有率等于陶瓷片固有频率率时，机械，机械振振动幅度最大，陶瓷片表面幅度最大，陶瓷片表面产生生电荷量的荷量的变化也最大，化也最大，在外在外电路中路中产生的生的电流也最大，其作用流也最大，其作用类似于串似于串联谐振回路。振回路。材料：材料：由由锆钛酸酸铅陶瓷材料制成陶瓷材料制成19.Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器电路符号和等效路符号和等效电路路Co 压电陶瓷片的固定陶瓷片的固定电容容Lq 机械振机械振动时的晶体的等效的晶体的等效质量量Cq 机械振机械振动时的等效的等效弹性系数性系数rq 机械振机械振动时的等效阻尼的等效阻尼阻抗阻抗频率特性率特性串串联谐振振频率率并并联谐振振频率率等效阻抗等效阻抗 20 ，最小。，最小。等效阻抗最大。等效阻抗最大。20.Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器构成四端陶瓷构成四端陶瓷滤波器，波器，Q值比一般比一般LC回路的高，可回路的高，可获得接近矩得接近矩形的幅形的幅频特性。下特性。下图分分别为由两个和由两个和9个陶瓷片个陶瓷片组成的四端陶瓷成的四端陶瓷滤波器。波器。陶瓷陶瓷滤波器：工作波器：工作频率率为 几百几百kHz 几十几十MHz 使用使用时，其，其输入阻抗入阻抗须与信号源阻抗匹配与信号源阻抗匹配 其其输出阻抗出阻抗须与与负载阻抗匹配。阻抗匹配。石英晶体石英晶体滤波器特性与陶瓷波器特性与陶瓷滤波器相似，但波器相似，但Q值高很多，因此高很多，因此频率特性好，但价格率特性好，但价格较高。高。21.Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 声表面波声表面波选频放大器放大器 声表面波声表面波滤波器是声表面波（用波器是声表面波（用SAW 表示）器件的一种。表示）器件的一种。SAW 器件是一种利用器件是一种利用弹性固体表面性固体表面传播机械振播机械振动波的器件。波的器件。声表面波声表面波滤波器波器优点点：体体积小、重量小、重量轻、性能、性能稳定、特性一致性好、工作定、特性一致性好、工作频率高（几率高（几MHz几几GHz）、通）、通频带宽、抗、抗辐射能力射能力强、动态范范围大等。大等。实用的声表面波用的声表面波滤波器的矩形系数可小于波器的矩形系数可小于1.2，相，相对带宽可达可达50%。22.Development课题二二 高高高高频频小信号放大器小信号放大器小信号放大器小信号放大器 声表面波声表面波选频放大器放大器 它以它以铌酸酸锂、锆钛酸酸铅和石英和石英等等压电材料材料为基基片，利用真空蒸片，利用真空蒸镀法，在基片表法，在基片表面形成叉指形金面形成叉指形金属膜属膜电极，称极，称为叉指叉指电极。极。加加输入信号入信号时，叉指，叉指电极极间便便产生交生交变电场，由于，由于压电效效应的作的作用，使基片表面用，使基片表面产生生弹性形性形变，激，激发出与出与输入信号同入信号同频率的声表面波，率的声表面波，它沿基片表面它沿基片表面传播至收端，由于播至收端，由于压电效效应的作用，在收端的叉指的作用，在收端的叉指电极极间得到得到电信号，并信号，并传送送给负载。23.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 它以它以铌酸酸锂、锆钛酸酸铅和和石英等石英等压电材料材料为基片，利用真基片，利用真空蒸空蒸镀法，在基法，在基片表面形成叉指片表面形成叉指形金属膜形金属膜电极，极，称称为叉指叉指电极。极。加加输入信号入信号时，叉指，叉指电极极间便便产生交生交变电场，由于，由于压电效效应的作用，使基片表面的作用，使基片表面产生生弹性形性形变，激激发出与出与输入信号同入信号同频率的声表面波，它沿基片表面率的声表面波，它沿基片表面传播至收端播至收端，由于，由于压电效效应的作的作用，在收端的叉指用，在收端的叉指电极极间得到得到电信号，并信号，并传送送给负载。声表面波声表面波滤波器的波器的结构与工作原理构与工作原理24