通信电子线路07-5

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1、第第7章章 调制解调与通信系统调制解调与通信系统通信机基本结构通信机基本结构射频级基本结构射频级基本结构发射部分发射部分接收部分接收部分天线公用器天线公用器发送发送接收机结构接收机结构 完成基带信号对载波的调制完成基带信号对载波的调制 通带信号（已调波）通带信号（已调波）将通带信号搬移到所需的频段将通带信号搬移到所需的频段上变频上变频放大到足够的功率并发射放大到足够的功率并发射不干扰相邻信道不干扰相邻信道限制频带限制频带主要指标：频谱、功率、效率主要指标：频谱、功率、效率产生正弦载波产生正弦载波射频发射级的基本组成及完成功能射频发射级的基本组成及完成功能从众多的电波中选出有用信号从众多的电波中

2、选出有用信号选频、滤除干扰选频、滤除干扰将微弱信号将微弱信号放大到解调器所要求的电平值放大到解调器所要求的电平值放大放大将通带信号变为基带信号将通带信号变为基带信号 解调解调接收机的主要指标：接收机的主要指标：灵敏度、选择性灵敏度、选择性射频接收级的基本组成及完成的功能射频接收级的基本组成及完成的功能 选用合适的调制和解调方式选用合适的调制和解调方式 抗干扰性能好、频带利用率高、功率有效性好抗干扰性能好、频带利用率高、功率有效性好 接收机选出有用信道抑制干扰接收机选出有用信道抑制干扰 难点难点已调信号载频高、信道窄已调信号载频高、信道窄 接收机的灵敏度和线性动态范围接收机的灵敏度和线性动态范围

3、 发射机的高效率不失真的功率放大器发射机的高效率不失真的功率放大器 限制发射信号对相邻信道的干扰限制发射信号对相邻信道的干扰 天线收发转换器的损耗小，隔离性好天线收发转换器的损耗小，隔离性好设计接收机和发射机的射频部分时应解决的关键问题设计接收机和发射机的射频部分时应解决的关键问题AM发射机发射机 按调制功率电平按调制功率电平低电平低电平AM发射机发射机高电平高电平AM发射机发射机 按调制方式按调制方式射频直接调制发射机（零中频调制发射机）射频直接调制发射机（零中频调制发射机）间接调制发射机间接调制发射机射频射频直接调制直接调制AM发射机发射机 信源信源: : 产生基带信号产生基带信号基带放大

4、器：高输入阻抗的线性电压放大器基带放大器：高输入阻抗的线性电压放大器缓冲放大器：线性放大器，对基带信号进一步放大，使其足缓冲放大器：线性放大器，对基带信号进一步放大，使其足以驱动调制器。以驱动调制器。1、低电平、低电平AM发射机发射机射频振荡器射频振荡器RFLO：高稳定度晶振或频率合成器。：高稳定度晶振或频率合成器。 RF放大器：多级放大器组成。第一级为缓冲级放大器：多级放大器组成。第一级为缓冲级,作作RFLO的的负载通常为高输入阻抗的共集跟随电路负载通常为高输入阻抗的共集跟随电路,保证保证RFLO不受负载影不受负载影响而稳定振荡。第二、三级是高增益放大器响而稳定振荡。第二、三级是高增益放大器

5、,将将RF振荡信号放振荡信号放大到足够电平送入调制器。大到足够电平送入调制器。调制器：调制器：AMAM调制器电路。调制器电路。RFPA： RFRF功效，保证功效，保证AMAM已调信号的不失真放大。已调信号的不失真放大。RF功放电路：将射频振荡信号放大到足够功率电平后，送入功放电路：将射频振荡信号放大到足够功率电平后，送入AM调幅功放电路。调幅功放电路。AM调幅功放电路：调幅功放电路： C类类RFPA，采用集电极发射极的双重调幅，采用集电极发射极的双重调幅方式方式。2、高电平、高电平AM发射机发射机AM发射机发射机间接间接调制调制AM发射机发射机原理：先将调制信号调制在较低的载频原理：先将调制信

6、号调制在较低的载频(付载波付载波)上上,然后把低载然后把低载频的已调信号用混频器上搬到射频载波上。频的已调信号用混频器上搬到射频载波上。中频振荡器中频振荡器IFLO/射频振荡器射频振荡器RFLO：高稳度晶体振荡器或频率合：高稳度晶体振荡器或频率合成器。成器。中频放大器中频放大器IFA：线性电压放大器：线性电压放大器信源、基带放大、调制滤波：同低电平发射机。信源、基带放大、调制滤波：同低电平发射机。上变频器：混频电路，混频后由于是将中频搬高至射频，因此上变频器：混频电路，混频后由于是将中频搬高至射频，因此必须加上取出上变频的带通滤波器。必须加上取出上变频的带通滤波器。功放功放PA和匹配网络：和匹

7、配网络：同低电平发射机的电路相同。同低电平发射机的电路相同。超外差接收机超外差接收机单次单次变频外差式接收机变频外差式接收机1 1、射频调谐接收机、射频调谐接收机缺点：缺点：1 1、接收带宽随接收、接收带宽随接收RFRF中心频率而变化中心频率而变化2 2、多个、多个RFARFA容易产生自激震荡容易产生自激震荡3 3、灵敏度不均匀、灵敏度不均匀优点：优点：1、简单实用、简单实用2、接收灵敏度相当高。、接收灵敏度相当高。 2、单次变频超外差接收机、单次变频超外差接收机RF部分：部分： 预选滤波器：宽调谐预选滤波器：宽调谐LC谐振回路带通滤波器谐振回路带通滤波器,中心频率中心频率fR对频对频带进行初

8、始限制带进行初始限制,去除不需要的去除不需要的RF进入接收机射频放大器。进入接收机射频放大器。 射频放大器射频放大器RFA：增大增益：增大增益,提高接受灵敏度、选择性、信噪提高接受灵敏度、选择性、信噪比比,有助于抑制镜像频率。有助于抑制镜像频率。单次单次变频超外差式接收机统调原理示意图变频超外差式接收机统调原理示意图本地振荡和混频：超外差接收的关键技术本地振荡和混频：超外差接收的关键技术变频器功能：将接收到的射频不失真的降低为一个固定的中频变频器功能：将接收到的射频不失真的降低为一个固定的中频IFIF关键部件：下变频器关键部件：下变频器变频特点：变频特点： 频率降低频率降低 频谱结构不变频谱结

9、构不变（1 1） 为了解决选择性为了解决选择性结果：射频段选择信道非常困难结果：射频段选择信道非常困难要求滤波器要求滤波器Q值极高值极高上行频带上行频带: 890: 890 915MHz915MHz（移动台发、基站收）（移动台发、基站收）下行频带下行频带: 935: 935 960MHz 960MHz（移动台收、基站发）（移动台收、基站发）每个信道每个信道: 200KHz : 200KHz GSM通信系统通信系统特点：特点：信道带宽信道带宽远比远比载频小载频小射频段选择频带射频段选择频带降为中频、选择信道降为中频、选择信道措施：降低频率选信道措施：降低频率选信道为什么要将接收到的射频频率降低？

10、为什么要将接收到的射频频率降低？信道选择困难信道选择困难 对于对于GSM系统系统 高高Q值的滤波器难以实现值的滤波器难以实现举例：举例：天线输入电平约为天线输入电平约为-100 -120dBm （ 级）级）V解调器输入一般要求约解调器输入一般要求约500mV要求增益大于要求增益大于100dB以上以上总增益射频增益总增益射频增益 混频增益混频增益 中频增益中频增益结果：结果： 增益分散在各频段，易稳定增益分散在各频段，易稳定 中频频率低且固定，增益易大而稳定中频频率低且固定，增益易大而稳定（主要增益级）（主要增益级）（3 3）在较低的固定中频上解调或在较低的固定中频上解调或A/DA/D变换也相对

11、容易变换也相对容易 （2 2）为使接收机达稳定的高增益）为使接收机达稳定的高增益收发机中混频的数学分析收发机中混频的数学分析 发射和接收过程中的频率搬移都用混频来实现发射和接收过程中的频率搬移都用混频来实现 混频的时域分析混频的时域分析 输入信号与本地振荡信号输入信号与本地振荡信号(Local Oscillator)在时域相乘：在时域相乘：例如例如: 输入信号输入信号x(t)=ARFcos( RFt)， 载波载波c(t)=ALOcos( LOt) 混频：混频：( )( )( )cos() )cos() )22RFLORFLORFLORFLOAAAAy tx tc ttt和频（时现上变频）和频（