實驗三：射頻前端發(fā)射接收機

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1、實驗三射頻前端發(fā)射/接收機1、實驗設(shè)置的意義由電子元器件可以構(gòu)成各種功能電路，由這些功能電路按照一定的原理和要求又可以組成各類電子設(shè)備，各類電子設(shè)備按照入網(wǎng)要求和組成方案可組成網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)。元器件與電路、電路與設(shè)備以及設(shè)備與系統(tǒng)之間的關(guān)系是局部與整體的關(guān)系。射頻通信系統(tǒng)一般由發(fā)送裝置、接收裝置和傳輸媒質(zhì)組成。發(fā)送裝置包括換能器、發(fā)送機和發(fā)送天線三部分。其中發(fā)送機將電信號變換為足夠強度的高頻電振蕩，發(fā)送天線則將高頻電振蕩變換為電磁波，向傳輸媒質(zhì)輻射。本實驗就是為了在壓控振蕩器實驗和射頻調(diào)制器實驗的基礎(chǔ)上，從整體角度了解和掌握射頻發(fā)送機的原理和性能，鞏固和加深

2、對理論知識的理解，培養(yǎng)系統(tǒng)實驗和測試技能2、實驗?zāi)康?.1、了解射頻發(fā)送/接收機的基本組成；2.2、利用頻譜儀測量射頻發(fā)送/接收機的主要技術(shù)指標。2.3、測量射頻接收機前端的靈敏度。3、實驗原理3.1、射頻發(fā)射機原理射頻通信設(shè)備一般包括收發(fā)信機、天線設(shè)備(含饋線)、輸入輸出設(shè)備(如話筒、耳機等)、供電設(shè)備(如直流穩(wěn)壓電源)等等。其中主要組成部分是收發(fā)信機，因而射頻通信設(shè)備的技術(shù)指標通常指的就是射頻收/發(fā)信機的技術(shù)指標。一般來說，收信機與發(fā)信機在體制上是相同的，如在頻段劃分、調(diào)制解調(diào)方式等要求相應(yīng)一致，否則便不能達到通信的目的。在某些情況下，也允許收發(fā)信機

3、存在某些不相對應(yīng)的差異，如收信機的頻率范圍可以寬于發(fā)信機等。射頻發(fā)送設(shè)備的功能是將所要發(fā)送的信息(又稱基帶信號)經(jīng)調(diào)制，將頻譜搬移到射頻上，再經(jīng)過高頻放大到額定功率后，饋送到天線發(fā)送到空間去。6射頻發(fā)送機模塊由VCO和功率放大器組成，它的模塊方框圖如圖3－1所示。其功能是將所要發(fā)送的信息（又稱基帶信號）經(jīng)過調(diào)制后，將頻譜搬移到射頻上，再經(jīng)過高頻放大，達到額定功率之后，饋送到天線，發(fā)送到空間去。壓控振蕩器(VCO)PIN調(diào)制器定向耦合器帶通濾波器放大器天線圖3-1射頻發(fā)射模塊1KHz信號發(fā)生器發(fā)送機的主要技術(shù)指標有工作種類、調(diào)制方式、頻率范圍、頻率穩(wěn)定度及

4、準確度、輸出功率、效率、雜散輻射等。下面對相關(guān)技術(shù)指標予以簡介:發(fā)送機的工作種類指電話、電報，模擬、數(shù)字等。調(diào)制方式主要分調(diào)幅、調(diào)頻和脈沖（數(shù)字）調(diào)制等。發(fā)射機的工作頻率是指發(fā)射機的射頻載波頻率。發(fā)射機的頻率準確度與頻率穩(wěn)定度也是相對于射頻載波而言的。頻率準確度是指實際工作頻率對于標稱工作頻率的準確程度。頻率準確度越高、建立通信就越快，以至于不尋找對方就可實現(xiàn)通信，提高通信的快速性。頻率穩(wěn)定度是指各種外界因素的影響下發(fā)射機頻率穩(wěn)定的程度。如果頻率穩(wěn)定度很高，建立通信后接收機不需要因頻率變化而進行微調(diào)，從而提高了通信的可靠性。射頻通信的有效距離及通信的可靠

5、性均與發(fā)射天線的輻射功率有密切的關(guān)系。因而發(fā)射機必須保證輸出足夠大的功率。發(fā)射機的總效率是指發(fā)射機傳送到天線饋線上的功率與整機輸入功率的比值。在大功率發(fā)射機中，提高效率可以減小電源消耗，具有較大的經(jīng)濟意義。發(fā)射機的帶外輻射統(tǒng)稱為雜散輻射，如果發(fā)射機設(shè)計不當或使用不當，會使雜散輻射電平過高，干擾其他通信鏈路。當發(fā)射機使用寬帶天線且?guī)捀采w這些雜散頻率時，干擾會更嚴重。為了盡量避免發(fā)生這種干擾，有關(guān)的規(guī)程和標準對發(fā)射機的雜散輻射都給出了一定的限制3.2、射頻接收機原理射頻接收機前端是射頻接收機的關(guān)鍵部分，這里對此進行簡單介紹。(a)、最簡單的射頻前端結(jié)構(gòu)接收

6、機前端電路有幾種不同的結(jié)構(gòu)。圖36-2給出了一種最簡單的形式。這種結(jié)構(gòu)無射頻放大器，在帶通濾波器之后，只有混頻器和本機振蕩器。帶通濾波器的輸入來自天線，其輸出經(jīng)過混頻器到達中頻放大器進行后續(xù)處理。帶通濾波器混頻器本振中頻放大器圖3-2射頻接收前端天線這種結(jié)構(gòu)的主要特點是：第一，在實現(xiàn)中所需成本比其它結(jié)構(gòu)少；第二，避免由于處理無用的能量而消耗混頻器的動態(tài)范圍。帶通濾波器具有良好的前向性能（在通頻帶范圍內(nèi)）和良好的反向隔離性能。這樣可以防止本振信號能量輻射到天線，進而避免天線輻射這些信號能量。帶通濾波器有三個主要任務(wù)：l限制輸入信號的帶寬以使互調(diào)失真最??；l

7、削弱亂真響應(yīng)，主要是鏡象頻率和1/2-中頻頻率問題；l抑制本機振蕩器輻射到天線的能量。圖3-3有射頻放大器的射頻接收前端天線帶通濾波器混頻器本振中頻放大器射頻放大器(b)有射頻放大器的前端結(jié)構(gòu)第二種前端結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。這種結(jié)構(gòu)使用了一個射頻放大器。該射頻放大器的增益較低，一般低于20dB。高于20dB的增益可能會使系統(tǒng)穩(wěn)定性受到損害，并且不能達到互調(diào)截獲點。6射頻放大器的目的是隔離混頻器，同時在混頻之前將信號放大。這種放大可以補償混頻器和帶通濾波器中的損耗。射頻放大器的主要特點是改進了混頻器/本機振蕩器電路與天線電路之間的隔離。影響接收機射頻前端性能

8、的因素：（a）、混頻器/本機振蕩器性能第一個混頻器的性能對于接收機的性能至關(guān)重要