无线通信接收机原理图设计
AIS中无线接收机的PPT教学课件
RF滤波器 LNA IF滤波器 LO
放大器
解调 AGC
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零—中频接收机
零—中频接收机亦称直接变频接收机（DCR），是接收载波发射信息的一种最自然的解决方案（如图所示） 。
RF滤波器
LNA
放大器
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解调 AGC
DCR的优点
二十世纪二十年代前后出现两种接收技术：超外差变频和直接变频。超外差接收机获得顺利发展，一直 成为无线接收机的主流，而直接变频接收机长期处于实验阶段。进入九十年代后，由于无线市场驱动和单 片集成工艺的成熟，促使直接变频接收机的研究重新受到重视，目标是制成“单芯片无线电。
滤波器
RF2713
AD8367
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RF2713
I信号 Q信号
无线信号解调原理
•
1、 天线接收到外部无线信号，传给低嗓声放大器，低嗓声放大器将无线信
号的嗓声过滤掉，并将信号放大（一般是小于20dB）传送给自动增益控制器
（AGC）。
低嗓声 放大器
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• 2、AGC的作用是确保信号到达U2794B前，信号的峰峰在一个合适的范畴。当在AGC前 信号太小，AGC将自动调高增益，使信号放大；当在AGC前信号太大，AGC自动降低增 益，使信号减小
低嗓声 放大器
自动增益 控制器
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MAX2306
I信号 Q信号
RRSI
MAX2306将信号解调，输出I/Q信号。
I信号
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频率合成值M、R输入
Q信号
U2794B与MAX2306比较
1、 U2794B的频道单一、固定，但MAX2306可以在频率范围内任意的设定， 本振频率/R = 输ห้องสมุดไป่ตู้频率/M。
射频电路第6次课-第5章接收器原理与设计-NE602电路(1)
在现代无线通信中，用音频和视频信号去控制无线 载波信号的幅度或频率。即调幅(AM: Amplitude Modulation)和调频(FM: Frequency Modulation) 。 图5.2(c)是调幅信号波形，载波振幅随着音频信号 变化。调频信号波形的载波频率随着音频信号变化。 当载波发射出去时，音频信号就随着载波辐射到遥 远的地方。
5.1 接收调谐器原理
为了接收射频载波信号,接收机必须具有由电感
和可变电容组成的调谐器。下图是一个LC谐振 调谐电路。调节可变电容器的容量就可以使LC 谐振频率与接收频率一致，实现对射频信号的 接收。因为可变电容器更容易制作和调节,所以 在大多数射频接收设备中都采用可变电容器来 调整LC调谐器的谐振频率。
最近播放 的一帧
NE-602 主要应用在高频(HF)、甚高频(VHF) 接收器和频率转换器中。该器件也在许多主 流的LC变频振荡器(VFO)、外接晶体振荡器 (XTAL)或频率扫描设备中用作信号发生器。 这里主要介绍它的直流电源、射频输人端、 本地振荡器和输出电路。 NE-602 的工作温度范围是 0～70°C, SA602 温度范围扩展到-40～85°C。该器件最 普通的型号是八管脚双列直插式迷你( miniDIP)组装NE-602N。这里主要以NE-602N为例 进行介绍。
接收调谐器的工作原理是这样的：各种波长 的电磁波在天线中都将感应产生微小电流I1i。 天线的长度与接收电磁波的1/2波长越接近， I1i越大。电流I1i通过变压器次级的并联谐振 电路后输出电流I 。调节可变电容器C ,改变L 和C 组成的并联谐振电路的谐振频率使其等于 无线信号频率fi，那么，并联谐振电路在谐振 频率fi上的阻抗Zi最大，即，V2i=I2iZi =V2,max ， 频率fi的感应电压成为次级输出的最高电压。 并联谐振电路的阻抗对其它偏离谐振频率的 无线电信号来说很低，其输出的感应电压也 就很低。调谐器起到了选择接收一定频率信 号的作用，避免了无用信号的干扰。
高频无线接收机原理及方法
① ui (t) 2 cos 2π 465 103tV
uA Uim Kd 2 (0.912) 1.824V
② ui (t) 2 cos 2π 465 103tV
uA Uim Kd 2 (0.912) 1.824V
③
ui (t) 2sin 2π 465 103tV
0.532rad 30.49o
Kd cos 0.862
uA Uim Kd 1.5 0.862 1.293V
Rid R / 2 2.5k
(2) ui (t) 1.5(1 0.7 cos 4 103t) cos 2π 465 103tV
Kd cos 0.862
uA Uim Kd 1.5(1 0.7 cos4π 103t) 0.862
1.293 0.905cos4π 103tV
Rid R / 2 2.5k
对于图(b)检波器
(1) ui (t) 1.5cos 2π 465 103tV
3
3
3πrd R
大信号检波的工作原理
检波电路的主要技术指标 ①电压传输系数Kd ②等效输入电阻Rid ③非线性失真系数Kf
大信号检波器的分析与结论
3
3πrd (rad)
R
电压传输系数：
等幅波
Kd
U im cos
U im
cos
调幅波
Kd
maU im cos
maU im
cos
等效输入电阻：
Rid
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱR 2
例1.二极管检波器如图(a)、(b)所示。二极管的导通电阻 r=d 0V, R=10kΩU，BZC=0.01μF，当输入信号电压为①
射频电路第次课第章接收器原理与设计NE6电路课件
射频电路第次课第章接收器原理与设计NE6电路
最近播放的帧
2. NE-602 的直流电源线路 • 如图5.13(a) 所示，NE-602 的正电源端接在管脚8上,
地线是管脚3。直流电源的电压范围是 +4.5～+8V, 漏电流的范围是2.4～2.8mA。 • 通常电源正端和地端之间的并联电容在 0.01～ 0.1μF，该电容封装在NE-602内的。 • 电源电压不稳定将导致本地振荡器的工作频率不稳, 这将会导致一些问题。阻值为 100～180Ω的串联电 阻连接在电源端与NE-602 的电源输入端之间。如果 电源电压增加到 +9V, 串联电阻要相应增加到 1～ 1.5kΩ(图 5.13(b))。
• 变容二极管通过改变加在二极管上的反向偏置电压来 实现调谐。调谐电压 Vt 由 Rl,R2 和 R3 组成的分压 器来设置一个安装在面板上的旋钮手动调节。用 于调谐电路的电压VA必须是经过很好校准的。否则, 调谐频率将会随着电压改变而漂移。
• 主调谐电容设计成接地有两个好处，一是因为市售的 大多数调谐电容可以接地，获得相应元件方便。二是 大多数NE-602的本地振荡器使用接地可变电容，这样， 输入调谐电路可以与本地振荡器使用同一个双联可变 电容器对输入频率和本振频率的同步调谐。
• 调整初级线圈匝数L2对次级线圈匝数Ll的比，图 5.14(f)可以实现很好的阻抗匹配。
其等于无线信号频率fi，那么，并联谐振电路在谐振 频率fi上的阻抗Zi最大，即，V2i=I2iZi =V2,max ，频率 fi的感应电压成为次级输出的最高电压。
• 并联谐振电路的阻抗对其它偏离谐振频率的无线电信 号来说很低，其输出的感应电压也就很低。调谐器起 到了选择接收一定频率信号的作用，避免了无用信号 的干扰。
数字式无线接收机设计与实现
数字式无线接收机设计与实现专业名称：电子信息工程班级：学生姓名：指导老师：完成时间：2010年5月摘要数字接收机覆盖了无线电通信、电视广播、无线电广播、雷达定位、遥测遥控、卫星通信以及移动通信系统等各个领域。
随着无线通信技术特别是现代调制体制和软件无线电技术的快速发展，且无线频谱的拥挤程度日益加剧，数字接收机在设计和实现上越来越趋向于高性能、高集成度方向。
对于接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面的性能指标也提出了越来越苛刻的要求。
这些要求同样也促进了中频接收机的不断进步，要求其在保证信号检测能力即极高的灵敏度的前提下尽可能的提高接收机的线性度，使信号失真最小、误码率最低尽可能的展宽接收机的动态范围，使接收机的适应度更大、抗干扰能力更强。
数字式接收机代表着现代高性能接收机的发展方向，而DDS同DSP（数字信号处理）一样，是一项关键的数字化技术。
DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。
与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。
本课题采用了高频功率放大技术、两级中频放大技术、混频技术、DDS技术、DPD技术，由DDS座本振源，完成了数字式无线接收机的设计。
关键词DDS；DPD技术；接收机；数字化AbstractDigital receiver applies widely in so many areas such as wireless communication, television, broadcast, radar, satellite communications and so on. Along with the development of the technology of the particular the modern modulation and software radio wireless communication technique, meantime the employ of wireless frequency are more presser, the development of the digital receiver tend towards high performance and high integration. Modern receiver is in pursuit of big dynamic range, good linearity, and high sensitive and so on. That extremely promotes the development of the receiver. Also the requirement of receiver becomes more rigorous. As th e n ame implies, receiver need to improve the linearity, to reduce the distortions rate and bit error rate, and to expend the dynamic range, of course should ensure the signal detect capability precon dition.Digital receiver stands for the development direction of modern advanced receiver, also DDS with DSP (digital signal processing) as a key digital technology. DDS is a direct digital frequency synthesizer (Direct Digital Synthesizer) abbreviation. And compared to th e conventional frequency synthesizer, DDS low cost, low power, high resolution and fast switching time, it is widely used in the field of telecommunications and electronic equipment, is to achieve all-digital equipment, a key technology.The subject of using high-frequency power amplifier technology, two IF amplifier technology, mixing technology, DDS technology, DPD technology, from the Block DDS local oscillator, to complete a digital wireless receiver design.Keywords DDS;DPD technology; receivers; digital目录1绪论 (1)1.1数字式无线接收机的背景 (1)1.2课题主要完成的工作 (1)2 数字式无线接收机的原理 (3)2.1采样定理及带通采样 (3)2.1.1基带采样 (3)2.1.2带通采样 (5)2.3工作原理 (6)2.3原理图 (8)3 数字式无线接收机的硬件实现 (9)3.1高放电路 (9)3.2混频电路 (10)3.2.1 AD831的组成及主要特点 (11)3.2.2 AD831的工作原理 (11)3.3中频放大电路 (12)3.3.1 中频放大电路 (12)3.3.2 集成宽带放大器L1590简介 (13)3.3.3 中品放大电路的整体结构 (13)3.4 DDS技术 (15)3.4.1 DDS组成及特点 (15)3.4.2 AD9833芯片的功能及应用 (16)3.5DPD技术 (19)4 数字式无线接收机的软件组成 (22)4.1AD9833时序控制流程图 (22)4.2 AD574A控制流程图 (23)5 数字式接收机的噪声与增益 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)数字式无线接收机设计与实现1 绪论数字接收机的结构方式可分为直接数字化方式、外差零中频方式和外差低中频方式，本文采用外差低中频方式。
通信射频电路4 无线通信收发系统结构ppt课件
超外差式接收机
二、二次变频超外差式接收机
为了兼顾镜频抑制（高中频），信道选 择性，IFA的稳定性以及降低对解调器 的要求（低中频），于是便有了二次变 频超外差接收机。
BPF1
LNA
IF 1
BPF2
IFA
1
IF 2
BPF3
IFA
解调
2
本振1 LO1
本振2 LO2
超外差式接收机
设计原则： 一中频ωIF1尽量高以便于抑制镜像干扰。 二中频ωIF2尽量低以便于抑制邻道干扰和 降低解调器难度。 信道增益的大部分由IFA2完成。
由上分析可知要真正做到镜频抑制必须做 到：
超外差式接收机
（1）两条变频支路特性完全一致 信号幅度、增益、时延特性等 （2）精确正交
超外差式接收机
为保证正交性，上方案有如下改进：
BPF2
VRF
本振 -п/2
BPF2
- VIF
π/2
+
Weaver镜频抑制方案
超外差式接收机
上述方案对两条通道的一致性要求对于模 拟电路来讲是很高的，较难做到！ 为此，人们提出了数字中频方案。
超外差式接收机
三、直接下变频（零中频）接收机 取ωLO= ωRF，即将RF信号直接变频到基带， 没有镜像干扰问题。
BPF
LNA
LPF 本振
π/2 LPF
限幅检测 限幅检测
超外差式接收机
优点： （1）无镜频干扰 （2）便于集成化（输出频率低）
超外差式接收机
缺点： （1）频率窜透。 因为ωRF= ωLO，故很容易发生频率窜透。 a.大功率本振向射频端的窜透，易对附近 的邻信道通信造成干扰。 b.相互间的其他窜透还可能带来直流漂移 问题（对同频信号混频器起鉴相作用，不 同的相差对应不同的直流电平。）
接收机电路设计
接收机系统设计需要考虑的三个要素有：◆选择性的分配◆增益的分配◆噪声的分配2.1.1 选择性的分配选择性是衡量接收机抗干扰能力的一项重要指标，也是保证接收机能正常工作的一个重要手段。
选择性主要包括频段选择和信道选择，对于采用频分多址的通信系统，选择性的实现由带通滤波器（BPF）来完成；其中，频段的选择在射频部分完成，信道的选择在中频部分完成。
模拟对讲机由于滤波器性能指标的限制而采用二次变频，两个中频信道选择滤波器可以大大提高接收机的信道选择能力。
两个中频滤波器选择性的分配要结合系统指标、器件指标和成本综合来考虑。
例如，要得到70dB的邻道选择性指标，两个中频滤波器的带外抑制的总和就需要大于70dB，一般第二中频陶瓷滤波器的选择性优于第一中频晶体滤波器，所以对陶瓷滤波器的选择性的要求比对晶体滤波器选择性的要求高。
两个射频带通滤波器分别位于低噪声放大器（LNA）的输入和输出级，由于带外抑制和带内插损两个指标相互矛盾，且低噪放前级滤波器的插损对系统的噪声系数影响较大，所以射频频带选择性的分配以低噪放输出级优于输入级为好，一般应使低噪放输入级滤波器的插损在2dB以内。
2.1.2 增益的分配接收机高频部分总的增益（射频增益、中频增益和变频增益的和）的大小取决于鉴频器的性能和整机设计指标。
以TA31136的鉴频器为例，鉴频器输出音频信号的信纳比（SINAD）为12dB时,需要的中频信号电平为-85dBm，如果整机灵敏度设计指标为-120dBm，那么高频部分的增益至少需要35dB；第一中频放大器的增益加上第二中频混频器的变频增益在35dB左右，所以从天线口到第一中频放大器的输入端的总增益在0dB左右就能得到-120dBm的接收灵敏度。
低噪声放大器的增益太低会降低系统噪声系数，太高会减小接收机的动态范围，所以低噪放的增益一般设置在15—18dB之间。
而射频低通滤波器、射频带通滤波器和中频带通滤波器的插入损耗的总和一般在15dB左右，所以选用带有变频增益的有源混频器时，应在中放的输入端增加可调的电阻衰减网络，以调节系统的总增益。
最简单无线发射接收电路设计与详解
最简单无线发射接收电路设计与详解无线电遥控以其传输距离远、抗干扰能力强、无方向性等优点，应用于许多领域。
但因电器复杂，发送设备庞大，调试困难等原因，所以在民用领域一直受到限制，随着电子技术的发展，这些问题都得到了解决，使之具有强大的生命力。
早期的发射机较多使用LC振荡器，频率漂移较为严重。
声表器件的出现解决了这一问题，其频率稳定性与晶振大体相同，而其基频可达几百兆甚至上千兆赫兹。
无需倍频，与晶振相比电路极其简单。
以下两个电路为常见的发射机电路，由于使用了声表器件，电路工作非常稳定，即使手抓天线、声表或电路其他部位，发射频率均不会漂移。
和图一相比，图二的发射功率更大一些。
可达200米以上。
无线发射电路设计上图为常见的发射机电路OOK调制尽管性能较差，然而其电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用，在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了这样的电路。
无线接收电路设计接收机可使用超再生电路或超外差电路，超再生电路成本低，功耗小可达100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。
然而，超再生电路的工作稳定性比较差，选择性差，从而降低了抗干扰能力。
下图为典型的超再生接收电路。
无线接收电路超外差电路的灵敏度和选择性都可以做得很好，美国Micrel公司推出的单片集成电路可完成接收及解调，其MICRF002为MICRF001的改进型，与MICRF001相比，功耗更低，并具有电源关断控制端。
MICRF002性能稳定，使用非常简单。
与超再生产电路相比，缺点是成本偏高（RMB35元）。
下面为其管脚排列及推荐电路。
ICRF002使用陶瓷谐振器，换用不同的谐振器，接收频率可覆盖300-440MHz。
MICRF002具有两种工作模式：扫描模式和固定模式。
扫描模式接受带宽可达几百KHz，此模式主要用来和LC振荡的发射机配套使用，因为，LC发射机的频率漂移较大，在扫描模式下，数据通讯速率为每秒2.5KBytes。
接收机的组成框图
绪 论
本章重点
• 接收设备、发送设备的组成框图及其 简单的工作原理、工作波形、各部分
的作用。
二、高频电子线路研究的主要内容及其特点
图0.2.5 地面波的发射与接收（地面波动画）
0.2
（2）天波：
利用电离层的折射与反射，使电磁波到达电 离层后，一部分能量被吸收，一部分被反射、折 射到地面。当频率升高时，电磁波被电离层吸收 的能量增加，当频率升高超过一定值时，电磁波 将会穿过电离层，不再返回地面。所以天波适用 于10m-200m的短波。
图0.2.1 无线通信系统
主要由三部分组成：发射装置、接收装 置、传输媒质（信道）。关键设备是发射机 和接收机。 0.2
三、发射机的组成框图
图0.2.2
发送设备框图（发送设备工作原理动画）
0.2
1、高频部分的作用： （A）交变得电振荡可利用天线向空中辐射出去，但 天线长度必须和电振荡的波长差不多。 如：音频频率范围 20-20kHz 语音分布在 300-3000Hz；
图0.2.6 天波的发射与接收（天波动画）
0.2
（3）空间波：
频率更高的电磁波（ ≤10m）,不再适用电离层 传播，而是沿空间直线传播，即利用直射和反射实现 电磁波的传播。但只限于视频距离范围内。通常，50 米高的天线通信距离约50公里。
图0.2.7 空间波的发射与接收（空间波动画）
0.2
参考书目
以应加混频器。将接收到的不同载频的电
信号转变成为固定的中频信号，即所谓的 外差作用。
无线通信收发机结构课件
功率放大器
将已调信号的功率放大，以便 在无线传输过程中能够覆盖较 大的范围。
天线
将已调信号转化为电磁波，发 送到空中。
接收机的基本结构
天线
接收从空中传来的电磁波。
放大器
将接收到的信号进行放大，以便后续处理。
滤波器
滤除不需要的频率信号，只保留所需频率的 信号。
解调器
从已调信号中提取出基带信号。
频率合成器的基本结构
IEEE 802.11标准衍生出了多种协议和技术，如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和 802.11ac等。
GSM移动通信标准
它定义了无线通信网络的结构、协议和规范，支持语 音、短信和低速数据传输。
GSM（全球移动通信系统）是一种基于时分多址（ TDMA）技术的移动通信标准。
蓝牙模块
集成在设备中，实现与其他蓝牙设备的无线通信。
05
无线通信收发机的发展 趋势和挑战
技术创新和发展趋势
5G技术的推进
随着5G技术的不断发展和普及， 无线通信收发机将更加依赖于高 效、高速的数据传输和处理能力
。
数字化与智能化
数字化和智能化是当前无线通信 收发机的重要发展趋势，能够提
高设备的灵活性和可扩展性。
大。
频率的单位是赫兹（Hz），频 率范围通常在几赫兹到几百兆赫
兹之间。
无线通信收发机需要根据不同的 应用场景选择合适的频率范围。
灵敏度
灵敏度：指无线通信收发机能 够接收到的最小信号强度。灵 敏度越高，能够接收到的信号 就越微弱。
灵敏度的单位通常是分贝（dB ），其数值越小表示灵敏度越 高。
提高灵敏度可以增加无线通信 设备的通信距离和抗干扰能力 。
小集团无线传呼机发射及接收电路图
小集团无线传呼机发射及接收电路图在学校、工矿企业、政府机关及工商界利用无线电传呼，对企业下属机构或工作人员随时进行必要的指令工作，能有效地加速企业的调配效率，协调工作．通过邮电部门配备BP 机当然好，但支出费用高，还必须有电话支持才能保证信息的畅通。
本例介绍的这种小集团无线传呼通讯系统，不仅能呼叫分机的特定编号，还可以接收主机的话音信息，大大方便了使用、提高了办事效率。
该系统由无线电发射机和无线电接收机两部分组成‘采用49MH ：的业余频率，谐波干扰极少。
电路结构比较简单，全部采用通用元器件，成本较低，维修方便．-台主机最多可配八台分机（还可扩展）。
分机可同时接收主机的呼叫号及音频信号。
分机与分机之间或主机与分机可进行选择性传呼及互相对讲（限于单工使用）。
该系统采用VNF 超高频大功率场效应发射管及调频单片接收集成电路，因而具有很高的灵敏度和稳定性，作用距离可达数公里。
如果增并发射功率管的只数，通讯半径还可成倍增加。
小集团无线传呼通讯发射机的电路工作原理如图9 - 11 所示。
它是由话音变换放大电路发射编码电路、信号放大调制电路及VNF 高频大功率发射电路等组成。
S1 是话音／音频输入选择开关，当Sl 拨向“l ＂档时，话音通过传声器MIC 转换成电信号，经三极管VTI 等构成的放大器放大后，从S1 、RP 去调制放大发射电路，然后从天线W 向空中辐射。
当s1 拨向“2 ”档时，可以输入其它的音频信号（如唱机信号、广播信号、收录机信号等），作用原理与话音相同由ICI 和IC2 共同构成发射编码电路，当按下52 所示的编码开关时，导致ICI 产生不同的振荡频率，同样输入到由变容二极管及JT 等构成的调制电路中去，然后经放大，发射传输到相应的分机。
虚线框内是-个成品VNF 超高频大功率场效应管发射器，整个电路由铁皮屏蔽仅露出外接天线．其中ICI 采用时基集成电路NE555 、uA555 、LM555 等均可。
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零中频接收方案具有高集成和低功耗的特点，但是对于本系统来说，由于接收到的基带信号采用的是不同于一般通信系统的双相间隔编码，对该码制的解调，如果采用软件处理会大大增加MCU的负担，占用很多的资源，并且影响系统的实时处理能力。
因此，本系统采用了将I、Q两路信号首先自身相乘，转换为单极性信号，然后通过电压比较器与基准电压比较的方法完成信号的A/D转换。
优化后的接收部分原理图如图1所示。
图1 接收设备系统原理图
接收部分的工作过程如下。
（1）电子标签接收到读写器发来的信号，获得能量后被激活，开始执行读写器的命令，并将返回的响应信息以反向散射调制方式发送至读写器的天线。
（2）天线接收信号后，由环形器将电子标签返回的信号传给90°相移功率分配器，将信号分成正交两路。
这两路信号同时送到两个完全相同的解调电路进行处理：两路信号分别与两路正交的本振信号混频，混频后的信号经过放大器放大、滤波器滤波后再次放大，分别送往乘法器进行处理。
乘法器对送来的解调信号进行自禾，使相对于虚地为负极性的脉冲信号翻转为正极性。
（3）两路解调电路分别处理后的信号经相加后再次放大，经电容耦合（去除直流分量）至电压比较器。
（4）电压比较器将放大后完整的解调信号电压与设定的基准电压比较后，还原成标签返回信号的基带信号，经过整形后送到编解码电路进行处理。
（5）编解码电路将接收到的基带信号进行解码并进行CRC校验，形成电子标签的卡号等信息，传给MCU 微控制器。
（6）MCU微控制器对接收到的电子标签卡号等信息进行处理。
在本部分电路中为保证解调电路的精确，还用放大器产生了精确的2.5V虚地电压，作为放大、乘法器等电路的中间电位（虚地）使用，从而保证了接收电路的稳定性。