发射机与接收机结构
通信原理-DPSK调制解调实验
DPSK调制解调实验一、实验任务利用卷积编码、DPSK调制和前导码等技术构建通信系统，学习其发射机结构和工作原理，学习其接收机结构，实现接收机代码，完成接收信号的滤波、DPSK 解调、定时同步和卷积码译码。
通过该DPSK系统实验，能对通信系统的一般流程与模块功能有更清晰的认识，同时掌握差分编解码方法和基于前导码的定时同步方法。
二、实验基本原理2.1 发射机结构DPSK通信系统发射机如图1所示，具体步骤如下：图 1 发射机结构（1）随机信源比特从指定数据文件中读取。
（2）对二进制序列进行卷积编码，编码器参数是[171,133]，编码约束长度是7，编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。
（3）在编码比特之前插入前导码，前导码由16个固定比特组成，用于接收机的定时同步。
（4）差分编码用于对比特流进行处理，以避免接收端的相位模糊。
（5）差分编码结果映射为BPSK码元，注意： 0映射为+1，1映射为-1。
（6）对BPSK码元上采样，从码元速率Rs上采样到系统采样率Fs。
（7）脉冲成型用平方根升余弦滚降滤波。
（8）最后将信号送往发射电路发射。
2.2 接收机结构DPSK通信系统接收机如图2所示，具体步骤如下：图 2 接收机结构（1）首先对来自接收电路的信号进行匹配滤波。
（2）然后进行DPSK差分相干解调。
（3）通过搜索前导码，确定第一个数据码元的时间位置。
（4）对解调信号进行抽样，得到码元抽样序列。
（5）送入卷积码译码器译码，得到接收比特序列，译码采用matlab函数vitdec, 译码结果要去掉6个尾比特。
2.3 关键信号SendBit：发送的信源比特序列SendBpsk：差分编码后的BPSK码元SendSig： DPSK已调信号RecvSigFiltered：接收信号匹配滤波RecvDpskDemod：DPSK解调信号RecvCorr：前导码相关搜索结果RecvSymbolSampled：码元抽样RecvBit：恢复的数据比特2.4 关键参数系统参数（不可更改）：Fs = 200kHz，系统采样率Rs = 10k码元/秒，码元速率SigLen = 200k，发射信号SendSig的采样点数信道参数：Amax = 1，最大信号幅度Pmax = pi，最大相位偏差Fmax = 16，最大频率偏差，单位HzTmax = 0.005，最大时间偏差，单位秒SNR = 0，信噪比三、模块设计与实现3.1 发射机模块1、参数设置，随机信源比特从指定数据文件中读取，获取其长度。
第2章发射机和接收机
第2章 发射机和接收机本章讨论用于无线传输的发射机和接收机的设计。
使用的术语将有如下界定的含义：从调制器直至发射天线的各部件构成发射机，而从接收天线直至解调器的各部件则构成接收机。
对发射机和接收机的要求显然是不同的，这是因为发射机只须处理所要求的信号，而接收机则须从天线接收的各种频率混合的信号中将所要求的信号提取出来。
此外，发射机处理的信号强度是恒定的，或者仅有很微小的变化，而接收机所应对的信号强度差异极大，其大小取决于与发射机的远近程度。
发射机主要欲达到的目标有：将有用信号转换为干扰尽可能小的高频传输信号、以尽可能最高的效率放大信号、并使转换或放大所产生的不良干扰信号的传输降至最低。
接收机主要欲达到的目标有：在邻近频率范围接收到很强信号的同时，还要从强度很弱的信号中将所要求的信号过滤出来，并产生一个清晰的、具有高信噪比和最低互调失真的信号。
因此，就发射机而言，主要难点在效率；而接收机所面临的是选择性、动态范围和噪声等问题。
2.1 发射机我们首先考虑模拟方式调制的发射机结构，其后再讨论数字方式调制的发射机。
其中，借助一些简化的方框图来加以说明，这些方框图将只显示出基本的组成部分。
2.1.1 模拟方式调制的发射机直接调制型发射机当模拟调制器的载波频率f C 与发射频率f RF 相同时，就实现了最简单的发射机。
在这种情况下，只需将调制器的输出信号放大并馈送到天线。
在实际应用中，发射放大器必须后接一个输出滤波器，以使源于放大器的信号失真降低到可接受的水平。
图2.1（a ）所示为直接调制型发射机结构，其信号频谱如图2.2所示。
单中频发射机随着频率的增高和需求的增长，使得要实现所需精度的调制器越发困难。
因此，要用较低的中频f IF 作为载波频率f CC IF RF f f f =使用中频可以更容易地构建调制器。
图2.1（b ）所示为单中频发射机的结构，它用混频器M1将中频f IF 转换为发射频率f RF ，由本机振荡器（Local Oscillator ，LO ）向混频器提供频率LO RF IF f f f =−混频处理所产生的和频与差频为LO IF RF f f f +=，LO IF RF IF 2f f f f −=−其中，发射频率部分用RF 滤波器滤出，然后馈入发射机放大器。
发射机和接收机的组成
缓冲器
（2）调幅广播接收机的组成框图
直接放大式接收机
1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
（2）调幅广播接收机的组成框图1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
超外差式接收机
1.3 调幅广播发射机和接收机的组成
（3）本课程学习的主要内容
高频信号的选择——选频网络
高频信号的放大——高频小信号放大器、高频功率放大器
高频信号的产生——高频振荡器或本地振荡器
高频信号的变换——倍频器、调制器、混频器、解调器
高频信号的控制——自动增益控制电路、自动频率控制电路、锁相环路。
中波调幅发射机与接收机组装及调试doc.
中波调幅发射机与接收机组装及调试一、实验目的1、在模块实验的基础上掌握调幅发射机整机组成原理，建立调幅系统概念。
2、掌握发射机系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。
3、在模块实验的基础上掌握调幅接收机组成原理，建立解调系统概念。
4、掌握调幅接收机系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。
二、实验内容1、完成调幅发射机整机联接与调试2、完成调幅接收机整机联接与调试三、实验仪器1、实验箱2、4、7、8、10 号板5块2、耳机1副3、数字万用表1块4、数字示波器1台5、DDS函数信号发生器1台四、实验电路说明图14-1 中波调幅发射机该调幅发射机组成原理框图如图14-1所示，发射机由音频信号发生器，音频放大，AM 调制，高频功放四部分组成。
实验箱上由模块4，8，10构成。
图14-2超外差中波调幅接收机接收机由天线回路、变频电路、中频放大电路、检波器、音频功放、耳机等六部分组成，实验箱上由模块2，4，7，10构成。
天线回路：。
从天线接收进来的高频信号首先进入输入调谐回路。
天线回路的任务是：1. 通过天线收集电磁波，使之变为高频电流；2.选择信号。
在众多的信号中，只有载波频率与输入调谐回路相同的信号才能进入收音机。
变频和本机振荡级：从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。
例如，输入信号的频率是535kHz，本振频率是1000kHz ，那么它们的差频就是1000 kHz －535 kHz ＝465kHz；当输入信号是1605kHz时，本机振荡频率也跟着升高，变成2070kHz。
也就是说，在超外差式收音机中，本机振荡的频率始终要比输入信号的频率高一个465kHz。
这个在变频过程中新产生的差频比原来输入信号的频率要低，比音频却要高得多，因此我们把它叫做中频。
不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后再送到中频放大器继续放大，这是超外差式收音机的一个重要特点。
02-13发射机和接收机的组成
第1章绪论
1.3 调幅广播发射机和接收机的组成
缓冲器
（2）调幅广播接收机的组成框图
直接放大式接收机
1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
（2）调幅广播接收机的组成框图1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
超外差式接收机
1.3 调幅广播发射机和接收机的组成
（3）本课程学习的主要内容
高频信号的选择——选频网络
高频信号的放大——高频小信号放大器、高频功率放大器
高频信号的产生——高频振荡器或本地振荡器
高频信号的变换——倍频器、调制器、混频器、解调器
高频信号的控制——自动增益控制电路、自动频率控制电路、锁相环路。
简述毫米波雷达的结构、原理和特征。
简述毫米波雷达的结构、原理和特征。
毫米波雷达是一种基于毫米波技术的雷达系统，其结构、原理和特征如下：一、结构：毫米波雷达由发射机、接收机、天线系统、信号处理系统和显示系统等组成。
1. 发射机：发射机产生毫米波信号，并通过天线系统将信号发射出去。
2. 接收机：接收器接收从目标反射回来的信号，并将其转换为电信号。
3. 天线系统：天线系统负责发射和接收毫米波信号。
毫米波天线通常采用小型化的微带天线，具有较小的尺寸和宽频带特性。
4. 信号处理系统：接收到的信号经过信号处理系统进行滤波、放大、解调等处理，提取出目标的相关信息。
5. 显示系统：将信号处理系统处理后得到的目标信息以可视化的方式展示出来。
二、原理：毫米波雷达的工作原理是利用毫米波的特殊性质进行目标探测和跟踪。
1. 毫米波特性：毫米波的波长较短，频率较高，能够提供高分辨率的目标信息。
同时，毫米波在大气中的传播损耗较小，能够穿透一些障碍物，适用于近距离目标探测。
2. 发射与接收：发射机产生的毫米波信号通过天线系统辐射出去，当信号遇到目标时，会发生反射。
接收机接收到反射回来的信号，并将其转换为电信号。
3. 目标探测：毫米波雷达通过分析接收到的信号，可以判断目标的位置、速度、形状等信息。
利用毫米波的高分辨率特性，可以实现对小目标的探测和跟踪。
三、特征：毫米波雷达具有以下特点：1. 高分辨率：毫米波具有较短的波长，可以提供高分辨率的目标信息。
这使得毫米波雷达在目标探测和跟踪方面具有优势。
2. 适用于近距离目标探测：毫米波在大气中的传播损耗较小，能够穿透一些障碍物。
这使得毫米波雷达在近距离目标探测方面具有优势，例如在自动驾驶汽车中的应用。
3. 抗干扰能力强：由于毫米波的频率较高，其受到的干扰较少，抗干扰能力强。
这使得毫米波雷达在复杂环境下的工作更加可靠。
4. 多功能性：毫米波雷达可以应用于多种领域，如自动驾驶、智能交通、安防监控等。
其高分辨率和适用于近距离目标探测的特点使得其在这些领域中具有广泛的应用前景。
对讲机的工作原理
对讲机的工作原理对讲机是一种无线通信设备，它通过无线电波进行语音传输，实现人与人之间的实时对话。
对讲机的工作原理可以分为三个主要部分：发射机、接收机和天线。
1. 发射机：发射机是对讲机的核心部分，它负责将声音信号转换为无线电信号，并将其发送出去。
发射机由麦克风、音频放大器、调频发射器等组成。
- 麦克风：麦克风将人的声音转换为电信号。
当我们讲话时，声音通过麦克风被转换为微弱的电流信号。
- 音频放大器：音频放大器将麦克风输出的微弱信号进行放大，以便能够驱动调频发射器。
- 调频发射器：调频发射器将放大后的音频信号与射频信号进行混合，生成高频的无线电信号。
这个信号经过天线发射出去，传播到接收机。
2. 接收机：接收机接收到从其他对讲机发射出来的无线电信号，并将其转换为声音信号，使我们能够听到对方的声音。
接收机由天线、调频接收器、音频放大器、扬声器等组成。
- 天线：天线接收到从其他对讲机发射出来的无线电信号，并将其传输给调频接收器。
- 调频接收器：调频接收器将接收到的射频信号进行解调，分离出音频信号和其他噪声。
- 音频放大器：音频放大器将解调后的音频信号进行放大，以便能够驱动扬声器。
- 扬声器：扬声器将放大后的音频信号转换为声音，使我们能够听到对方的话语。
3. 天线：天线是对讲机的重要组成部分，它负责接收和发射无线电信号。
天线通过接收和发射无线电波来实现对讲机之间的通信。
- 发射天线：发射天线将发射机产生的无线电信号转换为无线电波，并将其发射出去。
发射天线的设计和特性会影响对讲机的发射距离和信号质量。
- 接收天线：接收天线接收其他对讲机发射出来的无线电波，并将其转换为电信号，传输给接收机进行解调和放大。
总结：对讲机的工作原理是通过发射机将声音信号转换为无线电信号，并通过天线发射出去，接收机则负责接收其他对讲机发射的无线电信号，并将其转换为声音信号。
通过这种方式，对讲机实现了人与人之间的实时对话。
发射机、接收机和天线是对讲机的三个主要部分，它们各自承担着不同的功能，共同协作完成对讲机的工作。
遥控飞机组成结构PPT课件
• 2.无刷电调 • 电调全称电子调速器，简称ESC，电调可
以说是整个无刷动力系统最关键的部分。 电调将直流电源转化为三相电源供给无 刷电机，并对无刷电机起调速作用。同 时电调可为3-4个舵机和接收器供电，因 此现代的航模飞机不需要为接收器和舵
电调
香蕉母插头
T插公头
信号线，连接收 器，注意正负极
电池（容量、放电能力、放电电流） 如：11.1V,1600mAH，20C的电池
电池容量为1600mAH，最大的持续电流 =1.6A/CX20C=32A；单片电池充满电压4.15-4.20合适， 用后最低电压为3.6以上（切记不要过放），长期不用的 保存电压为3.9。
如果该电池长时间超过32A电流工作，电池寿命变短。
舵机
• 航模飞机的升降、转向一般都是由于 舵机拉动舵面改变飞机周围气流而产 生的。初级航模我们只需注意舵机的 重量、拉力就可以了，再高级可能需 要注重舵机的死区时间、齿轮质量等 等其他参数。5克和9克舵机是初级航 模中最常用的舵机之一。
螺旋桨
常用浆： 三角翼：5030 微风：8060
有字的一面朝机头
遥控飞行
认识设备
• 遥控飞机要上天，肯定需要不少的设备。需要什么设 备？
• 必备的设备包括：发射机、接收、发动机（电动或者 油动）、舵机、电调、电池，以上设备是缺一不可。 除了电子设备，还需要螺旋桨、舵角、连杆等。
摇控设备
• 航模用的遥控设备包括发射 机，接收机。发射的作用是 发射信号，让我们在地面通 过它可以遥控飞机飞行；接 收机的作用则不言而喻，它 是接收我们通过发射机发出 的各种控制信号
其他配件和材料
舵角
快速调节器 机轮
碳杆 纤维胶带 彩胶带
热熔胶
遥控飞机组成结构
遥控飞机接收机连接示意图（右手油门）
动力设备：电动机和燃油发动机
电动力飞机特点：噪音小，维护 简单，重量轻，故障率低，成本
小。缺点，动力小，留空时间短。
航模用的电机目前有两种类型： 有刷和无刷。
其他配件和材料
舵角
快速调节器 机轮
碳杆
纤维胶带 彩胶带
热熔胶
热熔胶枪 电烙铁
充电器
电量显示器
其他工具
电动机
无刷电机
• 无刷电机是整个无刷动力系统的动力输出，相比以往的有刷电机， 无刷电机有，低干扰、低噪音、运转顺畅、寿命长，维护成本低等 优点。 • 模型无刷电机最重要的参数指标是KV值，这个数值是无刷电机独有 的一个性能参数，是判断无刷电机性能特点的一个重要数据。除此 之外还有尺寸、重量、电压范围、空载电流、最大电流等参数。 • 电机和桨的配置一般情况下是高KV值电机配小桨，低KV值电机配大 桨。具体的配置需根据飞机实际的情况而定。
三角翼：5030 微风：8060
有字的一面朝机头
电 池
常用锂聚合物充电电池
3S11.1V 充放电范围： 11.1～12.6V 放电能力： 15C～25C 电池容量： 1300mAh以上
飞机上天前测量电压，估算时间降落。 安装时要注意电池重量。
电机、浆、电池、机型的匹配
电机KV值： 电机转速（空载）=KV值X电压 如KV1400的电机在12V电压下它的转速 是16800转/分钟。
电池（容量、放电能力、放电电流） 如：11.1V,1600mAH，20C的电池 电池容量为1600mAH，最大的持续电流
=1.6A/CX20C=32A；单片电池充满电压4.15-4.20合适，
无线对讲系统组成和技术要求
无线对讲系统组成和技术要求无线对讲系统是一种基于无线通信技术的语音通信系统，广泛应用于各种场合，如安防、建筑工地、会议室等。
无线对讲系统由发射机、接收机、天线、电源、语音编解码器等多个组成部分构成。
下面将详细介绍无线对讲系统的组成和技术要求。
1.发射机和接收机：发射机用于将话筒中的声音信号转换成无线信号，接收机用于接收无线信号并将其转换成可听的声音信号。
发射机和接收机是无线对讲系统的核心设备。
2.天线：天线在无线对讲系统中起到传输信号的作用。
通过天线，发射机可以将信号传输到接收机，接收机也可以通过天线接收到发射机发送的信号。
3.电源：无线对讲系统需要电源提供电能供其工作。
电源可以为发射机、接收机等组件提供稳定的直流电源，以确保系统正常工作。
4.语音编解码器：语音编解码器用于将模拟声音信号转换成数字信号，方便无线传输。
在接收端，语音编解码器将数字信号重新转换成模拟声音信号，使其可听。
5.频率和信道：无线对讲系统需要使用合适的频率和信道进行通信，以避免和其他无线设备的干扰。
在无线对讲系统中，还有一些技术要求需要考虑：1.传输距离：无线对讲系统需要在一定距离范围内进行通信，因此系统的传输距离是一个重要的技术要求。
传输距离的要求通常会根据具体的应用场景而有所不同。
2.传输质量：无线对讲系统需要保证语音的传输质量，避免信号的丢失和干扰。
传输质量主要包括声音的清晰度、稳定性和实时性等方面。
3.安全性：无线对讲系统在一些应用场景中可能需要保证通信的安全性。
这需要采用相应的加密技术或者信道扰频等措施来防止信息的非法获取。
4.多用户支持：无线对讲系统可能需要同时支持多个用户进行通信，因此需要具备多用户并发支持的能力。
5.电池续航时间：考虑到无线对讲系统可能在一些没有电源供应的场合使用，系统的电池续航时间是一个重要的要求。
系统应具备较长的电池续航时间，以保证系统能够长时间的工作。
总结起来，无线对讲系统由发射机、接收机、天线、电源、语音编解码器等多个组成部分构成。
1.1 无线电通信系统的构成
16
第五章 非线性电路分析方法 与混频器
1、非线性电路分析方法：幂级数、开关函数、模拟乘法器、时变跨导、 器件非线性的影响 2、混频器的功能和工作原理 3、二极管混频电路：平衡式、双平衡式 4、超外差式接收机的构成和工作原理 5、混频器干扰：镜像干扰、中频干扰、三阶互调干扰 6、混频器的中频选择、二次混频方案 7、接收机灵敏度和动态范围的计算 8、接收机方案：超外差、直放式、甚低中频式、镜频抑制方案、数字中频 9、接收机与发射机的性能指标
激励放大
输出功 率放大
载波 振荡器
先调制再功率放大
天线开关
扬 声 器
音频 放大器
解调器
中频放大 与滤波
混频器
高频放大
本地 振荡器
无线通信系统的基本组成
超外差式接收机
无线电通信调幅广播发射机、接收机组成与工作原理 高电平调制发射机框图
超外差式接收机框图
超外差接收机的主要特点就是由频率固定的中频放大 器来完成对接收信号的选择和放大。 当信号频率改变时, 只要相应地改PAM，PPM（UWB），PCM（PSTN）
1.3 线性VS非线性
非线性电路不满足组叠加定理 非线性产生新的频率分量 电子线路工作于非线性状态，因此存在与线性电子线路不同的分析
方法 解析法：幂级数分析方法，指数函数分析方法，折线法 时变参量分析方法：时变跨导电路分析，模拟乘法器电路分析，
第四章 高频小信号放大器
1、高频小信号放大器的质量指标 增益：电压增益、功率增益、增益的分贝表示 通频带：半功率点、3dB带宽 选择性：矩形系数（Kr0.1和Kr0.01）、抑制比 工作稳定性：增益、通频带和选择性三个参数的稳定性。 噪声系数：单级、多级
光纤通信系统的基本组成
1.3.2基本光纤传输系统
基本光纤传输系统作为独立的“光信道”单元，若配置
适当的接口设备，则可以插入现有的数字通信系统或模拟通
信系统， 或者有线通信系统或无线通信系统的发射与接收之 间光发射机、光纤线路和光接收机，若配置适当的光器件，
可以组成传输能力更强、功能更完善的光纤通信系统。例如，
在光纤线路中插入光纤放大器组成光中继长途系统，配置波 分复用器和解复用器，组成大容量波分复用系统，使用耦合
1.3光纤通信系统的基本组成
光纤通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。 用户要传输的信息多种多样，一般有话音、图像、数据或多媒 体信息。 为叙述方便，这里仅以数字电话和模拟电视为例。 图 1.4 示出单向传输的光纤通信系统，包括发射、接收和作为
广义信道的基本光纤传输系统。
发 射 信 息 源 电 发 射 机 电信号 输入 光 发 射 机
器或光开关组成无源光网络，等等。
下面简要介绍基本光纤传输系统的三个组成部分。
1. 光发射机 光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号，并用耦合 技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、 驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。光发射机的性 能基本上取决于光源的特性，对光源的要求是输出光功率足够 大， 调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输 出功率和波长稳定， 器件寿命长。目前广泛使用的光源有半
为提高传输质量，通常把这种模拟基带信号转换为频率调 制(FM)、脉冲频率调制 (PFM) 或脉冲宽度调制 (PWM) 信号，最 后把这种已调信号输入光发射机。 还可以采用频分复用(FDM) 技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号(或数字基带信号) 分别调制指定的不同频率的射频(RF)电波，然后把多个这种带 有信息的 RF 信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机， 由光载波进行传输。 在这个过程中，受调制的RF电波称为副 载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术， 称为副载波复 用(SCM)。
光发射机与光接收机
高速调制技术
01
02
03
外调制技术
利用外部调制器对光信号 进行调制，实现高速率、 高效率的光信号传输。
直接调制技术
通过直接改变光源的驱动 电流或电压来实现光信号 的调制，具有简单、易实 现的优点。
先进调制格式
采用高阶调制格式如 QAM、OFDM等，提高 光信号的频谱效率和传输 性能。
灵敏度提升技术
移动通信
在5G和未来的6G移动通信网络 中，光发射机和光接收机可用于 实现高速、大容量的数据传输，
提升网络性能。
数据中心互联
随着云计算、大数据等技术的快 速发展，数据中心之间需要大容 量、低时延的数据传输，光发射 机和光接收机是实现这一目标的
关键技术之一。
广播电视领域应用
有线电视网络
光发射机和光接收机可用于有线 电视网络中的信号传输和接收， 提供高清、稳定的电视信号。
光接收机的灵敏度、动态范围等性能对接收到的 光信号进行准确解调至关重要。
光发射机与光接收机需相互匹配，以确保信号在 传输过程中的稳定性和可靠性。
性能指标对比
光发射机主要性能指标
输出光功率、消光比、光谱宽度、波 长稳定性等。
光接收机主要性能指标
灵敏度、动态范围、误码率、接收带 宽等。
04
关键技术与挑战
工作过程
光信号接收
光电转换
信号放大与处理
时钟提取与数据再 生
输出电信号
光接收机首先接收来自 光纤的光信号。
光信号经过光电转换器 件转换为电流信号。
电流信号经过前置放大 器和主放大器进行放大 ，以提高信号的幅度和 信噪比。同时，可能还 需要进行波形整形、均 衡等处理，以优化信号 质量。
从经过处理的信号中提 取时钟信息，并用于数 据再生，以确保数据的 准确性和可靠性。