无线通信收发机结构
无线收发系统设计
无线收发系统设计首先，无线收发系统的设计需要确定使用的无线通信技术。
常见的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee和RFID等。
根据实际需求和应用场景的特点，选择合适的无线通信技术。
其次，需要设计无线收发系统的硬件部分。
硬件部分包括发射机和接收机两个主要组成部分。
发射机通常包括信号源、调制电路和功率放大器等。
信号源用于产生要发送的信号，调制电路用于将信号进行调制，将信息嵌入到载波中，功率放大器则用于将调制后的信号放大，以便进行传输。
接收机通常包括天线、解调电路和信号处理电路等。
天线用于接收到达的无线信号，解调电路用于将调制后的信号还原为原始信号，信号处理电路则用于对解调后的信号进行处理，以得到所需的信息。
此外，还需要设计无线收发系统的软件部分。
软件部分用于控制无线收发系统的工作，并处理信号传输过程中的各种问题。
软件部分通常包括以下几个模块：调制解调模块、信号处理模块和通信协议模块等。
调制解调模块用于进行信号的调制和解调，信号处理模块用于对接收到的信号进行必要的处理，以得到所需信息，通信协议模块则用于控制无线收发系统的工作，确保信息的可靠传输。
最后，无线收发系统的设计还需要考虑到一些特殊因素。
例如，信号的传输距离、速率和功耗等。
根据实际需求和应用场景的特点，对这些因素进行合理的设计和优化。
总结起来，无线收发系统的设计需要确定使用的无线通信技术，设计硬件部分和软件部分，并考虑特殊因素。
通过合理的设计和优化，可以实现无线收发系统的功能，满足实际需求和应用场景的要求。
无线基站无线通信系统以及无线通信方法
无线基站无线通信系统以及无线通信方法1.无线基站的定义和构成无线基站是构建无线通信系统的基础设施，也是无线通信网络的关键节点之一、它是一个具有天线系统、收发机系统、传输系统和控制系统等功能模块的设备。
根据覆盖范围的不同，无线基站可以分为宏基站、微基站和室内基站等。
(1)天线系统：无线基站的天线系统是用来接收和发送无线信号的设备，它通常包括天线、天线支架和天线分集等。
天线系统的设计和布局对无线通信质量和覆盖范围起着关键作用。
(2)收发机系统：无线基站的收发机系统是用来将收到的无线信号转换成电信号并进行处理的设备。
收发机系统通常包括射频前端模块、中频模块和数字信号处理模块等。
收发机系统的设计和性能直接影响无线通信的传输效果和质量。
(3)传输系统：无线基站的传输系统是用来将无线信号传输到目标终端设备的设备。
传输系统通常包括传输介质、传输设备和传输协议等。
传输系统的设计和性能对无线通信的传输速率和时延等方面有着重要影响。
(4)控制系统：无线基站的控制系统是用来对无线通信系统进行管理和控制的设备。
控制系统通常包括控制器、交换机和协议栈等。
控制系统的设计和性能对无线通信的运行稳定性和可靠性具有重要意义。
2.无线通信系统的概述无线通信系统是指通过无线基站和相关设备构成的一种通信网络系统。
它使用无线电波等无线信号进行信息传输和交换。
无线通信系统在现代社会中应用广泛，为人们提供了各种无线通信服务。
无线通信系统可以按覆盖范围和使用频率划分。
根据覆盖范围的不同，无线通信系统可以分为广域网、城域网和局域网等。
广域网通常使用卫星通信进行覆盖，城域网通常使用微波通信进行覆盖，而局域网通常使用无线局域网进行覆盖。
根据使用频率的不同，无线通信系统可以分为移动通信系统、卫星通信系统和无线局域网系统等。
移动通信系统通常使用手机进行通信，卫星通信系统通常使用卫星进行通信，无线局域网系统通常使用Wi-Fi进行通信。
无线通信系统的核心技术包括调制解调技术、编码解码技术、分集技术和多址技术等。
通信基站原理
通信基站原理
通信基站是一种用于无线通信的设备，用于提供移动通信服务。
它主要由天线、收发信机、基带处理器和控制器等组件组成。
基站通过天线进行无线信号的发射和接收。
天线可以根据不同的通信标准和频段进行选择，例如GSM、CDMA、LTE等。
基站一般会配备多个天线，以实现多天线技术（MIMO），提
高系统容量和覆盖范围。
基站的核心部分是收发信机，它负责将数字数据转换为无线电波并发送出去，同时接收到的无线电波也会被转换为数字数据。
收发信机一般包括一对用于发送和接收的无线电频率合成器和调制解调器。
发送时，调制解调器将数字数据转换为无线电频率信号，并使用频率合成器产生所需的无线电频率。
接收时，调制解调器将接收到的无线电频率信号解调为数字信号。
基带处理器负责对数字数据进行信号处理和编解码，并控制收发信机的操作。
它通常包含数字信号处理器、编解码器和调制解调器等组件。
基带处理器还负责对无线信号进行调度和管理，以确保有效的信道利用和资源分配。
控制器负责管理基站的整体运行和维护。
它包括软件和硬件组件，用于控制和配置基站的各个部分。
控制器还负责处理无线信号的传输和接收，监测信号质量和干扰情况，并做出相应的调整和优化。
通过以上的组件和功能，通信基站能够实现无线通信服务，提
供移动通信的覆盖和连接。
它在无线通信系统中起着至关重要的作用，是实现移动通信的基本设备。
通信电子电路课件第2章
North China Electric Power University
通信电子电路 第2章无线收发机系统
例： 超外差收音机的中频频率fI=465KHz， 接收电台信号频率fs=931 KHz， 则相应的本振频率fL=fs+fI=1396KHz， 混频器非线性器件产生的组合频率中， 当 p= -1，q=2时，得组合频率-fL+2 fs =466KHz=fn，与fI相差1KHz，中频滤波 器难以滤除 在检波器中形成差拍检波，听到1KHz的 啸叫声。
2.1.1 单次变频超外差接收机
f S : 0 .5 M 3 0 M
fS
f I f L fS 455k (465k )
fL
图2-1-1 单次变频超外差式接收机方框图
超外差的含义： 本振频率始终高出接收频率一个中频，且中频固定
North China Electric Power University
通信电子电路 第2章无线收发机系统
2、镜像干扰 取 p 1 、q 1 得
fn fS 2 fI
fI
fI
fS
fL
f
fn
镜像干扰频率关系
干扰信号频率 f 与有用信号频率 f 相对于本振频率 f 恰好形成镜像对称关系
n S
L
North China Electric Power University
North China Electric Power University
通信电子电路 第2章无线收发机系统
一、啸叫干扰（干扰哨声） 原因：由接近中频的组合频率产生， 当某些组合频率分量满足表达式 ±pfL±qfs≈fI，则混频器输出端的选频 电路就无法剔除这些频率分量的信号 现象：收听到正常信号的同时，伴随 有啸叫声
无线电收发报机原理
简易无线电发射器制作第一步：需要的材料<!--[if !supportLists]-->∙ <!--[endif]-->一个1兆赫的晶体振荡器<!--[if !supportLists]-->∙ <!--[endif]-->一个音频变压器，这是一个1000欧姆到8欧姆的音频变压器<!--[if !supportLists]-->∙ <!--[endif]-->一个普通的印刷电路板<!--[if !supportLists]-->∙ <!--[endif]-->一个耳机插头<!--[if !supportLists]-->∙ <!--[endif]-->一个9V电池夹和一个9V电池<!--[if !supportLists]-->∙ <!--[endif]-->一组弹簧夹跳线<!--[if !supportLists]-->∙ <!--[endif]-->一些绝缘线作为天线第二步：组装振荡器是发射器的心脏，它又4个引线，我们只用其中的3个。
当电源接到其中的2个引线上时，第3个引线上电压就在0V和5V之间跳动，每秒100万次。
振荡器被封装在一个金属盒中，金属盒的角都是圆的，除了右下角那个，它指示了那个未使用的引线在哪。
这个引线用来将振荡器固定在电路板上，在振荡器中它不与任何东西相连。
另一个重要部件就是音频变压器，在这个电路中，它被用作调幅器。
调幅器改变无线电波的长度，来匹配我们要发送的声音或音乐的响度。
这个发射器的电路图如下：一个完成的发射器如下图所示：变压器一边有2根引线，一边有3跟引线。
2根引线是低阻抗侧，3根是高阻抗侧。
3根引线的中间那根在我们的电路中将不使用。
为了达到最好的效果，我们将变压器的电阻抗侧与振荡器串联。
这意味着信号源必须能够驱动重负荷，比如一个8欧姆的扬声器。
无线收发器工作原理
无线收发器工作原理
无线收发器是一种可以实现无线通信的设备，它主要由发射机和接收机两部分组成。
接下来，我们就来探究一下无线收发器的工作原理。
一、发射机的工作原理
1. 音视频信号的处理：信号源通过音频或视频信号处理器处理，使其频率在特定的范围内。
2. 调制过程：在将信号发送到无线媒介之前，需要将信号转换为特定的频率，这个过程叫做调制。
调制可以将低频信号转换成高频、超高频或其他频段的信号，以确保信号通过无线媒介传送。
3. 放大操作：经过调制后的信号需要通过放大操作，将信号变成足够强的电磁波，以便通过电磁波来传递信号。
4. 激光指针的作用：将放大后的信号反射到某个方向。
二、接收机的工作原理
1. 电磁波的接收：一旦放大的电磁波到达接收器，接收器就会将其转化为电信号。
2. 信号放大：通过接收机的放大操作，信号将被转化为一个更大的电信号，这称为增益。
3. 解调：随后通过解调操作，将信号转换为最初的音视频信号。
4. 过滤器的作用：接下来使用过滤器对信号进行过滤，使得与设定的
调制方式不同的其他信号被滤除。
综上所述，无线收发器的工作原理包括了发射机和接收机两部分的工作方式。
发射机主要是将音视频信号经过调制和放大后通过无线媒介传递出去，而接收机则是通过无线媒介接收信号，并将其转化为最初的音视频信号，以便寻找电磁波传递过来的信息。
无线通信收发信机架构漫谈(TRX)
无线通信收发信机架构漫谈2015/4/9 enrich_you@十年便是一个轮回。
在无线通信领域，昔日的霸主摩托罗拉、西门子、阿尔卡特等已渐渐远去，爱立信也在积极转型，最近又听说诺基亚要收购阿朗，国内通信大厂在这场盛宴中风流至极。
利润率的降低使得高大上的欧美企业不得不另寻出路。
移动通信作为无线通信最大的市场，总是引领着技术的进步。
广电覆盖、集群通信、卫星通信等细分市场，体量相对较小，竞争也颇为激烈，但技术大都差不多。
本人从一个无线电的爱好者变成一个通信民工，见证了这个行业的高傲、残酷和苦逼。
本文仅从技术角度闲聊收发信机架构的现状。
关键词：无线通信零中频收发信机RFIC SDR发射机的架构主要分为零中频、复中频、实中频、RFDAC实现直接射频输出，架构示意图如Fig1所示。
接收机类似，只不过RFDAC变为射频直接采样。
Fig1 发射机的几种常用架构最古老的发射机架构为实中频架构(c)，传统的收音机还有二次变频技术。
该架构需要射频设计者考虑混频杂散、镜像抑制等指标，射频链路较长，对时延、平坦度等要求也较高。
这应该是十多年前的主流架构，那个时代对于射频工程师而言是黄金时代，总有调不完板子。
然而对于接收机而言，在带宽较窄的场景下，实中频架构依然是主流。
带宽窄意味着采样率不高，ADC的价格也可以承受，窄带的射频系统也很容易实现，同时不需要较复杂的射频算法，因为门槛低，射频的高复杂度也就忍了。
零中频和复中频具有相同的硬件架构（Fig1 A、B），可以看到混频器变成了调制器，零中频带通滤波器变成了低通滤波器，单DAC变成了双DAC。
因为集成工艺的先进，双DAC 比较容易实现，且差异性很小；同时低通滤波器较带通滤波器更容易实现；通过QMC算法，可以基本消除调制器的镜像，最后一个带通滤波器也可以去掉。
但是在复中频发射机中，仍然需要带通滤波器，相比于实中频，并没有太大提升，所以复中频发射机一般不用。
从Fig2可以看到，在多载波情况下，QMC算法需要校正调制器带来的镜像。
第1章无线通信中射频收发机结构及应用1
无线局域网(WLAN)是利用全球通用且无须申请许可的ISM频段 (2.4GHz频段、5.0GHz频段)，在无线的环境中实现便携式移动通 信。
2020/5/12
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1．5 典型应用的集成收发信机
1．5．2 应用于无线局域网的收发机
无线局域网(WLAN)是利用全球通用且无须申请许可的ISM频段 (2.4GHz频段、5.0GHz频段)，在无线的环境中实现便携式移动通 信。
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1．3 射频电路与微波电路和低频电路的关系
IEEE和工业用微波波段的定义
频带名称 L带 C带 Ku带
Ka带(毫米波) U带(毫米波) E带(毫米波) F带(毫米波)
频率范围(GHz) 1.0～2.0 4.0～8.0
12.0～18.0 26.5～40.0 40.0～60.0 60.0～90.0 90.0～140.0
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1．1 无线收发信机射频前端功能和特性
对于发送系统硬件电路系统而言，最困难的部分就在于中放变
频和功放。中放变频的难点主要在于变频系统方案的设计，好
的系统方案设计可能产生的相关干扰较少，甚至还可能降低对
参与变频的本地振荡信号的要求。
基带信号 解调
中频变 频
低噪声放 大器
接收天线
图1－2接收机结构图
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2．高射频和微波电路
对于高射频和微波电路，其中可以有一个或几个集总元件，但至 少要有一个分布式元件。
对于分布电路，具有下述三个特点：
1.必须采用麦克斯韦方程提出的波传播概念；
2.电路要有大的电长度，物理长度与电路中信号传播的波长可比拟；
常用无线收发芯片射频指标及测量方法介绍b
d)
在极限条件下重复a) ～c)的过程。
。
二、常用指标
发射：-频率误差
二、常用指标
发射：-调制邻道功率
概述 发射机在规定的调制条件下总输出功率中落在任何一个相邻信 道的规定带宽内的那一部分功率与落在指配信道规定带宽内的 功率比值。
对别人的影响 有法规的限制
二、常用指标
发射：-调制邻道功率
二、常用指标
墙体损耗 多径损耗（默认10db）（混凝土20/砖10/天花板6）
二、无线传播的基本理论介绍
无线传播-对距离进行预测的各种模型
Walfisch-Ikegami传播模型 这种模型常用于街道、峡谷的传播预测，它根据建筑物的高度确定是视通 (line of sight)传播还是非视通传播，从而有不同的计算公式。WslfischIkegami模型的适用范围为:工作频率:800～2000MHz、基站天线高度:4～ 50m、移动台天线高度:1～3m、传播距离:0.02～5km。适用于基站覆盖 半径小于等于1公里，高层建筑密集的市区。
测量方法
按图1所示连接方式连接测试系统。测量设备可采用综合测试仪
或拥有矢量分析功能的频谱分析仪。
测试程序如下：
a)
发射机在某个指定测试频率上以最大发射功率状态工作，选取一定数量（大于或者等于
100个）的时隙，使用测量设备测量其在有效时域包络时间内的调制，从测量设备上读出或计算出被测发
射机的调制频偏误差；
测量方法
有用信号发生器选用能够产生规定的信号的信号发生器，并能
输出数据序列供误码评定设备比对，被测设备应提供解调输出
数据接口。
测试程序如下：
a)
设置接收机接收频率为测试频率，开启有用信号发生器1，根据选定的测试频率，
[高频电子线路].曾兴雯第1章绪论
![[高频电子线路].曾兴雯第1章绪论](https://img.taocdn.com/s3/m/4f76195327284b73f2425088.png)
第1章 绪论
3. 频率特性 任何信号都具有一定的频率或波长。我们这里所讲的 频率特性就是无线电信号的频率或波长。电磁波辐射的波 谱很宽，如图 1-6 所示。
第1章 绪论
图 1-6 电磁波波谱
第1章 绪论
无线电波只是一种波长比较长的电磁波，占据的频率范
围很广。在自由空间中，波长与频率存在以下关系:
第1章 绪论
高频电子线路
学时：48+8
第1章 绪论
《高频电子线路》课程的重要性——专业基础课，承前启后 高等数学 电路分析 模电 信号与系统
高频电子线路 通信原理
第1章 绪论
电子线路的分类
工作频率：低频电子线路、高频电子线路、微波电子线路 流通的信号形式：模拟电子线路、数字电子线路 集成度的高低：分立电路和集成电路。 包含的元件性质：线性电子线路和非线性电子线路。
不同的调制信号和不同的调制方式，其调制特性不同。 调制的逆过程称为解调（Demodulation）或检波，其作用是将 已调信号中的原调制信号恢复出来。
第1章 绪论
接收机的结构：
（1）超外差：在接收过程中，将射频输入信号与本地振荡器产生的 信号混频，由混频器后的中频滤波器选出射频信号与本振信号频率 两者的和频或差频。
第1章 绪论
思考题
课后1-1,1-3,1-6
第1章 绪论
应当指出，实际的通信设备比上面所举例子要复杂 得多。比如发射机的振荡器和接收机的本地振荡器就可 以用更复杂的组件——频率合成器(FS)来代替，它可以 产生大量所需频率的信号。
第1章 绪论
在无线通信系统中通常需要某些反馈控制电路，这些反馈控 制电路主要是自动增益控制(AGC) ，自动频率控制(AFC)电路和 自动相位控制(APC)电路(也称锁相环PLL)。此外，还要考虑高频 电路中所用的元件、器件和组件，以及信道或接收机中的干扰与 噪声问题。需要说明的是，虽然许多通信设备可以用集成电路(IC) 来实现，但是上述的单元电路通常都是由有源的和无源的元器件 构成的，既有线性电路，也有非线性电路。这些基本单元电路的 组成、原理及有关技术问题，就是本书的研究对象。
无线通信收发机结构
无线通信收发机结构无线通信收发机是无线通信系统的关键部件之一，它负责将电信号转换成无线电波进行传输，并将接收到的无线电波转换成电信号进行解码。
无线通信收发机的结构主要包括天线、射频收发器、中频放大器、解调器等组成部分。
首先，天线是无线通信收发机的重要组成部分，它负责将电信号转换成电磁波进行传输。
天线根据不同的通信协议和频段进行设计，可以是单极化或双极化天线，也可以是定向天线或全向天线，以适应不同的通信场景和需求。
接下来是射频收发器，它是无线通信收发机的核心部件。
射频收发器主要包括射频放大器、频率合成器、混频器和滤波器等。
射频放大器负责将中频信号放大到合适的电平，以提高无线信号的传输距离和质量。
频率合成器用于产生指定的射频信号，以匹配通信系统所使用的频率。
混频器将接收到的射频信号与本地振荡器产生的频率进行混频，得到中频信号。
滤波器用于去除无用的频率分量，以净化信号质量。
中频放大器是无线通信收发机中的另一个重要组成部分。
中频放大器负责将中频信号放大到足够的电平，以提高信号的强度和质量。
中频放大器通常采用集成电路或管式放大器，以满足不同通信系统的需求。
中频放大器还需要具备良好的线性度和抗干扰能力，以确保信号的准确解读和传输。
解调器是无线通信收发机中的最后一个关键部分。
解调器用于对接收到的中频信号进行解码和解调，以还原出原始的音频或数据信号。
解调器主要包括解调器芯片、鉴频器和解调电路等。
解调器芯片负责对接收到的信号进行解码和解调，以还原出原始的数码信号。
鉴频器用于对接收到的信号进行频率鉴定和同步，以确保解调信号的准确性和完整性。
解调电路则用于对解调信号进行调节和放大，以提高信号的质量和稳定性。
除了以上主要组成部分，无线通信收发机还包括功率放大器、信号处理芯片、控制电路等。
功率放大器用于对发射信号进行放大，以提高无线信号的传输距离和质量。
信号处理芯片负责对接收到的信号进行数字处理和编码等，以提高信号的质量和可靠性。
无线通信系统和收发信机结构
cc
–jt
• 混频：时域相乘 = 频域卷积 = 频谱搬移
– 上变频：基带 射频
c
c
c
c
c
– 下变频：射频 基带
LO
LO
LO
RF
IF
c
c LO IF
– 镜像频率
LO
LO
c
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
RF+IMG
IF+Interference
LO
– 复混频 1
eLO
LO
c
LO
I Q
I: In-phase, 同相 Q: Quadrature, 正交
超外差 (Super-heterodyne) 结构
使用混频器将高频信号搬到一个低得多的中频频率后再进行信道滤波、放大和 解调解决了高频信号处理所遇到的困难。 依靠周密的中频频率选择和高品质的射频 ( 镜像抑制 ) 和中频 ( 信道选择 ) 滤 波器，一个精心设计的超外差接收机可以达到很高的灵敏度、选择性和动态范 围，因此长久以来成为了高性能接收机的首选。 • 多次变频 为了获得更高的灵敏度和选择性，有时需要通过 2 次或更多次变频，在多个中 频频率上逐步滤波和放大。 • 本振频率的选择 本振频率可以高于 (High-side Injection) 或低于 (Low-side Injection) 信号频率，这 取决于所引入镜像干扰的大小和振荡器设计的难易程度。一般来说低频的振荡 器可以获得更好的噪声性能，但是较小的变频范围。
Offset
LO Leakage
ADC
LNA
LPF
LPF
0 90
ADC
直流偏移的消除 (DC offset cancellation)
高频电子线路曾兴雯（第三版）第一章课后习题解析
1.画出无线通信收发信机的原理框图，并说明各部分的功用。
答：它由发射部分、接收部分以及无线信道三大部分组成。
发射部分：由话筒、音频放大器、调制器（一般需要配备一个高频信号振荡器（载波振荡器））、变频器（可以省去）、功率放大器和发射天线。
功用：低频音频信号（基带信号）经放大以后，首先经调制变成一个高频已调波，然后可经过变频达到所需的发射频率，再经高频功放放大后，由发射天线传播出去。
接收设备：由接收天线、高频小信号放大器、混频器、中频放大器、解调器（配备本地振荡器（恢复载波振荡器））、音频放大器、扬声器。
功用：由天线接收到的信号（比较微弱）经信号放大器放大后，再经混频器变为中频已调波，然后检波（滤波）、经解调器解调后恢复为低频信号，经音频放大器放大后由扬声器传出。
2.无线通信为何要用高频信号？“高频”信号指的是什么？答： 电磁波频率越高，可利用的频带宽度就越宽，信道容量就越大，从而实现频分多址和频分复用，避免了频道间的干扰。
高频信号的穿透力更强，更适合电线辐射和接收，因为只有天线尺寸大小与信号波长相差不大时，才有较高的辐射效率和接收效率。
这样就可以采用较小的信号功率传播较远的距离，自然也获得较高的接收灵敏度。
“高频”信号指的是适合天线发射、接收以及信道传播的射频（RF）信号。
3.无线通信为何要调制？如何进行调制？答： 调制可以将基带信号（低频信号）的频谱搬到高频载波频率，使得所需天线尺寸大大减小。
经调制后的信号是高频信号，因为信道容量增大，实现了信道复用，提高了信道利用率。
●先进的调制、解调还具有较强的抗干扰、抗衰落能力，增强了信号传输的可靠性。
调制方式分为模拟调制和数字调制。
模拟调制中有三种基本方式：调幅、调频（FM）、调相（PM），其中调幅可分为：普遍调幅（AM）、抑制载波的双边带调幅（DSB）、单边带调幅（SSB）、残留单边带调幅（VSSB）等。
数字调制（调制信号为数字信号）中有振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）以及相位键控（PSK）。
射频通信电路1-11
f2
2
f1 )
等效噪声带宽
Si(f)
2 S ( f ) H ( f ) 2 df Vno i 0
2
2 S H ( f ) 2 df Vno i 0
H(f)
So(f)
2
S o ( f ) Si ( f ) H ( f )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
BL H ( f ) df / H ( f 0 ) 2
Vi Ro
蔡竟业 jycai@
解：该电路电压增益 输入信号功率
Psi
Ro Gp Rs Ro
输入噪声功率
输出信号功率 电路噪声系数
Pni 4kTRs B
Pso G p Psi
2
输出噪声功率 Pno 4kT ( Rs // Ro ) B
Psi / Pni 4kT ( Rs // Ro ) B Rs Ro F Pso / Pno 4kTRs B Ro
蔡竟业 jycai@
• 香农(C.E.Shannon)信息容量极限理论
I=B log2(1+S/N) 或 I=3.32 Blog10(1+S/N) I为信息容量，单位b/s, B为通信系统信号带宽，单位Hz, S/N为信噪功率比。
决定通信系统性能(信息容量,质量)的 两个重要参数：通信系统信道带宽和通信信 号信噪比(干扰噪声功率谱)!
2 4kTRB Vno
2 4kTB / R In
电阻R热噪声源的资用噪声功率
No 4kTBR / 4 R kTB
PN结的散粒噪声特性
S I ( f ) 2qI o
闪烁噪声特性 SV ( f ) K / f o
无线收发器设计指南：现代无线设备与系统篇_记录
《无线收发器设计指南：现代无线设备与系统篇》读书札记目录一、无线收发器基础概念 (2)1.1 无线通信原理简介 (3)1.2 无线收发器的功能与分类 (4)1.3 现代无线收发器的发展趋势 (5)二、无线收发器设计要素 (6)2.1 无线收发器的硬件设计 (8)2.1.1 射频前端设计 (9)2.1.2 模数转换器 (10)2.1.3 数模转换器 (12)2.1.4 天线与射频模块 (13)2.1.5 电源管理与稳压电路 (14)2.2 无线收发器的软件设计 (15)2.2.1 微控制器与嵌入式系统 (16)2.2.2 通信协议与数据处理算法 (17)2.2.3 驱动程序与固件开发 (19)2.3 无线收发器的系统设计与布局 (20)2.3.1 系统架构设计 (22)2.3.2 PCB布局与布线 (23)2.3.3 散热与电磁兼容性设计 (25)三、无线收发器应用案例分析 (26)3.1 无线传感器网络 (27)3.2 蓝牙技术 (29)四、无线收发器设计挑战与解决方案 (30)4.1 信号干扰与抑制技术 (31)4.2 无线收发器的能效优化 (32)4.3 多频段与多标准支持 (34)4.4 安全性与可靠性问题 (35)五、未来展望与建议 (37)5.1 无线收发器技术的未来发展方向 (38)5.2 对无线收发器设计的建议与展望 (40)一、无线收发器基础概念在深入探讨无线收发器的设计与应用之前，我们首先需要明确其基础概念。
无线收发器，作为无线通信的核心组件，它不仅实现了信号的发送与接收，更承载着数据传输的关键任务。
传统的无线收发器常采用分立元件或集成电路来实现信号的调制与解调。
这些技术虽然成熟稳定，但在集成度、功耗和成本等方面存在一定的局限性。
随着技术的不断进步，单片无线收发器应运而生，它集成了多种功能，包括天线、放大器、调制解调器等，大大简化了系统的设计与实现过程。
无线收发器的设计也充分考虑了通信协议的要求，不同的无线标准（如WiFi、蓝牙、ZigBee等）对信号传输的速率、带宽、功耗等参数有着不同的定义。
nrf24l01的收发信号资料
2014无线电电子设计大赛题目：NRF24L01的收发信号队号：三个烙铁匠队员：王晖曹恒万东胜摘要随着现代电子技术的飞速发展，通信技术也取得了长足的进步。
在无线通信领域,越来越多的通信产品大量涌现出来。
但设计无线数据传输产品往往需要相当的无线电专业知识和价格高昂的专业设备，因而影响了用户的使用和新产品的开发。
nRF24L01是一个为433MHz ISM频段设计的无线收发芯片，它为短距离无线数据传输应用提供了较好的解决办法, 使用nRF24L01降低了开发难度，缩短了开发周期，使产品能更快地推向市场。
本文提出了一种应用于无线数据收发系统的设计思路及实现方案，给出了基于无线射频芯片nRF24L01和STC89C52单片机的无线数据传输模块的设计方法,详细分析了各部分实现原理，并对系统的传输距离、传输数据的正确性进行了测试。
试验表明，该系统性能稳定，具有较强的抗干扰能力，有较强的实用价值。
关键词：无线通信；无线数据传输模块；单片机；射频AbstractWith the rapid development of modern electronic technology, communication technology has also made great progress. In the field of wireless communication, more and more communication products have sprung up in large quantities. But the design of wireless data transmission products often require considerable radio of the high price of professional knowledge and professional equipment, thus affecting the user's use and development of new products. NRF24L01 is a designed for 433 MHZ ISM band wireless transceiver chip, it for the short distance wireless data transmission application provides a better solution, using nRF24L01 reduces the development difficulty, shorten the development cycle, can make the product to market faster. This paper puts forward a kind of applied to wireless data transceiver system design idea and implementation scheme, and is given based on wireless rf chip nRF24L01 and STC89C52 single-chip wireless data transmission module, the design method of the realization principle of each part are analyzed in detail, and the transmission distance of the system, the correctness of the data transmission was tested. Tests show that the system performance is stable, stronganti-interference ability, a strong practical value.Keywords：Wireless communication；Wireless data transmission module；Single chip microcomputer；Radio frequency目录前言 (1)1系统设计 (1)1.1系统设计 (2)1.2实现过程 (2)2系统组成 (3)2.1 射频收发控制模块 (3)2.1.1 无线收发芯片nRF24L01介绍 (3)2.1.2 稳压部分 (5)2.2单片机控制部分 (5)2.2.1 STC89C52RC功能介绍 (6)2.2.2 内部结构 (6)2.2.3 串口通信 (8)2.3 显示部分 (9)3软件设计 (10)3.1 主程序流程图 (11)3.2 数据收发子程序流程图 (11)4测试结果及分析 (12)4.1 硬件电路测试 (13)4.2 系统测试 (13)4.2.1 测试方法 (13)4.2.2 功能测试及分析 (13)5结论 (14)6参考文献 (15)附录1：无线发射系统电路图 (16)附录 2：发送程序 (17)前言伴随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，无线数据传输被越来越多地应用到新的领域。
基本无线通信收发链路
基本无线通信收发链路
无线通信的收发链路是指信息从发射端到接收端的传输路径和组成部分。
基本的无线通信收发链路包括以下几个环节：
1. 发送端信号处理：发送端将要传输的信息进行编码和调制，即将信息转化为能够在无线信道上传输的电信号。
这个过程包括信号采样、量化、编码和调制等。
2. 无线信道传输：经过信号处理后，信号通过无线信道进行传输。
无线信道是无线通信中的传输媒介，可以是空气、水或其他介质。
传输过程中，信号可能受到噪声、干扰和衰减等影响，可能会发生信号的传输错误。
3. 接收端信号检测和解调：接收端接收到传输过来的信号后，需要进行信号检测和解调。
信号检测是指判断接收到的信号是否存在，解调是指将接收到的信号还原为原始的信息信号。
4. 接收端信号解码和处理：信号解调后，接收端需要进行信号解码和处理，将信号转化为原始的信息。
解码一般是对编码过程的逆过程，将编码后的信号还原为原始的数据。
处理过程可以包括信号重构、滤波、去噪等操作。
这些环节组成了无线通信的收发链路，完成了信息的传输和接收。
在实际的无线通信系统中，还可能包括其他环节，例如功率控制、多径衰减补偿等。
具体的链路结构和参数设置会根据不同的无线通信标准和应用场景而有所不同。
通信射频电路4 无线通信收发系统结构ppt课件
（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
第四章 无线通信接收/发送系 统结构（方案）
概述
当今的无线通信系统一般都有接收和发送 两个部分组成。
发送系统的任务是完成基带信号对载波的 调制，并将其变频至通信频段，再以足够 的功率发射出去。因为在发射机附近其输 出信号为频段内的大功率信号，故应尽可 能减少它对相邻信道的干扰，故其主要指 标为：频谱、功率和效率。
fLOfRFfIF945~970M Hz fimfRF2fIF955~980M Hz
2.低本振 fLOfRFfIF925~950M Hz
fimfRF2fIF915~940M Hz
超外差式接收机
3.比较高本振时 当fRF位于频段低端，fim也位于频段内高端 低本振时
当fRF位于频段高端，fim也位于频段内低端 4.若增大fIF(=70MHz)，则无论是高本振还 是低本振，镜频都不会进入通信频段，故 可用BPF1滤除之。然而却不利于大增益的 IFA信道滤波及解调。
接收系统方案
系统方案的考虑 对接收系统来讲，其系统方案的考虑主要 针对选择性和灵敏度。 一、选择性 包含两个方面：
接收系统方案
1.选出有用信号 2.抑制干扰和无用信号。 二者通常是联在一起的。一般而言，选出 有用信号较为容易，而抑制干扰和无用信 号则更难。 例如：900MHz GSM通信，信道间隔 200KHz，这本身就要求选频滤波器要有 较高Q值。若中频再选取不当，镜像干扰 也很难抑制！
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§1.2 无线通信接收机结构
3.接收机的中频选择 增大中频频率，可以更加有效地衰减镜像频率信号。因
此，超外差接收机的一个重要问题是如何选择合适的中频频 率。由镜像原理可知，高的中频使镜像频率远离有用信号， 利于抑制频率干扰和提高输出中频信噪比。但高中频使具有 相同Q值的中频滤波器的绝对带宽变大，必然会降低相邻信 道的抑制能力。但是接收机选择有用信道而抑制邻道干扰主 要是依靠信道选择滤波器，因此高的中频降低了接收机的信 道选择性。因此，中频的选择考虑的是“灵敏度”和“选择
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.2 超外差式接收机 1917年，阿姆斯特朗发明了超外差式接收机，如今这种
经典的接收机结构仍广泛的应用在各种无线通信系统中。 1.超外差接收机的基本结构
工作过程：从天线接收的信号经过射频带通滤波器，滤 去带外干扰并压缩镜像信号后，经低噪声放大器线性放大后 与本地振荡信号进行混频，下变频为一固定中频信号，再通 滤波、中频放大后提取出有用信号进行解调。结构如下：
§1.1 概述
收发机由发射机和接收机组成。设计一个收发机，首先不仅要 考虑频谱、灵敏度、选择性、功率、效率等性能指标，还要考虑 功耗、成本及电路复杂度等因素，再决定选用哪种结构。 （1）发射机
发射机射频部分的功能是完成基带信号对中频载波的调制，将 其上变频至特定的RF频段，对已调制的RF信号放大，以足够的 功率馈入天线，经天线有效的发射出去。其结构如下图：
变频放大到基带后由解调器解调，实现频带信号到基带信号的 转换。接收机的结构有三类：超外差结构；直接下变频结构， 也称为零中频结构；低中频结构。
接收机的主要性能指标有：（1）高增益；（2）频率选择 性；（3）隔离度；（4）灵敏度；（5）阻塞和杂散响应抑制 ；（6）互调分量抑制；（7）邻道干扰抑制；（8）杂散辐射 抑制。
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.3 直接下变频接收机 直接下变频接收机也称为零中频接收机，其特点是让本
振频率等于载频，则载频为零，于是不存在镜像频率，自然 就不会有镜像频率干扰，其结构如图所示：
直接下变频方案的原理框图
该结构消除了镜像干扰问题，正交下变频产生I和Q信号， 以便对信号进一步处理。零中频接收机结构简单、面积小功耗 低，故易于单片集成。
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§1.2 无线通信接收机结构
（2）镜像频率干扰 有用的射频信号和镜像频率信号经过下变频后，频谱交
叠在一起，无法用中频滤波器将干扰信号的频率滤除，这样 会降低中频输出的信噪比。从镜像干扰产生的机理可知，消 除镜频干扰最简单的办法就是阻止镜像频率信号进入下变频 器，而完成这个功能的器件是下变频器前的频带选择滤波器。 镜像干扰的产生如下图所示：
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.5 镜频抑制接收机 为了解决镜像抑制滤波器难以集成的问题，Hartley和
Weaver提出了镜像抑制接收机。在完全理想的情况下，这 两
种接收机结构可完全收机
Weaver结构镜频抑制接收机
第1章 无线通信收发机结构
教学 重点
本章在介绍无线通信收发机低噪声放大微弱的接收信号、 输出足够的发射功率、搬移信号的频谱、调制各种载波等 主要 功能和收发机的主要性能指标的基础上，阐述超外差 式 、零中频、低中频、数字中频等接收机的结构和特点， 最后介绍了集成收发机的发展趋势。
教学 要重求点
掌握：超外差式、零中频、低中频、数字中频等接收机的 结构和特点。
性”这 一矛盾的折中。中频值的选择主要根据接收机对镜像干扰的 抑制要求和滤波器的可实现性。
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§1.2 无线通信接收机结构
4.二次变频超外差接收机 中频选择中遇到的“灵敏度”和“选择性”的矛盾，催生 了二
次变频超外差接收机的出现，结构如图所示：
二次变频超外差接收机结构框图
二次变频超外差接收机的优点是电路结构形式简单、性能 稳定，缺点是需要较多的分立元件，并且需要很多高频滤波器 进行阻抗匹配。另外，由于采用了多次混频，系统内的频率成 分较多，需要仔细制定整个接收机系统内部的频率规划。
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.4 低中频接收机结构 低中频接收机是从零中频接收机发展而来的，其结构如
图所示：
低中频接收机结构
低中频接收机通过正交下变频器来抑制镜像信号，但与 零中频接收机不同的是，下变频后的信号处于比较低的中频 由于下变频后的信号不再处于基带，这样就消除了直流失调 和散射噪声的影响。
概述
接收机的性能指标 超外差式接收机
无线通信接收机结构
直接下变频接收机 低中频接收机结构
无
线
通
信
收
无线通信发射机
发
机
结 构
集成收发系统结构
镜频抑制接收机 数字中频接收机 发射机的主要性能指标 发射机的主要结构
GSM收发机
典型应用的集成收发机
应用于无线局域网的收发机
集成收发机的发展趋势
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应用于无线传感器网络的低功耗收发机
了解： 典型应用的集成收发机、集成收发机的发展趋势。 熟悉：发射机的主要结构、收发机的主要性能指标、集成
收发系统结构。
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本章目录
❖第一节 概述 ❖第二节 无线通信接收机结构 ❖第三节 无线通信发射机 ❖第四节 集成收发系统结构 ❖第五节 典型应用的集成收发机 ❖第六节 集成收发机的发展趋势
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知识结构
超外差接收机射频部分的结构框图
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§1.2 无线通信接收机结构
2.超外差接收机的干扰分析 （1）组合频率干扰
在通信射频电路中，通常是产生频率容易，抑制不需要 的频率难。由于下变频器的非线性效应，产生众多组合干扰 频率，通常把这些组合频率引起的干扰称为寄生通道干扰， 如下图所示：
组合频率引起的寄生通道干扰
发射机前端的框图
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§1.1 概述
（2）接收机 接收机从空间中接收到微弱信号，通过射频滤波器从众 多的电波中选出有用信号，并经过低噪声放大到解调器所 要求的电平值后，再由解调器解调，将频带信号变为基带 信号，其结构如下图所示：
接收机射频前端框图
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§1.2 无线通信接收机结构
1.2.1 接收机的性能指标 接收机完成的主要功能是选出从天线接收的有用信号，下