第7调幅通信电路课件.ppt

1、第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五71 引言引言 72 振幅调制电路73 振幅解调电路74 AM发射机75 超外差接收机76 单边带通信与复用技术第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五71 引言引言 调幅通信调幅通信 调幅已调波的发送与接受调幅已调波的发送与接受,包括调幅波的调制与解调包括调幅波的调制与解调 振幅调制振幅调制：普通调幅普通调幅AM 双边带调幅双边带调幅DSB 单边带调幅单边带调幅SSB 振幅解调振幅解调：AM波解调波解调 DSB波解调波解调 SSB波解调波解调AM发射机发射机：直接调制直接调制AM发

2、射机发射机间接调制间接调制AM发射机发射机超外差接收机超外差接收机：单次变频与双重变频外单次变频与双重变频外差接收机差接收机镜频干扰与抑制方法镜频干扰与抑制方法AGCSSB通信与复用技术通信与复用技术：SSB收发信机收发信机AM独立边带发射机独立边带发射机SSB频分复用与频分复用与QM第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型 调幅波 载波信号：载波信号：uc(t)=UCmcosCt=UCmcos2fCt 调制信号：调制信号：u(t)=Umcost=Umcos2Ft 且且

3、FfC 调幅波表达式：调幅波表达式：ttUkUttUtuCmaCmCmocos)cos(cos)()(ttUUkUCCmmaCm coscos1 ttMUCaCm cos)cos1(CmmaaUUkM 调幅度调幅度:第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型7.2.1 调幅信号的波形调幅信号的波形调制信号调制信号uo(t)，载波信号，载波信号uc(t)，调幅波信号，调幅波信号uo(t),uo(t)振幅受控于振幅受控于uo(t)变化而变化变化而变化第第7章章 调幅通信电路调

4、幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型 调幅电路的组成模型可以由一个相乘器和一个相加器组成图图7.2.2 调幅电路的组成模型调幅电路的组成模型调幅电路比例常数调幅电路比例常数ka=AMAUCm ，AM为相乘为相乘器的相乘增益，器的相乘增益，A为相加器的加法增益。为相加器的加法增益。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型 单音调制的调幅信号频谱 ttUMtUtuCCma

5、CCmocoscoscos)(tUMtUMtUCCmaCCmaCCm)cos(21)cos(21cos 图图7.2.3 单音调制时的调幅信号的频谱单音调制时的调幅信号的频谱 单音调制的调幅信号频单音调制的调幅信号频谱由三个频率分量组成。分谱由三个频率分量组成。分别为别为C的载频分量和角频率的载频分量和角频率分别为分别为(C+)、(C-)的上、的上、下边频分量。下边频分量。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型 max1cos)(nnmntnUtuttnUMtUtuCn

6、nCmanCCmo coscoscos)(max1 tnUMtUCnnCmanCCm)(cos21cosmax1 tnUMCnnCman)(cos21max1 非余弦周期信号付氏级数展开调幅波信号调幅波信号:第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型7.2.4 非余弦周期信号调幅波及其频谱（普通调幅非余弦周期信号调幅波及其频谱（普通调幅AM）实践中将输出调幅信号频谱包含有载频实践中将输出调幅信号频谱包含有载频C和上、下和上、下边带边带(Cn)的调幅称之为普通调幅，用的调幅

7、称之为普通调幅，用AM表示表示.第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型ttdtnMUtPCaCm 222cos)cos1(21)(2)cos1(tMPao 2/2CmoUP tdtnMPtdtPPaoav 2)cos1(21)(21SBoaoPPMP )211(2功率分析功率分析调幅信号在载频信号一个周期内平均功率调幅信号在载频信号一个周期内平均功率载频电压在载频电压在1欧姆负载上的平均功率欧姆负载上的平均功率调幅信号在一个调制周期内平均功率调幅信号在一个调制周期内平

8、均功率:第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型tdtnMPtdtPPaoav 2)cos1(21)(21SBoaoPPMP )211(2oaSBSSBPMPP24121 调幅信号在一个调制周期内平均功率调幅信号在一个调制周期内平均功率:Pav是调幅信号中载频功率和边频分量的功率之和，是调幅信号中载频功率和边频分量的功率之和，边频功率边频功率PSB仅占仅占Pav中的一小部分中的一小部分。oaSBPMP221 上、下边频分量电压产生的功率上、下边频分量电压产生的功率每个边

9、频分量的功率为每个边频分量的功率为 第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型tUtuAtuCcmMo cos)()(ttukCa cos)(ttUkCma coscos )cos()cos(21ttUMCCcma 优点：优点：在传送前抑制掉载频频率，在不影响传送信息的条件下，在传送前抑制掉载频频率，在不影响传送信息的条件下，节省发射功率节省发射功率。上、下边频分量上、下边频分量反映调制信号的反映调制信号的频谱结构频谱结构，载频分量仅，载频分量仅起着通过相乘器将调制信号频

10、谱搬移到起着通过相乘器将调制信号频谱搬移到C两边的作用，本身两边的作用，本身并不反映调制信号的变化。传输前抑制掉载频，不影响发送并不反映调制信号的变化。传输前抑制掉载频，不影响发送信息，节省发射功率信息，节省发射功率抑制载频双边带调制抑制载频双边带调制DSB。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.1 振幅调制电路的组成模型振幅调制电路的组成模型图图7.2.5 DSB调制波形、频谱和组成模型调制波形、频谱和组成模型第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制

11、电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路 SSB通信优点：通信优点：节省发射功率节省发射功率 带宽只占带宽只占AM已调信号的频宽带宽的一半已调信号的频宽带宽的一半 提高短波波段的利用率提高短波波段的利用率 SSB波的选择性衰落现象小波的选择性衰落现象小 缺点：缺点：接收端需恢复被抑制的载波频率，对收、发通信机的本振频接收端需恢复被抑制的载波频率，对收、发通信机的本振频率稳定度要求高。率稳定度要求高。SSB调制电路实现模型调制电路实现模型 相乘滤波法相乘滤波法 移相合成法移相合成法max21FBBAMSSB 第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五

12、7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路图图7.2.6 相乘滤波法相乘滤波法SSB调制模型调制模型相乘滤波法相乘滤波法:难点：难点：滤波问题。调制信号通常为音频基带信号，调制后两边滤波问题。调制信号通常为音频基带信号，调制后两边带相距很近，对边带滤波器的要求较高带相距很近，对边带滤波器的要求较高.解决方法：解决方法：多次相乘滤波多次相乘滤波移相合成法移相合成法第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路 图图7.2.7 SSB调制的二次相乘滤波

13、法框图调制的二次相乘滤波法框图二次相乘滤波法二次相乘滤波法:经过两次相乘调制后，两个边带相对距离为降低了对边经过两次相乘调制后，两个边带相对距离为降低了对边带滤波器的要求带滤波器的要求.第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路图图7.2.8 移相合成法移相合成法SSB调制电路模型调制电路模型第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路图图7.2.8 移相合成法移相合成法

14、SSB调制电路模型调制电路模型移相合成法相乘器输出移相合成法相乘器输出:ttUUAtuCcmmMo coscos)(1 )cos()cos(21ttUUACCcmmM ttUUAtuCcmmMo sinsin)(2 )cos()cos(21ttUUACCcmmM 第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路tUUAtututuCcmmMooo)cos()()()(21 合成器采用减法电路，抵消下边带，取出上边带；采用合成器采用减法电路，抵消下边带，取出上边带；采用加法电路，抵消上边带

15、，取出下边带。加法电路，抵消上边带，取出下边带。图图7.2.8 移相合成法移相合成法SSB调制电路模型调制电路模型合成器输出：合成器输出：第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路图图7.2.9 移相滤波合成法移相滤波合成法SSB调制电路模型调制电路模型第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路图图7.2.9 移相滤波合成法移相滤波合成法SSB调制电路模型调制电路模型t

16、ttuC1coscos)()cos()cos(21ttCC tttuC2sincos)()sin()sin(21ttCC 移相滤波合成法：移相滤波合成法：二次相乘滤波二次相乘滤波+移相合成法移相合成法第一相乘的两个相乘器输出第一相乘的两个相乘器输出第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路图图7.2.9 移相滤波合成法移相滤波合成法SSB调制电路模型调制电路模型ttuC)cos()(3 ttuC)sin()(4 低通滤波器滤除上低通滤波器滤除上边带边带,输出下边带输出下边带:第第7

17、章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.2 振幅调制电路振幅调制电路 7.2.2 SSB调制模型和电路调制模型和电路第二次相乘两个相乘器第二次相乘两个相乘器的输出的输出:图图7.2.9 移相滤波合成法移相滤波合成法SSB调制电路模型调制电路模型tttuCC5cos)cos()()cos()cos(21ttCCCC tttuCC6sin)sin()()cos()cos(21ttCCCC 最后由合成电路减法器最后由合成电路减法器抵消下边带抵消下边带,取出上边带实取出上边带实现现SSBSSB调制。调制。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星

18、期日星期五五7.3 振幅解调电路振幅解调电路 7.3.1 包络包络检波检波电路电路 AM波的振幅包络变化反映了调制信号的变化规律，从AM波中还原出原调制信号相当于把AM波的包络检出来，称之为包络检波。二极管包络检波电路图图7.3.1 包络检波电路和波形包络检波电路和波形第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.3 振幅解调电路振幅解调电路 7.3.1 包络包络检波检波电路电路max21 aaMMRC检波效率检波效率d d：电压传输系数：电压传输系数 d=Um/MaUimUm:检波解调音频输出电压幅值检波解调音频输出电压幅值MaUim:AMAM调幅包络振幅调

19、幅包络振幅二极管包络检波电路设计要求二极管包络检波电路设计要求二极管：二极管：导通电阻导通电阻RD和导通电压和导通电压UD(on)尽可能小，最好接近零尽可能小，最好接近零RC值选定标准：值选定标准：第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.3 振幅解调电路振幅解调电路 7.3.1 包络包络检波检波电路电路图图7.3.2 三极管包络检波电路三极管包络检波电路三极管包络检波电路三极管包络检波电路第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.3 振幅解调电路振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路同步检波相乘解调电路 SS

20、B波的振幅包络不反映调制信号的规律，不能用包络检波技术来解调。SSB解调也是频谱搬移问题，可以用信号相乘滤波的方法实现解调。SSB同步解调电路模型与频谱图图7.3.3 SSB同步解调（检波）电路模型与频谱同步解调（检波）电路模型与频谱第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五 SCSmStUtu )(cos)()cos()(LLLmLtUtu )cos()(cos)(SCSCLmSmMdttUUAtu SCLmSmMttUUA 2)2(coscos21 7.3 振幅解调电路振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路同步检波相乘解调电路单音频调制单音频调制S

21、SB信号信号:接收机本振信号接收机本振信号:同步解调要求：同步解调要求：L=C、L=s相乘器输出相乘器输出:第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五 tUUAAtuLmSmMF cos21 tUm cos 7.3 振幅解调电路振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路同步检波相乘解调电路低通滤波器输出AF：低通滤波器的传输系数低通滤波器的传输系数AM：相乘器的相乘增益相乘器的相乘增益第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五tUtuLCLSm)cos()cos()(LS LC tUm)cos(cos 7.3 振幅解调电路

22、振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路同步检波相乘解调电路若接收机的本振信号与发射载频不同步若接收机的本振信号与发射载频不同步相位差：相位差：角频率差：角频率差：分析分析:若若L LC C，L LC C则解调输出为：则解调输出为：第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五结论：结论：本振信号的不同步将造成解调输出在相位上和频谱本振信号的不同步将造成解调输出在相位上和频谱上的失真上的失真7.3 振幅解调电路振幅解调电路 7.3.2 同步检波相乘解调电路同步检波相乘解调电路解决方法：解决方法：相位不同步相位不同步提高接收机的灵敏度提高接收机的灵敏度频率不同

23、步频率不同步导频导频SSB技术和频率合成技术技术和频率合成技术第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机AM发射机类型发射机类型 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第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机 7.4.1射频直接调制射频直接调制AM发射机发射机图图7.4.1低电平低电平AM发射机组成框图发射机

24、组成框图 信源信源:产生基带信号产生基带信号基带放大器：基带放大器：高输入阻抗的线性电压放大器高输入阻抗的线性电压放大器缓冲放大器：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发射机发射机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机 7.4.1射频直接调制射频直接调制AM发射机发射机图图7.4.1低电平低电平AM发射机组成框图发射机组成框图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：放大器：多

25、级放大器组成。第一级为缓冲级多级放大器组成。第一级为缓冲级,作作RFLO的负载通常为高输入阻抗的共集跟随电路的负载通常为高输入阻抗的共集跟随电路,保证保证RFLO不受负不受负载影响而稳定振荡。第二、三级是高增益放大器载影响而稳定振荡。第二、三级是高增益放大器,将将RF振荡信振荡信号放大到足够电平送入调制器。号放大到足够电平送入调制器。1、低电平、低电平AM发射机发射机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机 7.4.1射频直接调制射频直接调制AM发射机发射机图图7.4.1低电平低电平AM发射机组成框图发射机组成框图调制器：调制器：AM

26、AM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。1、低电平、低电平AM发射机发射机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机 7.4.1射频直接调制射频直接调制AM发射机发射机图图7.4.2 高电平高电平AM发射机组成框图发射机组成框图RF功放电路：功放电路：将射频振荡信号放大到足够功率电平后，送入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

27、幅方式。原理图如图方式。原理图如图7.4.3.2、高电平、高电平AM发射机发射机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机 7.4.1射频直接调制射频直接调制AM发射机发射机图图7.4.3 AM调幅功放调幅功放2、高电平、高电平AM发射机发射机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机 7.4.2 间接调制间接调制AM发射机发射机图图7.4.4 间接调制发射机间接调制发射机组成框图组成框图原理：原理：先将调制信号调制在较低的载频先将调制信号调制在较低的载频(付载波付载波)上上,然

28、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高稳度晶体振荡器或频率合成器。率合成器。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.4 AM发射机发射机 7.4.2 间接调制间接调制AM发射机发射机图图7.4.4 间接调制发射机间接调制发射机组成框图组成框图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：信源、基带放大、调制滤波：同低电平发射机。同低电平发射机。上变频器：上变频器：混频电路，混频后由于

29、是将中频搬高至射频，因此混频电路，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。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.1 单次变频外差式接收机单次变频外差式接收机图图7.5.1 间接调制发射机组成框图间接调制发射机组成框图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

30、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。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.1 单次变频外差式接收机单次变频外差式接收机图图7.5.2 单次变频超外差接收机框图单次变频超外差接收机框图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：预选滤波器：宽调谐宽调谐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对对频带进行初始限制频带进行初始限制,去除不需要的去除不需要的RF进入接收机

31、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、信提高接受灵敏度、选择性、信噪比噪比,有助于抑制镜像频率。有助于抑制镜像频率。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.1 单次变频外差式接收机单次变频外差式接收机图图7.5.3单次变频超外差式接收机统调原理示意图单次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2、单次变频超外差接收机、单次变频超外差接收机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12

32、月月16日星期日星期五五超外差接受方式超外差接受方式 AM接收机接收机(特别是广播接收机特别是广播接收机)一般中频为一般中频为fI=455KHZ。若。若接收信号为中、短波段接收信号为中、短波段,频率范围为频率范围为500KHz30MHz,外差接收外差接收要求本振频率要求本振频率fL始终高出接收射频一个中频始终高出接收射频一个中频fI,即要求即要求fL=955KHz30.455KHz。如图。如图7.5.3所示可用预选回路与本振回所示可用预选回路与本振回路间的统调来实现。始终使路间的统调来实现。始终使 。于是接收机对波段内的所有接收频率于是接收机对波段内的所有接收频率,都变成处理一个中频都变成处理

33、一个中频频率频率fI的信号。的信号。7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.1 单次变频外差式接收机单次变频外差式接收机RLIfff 2、单次变频超外差接收机、单次变频超外差接收机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五 超外差接收优点：超外差接收优点：1、灵敏度高、灵敏度高(中频频率可以选择低中频，低中频的电路中频频率可以选择低中频，低中频的电路IFA容容易实现高收益放大易实现高收益放大)2、灵敏度均与、灵敏度均与(处理同一个固定中频信号，处理同一个固定中频信号，IFA在整个波段内在整个波段内增益稳定不变增益稳定不变)3、提高了选择性、提高了选择性(接受

34、通道设置预选滤波器和中频滤波器接受通道设置预选滤波器和中频滤波器)超外差接收缺点：超外差接收缺点：无法抑制镜像频率干扰信号。无法抑制镜像频率干扰信号。7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.1 单次变频外差式接收机单次变频外差式接收机2、单次变频超外差接收机、单次变频超外差接收机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.2 镜像干扰及其抑制方法镜像干扰及其抑制方法图图7.5.4 455KHz的单次变频超外差式接收机的镜像干扰的单次变频超外差式接收机的镜像干扰镜像干扰：镜像干扰：镜像频率镜像频率 fIMGfR2 f1第

35、第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.2 镜像干扰及其抑制方法镜像干扰及其抑制方法 如图如图7.5.4所示，本振频率所示，本振频率14.545MHz，接收机将天线，接收机将天线进入的接收频率为进入的接收频率为14.090MHz信号变换为信号变换为455kHz中频信中频信号，号，15.000MHz信号也可以和信号也可以和14.545MHz的本振混频产生的本振混频产生455kHZ的中频信号。若接收机前端的选择性差，而的中频信号。若接收机前端的选择性差，而15.000MHz信号的功率又强信号的功率又强,则当接收机调谐在则当

36、接收机调谐在14.090MHz时时,此此15.000MHz的信号也将收听到的信号也将收听到,干扰了实际要接收的干扰了实际要接收的14.090MHz的信号。这种干扰称之的信号。这种干扰称之镜像干扰。镜像干扰。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五 抑制方法：高中频方案抑制方法：高中频方案机理：机理：选择较高频率的中频频率，如中频频率选择在比选择较高频率的中频频率，如中频频率选择在比最高接收频率高最高接收频率高35，则镜像干扰频率比接收频率高，则镜像干扰频率比接收频率高2倍的中频频率，容易在预选器滤除。倍的中频频率，容易在预选器滤除。缺点：缺点：中频选择在接收

37、波段以上的较高频率时，由于滤波器和中频选择在接收波段以上的较高频率时，由于滤波器和放大器性能差，邻近波道选择性不容易在中频滤波和放大器性能差，邻近波道选择性不容易在中频滤波和IFA放大中达到指标要求。放大中达到指标要求。解决方案：解决方案：二次混频超外差式接收方案二次混频超外差式接收方案7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.2 镜像干扰及其抑制方法镜像干扰及其抑制方法第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.2 镜像干扰及其抑制方法镜像干扰及其抑制方法图图7.5.5 41MHz中频中频上变频接收机框图上变频接收机框

38、图 上图所示上图所示,接收机频率覆盖范围是接收机频率覆盖范围是500kHz到到30MHz,选择中选择中频频率为频频率为41MHz,对于对于14.090MHz的接收信号的接收信号,镜像干扰频率为镜像干扰频率为96.090MHz,在前端预选器中很容易将该干扰频率信号滤除。在前端预选器中很容易将该干扰频率信号滤除。第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.3 双重变频超外差接收机框图双重变频超外差接收机框图图图7.5.6 典型的双变频接收机组成框图典型的双变频接收机组成框图第一次变频：频率变换到高中频，可抑制镜频。第一次变频

39、：频率变换到高中频，可抑制镜频。典型中频频率值：典型中频频率值：5.5MHz,9MHz,10.7MHz,21.4MHz,41MHz;中频滤波：中频滤波：LC滤波器或晶体滤波器滤波器或晶体滤波器,获得较好的选择性；获得较好的选择性；第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.3 双重变频超外差接收机框图双重变频超外差接收机框图 第二次变频：变换到低中频第二次变频：变换到低中频455KHZ 第三个混频器第三个混频器用作成乘积检波器用作成乘积检波器(即同步检波即同步检波),对接收调幅信号和对接收调幅信号和单边带单边带(SSB)

40、信号进行解调信号进行解调,第三振荡器称作拍频振荡器第三振荡器称作拍频振荡器(BFO)LO1频率步进间隔频率步进间隔=LO2的频率范围；的频率范围；LO2频率步进间隔频率步进间隔=接收信号带宽。接收信号带宽。图图7.5.6 典型的双变频接收机组成框图典型的双变频接收机组成框图第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.3 双重变频超外差接收机框图双重变频超外差接收机框图图图7.5.7 双重变频外差接收机组成框图双重变频外差接收机组成框图第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五 图图7.5

41、.7中，频率范围在中，频率范围在2MHz30MHz之间的射频信之间的射频信号，经过天线进入第一混频器，得到号，经过天线进入第一混频器，得到75MHz中频。第一本中频。第一本振是工作在振是工作在77MHz105MHz，每步，每步0.01MHz的第一个频率的第一个频率合成器。为了使第二个本振可以在第二中频中进行细调，合成器。为了使第二个本振可以在第二中频中进行细调，第一中频最小带宽应为第一中频最小带宽应为10kHz，从，从74.995MHz75.005MHz,如果远地有一个如果远地有一个25MHz的无线电台的无线电台,它的三次谐波电平足它的三次谐波电平足够大够大(75MHz),这就有可能进入接收机

42、形成干扰。但因预选这就有可能进入接收机形成干扰。但因预选器的带宽限制，这种干扰也就无法进入接收通道。器的带宽限制，这种干扰也就无法进入接收通道。7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.3 双重变频超外差接收机框图双重变频超外差接收机框图第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.4 自动增益控制自动增益控制AGC图图7.5.8 AGC原理框图原理框图比较器：比较器：两个输入电压两个输入电压:参考电压参考电压ur，AGC起控的门限值起控的门限值;直流放大器直流放大器输出电压输出电压U+输出电压输出电压uC，控制可控增益放

43、大器的增益，控制可控增益放大器的增益 AGC电路电路：使接收通道中的高放和中放电路在接受信号较：使接收通道中的高放和中放电路在接受信号较弱时弱时,保持高增益保持高增益;在接受信号较强时在接受信号较强时,自动降低增益自动降低增益,以保持输出以保持输出信号强度基本不变。信号强度基本不变。接收信号接收信号输出信号输出信号检波器检波输出检波器检波输出直流放大器输出直流放大器输出第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.4 自动增益控制自动增益控制AGC图图7.5.8 AGC原理框图原理框图第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2

44、022年年12月月16日星期日星期五五 上图为一次混频普通调幅接收机带有上图为一次混频普通调幅接收机带有AGC 控制电路的框图。控制电路的框图。中放输出已调信号振幅中放输出已调信号振幅Uom,Uom是是AGC稳定状态下稳定状态下,通道的输出通道的输出幅度幅度,Uom始终略大于始终略大于,且接近且接近AGC为零时的为零时的Uom值。值。7.5 超外差接收机超外差接收机 7.5.4 自动增益控制自动增益控制AGC图图7.5.9 带有带有AGC电路的调幅接收机框图电路的调幅接收机框图第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.6 单边带通信与复用技术单边带通信与复

45、用技术 单边带通信优点：单边带通信优点：节省传输功率、节省带宽、抗衰落干扰强、信噪比高节省传输功率、节省带宽、抗衰落干扰强、信噪比高适用于频道拥挤的短波段适用于频道拥挤的短波段 本节内容本节内容SSBSSB双向传输收发信机双向传输收发信机独立边带发射机独立边带发射机多信道导频多信道导频SSBSSB接收机接收机SSBSSB频分复用通信频分复用通信SSBSSB正交复用通信正交复用通信第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.6 单边带通信与复用技术单边带通信与复用技术 7.6.1 SSB收发信机收发信机图图7.6.1 收发双向传输收发双向传输SSB通信机框图通

46、信机框图1、收发双向传输、收发双向传输SSB通信机通信机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五 接收方向时，第一中频采用高中频接收方向时，第一中频采用高中频fI1=21.513MHz，第二中，第二中频为低中频频为低中频 fI2=500KHz；发射方向时，第一付载波（第一中频）发射方向时，第一付载波（第一中频），第，第二付载波二付载波 频率合成器：提供三路高稳定度本振频率：频率合成器：提供三路高稳定度本振频率：可变频率可变频率fL1=21.51331.513MHz固定频率固定频率fL2=22.013MHz固定频率固定频率500KHz：接收时供相乘解调器对：接

47、收时供相乘解调器对fI2进行乘积检波，进行乘积检波，发射时用作第发射时用作第 一付载波。一付载波。射频功放电路：由二级宽带电压放大和二级宽带射频功放电路：由二级宽带电压放大和二级宽带B类推挽功类推挽功放组成的多级放组成的多级RFPA，输出功率为，输出功率为15W。接收转换：天线收发双工转换器。接收转换：天线收发双工转换器。7.6 单边带通信与复用技术单边带通信与复用技术 7.6.1 SSB收发信机收发信机KHzfc5001 MHzfc513.212 第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.6 单边带通信与复用技术单边带通信与复用技术 7.6.1 SSB收

48、发信机收发信机图图7.6.2多信道导频多信道导频SSB接收机组成框图接收机组成框图2、多信道导频、多信道导频SSB接收机接收机第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.6 单边带通信与复用技术单边带通信与复用技术 7.6.2 AM独立边带发射机独立边带发射机图图7.6.3 ISB的频谱的频谱 两个边带调制信号不同所以其频谱分布也不同，每个两个边带调制信号不同所以其频谱分布也不同，每个边带分配的功率与边带分配的功率与SSBSSB相同，为载波功率的相同，为载波功率的42aMAMAM独立边带（独立边带（ISBISB）将包含不同信息的两个调制信号互不相）将包含不同

49、信息的两个调制信号互不相干的调制在同一个载频上。干的调制在同一个载频上。ISBISB调制的发射机有两个独立的调制的发射机有两个独立的SSBSSB调制器，分别用于产生调制器，分别用于产生上、下边带，经由相加器合成上、下边带，经由相加器合成DSBDSB信号信号第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.6 单边带通信与复用技术单边带通信与复用技术 7.6.2 AM独立边带发射机独立边带发射机图图7.6.4 ISB发射机组成框图发射机组成框图第第7章章 调幅通信电路调幅通信电路2022年年12月月16日星期日星期五五7.6 单边带通信与复用技术单边带通信与复用技术

50、 7.6.2 AM独立边带发射机独立边带发射机A 信道：信道：调制信号在相乘调制器调制信号在相乘调制器A中调制在中调制在100KHz的的LF付载波上，通过边带滤波器付载波上，通过边带滤波器BPFA形成形成下边带下边带A(95KHz100KHz)B信道：信道：调制信号在相乘器调制信号在相乘器B中调制在同一个中调制在同一个100KHz LF付载波上，通过边带滤波器付载波上，通过边带滤波器BPFB形成形成上边带上边带B(100KHz105KHz)A、B两路两路SSB信号在混合网络中合成抑制载波的信号在混合网络中合成抑制载波的ISB信信号号,其频谱为其频谱为95KHz105KHz。ISB信号在射频混频