一种高速跳频接收机的设计
一种高速跳频接收机的设计
摘 要：提出利用接收机前端双PLL和基带DDS共同实现高速跳频的方法，实现了76000跳/秒的跳频速率，同时达到了小体积和低功耗的目标。根据系统的特点确定动态范围、发射功率、接收灵敏度等关键指标，进行了高速跳频制导接收机的总体方案、射频前端和基带基本算法框架设计，并给出设计结果。测试和分析表明，接收机达到了较高的性能。
关键词：高速跳频制导接收机混合扩频直接下变频接收机设计
1、引言
飞行器制导接收机的任务是在飞行过程中不断接收导引指令，保证飞行器沿预定轨道飞行。由于对抗干扰、抗截获性能的严格要求，飞行器制导系统的通信体制目前都在向快速跳频（FH）的方向发展。同时由于制导接收机搭载在飞行器上，其体积和功耗受到了严格的限制。一般而言，传统的快速跳频接收机根据跳频源的不同主要有两种实现方案：一种是基于多锁相环（PLL）频率合成跳频源的方案，主要优点是可工作在高的本振频率，且功耗较低，缺点是受限于环路锁定时间而难以实现高速跳频；另一种是基于直接数字频率合成（DDS）跳频源的方案，主要优点是频率转换时间短，容易实现高速跳频，缺点是DDS输出频率低，要工作在高的本振频率必须经过变频，使得结构复杂，且功耗较高，另外由于DDS输出杂散抑制差，使接收机的性能也受到一定影响[1]。
作者提出了利用接收机前端双PLL和基带DDS共同实现高速跳频的方法，介绍了一种基于高速跳频体制的飞行器制导接收机方案，并给出了高速跳频制导接收机的设计结果。
2、系统特点和实现方案
飞行器制导系统最主要的特点是必须具有优良的抗干扰、抗截获性能，同时制导接收机的体积和功耗严格受限。
采用直接序列（DS）扩频/快速跳频混合扩频体制是提高抗干扰、抗截获性能的有效途径。直接序列扩频信号具有较好的抗宽带干扰能力，快速跳频信号具有较好的抗窄带干扰能力，DS/FH混合扩频体制在同时兼容DS系统和FH系统抗干扰、抗截获能力的同时还克服了单纯DS系统的远近效应问题。跳频速率对DS/FH混合扩频系统的抗干扰、抗截获能力具有决定性的影响。
制导通信系统采用了FH/DS/MSK混合扩频调制体制。其主要性能指标如下：工作频段 1.7GHz～1.9GHz
工作体制 FH/DS/MSK
跳频范围 200MHz
跳频点数 200个频点，间隔1MHz
跳频速率 76000跳/秒
码片速率 5Mcps
为了满足体积和功耗的要求，制导接收机放弃了“DDS跳频+二次变频”的超外差方案，而采用“双PLL跳频+基带数字跳频”的直接下变频方案，利用双PLL频率合成和基带数字部件共同实现76000跳/秒的跳频速率。整个接收机包括射频前端、基带数字信号处理部分和电源部分在内的体积为120×60×30mm3。
利用双PLL和基带数字部件共同实现高速跳频的方法是分组实现跳频，即将200MHz频带内的跳频频点分成若干组，也即若干个子频带，每个子频带带宽40MHz，包含40个跳频频点，频点间隔1MHz。子频带之间可以重叠或不重叠。首先由双PLL 实现2000跳/秒的子频带跳变，再由DDS 在0.5ms时间间隔内实现子频带内40个频点间的38次跳变，即实现了76000跳/秒的跳频速率。
3、高速跳频制导接收机总体设计 3.1接收机的结构
接收机采用直接下变频拓扑结构，直接将接收到的射频调制信号进行一次性下变频解调，从而得到基带输入信号。由于省去了中频变换环节，能够大大减少外围元器件数量、印制电路板面积和功耗。但需要解决好本振泄漏问题和正交数据解调时I 、Q 两个通道的平衡问题。
图1是制导接收机组成框图。
图1 制导接收机结构框图
跳频频率范围为1.7GHz ～1.9GHz 的射频调制信号从天线输入，其输入电平范围约为-97dBm ～-27 dBm 。为了降低整机的噪声系数，首先经过低噪声放大器进行适当增益的放大，再经过中心频率为 1.8GHz 、带宽为200MHz 的带通滤波器抑制带外噪声后送给具有自动增益控制功能的射频放大器放大，然后进行直接下变频，其中AGC 电压取自下变频信号的检波输出。下变频电路带有对本振进行+/-45o 移相的功能部分，直接下变频后输出正交的两路基带信号，经过低通滤波和放大后送给A/D 变换器，其幅度可通过AGC 起控点的调节来控制，以满足A/D 变换器的要求。基带数字信号处理部分由300万门的FPGA 构成，完成跳频同步、DS 解扩、MSK 解调和信道解码等功能。
FPGA 产生跳频同步控制信号和ADC 采样时钟，与MCU 通过高速SPI 接口和外部中断接口进行控制信息的交换。MCU 接收到起跳时间和预置频率的初值后，就控制频率综合器产生所需的本振信号，送给下变频器。为了满足高速跳频的要求，采用双PLL 构成的频率综合器，完成2000跳/秒的频率跳变。
3.2接收机相关指标的确定 z 噪声系数NF ：
噪声系数主要取决于射频前端第一级的增益或损耗。根据目前低噪放的实际器件水平，考虑接头和馈线损耗，可取接收机噪声系数为NF ≈ 1.5dB 。 z 接收机灵敏度
,min in P 不考虑DS 扩频的因素，则码速率R b 为5 Mbps (也即直扩后码片速率)。取成形滤波的滚降系数0.35α=，这时，实际中频带宽为： 5(1)5 1.35 6.75(MHz)B α=×+=×≈（1） 虽然零中频带宽为40MHz ，但经过跳频同步和数字低通滤波后，实际带宽约为6.75 MHz 。
对于MSK 相干解调，误码率为10-4时，
0/8.4d b E N ≈B
,max max max 32.4520lg (km)20lg (MHz) 32.4520lg 8020lg1900 136.1(dB)
s L d f =++=++=[2]
。
则所要求的接收机中频输出信噪比为
min 0()(/)(/) 8.410lg(5/6.75) 7.1(dB)
o b b SNR E N R B ==+= （2）
接收灵敏度
,min min 617410lg () 174 1.510lg(6.7510)7.10 97.1(dBm)
in o P NF B SNR =?+++=?++×+=?（3）
需要说明的是频率合成器相位噪声对接收机灵敏度的影响。相位噪声会限制接收机的信噪比，降低数字解调器的性能；当相位噪声恶化到一定程度时，即使不断增大信噪比，系统误码率也是不归零的，而是趋向于一个门限[3]。这时接收灵敏度已不再满足上述公式。
z 所需发射机输出功率
设系统备余量E 为10dB ，收、发天线增益G t 、G r 分别为0dB 和6dB 。
由于最大路径损耗
（4）
故所需发射机输出功率为 ,max ,min 136.19716310 40.0(dBm)
out s in t r P L P G G =+??+=???+=.E ++
（5）
即10w 发射功率。 z 动态范围
根据实际工程项目要求，信号视距传输距离d 的范围为：10。
0m 80km d ≤≤对应于最小接收距离d min ，最小路径损耗为
,min min min 32.4520lg (km)20lg (MHz) 32.4520lg 0.120lg1700 77.1(dB)
s L d f =++=++=（6）
最强接收信号电平为： ,min 3
10lg(1010)677.1328.1(dBm)
out t s r
P G L G +?+=×+?=? （7）
最弱接收信号电平为：
,max 3
10lg(1010)6136.1387.1(dBm)
out t s r
P G L G +?+=×+?=?
（8）
动态范围为59dB 。实际设计时要留有抗衰落余量，根据所选器件的动态范围为69.5dB ，可取接收信号电平范围为。接收机各部分的增益预算将按此电平范围来进行。 97.6dBm ~28.1dBm ??3.3接收机内部增益预算
接收机内部各部分的增益预算见图2。
图2 接收机各部分的增益预算
4、接收机前端的设计实现
4.1低噪声放大器（LNA）
低噪声放大器按照噪声系数和增益兼
顾的原则设计[4]。器件选用MGA-61563。其工作点选择为：Vd =3V ，Id =20mA 。输入、输出50欧姆匹配。
图3、图4、图5分别是LNA 的正/反向增益、噪声系数和输入/输出驻波比。
图3 低噪声放大器的正、反向增益
图4低噪声放大器的噪声系数
图5低噪声放大器的输入、输出驻波比
4.2射频前端带通滤波器
射频前端带通滤波器的指标如下：中心频率f o =1.8GHz ，带宽BW -3dB = 200MHz ，BW -40dB = 600MHz ，插损约为1dB ，50欧姆
匹配。采用发卡式（hairpin）平行耦合微带线设计，所占用的线路板面积为32×22mm2。
图6、图7分别是hairpin滤波器的结构外形和平面电磁场仿真特性。在图7中，频率单位为GHz。
图6 射频前端滤波器的结构外形
图7 射频前端滤波器的平面电磁场仿真特性
4.3双PLL频率综合器
本振跳频源由双PLL频率综合器构成，采用温补晶振（TCXO）作为参考频率。由MCU控制射频开关以交替输出两个PLL综合的本振信号，跳频速率为2000跳/秒。采取如下的控制策略：
先对环1进行初始频率预置。在接下来的跳频切换时刻之前首先对环2进行下一时刻的频率预置，然后切换到环1的输出。如此循环往复，交替切换两个PLL的输出。
采用这种策略可以放宽对每个PLL锁定时间的要求，更好地保证了跳频源输出本振信号的杂散特性。图8是实测的PLL输出相位噪声和杂散特性。
图8 PLL输出相位噪声和杂散特性
频率综合器关键参数指标如下：
每个PLL的环路带宽200kHz，锁定时间小于50us；
MCU频率预置时间小于2us；
射频开关完成双环切换所需时间为几十ns[5]。
锁相环采用ADF4360-3，射频开关采用吸收式单刀双掷开关HMC349MS8G，隔离度约60dB@1.8GHz。
4.4下变频器与自动增益控制
直接下变频器集成了可变增益放大器（VGA），其变换增益具有69.5dB的动态范围，可与基带输出检波器一起实现自动增益控制功能。下变频器选用AD8347，其解调带宽90MHz，I/Q幅度平衡度0.3dB，正交相位误差典型值±1o[6]。
对高速跳频信号而言，AGC瞬态特性是一个非常关键的指标，必须减小电路时间常数，以保证能够及时跟踪输入信号幅度的变化。具体措施是减小VGA控制输入端的滤波电容值。
4.5基带低通滤波和放大
射频前端跳频同步后的I/Q基带信号带宽约为20MHz，基带低通滤波器采用5阶LC椭圆函数滤波器的形式，L、C的值要精心选取，以满足I、Q通道平衡和相位误差的要求。基带放大器采用AD8347内部集成的放大器，能够保证正交通道幅度的平衡。最终输出幅度可通过AGC起控点的调节来控制。基带低通滤波器的纹波为0.3dB，放大器增益为30dB。图9是基带低通滤波器
的频率响应特性。
图9 基带低通滤波器频率响应
4.6电路板的选材和布局
接收机射频前端部分单独采用一块电
路板，面积为118×58mm 2
。电路板采用4层设计，高频模拟部分单独占一面，MCU 数字控制部分和电源部分占另一面。LNA 部分和LO 部分分别屏蔽处理。上、下两面电路板选用Rogers RO4350B 板材，其介电常数在10GHz 以下时为 3.48，损耗角正切为0.0037[7]。中间使用FR4板材。
5、基带部分及其基本算法框架
基带数字信号处理部分主要包括FPGA 及双路ADC 。ADC 采样时钟由FPGA 提供，采样频率为80MHz 。基带数字信号处理算法均由FPGA 完成。图10是基带数字信号处理的基本算法框架。
图10 基带数字信号处理算法框架
采用延迟锁定的方法实现跳频同步、
DS 扩频伪随机序列同步和MSK 相干载波的同步。由于系统采用了多进制正交DS 扩频和（31，25）RS 编码，对于5Mcps 的码片速率，达到的最高信息速率为625kbps 。
6、结论
针对实际工程项目的需要，本文提出了利用双PLL 和基带数字部件共同实现高速跳频的方法，并确定了制导接收机相关指标
参数，采用“双PLL 跳频+基带数字跳频”的直接下变频方案实现了76000跳/秒的高速跳频，同时兼顾了系统对体积和功耗的限制要求。设计的高速跳频制导接收机较好地解决了本振泄漏问题和I 、Q 两个通道的平衡问题，达到了较高的性能。 参考文献
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高频课程设计说明书----超外差式调幅收音机安装调试
高频课程设计 设计说明书 设计项目：超外差式调幅收音机安装调试项目完成人： 指导教师： 学院： 专业： 2011年 12 月 30 日
高频课程设计 设计内容利用所提供的元器件制作一个超外差中波段调幅广播收音机。 在模块实验的基础上掌握调幅接收机组成原理，建立调幅系统概念；学会调幅接收机系统的安装，增强动手能力。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。 主要技术指标和要求主要技术参数： 1．接收频率范围：535～1605KHz 2．中频：465 KHz 3．灵敏度: 50uV 4．输出功率：mW 100 5．电源：3V 6．调谐方式：手动电调谐 设计所用仪器设备1．数字示波器（TDS1012）；2．高频信号发生器（QF1055A）；3．扫频仪（BT-3GⅡ）； 4．高频毫伏表（QF2270）；5．频率计（NFC-1000）； 6．高频Q表（AS2851）； 7．调制度测量仪（QF4131）；8．LCR测试仪（MIC－4070D）；9．万用表(MY-65)。 工作计划1．2011年12月19日：下达课程设计任务书、调幅广播收音机电路原理和调试技术讲座； 2．2011年12月19日：发放收音机套件，安装； 3．2011年12月20日：发放收音机套件，安装； 4．2011年12月23日：安装收音机； 5．2011年12月24日：安装收音机； 6. 2011年12月25日～28日：调整与测试； 7．2011年12月30日：提交撰写课程设计报告、验收。 参考资料1．高频电子线路方面书籍；2．无线电类方面书籍。 指导教师签子系主任签字
超外差式调幅收音机安装调试 摘要 随着科学技术的发展，调频收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场。从分离元件组成的收音机到由集成电路组成的收音机，调频收音机技术已达到十分成熟的地步。在众多种收音机中，调频收音机以较高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。调频发射机也以其良好的发射效果而被广泛应用。 超外差收音机，首先把接收到不同频率的电台信号，都变成固定的中频信号(我国规定中频信号是465kHZ)，由中频放大器进行放大,然后进行检波，这样就克服了直放式收音机在接收不同频率的时候灵敏度不均匀的缺点。而且固定频率的中频信号既便于放大又便于调谐因此超外差式收音机具有灵敏度高、选择性好的特点。 广播方式从调幅(AM)广播时代开始，经历了调频(FM)广播、调频立体声(FM STEREO)广播、数字音频广播(DAB)等阶段。目前，科学家正研究短波段的数字广播(DRM)。 民用广播所使用的频率，经历了长波(LW)、中波(MW)、短波(SW)、超短波调频(FM)、卫星调频广播等阶段；广播的传播距离和覆盖范围也从近距离到利用人造地球卫星进行全球转播等；收音机从矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机，到使用微电脑处理器的数字调谐收音机；收音机的基本电路形式、也从直接放大式，到超外差式、多次变频式电路。收音机的体积也从笨重变小到微型，而音质却越来越好。 本论文主要介绍了利用分立元件组成的FM收音机设计全过程，包括电路各个模块参数的计算，电路各个模块的分析，电路板的焊接过程、调试过程，讨论了在设计过程中遇到的问题以及如何解决问题。 本次课程设计成果，基本上满足要求，性能指标符合。FM收音机电路的缺点是伴有音质噪声，需进一步改进。 关键词：FM收音机、焊接、调试
跳频详述
一、跳频概述 1.1 跳频序列设计FH sequences design ； 1. 作用：(1)控制频率跳变以实现频谱扩展；(2) 跳频组网时作为地址码主要设计 2. 总体限制：汉明相关特性 (1) 汉明自相关最大旁瓣，影响性能:系统抗多径能力和同步性能(同步引导序列) (2) 汉明互相关性能峰值，影响性能：多址组网能力和抗干扰能力。 3. 序列分为：素数序列，m/M 跳频序列，RS 码跳频序列，bent 序列，混沌映射序列构造序列族。 宽间隔跳频的意义：(游程) (a)对抗单频窄带干扰和部分频带干扰； (b)对抗跟踪式干扰,跳频跨度大，敌方干扰机的搜索时间长，调谐时间也长； (c)抗多径衰落：当直射波和折射波通过不同的路径到达接收机，只要跳频时隙小于其的时延差，。当折射波到达接收机时，工作频率已经跳到另一个频率上，多径可以排除；条件：相邻时隙的载波频率之差大于信道的相关带宽。 跳频频段的的间隔特性有利于宽间隔调频序列的设计，目前有(连续性)中间频带法[1983],对偶频带法[1985], 梅文华有较多探索[1994][1997][2001]，国外的基本没见到。
1.2 跳频频率合成器frequency hopping synthesizer ； 跳频系统对频率合成器的要求：频率转换速度快，频率稳定度高及纯度高，频率数目多，能在编码控制下跳变。 工作频段：覆盖系数max min /f f 大于2到3时，可以划为几个分频段。 频率合成器；直接频率合成法(倍分频法，快，复杂)、间接频率合成法（锁相，慢），直接数字合成法DDS(简单快速,切换ns 级，杂散抑制差) DDS 工作原理： 一般信号形式 00()cos(2)S t U f t πθ=+ 通过变换 *00()22()s t f t f nT n n θπ πθθ====?? 其中，0022/s s f T f f θππ?== （0f 对应输出，s f 对应参考频率） 表示连续两次采样之间的相位增量，控制θ?可以控制合成信号频率 把2π分成q 等分，最小相位增量为2/q δπ= 若每次的相位增量是δ的R 倍，则有：
超短波自适应跳频系统的设计与实现
超短波自适应跳频系统的设计与实现 跳频技术是扩频技术的一种，是80年代以来出现的一种新的通 信方式。跳频通信具有良好的抗干扰性，低截获概率及组网能力，因此跳频技术的一出现，便在军事领域得到了极大的发展。采用跳频技术的短波超短波电台在军事通信中得到了广泛应用，极大地提高了军事装备的抗截获和抗干扰能力，保证了军事指挥系统的安全和有效性。近几年来，由于现代信号处理的发展，通信对抗的激烈程度进一步加强，普通跳频电台已经不能满足新环境下的抗干扰，高可靠性的要求。现代战术协同通信也对军用电台提出多模式、多速率、可扩展等许多新的要求。因此，研制新型跳频电台具有十分重要的战略意义。具有良好通用性和可扩展性的软件无线电技术目前已成为研究热点，其特点非常符合现代军事通信所关注的设备协同性，软件可编程性及系统开放性等多项要求。本文的工作就是在软件无线电的架构下实现一种适应现代军事新要求的自适应跳频电台。第一章介绍了超短波通信和超短波跳频电台在军事领域中的广泛应用及其发展概况。接着分析了新型军用电台的技术要求及发展方向。最后根据这些要求提出了本文工作的目标和基本要求。第二章研究了跳频系统的基本原理和参数特征，并根据对实际战场中的干扰分析和数传同步的特点给出了一种跳频同步方法和数据传输机制。第三章针对普通跳频电台在新环境下的不足，提出了自适应跳频的思路，综合应用频点替换，FCs单频通信等自适应措施躲避干扰。在无法避免干扰的情况下，采用差错控制技术提高通信的可靠性。第四章叙述了自适应跳频的
具体实现结构和流程。本章内详细叙述了跳频数据的帧结构和同步方法，以及各种模式下的自适应处理流程。接着介绍了系统实现的硬件平台，及初步测试结果。最后指出系统需要进一步完善的地方。
侦察雷达数字中频接收机的设计与实现
文章编号：1001-893X（2009）02-0038-05 侦察雷达数字中频接收机的设计与实现? 杨春 （中国西南电子技术研究所，成都610036） 摘 要：针对传统模拟接收机在实现方式上的不足，提出了侦察雷达数字化接收机的性能改进方案。并对数字中频中多项关键技术进行原理分析，给出了雷达中频数字化具体实现方案，同时给出了一个比较全面的数字中频测试方法。 关键词：侦察雷达；数字化接收机；中频采样；数字本振；镜频抑制度 中图分类号：TN959.1 文献标识码：A Design and Implementation of the Digital Intermediate Frequency Receiver for a Reconnaissance Radar YANG Chun （Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China） Abstract：In allusion to the defect of analog receiver，performace improvement scheme of digital intermediate frequency（IF）receiver for a surveillance radar is proposed，and theory of several key technologies is analysed.The implementation scheme of IF digitization for reconnaissance radar is given. A comprehensive digital IF test method is provided. Key words：reconnaissance radar；digital receiver；intermediate frequency sample；digital local oscillator；image suppression 1 引言 传统雷达接收机正交解调在模拟域进行，I/Q 通道混频器要求同频率相位相差90°，两个通道通过滤波器后，信号增益也要求完全一致。如果在信号带宽上所有频点不能满足这个要求，则后端信号处理会因为I/Q通道的幅度不一致在脉压后产生距离旁瓣和相位正交性不好引入虚假目标，同时传统模拟接收机每个通道都需要一个A/D，两个A/D的差异会进一步降低系统性能。 随着集成电路的高速发展，尤其是高速A/D变换器的发展，使得直接中频采样成为可能，即直接将模拟中频信号通过A/D变换为数字信号，同时在数字域实现正交解调，生成数字I、Q基带信号。与传统模拟方法相比，直接中频采样具有更高的精度与稳定性。尤其是数字本振不受环境变化影响，没有温度漂移，同时数字本振的幅度一致和相位正交性比模拟本振高一个数量级。本文探讨了侦察雷达数字中频的实现方案，给出了一种基于多相滤波器结构的数字接收机实现方法，实现了对60 MHz 调制的中频信号（带宽5 MHz）数字下变频设计，并给出了最后试验结果。 ?收稿日期：2008-12-03；修回日期：2009-01-21
接收机系统设计
接收机系统设计 接收机设计是一种综合性的挑战，首先要明确设计目的，即设计那一种接收机，不同种类接收机的设计方法是大不相同的。然后根据系统设计的指标要求进行全面分析，寻找出设计重点或难点，即是高灵敏度设计；或是高线性设计；或是大动态范围设计；还是宽频带设计。不同的设计重点有不同的实现方法，根据系统要求的性能指标，首先要确定： 1．接收机的结构形式，设计系统实现的原理方框图。 确定采样超外差式结构，零中频结构，还是数字IF结构；确定采样 本振频率合成器的类型；确定是一次变频还是多次变频结构，是否 用高中频；确定信号的动态范围及接收机的线性度。 2．接收机功能电路实现及系统线路组成，设计电路图。 本章对一般接收机的设计方法不作详细的讨论，只重点讨论接收机设计中有关高线性度和大动态范围实现的具体方法，这也是本课题实现中的难点所在。 §大动态范围接收机设计方法 接收机动态范围DR（Dynamic Range）,是指接收机能够接收检测到的信号功率从最小可检测信号MDS到接收机输入1－dB压缩点之间的功率变化范围,是接收机最重要的性能指标之一。第二章对动态范围已经作了详细的论述。通常，一般的接收机都具有60dB～80dB的动态范围，现代接收机则对动态范围指标提出相当苛刻的要求，往往超过100dB。如本项目动态范围指标要求做的大于120dB。 实现接收机动态范围的功能电路是接收机中的AGC，自动增益控制电路。AGC是一个闭环负反馈自动控制系统，是接收机最重要的功能电路之一。接收机的总增益通常分配在各级AGC电路中，各级AGC电路级联构成总的增益。在接收微弱信号时，接收机要具有高增益，将微弱信号放大到要求的电平，在接收机靠近发射电台式时，AGC控制接收机的总增益，使接收机对大信号的增益很小，甚至衰减。接收机动态范围实现的示意图如下图所示。
超外差调频接收机的设计
摘要 随着现在社会的快速发展，人们都电子产品的要求越来越高，因而电子产品无论从制作上还是从销售上都要求很高。要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路，大到超级计算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都有高频电路。高频电路大部分应用于通信领域，信号的发射、传输、接收都离不开高频电路。通信技术在我们的生活中广泛应用，而我所学的是电子信息工程，有一部分涉及的是通信技术，所以对于这次设计，我选择了超外差式调频接收机。在以前应用最广泛的是调频接收机，随着科学技术的发展，出现了超外差式调频接收机。所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。如果我们在收音机内制造 - 个振荡电波 ( 通常称为本机振荡 ) ，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。采用了这种电路的接收机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。 在本次设计中，其目的是得到一个调频接收机机。在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部分。整个电路的设计必须注意几个方面。选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去，效果最好。如干扰及信号很大，则由于晶体管的非线性，将产生严重的组合频率及其他非线性失真，这时滤除杂波比较困难。为此，在高级接收机中，输入电路常采用复杂的高选择电路。为了使混频和本振分别调到最佳状态，要采用单独的本振。总的来说，设计一部接收机时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。 关键词：超外差，调频，本振，混频
快速跳频系统设计管理论文
快速跳频系统设计管理论文 摘要：介绍基于高性能、低成本的ML2724和DSP的2．4GHz快速跳频系统设计，探讨跳频信道的分配、跳频图案的设计，以及跳频同步问题，并给出了部分软件实现的流程图。 关键词：跳频技术扩频通信无线局域网ML2724DSP 2．4GHz是无线产品开发使用最为广泛的公用频段。目前很热门的技术话题——无线局域网的802．11标准就是采用2．4GHz这段频段。针对无线局域网，最大的争论便是其安全性和稳定性，国内外诸多文献指出：除了在无线局域网中采用更佳的密钥机制，应该广泛使用扩频和跳频等技术，增加其在无线信道上的稳定性和安全性。比较无线局域网中采用直接序列扩频和跳频两种方式的性能，可以得出：在无线局域网中采用跳频方式更佳。目前，对于跳频系统的设计通常采用CPLD+FPGA+DSP协同频率合成器实现，这样既增大了系统的体积，更导致系统的成本很高。本文介绍了基于高性能、低成本的ML2724和DSP的2．4GHz快速跳频系统设计。由于ML2724集成了可编程频率合成器、正交调制器和各种滤波器，并具有方便的控制接口，这样既可以减小体积，又可以降低成本；详细介绍了信道的分配和PN码的设计，以及跳频同步问题，并给出了部分软件实现的流程图。 图1 1ML2724简介 ML2724是MicroLinear公司的一款高性能的广泛应用于2．4GHz快速跳频通信系统的单片集成收发芯片，它集成了本振、抗镜像Ⅳ滤波器和基带低通滤波器、限幅器、数据判决器，并且自带了一个可编程控制的频率合成器，具有同步指示和与基带处理相接的各种端口。它具有以下主要特点： (1)能够完成2．4GHz通信系统的收发功能的集成单芯片； (2)信道间隔为2．048MHz，具有80个信道； (3)完全集成了所有的Ⅲ滤波器和数据滤波器； (4)灵敏度为-90dBm； (5)内部集成了完整的1．6GHz的频率合成器；
一种实用的调频接收机电路设计方法
一种实用的调频接收机电路设计方法 张景伟，孙延光 武汉大学电子信息学院，武汉（430079） E-mail：Zhangjingwei153223127@https://www.wendangku.net/doc/4611241027.html, 摘要：本调频收音机主要由FM/AM收音机芯片CXA1691、DAC芯片MX7228，锁相环CD4046和单片机AT98S52组成。收音机以单片机AT98S52为控制核心,通过DA转化调节频率变化，实现了88MHz-108MHz的自动电台搜索和非易失性存储以及手动微调及显示等基本功能;此外，本收音机还使用了实时芯片，能显示时间。本机使用DC-DC转化实现了干电池供电。系统的可靠性能优良，人机界面友好，完全达到了设计要求。 关键词：调频，锁相环，DC-DC变换，CXA1691，DS12887 1．引言 我们的设计主要由三部分组成：一﹑索尼公司的一款收音芯片CXA1691，它是索尼公司在20世纪80年代后期正式推出的集调幅、调频、锁相环、立体声解码等电路为一体的AM/FM立体声收音集成电路。。二﹑锁相环芯片BU2614，通过合理的设计环路滤波器我们能够很好的是频率稳定在88M到108M。三﹑DC-DC变换电路的设计，为了实现系统的低功耗和单电源供电，我们采用了DC-DC变换电路。我们尝试了max770,max771,max731,max743,max660,max680,max664,max666,mc34063等，其中发现max770效果相当不错，能够输出+5V，电流在1A完全满足要求并且纹波比较小在100Mv 以内，若采用滤波措施效果更佳。Max771在输出+12V也是不错的选择，但驱动能力有限我们发现在输出端加滤波电路都会降低它的驱动能力。 2．系统介绍 2.1接收电路设计 CXA1691S的电源电压适应范围宽，2～10V范围内电路均能正常工作；它具有立体声指示LED驱动电路以及FM静噪功能等等。由于本系统没有涉及到调幅，所以芯片中的16脚（AM中频输入）、15脚（波段选择）、9脚（AM天线输入）和5脚（AM本振）均悬空，也可接电容到地。我们将7脚（FM本振）和9脚（FM输入）与环路滤波器的输入相连，从而利用锁相环实现频率的可控。具体电路见图一：
超外差调幅接收机的课程设计
淮海工学院 课程设计报告书 课程名称：通信电子线路课程设计 题目：超外差式调幅接收机 系（院）：通信工程系 学期：2010-2011-1 专业班级：通信082 姓名：程星星 学号：030821216 评语： 成绩： 签名： 日期：
1 引言 本学期学习了《高频电子线路》这门课程，对无线电通信的理论知识有了进一步的理解和认识。这次课程设计可以通过实践来考察理论知识的掌握情况，同时也能加深对理论知识的理解，提高设计能力。此外电子设计自动化技术已渗透到电子系统和专用集成电路设计的各个环节，个中软件应用到电子设计，使电路的设计，调整和改进更加高效便捷。 低频信号有效的发射出去需要经过高频信号调制，利用高频信号作为载波，对信 号进行传递，可以用不同的调制方式。在无线电广播中可分为调幅制、调频制两 种调制方式。目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度 高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。这次课程设计我选用的是超外差式 调幅接收机。 1．1 调幅接收机的原理及电路图 超外差调幅接收机原理1 超外差式接收机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成。工作原理图如下：
图1、超外差调幅接收机工作原理图 超外差调幅接收机整机电路图： 图2、超外差调幅接收机整机电路图 超外差调幅收音机基本原理：空间有许许多多电台发送的电磁波，它们都有自己的固定频率，收音机通过天线和由电感线圈和可变电容器组成的谐振电路（称调谐电路）来选择性的接收所需高频信号。由调谐电路选择出的所需要的电台信号是已调幅的高频信号，并且十分微弱，需要先经过高频小信号放大器进行放大处理，再经过变频器（混频器和本振）将高频信号变为频率为465KHz的中频信号，这是超外差式收音机的核心部分，由于它是调制信号，喇叭无法将这种信号直接还原成声音，因此，必须从高频信号中把音频信号分离出来，这个分离过程称为解调，或检波。在收音机中，检波是由半导体器件二极管或三极管来完成。调幅的高频信号经检波还原出音频信号，再经过低频功放然后送往喇叭，喇叭将音频信号还原为声音。 收音机接收天线将广播电台播发的高频的调幅波接收下来，通过变频级把外来的各调幅波信号变换成一个低频和高频之间的固定频率—465KHz（中频），然后进行放大，再由检波级检出音频信号，送入低频放大级放大，推
调幅接收机课程设计
安徽工程大学课程设 计 通信电子线路 学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位： 题目:调幅接收机的设计
《高频电子线路综合设计》报告 目录 摘要 (1) Abstact .............................................................................................. 错误！未定义书签。1引言及设计任务、目的、参数 .. (2) 1.1引言 (2) 1.2设计任务、目的、要求 (3) 1.2.1设计任务 (3) 1.2.2设计目的 (3) 1.2.3设计要求 (4) 2设计总体方案 (4) 2.1方案分析 (4) 2.2工作原理与框图 (4) 2.2.1工作原理 (4) 2.2.2设计电路框图 (5) 3各单元电路设计与分析 (6) 3.1高频小信号放大电路 (6) 3.2变频电路 (7) 3.3中频放大电路 (8) 3.4二极管包络检波电路 (9) 3.5音频放大电路 (10) 4电路性能测试与仿真图 (11) 4.1高频小信号放大输出端波形 (11) 4.2变频器输出端波形 (12) 4.3中频信号输出端波形 (13) 4.4检波端输出波形 (14) 5小结与体会 (15) 6参考文献 (16) 附录：元件清单 (17) 2
《高频电子线路综合设计》报告 摘要 这次设计一个调幅接收机，其主要由前级高频小信号放大器，变频器，中频放大器和包络检波器组成。采用晶体三极管设计电路实现，中频放大器的作用是实现放大中频信号。把所接收的信号变成中频后,使得放大倍数高且稳定的作用。包络检波器有从调幅信号中取出调制信号的作用。此电路功能是由信号发生器产生的调幅信号送到混频器与本地振荡所产生的等幅高频信号进行混频，产生载波信号，此载波信号再经过中频放大器将电压放大，从而通过二极管峰值包迹检波器以提取包迹实现检波，最后输出低频信号。 关键词：调幅接收机；混频器；中频放大器；包络检波器 1
课程设计.超外差式接收机
第1章设计内容与要求 1.1 设计题目 超外差调幅接收机设计 1.2 设计目的与要求 1.联系课堂所学知识，增强查阅、收集、整理、吸收消化资料的能力，为毕业设计做准备。 2.培养一定的独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题能通过独立思考、查阅有关资料，寻找解决问题的途径。 3.熟练掌握Multisim、EDA等软件的仿真。 4.掌握超外差调幅接收机的工作原理，以及对其电路模块高频小信号放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、检波器、低频放大器等的电路、原理、功能的巩固理解。 1.3设计技术指标 接收频率范围535～1605KHz，输出功率150mW，灵敏度50μV。
第2章系统总体设计方案 2.1 超外差调幅接收机工作原理 本设计总体有五大功能模块组成，其中接收天线将接收到的微弱信号经过高频小信号放大器放大器将有用信号进行放大，并抑制干扰信号，然后信号经过变频器进行变频，其中变频器是由混频器与本地振荡器组成，将高频信号变成中频信号f=465kHz，然后中频信号经过中频放大器进行功率的放大，然后再经过检波器进行检波，即对信号进行解调，将信号变成变成低频调制信号，最后进过低频放大器进行功率放大以实现对扬声器的驱动！ 2.2系统的方框图 （如下图所示）
第3章 各单元电路设计与仿真 3.1 高频小信号放大器电路 3.1.1 高频小信号放大器功能 高频小信号放大器主要用于放大高频小信号，实现对微弱的高频信号进行不失真放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号频谱是相同的。其中心频率在几百kHz 到几百MHz ，频谱宽度在几kHz 到几十MHz 的范围内。 3.1.2高频小信号放大器的主要质量指标 1. 增益：（放大系数） 电压增益： 功率增益： 2.通频带： 放大器的总通频带随着放大级数的增加而变窄，并且通频带越宽，放大器的增益就越小，两者是相矛盾的！ 3.选择性 从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。 4.工作稳定性 指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。 3.1.3高频小信号放大器的原理图及仿真 （如图3-1,3-2所示） 3-1 高频小信号放大器原理图 i o V V A =v i o P P A p =
超外差式调幅接收机课程设计报告书
阳工程学院 课程设计设计题目：超外差式调幅接收机
工程学院 课程设计任务书 课程设计题目：超外差式调幅接收机 系别自控系班级电子本101 学生学号 指导教师职称教授 课程设计进行地点：实训A 任务下达时间：2012 年9月17日 起止日期：2012 年9 月17日起——至2013 年1 月4 日 止 教研室主任2013 年9月16日批准
阳工程学院 音频功率放大电路课程设计成绩评定表系（部）：自控系班级：电子本101学生：丽
中文摘要 随着科学技术的发展调频收音机的应用十分广泛,尤其消费类占有相当的市场。从分离元件组成的收音机到由集成电路组成的收音机,调频收音机技术已达到十分成熟的地步。在众多种收音机中,调频收音机以较高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。调频发射机也以其良好的发射效果而被广泛应用。 超外差收音机,首先把接收到不同频率的电台信号都变成固定的中频信号(我国规定中频信号是465kHZ),由中频放大器进行放大,然后进行检波这样就克服了直放式收音机在接收不同频率的时候灵敏度不均匀的缺点。而且固定频率的中频信号既便于放大又便于调谐因此超外差式收音机具有灵敏度高、选择性好的特点。广播方式从调幅(AM)广播时代开始经历了调频(FM)广播、调频立体声(FM STEREO)广播、数字音频广播(DAB)等阶段。目前科学家正研究短波段的数字广播(DRM)。 本论文主要介绍了利用分立元件组成的FM收音机设计全过程包括电路各个模块参数的计算,电路各个模块的分析电路板的焊接过程、调试过程讨论了在设计过程中遇到的问题以及如何解决问题。本次课程设计成果,基本上满足要求,性能指标符合。FM收音机电路的缺点是伴有音质噪声,需进一步改进。 在本次设计中，其目的是得到一个调幅接收机机。在超外差式调幅接收机的设计过程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部分。整个电路的设计必须注意几个方面。选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去，效果最好。如干扰及信号很大，则由于晶体管的非线性，将产生严重的组合频率及其他非线性失真，这时滤除杂波比较困难。为此，在高级接收机中，输入电路常采用复杂的高选择电路。为了使混频和本振分别调到最佳状态，要采用单独的本振。总的来说，设计一部接收机时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。 关键词：超外差，调幅，本振，混频
5.8GHz微波接收机电路设计
5.8GHz微波接收机电路设计 蓝庆华姜福广邓洪波1 时间:2008年09月04日 字体: 大中小关键词:动态范围噪声系数带通滤波器混频器本振 摘要:提出了一种5.8GHz微波接收机电路设计方案,针对系统标准给定的要求,提出了接收机系统设计的原理和方法,介绍了具体电路设计,给出了实验结果和分析。 关键词: DSRC 噪声系数灵敏度动态范围混频器 DSRC作为一种专用的无线短距通信协议,主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(RSU)与转载于移动车辆上的车载单元(OBU)之间的通信接口规范。本文采用广泛使用的被动式欧洲DSRC 标准,其主要技术指标如下:工作频率为5.8GHz,下行数据为FM0编码,速率为500kbps,调制方式为幅度(AM)调制;上行数据为NRZI编码,速率为250kbps,调制方式为2MHz或1.5MHz副载波的二进制相移键控(BPSK)调制,数据误码率为10-6。图1为DSRC通信系统工作模式。它采用半双工的通信模式,主要有两种工作方式:下行和上行方式。当在下行方式时,RSU为发射模式,而OBU为接收模式,RSU发射以AM调制方式把调制信号F_AM加到5.8GHz的载波频率F0上。当在上行方式时,RSU为接收模式,而OBU为发射模式,RSU发射连续的5.8GHz载波F0给OBU,并与OBU中的2MHz 或1.5MHz的副载波BPSK调制信号Fm混频后,再通过天线反射回RSU上的接收机进行同步解调。 本文针对DSRC通信系统给定的要求,提出了一套含OBU和RSU的频率为5.8GHz的微波接收电路,具有灵敏度高、动态范围大等特点,并在最后介绍了系统的实验情况。 1 设计原理 1.1 接收系统的作用距离和灵敏度估算
接收机的设计
高频电子线路课程设计 简 易 调 频 接 收 机 的 设 计 专业：电子信息工程 班级：07级2班 姓名： 学号： 指导老师： 时间：2010.06
目录 摘要 (3) 一、选题意义 (3) 二、总体方案 (4) 2.1．设计目的 (4) 2.2.设计思路 (4) 三、调频接收机的基本工作原理 (5) 四、调频接收机的主要技术指标 (6) 4.1．工作频率范围 (6) 4.2．灵敏度 (6) 4.3．选择性 (6) 4.4．频率特性 (6) 4.5．输出功率 (7) 五、各部分性能分析 (7) 5.1、高频放大电路 (7) 5.2、混频电路 (8) 5.3、本振电路 (8) 5.4 、混频器 (10) 5.5、中频放大电路 (12) 5.6 确定电路参数 (13) 5.7、鉴频电路 (14) 5.8、低频放大电路 (15) 5.9 电路参数： (16) 六、心得体会 (17) 七、参考文献 (18)
简易调频接收机的设计 摘要 本次课程设计，其目的是得到一个超外差式的调频接收机。所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。 在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为选频网络、高频放大、变频、中频放大、解调、低放和低频功放七个部分。但是在设计时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。。超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：①容易得到足够大而且比较稳定的放大量。②具有较高的选择性和较好的频率特性。③容易调整。缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。 关键词：超外差，调频，本振，混频 一、选题意义 社会发展到今天，现代化的工具显得越来越重要。接收机的功能是恢复用于调制发射机的原始信号。该过程称作解调，实现这一恢复功能的电路称作解调器。检波器这一术语也在使用，有时将单个超外差式接收机的解调器称为第二检波器。对于模拟解调器，我们希望能够使失真和噪声最小，这样输出信号波形就会尽可能地接近原始信号了。数字解调的作用是产生或恢复出与发射机输入同样类型的数字输出，且具有尽可能少的误差和正确的信号速率。因此，模拟与数字信号解调器的性能测量方法是个同的。通常，数字解调器可在调制解调器中单独配制，也可与数字调制器一起构成发射机。
毕业设计_高频电子线路--调幅发射机与接收机整机设计
提供全套毕业论文，各专业都有 高频电子线路课程设计报告 课题：调幅发射机与接收机整机设计 学院：信息科学技术学院 专业：通信工程 姓名： 组员： 5 二零一四年十一月
摘要 本次课程设计，我们利用高频载波的克拉泼震荡电路产生正弦波，利用共集电极调幅电路进行调幅，产生AM 调幅波。然后将调幅波通过包络检波器进行包络检波，由于波形失真较严重，我们在后面添加了LC 式集中选择性滤波器。借助Multisum12.0仿真软件进行仿真。得到了较理想的波形。 【关键词】 Multisum AM 波调制解调多级RC 滤波器 一．设计目的 1.熟悉使用仿真软件Multisum1 2.0，掌握仿真操作； 2.加深对通信电子线路设计的认识； 3.加深对振荡器，调幅电路，解调的理解； 4.了解电路的工作原理以及参数变化所带来的影响； 二.设计的实现 1．系统概述 调幅波的设计可以分成两个主要的模块，高频载波信号采用了克拉泼震荡电路来产生；调幅电路由集电极调幅电路来产生。 克拉泼电路是西勒电路的进一步改进，提高了频率的稳定度，减少了外界的不稳定的因素，但是也存在少许误差。 集电极调制，调制信号控制集电极电源电压，以实现调幅。优点，集电极 效率高，晶体管获得充分的利用，缺点是，已调波的边频带功率 由调 制信号供给，因而需要大功率的调制信号源。 电路实现模块：如图
1、振荡电路 原理分析： 振荡电路一般分为两种工作原理，其一为反馈式振荡器，其二是负阻式振荡器，本实验中采用的是反馈式。 反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路。它由放大器和反馈网络两大部分组成。放大器通常以某种选频网络（如振荡回路）作负载, 是一种调谐放大器；反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络。 其通过噪声产生起振，从而形成一个起振、非线性放大、反馈，再放大、最终趋于稳定的过程。 在该过程中需要满足三个条件，即起振条件，平衡条件以及稳定条件。 起振条件要求ＡＦ>1,且相位相反（πφφn F A 2=+）。为使振荡过程中输出幅度不断增加，应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开始时应为增幅振荡。 平衡条件要求ＡＦ＝１，且相位相反（πφφn F A 2=+）。 稳定条件要求0|1，振荡器平衡条件为ＡＦ＝１，它说明在平衡状态时其闭环增益等于1。在起振时A>1/F ，当振幅达到一定程度后，由于晶体管工作状态由放大区进入饱和区，放大倍数A 迅速下降，直至AF=1，此时开始产生谐振。假设由于某种因素使AF<1，此时振幅就会自动衰减，使A 与1/F
高频调幅接收机电路设计讲解
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信教研室
摘要 调幅接收机是一种常用的广播通信工具,有多种制作形式。例如超外差式调幅接收机和点频调幅接收机。本文主要介绍点频调幅接收机的电路设计与调试方法.此种调幅接收机主要有五部分组成,输入回路,高频放大,本机振荡,解调和音频放大.输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频率;高频放大是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频率;解调是将已调信号还原成低频信号;本机振荡则是为解调器提供与输入信号载波同频的信号;最后的音频功放则是将声音信号放大。 本文详细介绍了点频调幅接收机各部分的制作过程和最后在电类软件中的仿真。 关键词：接收机，解调，放大
目录 第一章设计方案的分析与选取 (1) 1.1 方案一原理框图 (1) 1.2 方案二原理框图 (2) 1.3最终方案的选择 (2) 第二章局部电路的设计 (3) 2.1 接收输入电路 (3) 2.2 高频放大电路 (3) 2.3 本机振荡电路 (4) 2.4 解调电路 (5) 2.5 低频放大电路 (7) 第三章整机电路的设计 (8) 第四章电路的仿真 (9) 第五章总结 (11) 参考文献 (12) 附录一元件清单 (13) 附录二整机电路图 (14)
第一章 设计方案的分析与选取 1.1 方案一原理框图 方案一原理如下图所示： 、 图1.1 方案一原理框图 天线接收到高频信号经输入回路送至高频放大器,输入回路选择接收机工作频率范围内的信号,高频放大电路将输入信号放大后送至混频电路。本振信号是频率可变的信号源,外差式接收机本振信号的频率f0与接收信号的频率fs 之和为固定中频fi,内差式接收机本振信号频率f0与接收信号的频率fs 之差为固定中频fi 。本振输出也送至混频电路,混频输出为含有fs,f0,f0+fs,f0-fs 频率成分的信号。中频放大器放大频率为中频fi 的信号,中频放大器输出送至解调电路。解调器输出为低频信号,低频功放电路将解调的后的低频信号进行功率放大,推动扬声器工作或推动控制器工作。自动增益控制电路产生控制信号,控制高频放大级及中频放大级的增益。
中频数字化接收机系统设计与实现.
中频数字化接收机系统设计与实现 软件无线电是一种基于宽带A/D器件、高速DSP芯片，以软件为核心（Software-Oriented）的崭新的体系结构。其基本思想就是将宽带A/D 尽可能地靠近射频天线以便将接收到的模拟信号尽可能早地数字化，尽量通过软件来实现电台的各种功能。通过运行不同的算法，软件无线电可以实时地配置信号波形，使它能够提供各种话音编码、信道调制、加密算法等无线电通信业务。我们知道信号失真是长期困扰模拟处理的难题，如本振频率漂移、相位噪声、混频产生的虚假信号、放大时产生的谐波以及互调、机内噪声等问题。尽管设计人员想方设法，但结果并不能令人满意，而软件无线电技术简单有效地解决了这些问题。在数字化之后，本振、混频、放大、滤波都仅仅是数字运算，不会产生谐波、互调等虚假信号。与传统的模拟方式相比，软件无线电具有灵活性、适应性和开放性等特点，被誉为无线电领域的又一次革命。 1 接收机总体设计 由于受器件水平的制约，直接对射频采样处理还有一定难度。在保留软件无线电通用、灵活、开放的前提下，采用了中频数化方案[1]，整个接收机的结构框图如图1所示。 该接收机接收信号频率范围：10～100MHz，为防止频谱混叠，前端电调谐滤波器分8段滤波器，由8031控制选用。第一本振LO1采用数字锁相环产生所需频率，通过预置，可产生正弦信号频率范围：1360～2350MHz，步进值10Hz，电调谐滤波器与一本振互动联调。混频后，将信号通过一中心频率为 1350MHz的带通滤波器后，进行二次混频。第二本振LO2产生信号的频率固定设置为：1371.4MHz，因此中频信号为：21.4MHz，通过 AGC控制输出信号强度范围为：-50～-10dBm/50Ω。 2 中频数字化单元设计 该单元是接收机的核心部件，主要完成几种信号（AM、FM、SSB、CW、FSK、BPSK，QPSK）的解调工作，同时负责对模拟前端提供AGC控制用电平强度值和AFC控制用载波频率误差值。8031主控电路板则要为中频数字化值单元提供：信号类型、中频带宽、AGC时间常数、BFO值、PSK信号波特率等控制命令。中频数字化处理单元硬件系统大体构成如图2所示[1]。 2.1 数据采集部分 该部分电路主要由数控放大器和模/数转换器AD6640构成，负责完成数据采集工作。固定增益放大器（18dB）的中频输入信号为：21.4MHz，-50～-10dBm/50Ω(0.7mV～70mV)，输出为-38dBm～+2dBm/50Ω(2.8mV～0.4V)。 AD6640是AD公司生产的新一代模数转换器件，分辨率12bit，输入动态范围±1V，采样速度可达65Msps，在5V供是时功耗仅为710mW。注意A/D前采用固
无线通信接收机原理图设计
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。
接收机系统设计
接收机系统设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
接收机系统设计 接收机设计是一种综合性的挑战，首先要明确设计目的，即设计那一种接收机，不同种类接收机的设计方法是大不相同的。然后根据系统设计的指标要求进行全面分析，寻找出设计重点或难点，即是高灵敏度设计；或是高线性设计；或是大动态范围设计；还是宽频带设计。不同的设计重点有不同的实现方法，根据系统要求的性能指标，首先要确定： 1．接收机的结构形式，设计系统实现的原理方框图。 确定采样超外差式结构，零中频结构，还是数字I F结构；确定采 样本振频率合成器的类型；确定是一次变频还是多次变频结构， 是否用高中频；确定信号的动态范围及接收机的线性度。 2．接收机功能电路实现及系统线路组成，设计电路图。 本章对一般接收机的设计方法不作详细的讨论，只重点讨论接收机设计中有关高线性度和大动态范围实现的具体方法，这也是本课题实现中的难点所在。 §大动态范围接收机设计方法 接收机动态范围D R（D yn a m i c R a n g e）,是指接收机能够接收检测到的信号功率从最小可检测信号M D S到接收机输入1－d B压缩点之间的功率变化范围,是接收机最重要的性能指标之一。第二章对动态范围已经作了详细的论述。通常，一般的接收机都具有60d B～80d B的动态范围，现代接收机则对动态范围指标提出相当苛刻的要求，往往超过100d B。如本项目动态范围指标要求做的大于120d B。 实现接收机动态范围的功能电路是接收机中的A G C，自动增益控制电路。A G C是一个闭环负反馈自动控制系统，是接收机最重要的功能电路之一。接收机的总增益通常分配在各级A G C电路中，各级A G C电路级联构成总的增益。在接收微弱信号时，接收机要具有高增益，将微弱信号放大到要求的电平，在接收机靠近发射电台式时，A G C控制接收机的总增益，使接收机对大信号的增益很小，甚至衰减。接收机动态范围实现的示意图如下图所示。