射頻通信電路課件.ppt

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時間:2020-07-25

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1、第二章無線通信收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (書中第四章)電子科技大學蔡竟業(yè)無線通信系統(tǒng)基本模型信源發(fā)信機收信機信宿信道媒介干擾噪聲信道機發(fā)射端接收端無線發(fā)信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)無線收信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)調(diào)制中放/變頻功放模擬電路(RF)待發(fā)基帶信號(BB)發(fā)射天線解調(diào)中放/變頻放大/選頻模擬電路(RF)輸出基帶信號(BB)接收天線無線通信系統(tǒng)基本模型發(fā)送系統(tǒng)任務(wù)是完成基帶信號對載波的調(diào)制,并將其變頻至特定的通信頻段,再以足夠的功率有效地發(fā)射出去。RF系統(tǒng)主要性能指標RF發(fā)送系統(tǒng)主要性能指標頻譜純度:減少它對相鄰信道的干擾發(fā)射功率:保證特定通信距離系統(tǒng)效率:減少系統(tǒng)功耗接收系統(tǒng)任務(wù)是是從眾多電磁波中選出有用信號

2、,經(jīng)變頻、放大后解調(diào)出基帶信號。對于單機收發(fā)系統(tǒng),當共用天線時,收發(fā)信道必須有良好的隔離度。選擇性;減少其相鄰信道的干擾靈敏度;保證特定通信距離和正確解調(diào)。無線通信系統(tǒng)設(shè)計中關(guān)鍵技術(shù)問題(1)選用合適的調(diào)制方式與解調(diào)措施;(2)足夠的選擇性與靈敏度;(3)高效率功率放大器;(4)發(fā)射信號的優(yōu)良頻譜純度(特性);(5)良好的天線效率;(6)天線及收發(fā)信道間隔離度。RF接收系統(tǒng)主要性能指標&2.1無線接收系統(tǒng)無線接收系統(tǒng)設(shè)計考慮選擇性考慮1.選出有用信號(較容易);2.抑制干擾和無用信號(困難)。900MHzGSM通信,信道間隔200KHz,要求選頻濾波器要有較高Q值。若中頻選取不當,

3、很難抑制鏡像干擾!DesiredSignalChannel靈敏度考慮1.接收微弱信號的能力;2.線性動態(tài)范圍??臻g信號不但微弱,而且路徑多樣性,其信號大小起伏變化。超外差式接收機單次變頻超外差式接收機兩次變頻超外差式接收機零中頻接收機低中頻接收機鏡頻抑制接收機全數(shù)字接收機無線接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)LNA本振(LO)BPF(2)IFAmpBPF(3)解調(diào)BPF(1)BPF1作頻帶選擇,BPF2作信道選擇,實現(xiàn)二者分離;合理分配系統(tǒng)增益,放大器穩(wěn)定性好.3.適用于信號載頻遠高于中頻頻率的情況;4.在較低固定中頻上放大,ADC和解調(diào)較容易。單次變頻超外差式接收機特點單次變頻超外差式接收機缺點1.鏡

4、像干擾;選擇IF>B/2和鏡像抑制濾波器;2.組合干擾;減小混頻器非線性為主-寄生通道干擾;3.存在選擇性和靈敏度之間矛盾.單次變頻超外差式接收機LNA本振(LO)BPF(2)IFAmpBPF(3)解調(diào)BPF(1)例:GSM下行頻段935-960MHz,若選fIF=10MHz,試確定本振頻率及干擾鏡頻范圍。低本振情況解:高本振情況fRF位于頻段低端,fim位于頻段內(nèi)高端。fRF位于頻段高端,fim位于頻段內(nèi)低端。從上可見,若選擇fIF=10MHz,無論選擇高本振或低本振時,fim都位于有用信道之內(nèi),無法用BPF1濾掉,成為干擾信號。若增大fIF至70MHz,則采用高本振或低本振,鏡

5、頻都不會進入通信頻段,故可用BPF1濾除掉,從而消除鏡頻干擾。二次變頻超外差式接收機LNA本振1(LO1)BPF(2)IF1Amp(1)BPF(3)解調(diào)BPF(1)本振2(LO2)IF2Amp(2)課堂練習:推導鏡頻范圍高第一中頻有利于鏡頻抑制,有好的信道選擇性;低第二中頻有利于IFA的穩(wěn)定性和降低對解調(diào)器的要求。二次變頻超外差式接收機特點第一中頻ωIF1盡量高以便于抑制鏡像干擾。第二中頻ωIF2盡量低以便于抑制鄰道干擾和降低解調(diào)器難度。信道增益的大部分由IFA2完成。二次變頻超外差式接收機設(shè)計原則ωLO=ωRF,從而將調(diào)制的RF信號直接變頻到基帶信號,不存在鏡像干擾。零中頻(直接

6、下變頻)接收機BPFLNA本振π/2LPFLPF限幅檢測限幅檢測零中頻(直接下變頻)接收機特點(1)集成化(2)無鏡頻干擾(1)信道間隔離度差(頻率竄透)ωRF=ωLO,大功率本振信號向天線端竄透,對附近鄰信道通信造成干擾;混頻器各端口信號間相互竄透-自混頻,造成輸出信號直流漂移。零中頻(直接下變頻)接收機缺點(2)要求ωLO與ωRF同頻,且彼此之間的相位關(guān)系固定,從而需要載波提取與鎖相同步。(3)混頻器應(yīng)有較高的線性度。(4)端口間隔離度要求高。一種改進方案(寬帶零中頻接收機)借鑒二次外差式接收機抑制干擾能力強的特點,對零中頻接收方案的改進,應(yīng)用AFG(本振自鎖相)克服了直流漂移

7、問題。BPFLNA本振2(LO2)π/2LPFLPFADCADC本振1(LO1)LPF另一種改進方案-低中頻接收機LNA本振(LO)BPF(2)LFAmpBPF(3)解調(diào)BPF(1)鏡頻抑制接收機Hartley鏡頻抑制接收機BPFLNA本振π/2BPF2BPF2π/2實現(xiàn)鏡頻抑制的設(shè)計要求利用帶通信號移相π/2(Hilbert變換的正交濾波)特性,實現(xiàn)鏡頻抑制。(1)兩條變頻支路特性完全一致(信號幅度、增益、時延特性等);(2)兩條變頻支路輸出信號精確正交(參見pp1

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