通信系统结构及性能指标

《通信系统结构及性能指标》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、混频无线通信系统结构通信系统主要性能指标本章小结第二章通信系统结构及性能指标8/15/20211在保持相同调制规律的条件下，将输入已调信号的载波频率从fs变换为固定fi的过程称为变频或混频。（以调幅为例）在接收机中，fi称为中频。一般其值为其中fo是本地振荡频率。超外差式接收机1.定义其中，fi大于fs的混频称为上混频，fi小于fs的混频称为下混频。混频8/15/20212举例经过混频器变频后，输出频率为混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载波频率，而振幅包络形状不变。8/15/20213图5.4.2变频前后的频谱图2.混频的实质线性频率变换频谱搬移8

2、/15/20214我们知道，在频谱搬移电路中，输出信号的频率成分与输入信号的频率成分不同，因此，要实现频谱搬移，要求电路必须能够产生新的频率成分。根据我们所学知识，线性电路是不能产生新的频率成分的（为什么？），因此要实现频谱搬移，必须使用非线性电路，在非线性电路中，其核心是非线性器件。线性电路的分析方法在非线性电路中是不适用的，它有其特有的分析方法，主要有级数展开发和时变参数分析法等。8/15/20215图a线性电阻的伏安特性曲线图b半导体二极管的伏安特性曲线与线性电阻不同，非线性电阻的伏安特性曲线不是直线。End8/15/20216图5.2.4线性电阻上的电压与

3、电流波形图5.2.5正弦电压作用于二极管产生非正弦周期电流输出电流与输入电压相比，波形不同，周期相同。可知，电流中包含电压中没有的频率成分。8/15/20217EndA.传输特性设：则中有：直流分量；基波分量和谐波分量：组合频率分量：“非线性”具有频率变换作用。8/15/20218混频混频原理(频域分析）实信号的Fourier变换：正负频率分量同时存在且互为共轭复信号可能只存在单边频率分量8/15/20219第二章混频8/15/202110混频混频器是三端口器件结论：时域相乘=>频域卷积=>频谱搬移8/15/202111实混频：本振信号为实信号的混频混频1）上变频

4、8/15/2021122）下变频（正弦载波幅度调制信号的解调）：射频中频/基带混频8/15/2021133）镜像频率混频8/15/202114第二章复混频：载波为复指数载波混频1)基带信号上变频8/15/202115第二章混频2)实信号下变频（正交下变频）8/15/202116第二章3)复信号下变频混频8/15/202117第二章无线接收机组成射频滤波器1选择工作频段，限制输入带宽，减少互调(IM)失真抑制杂散(Spurious)信号，避免杂散响应减小本振泄漏，在FDD系统中作为频域双工器低噪声放大器低噪声，在不造成接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益，抑制后

5、续电路噪声无线通信系统结构8/15/202118第二章射频滤波器2抑制由LNA放大或产生的镜像干扰进一步抑制其它杂散信号减小本振泄漏混频器下变频器接收机中输入射频信号最强的模块，线性度极为重要，同时要求较低的噪声注入滤波器滤除来自本振的杂散信号中频滤波器抑制相邻信道干扰，提供选择性滤除混频器等产生的互调干扰如果存在第二次变频，需要抑制第二镜频无线接收机结构8/15/202119第二章Z.Q.LI中频放大器将信号放大到一定的幅度供后续电路(如模数转换或解调器)处理通常需要较大的增益并实现增益控制本振模块提供稳定的本振信号频率低的振荡器能够获得比较好的噪声性能无线接收

6、机结构8/15/202120第二章无线接收机结构——超外差超外差(Super-heterodyne)结构超外差（SuperHeterodyne）体系结构于1917年由Armstrong发明由天线接收的射频信号首先经过射频带通滤波器（RFBPF）、低噪声放大器（LNA）和镜像干扰抑制滤波器（IRFilter），进行第一次下变频，产生固定频率的中频（IF）信号。固定频率的中频信号通过中频带通滤波器（IFBPF）进行信道选择对中频信号进行第二次下变频得到所需的基带信号。8/15/202121第二章各个模块的作用RFBPF：衰减带外信号和镜像干扰。IRFilter：抑制镜

7、像干扰，将其衰减到可接受的水平。第一次下变频：使用可调的本地振荡器（LO1），全部频谱被下变频到一个固定的中频。IFBPF：用来选择信道，称为信道选择滤波器，在确定接收机的选择性方面起着非常重要的作用。第二次下变频：产生同相（I）和正交（Q）两路基带信号。1）超外差结构特点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。超外差结构有多个变频级，直流偏差和本振泄漏问题不会影响接收机的性能。无线接收机结构——超外差8/15/202122第二

8、章使用混频