1、會計學1無線信號無線信號(xnho)接收電路超外差接收電接收電路超外差接收電路無線收發芯片和模塊路無線收發芯片和模塊第一頁，共107頁。（1）選頻作用(zuyng) 空中隨時都有各種無線電波在傳播，其中只有某些特定的信號是我們所需要的。接收電路必須具有從眾多的無線電波中選擇所需要的無線電波的能力。這種選擇特定頻率信號的功能稱為接收電路的選頻作用。 （2）抑制干擾信號的作用 來自發射電路的無線電波在傳輸過程中會混入各種干擾，接收電路要具備抑制各種干擾的能力。 例如，無線遙控系統中發射電路的無線電波除了直接傳播之外，還會經附近大樓等建筑物的反射傳播，會形成了干擾，稱為多徑干擾。 除了多徑干擾以外，

2、還存在同頻干擾、鄰頻道干擾、帶外干擾等等，接收電路應具有抑制各種干擾的能力。 第2頁/共107頁第二頁，共107頁。（3）放大(fngd)作用 經傳播過程的衰減，發射電路發出的無線電波到達接收(jishu)電路時常常都比較微弱。用無線電波的功率來表示，被接收(jishu)無線電波的功率電平可小到120dBm左右（轉換為絕對功率，約1012mW）。要將這樣微弱的信號放大到解調電路所需要的電平，電路的放大能力要達到100dB200dB左右，這就是接收(jishu)電路應具有的放大作用。 （4）解調作用 無線電通信的目的是通過無線電的方式將基帶信號從發射方傳輸給接收方，因此接收電路還必須具有從接收到

3、的無線電信號中還原出基帶信號的功能，這就是解調作用。 第3頁/共107頁第三頁，共107頁。 接收電路(dinl)的主要技術性能指標如下: （1）信噪比 不同類型的接收機對于輸出信號的信噪比有不同的要求。用于信號檢測、識別的通信(tng xn)機，接收摩爾斯碼的接收機，S/N3dB即可，SSB通信(tng xn)機，要求S/N10dB，雷達的輸出信號信噪比如能達到16dB,其檢測概率可達到99.99%。對于語言音樂類接收機，要求則較高，移動電話為S/N15dB，電視為S/N40dB，高保真音樂為S/N60dB。 接收機輸出信號中的有用信號功率電平與噪聲信號功率電平的比值，稱為接收機信噪比，用符

4、號SNR(Signal-noise ratio)表示，信噪比是衡量接收機輸出信號質量的重要指標噪噪聲聲信信號號功功率率電電平平有有用用信信號號功功率率電電平平NSSNRNSlg10信信噪噪比比分分貝貝用分貝表示第4頁/共107頁第四頁，共107頁。 （2）接收靈敏度 例如一臺調頻收音機在輸出信號信噪比15dB情況下的短波(dunb)接收靈敏度為50V，表示為保證輸出信號信噪比S/N31.6且輸出功率不小于音頻額定功率的50%，輸入端所需的最小信號是50V。 接收機輸出信號信噪比達到(d do)一定要求且輸出功率不小于音頻額定功率的50%的情況下，輸入端所需的最小信號電平稱為接收機的靈敏度。 接

5、收數字信號時，接收機靈敏度定義為接收誤碼率小于某一數值（一般為10-3）時輸入端所需的最小信號電平。 接收機增益與靈敏度是兩個不同的概念，提高增益并不能增加靈敏度。 第5頁/共107頁第五頁，共107頁。 舉例說明增益與靈敏度的差異。已知一接收機靈敏度為50V，將接收機的增益增加10倍，其靈敏度是否(sh fu)能夠提高到5V？ 接收機增益提高(t go)10倍后，輸入信號等于5V時，輸出信號中有用信號功率電平仍等于S（增益提高(t go)前輸入信號50V時的輸出信號電平），但這時機內噪聲信號在原來基礎上被放大10倍。式（4.1）中分母噪聲信號功率電平N增為10N，而分子仍為S，因此輸出信號信

6、噪比降為S/10N。接收機靈敏度是在一定的信噪比下定義的，為使信噪比恢復到S/N ，輸入信號必須提高(t go)10倍，即提高(t go)到50V，因此收音機的靈敏度仍然是50V。 可見提高增益并不能提高靈敏度，為了提高靈敏度，需要提高輸出信號的信噪比。第6頁/共107頁第六頁，共107頁。 （3）選擇性 定性地說，選擇性是接收電路選擇有用信號，抑制(yzh)其他信號和干擾信號的能力。 選擇性用分貝(fnbi)（dB）表示。以收音機為例，假如所接收電臺的頻率為650kHz，其選擇性用該收音機接收頻率65010kHz的信號的抑制能力來表示。一般要求選擇性最低不能小于20dB，即比650kHz高或

7、低10kHz的鄰頻信號至少被抑制到原值的1/10以下，習慣上將選擇性表示為20dB/10kHz。接收機選擇性的分貝(fnbi)值越高，說明其選擇性越好。 第7頁/共107頁第七頁，共107頁。 根據電路結構的不同，常用的接收電路可分為直接(zhji)放大式接收電路、超外差式接收電路、二次變頻接收電路和放大器順序混合型接收電路等四類。 這類接收電路的特點是對天線接收到的無線電信號直接進行高頻放大后即進行解調，解調前不改變高頻信號的頻率，當接收天線輸入的信號較強時也可以不經放大而直接解調。 直接放大式接收電路又可分為(fn wi)以下幾種。 1、直接放大式接收電路（1）直接檢波式接收電路 （2）高

8、放式接收電路 （3）超再生式接收電路 第8頁/共107頁第八頁，共107頁。 （1）直接檢波式接收(jishu)電路 輸入調諧電路用來選擇(xunz)所要接收的信號，將調諧回路的諧振頻率調整到與待接收的信號頻率相等，則只有該頻率的信號才在輸入回路中形成較大的電壓，然后進行檢波和低放。其特點是沒有高頻放大環節，是一種最簡單的無線電接收電路。這種電路適用于輸入信號較強的情況，例如接收本市無線電調幅廣播時，就可以采用這種接收方案。 直接檢波式電路由接收天線、輸入調諧電路、檢波電路和低放電路組成，如圖所示。 第9頁/共107頁第九頁，共107頁。 （1）直接檢波(jinb)式接收電路-實例 元器件型號

9、、數值如下：C1型號為CBM-223P，這是一只雙聯可變電容，圖4.2僅使用(shyng)其中的一聯，VD1為2AP9，C2=100pF，C3=10F，C4=0.047F，C5=10F，C6=100F，C7=0.1F，C8=220F，C9=0.1F，R1=470k，R2=10，RP1=470k,喇叭阻抗8。 集成功率放大電路LM386組成調幅廣播收音機的實際電路圖。 第10頁/共107頁第十頁，共107頁。 （2）高放式接收(jishu)電路 用于近距離無線遙控時，發射電路離接收電路較近，來自接收天線的信號經調諧回路選擇，選出特定頻率的已調信號，經高頻放大電路放大，達到(d do)檢波電路所要

10、求的幅度，經檢波電路檢出基帶信號，最后經低頻放大后輸出。 高放式接收電路由天線、調諧電路、高頻放大電路、檢波電路和低頻放大電路組成。與直接檢波式電路相比，增加了高頻放大電路，因此適用于輸入信號相對較弱的場合。 第11頁/共107頁第十一頁，共107頁。 （2）高放式接收(jishu)電路-實例 電路的特點是低電壓、低功耗，可用電池供電(n din)。 下面介紹集成電路MK484 電感L1為繞制在磁棒B上的線圈，C1為可變電容，型號CBM-223P（使用其中的一聯），RL為耳機，A1為收音機集成電路MK484。 L1和C1組成頻率可調的諧振回路，頻率調節范圍即為中波廣播范圍。 接收到的高頻已調信

11、號輸入MK484，經高頻放大并檢波，從3腳輸出的即為音頻基帶信號，經VT1組成的共射極放大電路放大，驅動耳機發聲。 第12頁/共107頁第十二頁，共107頁。 （2）高放式接收電路(dinl)-實例 MK484是采用TO-92封裝的收音機集成電路(dinl)，其內部包括高頻放大電路(dinl)、包絡檢波電路(dinl)和自動增益控制（AGC）電路(dinl)，電路(dinl)外形和引腳如圖所示。1腳接地，待放大的高頻信號從2腳輸入，放大后的信號從3腳輸出。 電源電壓 1.11.8V 頻率范圍 1503000kHz 輸入電阻 4M 功率增益 70dB 工作電流 0.3mA第13頁/共107頁第十

12、三頁，共107頁。 （3）超再生式接收(jishu)電路 何謂超再生接收？ 為了提高高頻放大的放大倍數(bish)，一個簡單的辦法便是引入正反饋，無線電電路中稱為“再生”。 這種做法的難處是“再生”既不能太強也不能太弱，太弱了，放大效果不好，太強了形成自激振蕩又失去放大作用。 超再生接收方式的思路是讓電路處于間隙振蕩的狀態，引入較強的正反饋，使電路產生振蕩，同時形成一個周期性的“熄滅”信號使電路的振蕩增加到一定程度后又被“熄滅”，然后振蕩又逐漸加強，接著又被熄滅，這樣的電路就稱為超再生電路。 處于間隙振蕩狀態的電路有很高的放大能力，因此，超再生電路與前面講述的直接方式電路相比有更高的高頻信號放

13、大能力。 第14頁/共107頁第十四頁，共107頁。 首先討論電路的振蕩是如何形成的。 L1、C1、C2和晶體管VT1構成電容三點式振蕩電路，圖中L是L1、C1回路的等效電感，CT是晶體管的極間電容，電感接在b，c極之間，兩個(lin )電容的中心點接發射極，可見確是電容三點式振蕩電路。 如果不接高頻扼流圈L2、電阻R3和電容C4，這個電路將產生持續的正弦振蕩。 典型(dinxng)的超再生式接收電路如圖所示 第15頁/共107頁第十五頁，共107頁。 間歇振蕩電路的特點(tdin)是高頻振蕩的幅度對于從天線接收到的高頻信號的幅度十分敏感。 無信號輸入時，電路的噪聲產生間歇振蕩，振蕩波形如(a

14、)所示； 用ASK調制時輸入信號如圖(b)所示； 在這一接收信號影響下，間歇振蕩所形成的波形如圖(c)所示。 輸出信號(xnho)如圖(d)所示，可見即為解調后的基帶信號(xnho)。 第16頁/共107頁第十六頁，共107頁。 2、超外差式接收(jishu)電路 直接放大式接收電路存在以下幾個缺點：（1）靈敏度低高頻電路的放大倍數不能調得太高，否則輸出信號串入輸入端調諧回路(hul)引起自激振蕩，接收電路就無法正常工作。（2）選擇性差如果除了有用信號之外還存在頻率與有用信號相近的無線信號，上述電路消除相近頻率干擾信號的能力很差。 （3）缺少增益自動控制能力 （4）不適宜于接收不同頻率的電臺

15、為了接收中波直至短波范圍內各種不同頻率電臺（包括廣播電臺）的信號，接收電路對于各種頻率的信號應具有較為均勻的放大倍數，上述直接放大式接收電路做不到這一點。 針對上述缺點，研發了超外差式接收電路。 第17頁/共107頁第十七頁，共107頁。 3、二次變頻(bin pn)及放大器順序混合型接收電路 超外差接收電路存在一種被稱為鏡像干擾的特種干擾，為了消除這種干擾，進一步發展了二次變頻接收電路。除此之外，超外差接收電路涉及不少濾波器件，這些器件無法集成，因此超外差式接收電路芯片常需要外接很多元器件。近幾年來發展了一種稱為順序混合型接收電路（ASH電路）的新型接收電路，美國單片射頻公司生產的RX系列單

16、片接收芯片和TR系列單片收發芯片的一些型號就采用了這種電路。采用這種電路后，無線接收（或收發）芯片的外接元件明顯減少。 由于二次變頻和放大器順序混合型接收電路一般(ybn)都用于無線接收芯片，在使用芯片時我們需要了解是芯片的外部功能，并不在意其內部結構，因此將不詳細接收這兩類電路的具體結構和原理。 第18頁/共107頁第十八頁，共107頁。第19頁/共107頁第十九頁，共107頁。 1、超外差調幅接收(jishu)電路框圖 超外差調幅接收(jishu)電路由天線、輸入調諧電路、變頻電路（由混頻和本振電路組成）、中頻放大、檢波、前置放大、功率放大電路及自動增益控制電路等組成，其框圖如圖所示。 第

17、20頁/共107頁第二十頁，共107頁。 1、超外差調幅接收(jishu)電路框圖 超外差調幅接收電路由天線、輸入調諧(tioxi)電路、變頻電路（由混頻和本振電路組成）、中頻放大、檢波、前置放大、功率放大電路及自動增益控制電路等組成，其框圖如圖所示。 與直接放大式接收電路不同，超外差電路不是直接對高頻信號進行放大，而是使其經過變頻電路成為中頻信號，然后對中頻信號進行放大、檢波，再進行前置放大和功放。 第21頁/共107頁第二十一頁，共107頁。 2、超外差調頻接收電路(dinl)框圖 超外差調頻接收電路框圖如圖所示。調頻式和調幅式接收電路有以下三方面差異：解調電路不同；調頻接收電路中可使用限

18、幅電路消除幅度干擾(gnro)，調幅接收電路則不能；調幅接收機一般都附加AGC（自動增益控制）電路，調頻接收機則附加AFC（自動頻率控制電路）。 第22頁/共107頁第二十二頁，共107頁。 超外差接收(jishu)的優缺點 超外差接收機都將接收到的高頻信號轉換為中頻信號，然后進行放大、解調。 優點： （1）對一個固定頻率進行放大，容易獲得較大且穩定的放大倍數，因而能提高接收電路的靈敏度； （2）中頻的頻率是固定的，采用陶瓷濾波器、聲表面波濾波器等性能優良的器件，能顯著提高接收電路的選擇性； （3）增加自動增益控制（AGC）電路，使電路能用于接收各種不同強度的信號。 缺點： 電路復雜，且存在(

19、cnzi)一種特有的干擾鏡像干擾，在討論變頻原理和電路時，我們將詳細介紹什么是鏡像干擾。 下面依次討論各單元電路的工作原理和電路結構。 第23頁/共107頁第二十三頁，共107頁。 1、直接(zhji)耦合方式 直接將天線連接入輸入回路。由于天線與地之間形成的電容C0與LC回路相并聯，使回路Q值下降并導致(dozh)失諧，因此在實際接收電路中很少使用。 第24頁/共107頁第二十四頁，共107頁。 2、電容(dinrng)耦合方式 天線通過耦合電容C1與輸入(shr)回路相連接的方式稱為電容耦合方式，如圖所示，電容C1的容量一般取1030P。 因電容C1的容量取得小，與天線形成的電容C0串聯后

20、減弱了天線對輸入回路的影響。缺點是C1的容抗隨頻率變化，高頻端傳輸系數大，低頻端傳輸系數下降，影響低頻端信號接收， 第25頁/共107頁第二十五頁，共107頁。 3、電感(din n)耦合方式 電感耦合利用繞在磁棒上的電感線圈L1將無線信號耦合給調諧(tioxi)回路，如圖所示。 電感耦合也存在傳輸系數隨信號頻率變化的問題，低頻信號傳輸系數較大。不過電感耦合時傳輸系數隨頻率變化比較緩慢，因此這種耦合方式用得比較多。第26頁/共107頁第二十六頁，共107頁。 4、電感(din n)-電容耦合方式 在電感耦合的同時再通過電容C1實現無線信號耦合，所形成(xngchng)的耦合方式稱為電感-電容耦

21、合方式，如圖所示。 天線與調諧回路之間既有電容耦合，又有電感耦合，電感耦合對低端信號傳輸有利，電容耦合對高端信號有利，綜合的結果，可以在整個接收范圍內得到比較均勻的傳輸系數。 第27頁/共107頁第二十七頁，共107頁。 三種耦合方式傳輸系數(xsh)比較 電容耦合高頻端傳輸系數大，低頻端傳輸系數下降； 電感耦合低頻信號傳輸系數較大，不過電感耦合時傳輸系數隨頻率變化比較緩慢； 電感-電容耦合時傳輸系數變化最為平穩(pngwn)，因此，在一些高性能的接收機中都采用這種耦合方式。 第28頁/共107頁第二十八頁，共107頁。 1、變頻電路(dinl)功能與原理 變頻電路的作用(zuyng)是將高頻

22、已調信號的載波頻率轉換為較低的中頻，同時保持原有的調制規律不變。 設正弦波基帶信號為 tCosU)t (um 幅度調制波為 tCos)tCosm1(U)t (ucacmAM 變頻電路的作用是將原載波角頻率c轉換為中頻角頻率i（相應的頻率為fi），即 tCos)tCosm1(AU)t(uiacmAM 變頻電路的做法是由本振電路產生一個角頻率為o的正弦振蕩，然后將已調波uAM(t)和本振uo(t)一起加到非線性元件上，用以形成多種頻率成分的復合波，再通過濾波器取出符合要求的中頻信號。 第29頁/共107頁第二十九頁，共107頁。 已調波uAM(t)和本振uo(t)信號(xnho)一起加到非線性器件

23、上產生電流i(t)為 近似(jn s)地取前3項，可得 表明所產生的電流除線性項所包含的原頻率成分外，增加了兩個角頻率分別為0+c和0c的新高頻成分。如試本振頻率滿足)t (ua)t (ua)t (uaa)t ( i332210)t (u)t (ua2)t (ua)t (ua)t (u)t (u(aa)t ( i0AM02022AM20AM10t )(Cost )(Cos)tCosm1(UUa)t (u)t (ua2c0c0am0cm00AM0 ic0 表明已包含中頻，通過LC回路選頻即可獲得中頻信號。第30頁/共107頁第三十頁，共107頁。 2、典型變頻(bin pn)電路識讀 （1）自激

24、式共射極變頻(bin pn)電路 L1、C1a、C2組成輸入諧振回路，天線與該回路間采用電感耦合方式，調節電容C1a，可選擇中波范圍內的各個頻率，接收到的已調信號uAM(t)經L2耦合輸入VT1的發射結回路。 本振電壓由變頻管自身產生的，稱為自激式變頻電路。 R1、R2是基極靜態偏置電阻，C3為高頻信號旁路電容，B1為磁棒。第31頁/共107頁第三十一頁，共107頁。 本振工作(gngzu)原理 本機振蕩電路(dinl)由VT1、L4、C5、C1b、C6和L3組成。 交流等效電路 L4、C5、C1b、C6組成諧振回路，決定本振頻率，L3為反饋線圈，這是一種變壓器反饋式振蕩電路，所形成的本地振蕩

25、電壓u0(t)輸入VT1發射極與基極之間，與已調信號uAM(t)相串聯。 第32頁/共107頁第三十二頁，共107頁。 與無線廣播信號不同，用于控制的接收電路常常只需要接收固定頻率的信號，這種情況下，變頻電路的本機振蕩可由晶體振蕩電路(zhn dn din l)產生。 本振電路由三極管VT2、晶振BC1、電容(dinrng)C2（容量12pF）、C4（容量30pF）、L4等組成，這是典型的電容(dinrng)三點式振蕩電路 圖所示的是用于接收28MHz調幅信號的變頻電路，這種變頻電路的本地振蕩由獨立的晶體管VT2產生，因此屬它激式變頻電路。 第33頁/共107頁第三十三頁，共107頁。 3、中

26、頻(zhngpn)的選擇 但是無線接收（或收發）芯片采用超外差接收方式時，不存在選用規范中頻放大電路的問題，所使用的中頻一般會在說明書中標明。一些(yxi)超外差式收音機集成電路還采用75kHz或更低的頻率作為中頻。 由于各種頻率的中頻放大電路已經規格化并形成產品，因此設計制造超外差接收電路時，中頻的選擇應該盡可能符合規范，以便選用通用的中頻放大電路。常用的接收各種不同無線電信號時所使用的中頻頻率如表所示。第34頁/共107頁第三十四頁，共107頁。 4、鏡像干擾(gnro) 鏡像干擾與輸入回路的選擇性有關，選擇性好，鏡像干擾信號在輸入回路受到抑制，就難以(nny)進入變頻電路形成干擾。但是，

27、假如頻率fc1處正好有另一個電臺，其信號也很強，鏡像干擾就很難消除。 本振頻率為f0時，如果輸入信號頻率比本振頻率低465kHz，即fc=f0465kHz，經變頻后即可得到頻率為465kHz的中頻信號輸出。但是要注意，頻率比本振頻率高465kHz的信號 fc1=f0+465kHz進入變頻電路后與本振頻率f0之差也是465kHz，也能產生465kHz的中頻信號輸出。f0信號是我們希望接收的，fc1并不是我們所希望的信號，后者就成為干擾。這種干擾就稱為鏡像干擾，它是超外差式接收電路特有的干擾。第35頁/共107頁第三十五頁，共107頁。 1、中頻放大(fngd)電路的主要性能指標 （2）選擇性 為

28、提高接收電路的選擇性，中放電路也應具有抑制(yzh)鄰頻干擾信號的能力，這一能力即為中頻放大電路的選擇性。中頻放大電路的選擇性是接收電路整機選擇性的重要組成部分之一，和放大電路增益指標一樣，一級中頻中頻放大電路的選擇性常達不到要求，為了獲得較好的選擇性，也需要采用多級中頻放大。 （1）中頻放大增益 檢波時，輸入信號應有1V左右的幅度，因此中頻放大電路需要有較高的增益。用于接收廣播信號的收音機，中放電路增益需要5060dB；用于遙控的接收機，增益常在70dB以上。 第36頁/共107頁第三十六頁，共107頁。 1、中頻放大電路(dinl)的主要性能指標 （3）通頻帶 是指中頻放大電路能有效放大的

29、信號頻率寬度，是一個反映電路頻率特性的重要指標。為保證接收質量，中頻放大電路的通頻帶一定要稍寬于已調信號的帶寬。根據第3章，可以列出各種( zhn)調幅波的頻帶寬度如表4.2所示，由表可知，不同類型調幅波的帶寬各有不同，因此，對于不同的調幅波，中頻通頻帶的要求也有所不同。 第37頁/共107頁第三十七頁，共107頁。 常用的中頻放大(fngd)電路有調諧式和集中選頻式放大(fngd)電路兩大類，調諧式中頻放大(fngd)電路又分單調諧和雙調諧中頻放大(fngd)電路，首先介紹單調諧中頻放大(fngd)電路。 典型(dinxng)的單調諧中頻放大電路如圖 來自變頻電路的中頻調幅信號經T1次級線圈

30、輸入VT1的基極和發射極之間進行放大，中頻變壓器T2是VT1的集電極負載，放大后的信號由T2次級輸出。這種電路的特點是中頻變壓器T1和T2的初級由LC諧振回路組成，次級則不含，如果次級也由LC諧振回路組成，所構成的調諧放大電路則稱雙調諧放大電路。第38頁/共107頁第三十八頁，共107頁。 單調諧放大電路的主要(zhyo)特性指標如下： （1）增益(zngy) 單調諧中頻放大電路增益為 gYnnAfe21u 式中n1、n2為中頻變壓器初次級繞組匝數比，稱為接入系數 13121NNn 13452NNn 式中Yfe是晶體三極管VT1的導納 0L22oc21ggngng 其中goc、gL、g0分別為

31、三極管輸出電導、經T2反饋入集電極回路的負載電導和LC回路空載等效電導。 第39頁/共107頁第三十九頁，共107頁。中周抽頭(chu tu)的目的是實現阻抗匹配，集電極輸出電阻與中周輸入電阻匹配，與中周負載匹配。 這種情況下的增益公式就容易理解(lji)：電壓增益等于導納Yfe除以集電極等效電導g，其中集電極等效電導g是三極管集電極輸出電導、負載電導和LC回路電導之和。 0L22oc21ggngng 可以這樣理解增益表達式：假如中周不作抽頭，中周初次級匝數比等于1，即N12=N13，N45=N13，則有1nn21 gYgYnnAfefe21u第40頁/共107頁第四十頁，共107頁。 （2）

32、通頻帶(pndi) 調諧放大(fngd)電路通頻帶定義為電壓放大(fngd)倍數下降到最大值的0.707時所對應的頻寬，用符號BW0.7表示，如圖所示。 這一通頻帶是按增益下降0.707（即下降3dB）來規定的，因此表示為BW0.7。 單調諧放大電路通頻帶的公式為 L07 . 0QfBW f0為諧振回路的諧振頻率，QL為回路等效品質因數，品質因數高時幅頻曲線尖銳，通頻帶變窄。第41頁/共107頁第四十一頁，共107頁。 （3）矩形(jxng)系數 中頻(zhngpn)放大電路的選擇性常用矩形系數來表示。理想的中頻(zhngpn)放大電路幅頻特性應為寬度等于BW0.7的矩形,如圖中粗實線所示，但

33、實際上中頻(zhngpn)放大電路的幅頻特性如細實線所示。 為描述實際幅頻特性與理想幅頻特性曲線的差異，引入矩形系數的概念，定義中頻放大電路的矩形系數K0.1為電壓增益下降到其最大值10%時的頻帶寬度BW0.1與增益下降到最大值0.707時的頻帶寬度BW0.7的比值，即7 . 01 . 01 . 0BWBWK 理想幅頻特性曲線的矩形系數K0.1=1，用放大電路增益公式可以求出一級調諧放大電路的矩形系數K0.1=9.96。 第42頁/共107頁第四十二頁，共107頁。 除了選擇性較差之外，調諧式中放電路還存在電路元器件多、調整麻煩等缺點，因此不宜集成化。采用集中放大和濾波的集中濾波選頻式中放電路

34、則可克服這些(zhxi)缺點，能在獲得高增益的同時有良好的選擇性，這種電路容易集成化，因此已獲得廣泛的應用。 起放大作用的放大電路和起濾波選頻作用的濾波器是相互分離的，因此稱為集中濾波選頻式中頻放大電路。由于常用的陶瓷濾波器或聲表面波濾波器與LC回路(hul)相比具有優良的選頻特性，因此集中式濾波選頻電路在選擇性上也就明顯地優于諧振式中頻放大電路。 第43頁/共107頁第四十三頁，共107頁。 （1）聲表面波濾波器-結構(jigu)與原理 聲表面波濾波器簡稱(jinchng)SAWF，是英文Suface Acoustic Wave Filters的縮寫。 原理：交變電信號輸入時，輸入換能器將其

35、轉換為聲表面波，這一聲表面波沿壓電晶片傳播，到達輸出端后經輸出換能器重新將聲波轉換為交變電壓輸出。由于特殊設計的壓電晶片只允許一定頻率范圍的聲表面波通過，于是就只有該頻率范圍的輸入電信號才能在輸入端轉換為聲波，經壓電晶體傳播并在輸出端重新轉換為電信號，因此就使這樣的器件具有濾波特性，即只允許一定頻率范圍的信號通過。 第44頁/共107頁第四十四頁，共107頁。 （1）聲表面波濾波器-特性(txng) 典型的聲表面波濾波器頻率特性曲線如圖所示，這是一種用于電視圖像信號中頻放大的專用濾波器。這一頻率特性十分接近矩形，它允許頻率在31.5MHz38MHz范圍內的信號順利通過(tnggu)（殘留邊帶調

36、制的電視圖像信號正好在這一范圍），因此具有良好的選頻特性。 第45頁/共107頁第四十五頁，共107頁。 （2）陶瓷(toc)濾波器 結構與原理 壓電陶瓷片兩面涂銀層形成電極，底面的電極3是公共(gnggng)地電極，正面的1為輸入極，2為輸出極，信號從1，3極之間輸入，2，3極之間輸出。 原理：1，3腳間輸入交變信號時，該電壓被轉換為壓電陶瓷的機械振動并傳播至輸出端，在輸出端，這一機械振動重新轉換為交變電壓從2，3腳之間輸出。當輸入信號的頻率等于壓電陶瓷片的諧振頻率時，由輸入電壓引起的機械振動最強，從輸出端重新轉換出來的輸出電壓也最大。第46頁/共107頁第四十六頁，共107頁。 （2）陶瓷

37、(toc)濾波器 特性 圖中所畫的是用于調頻廣播中頻放大電路的10.7MHz陶瓷濾波器，其3dB通頻帶寬度大于40kHz（即輸出(shch)衰減3dB時的通頻帶寬度）。 陶瓷濾波器和聲表面波濾波器一樣都具有體積小、成本低、品質因數高、濾波特性和選擇性好、性能穩定、無需調諧、壽命長和不受周圍電磁場等優點，已得到廣泛的應用。 第47頁/共107頁第四十七頁，共107頁。 （3）典型(dinxng)集中濾波選頻式中放電路 由聲表面波濾波器組成的集中濾波選頻式中頻放大(fngd)電路如圖所示，圖中ZF1為聲表面波濾波器，VT1組成共射極寬帶放大(fngd)電路，來自天線的射頻信號與本振信號混頻后從基極

38、輸入，集電極輸出，經電容耦合至聲表面波濾波器ZF1，選頻濾波后輸出放大(fngd)了的中頻信號。 第48頁/共107頁第四十八頁，共107頁。 （3）典型集中濾波(lb)選頻式中放電路 由陶瓷濾波(lb)器組成的中頻放大電路如圖所示，VT1和VT2是兩級共射極放大電路。混頻后的信號經電容C3耦合從VT1基極輸入，經VT1放大后從集電極輸出至陶瓷濾波(lb)器CF1的輸入端。經過濾波(lb)器CF1的濾波(lb)選頻，其輸出端輸出的是中頻信號，這一中頻信號輸入VT2基極作進一步的放大。圖中陶瓷濾波(lb)器的型號為3L465，其頻率為465kHz，3dB帶寬4kHz，用于調幅廣播收音機。第49頁

39、/共107頁第四十九頁，共107頁。 1、AGC電路(dinl) 由于不同頻率電臺的發射功率大小不等、接收機與與電臺之間的距離各不相同等原因，天線所接收到的信號強弱在很大范圍內變化，為了獲得穩定的音量，需要讓中頻放大電路的放大倍數隨輸入信號的強弱而自動變化。用來實現這一功能(gngnng)的電路即為自動增益控制電路，簡稱AGC（Automatic Gain Control）電路。由于最終的目的是達到音量的穩定輸出，有些生產廠家也將自動增益控制稱為自動音量控制，簡稱AVC（Automatic Volume Control）。 第50頁/共107頁第五十頁，共107頁。 一種常用(chn yn)的

40、AGC電路如圖所示。 流過R1的電流IR等于(dngy)基極電流IB和流過R4、RP1的電流IP之和 PBRIII 利用上式可以說明AGC的原理。 交流信號輸出增加，經二極管VD1檢波，A點電壓UA下降，電流IP即隨之上升。電流IR是不變，IP的上升必然引起IB下降，于是使VT1電流放大倍數下降，放大電路增益下降。 RIPIBI第51頁/共107頁第五十一頁，共107頁。 超外式接收機收到某個調頻臺的信號后，由于本地振蕩的頻率因溫度升高等原因發生了漂移(pio y)，本振頻率與輸入信號頻率之差偏離中頻，接收信號質量就會下降，嚴重時甚至會丟失。 為了解決這個問題，除了盡可能地保持本地振蕩頻率穩定

41、之外，一個行之有效的辦法便是引入自動頻率控制電路，簡稱AFC(Automatic Frequency Control)電路，通過AFC電路的自動控制作用，使本地振蕩頻率始終跟隨輸入信號頻率變化，能使兩者之差始終等于或接近于中頻。 第52頁/共107頁第五十二頁，共107頁。 實現頻率自動控制的做法是從鑒頻器的輸出信號中檢出其直流成分，利用該直流電壓調節(tioji)本地振蕩的頻率，其工作原理如圖所示。 L1、C1是本地振蕩電路的諧振回路，變容二極管Cj經電容C2耦合與C1相并聯，本地振蕩的頻率決定于L1及C1、Cj的并聯值。調節變容二極管Cj的電容量，就可以控制本振頻率的變化。來自(li z)

42、鑒頻器的信號經電阻R2和電容C3組成的低通電路濾波后加在變容管Cj兩端，這一電壓起著調節Cj容量的作用，因而也就控制了本振頻率的變化。 第53頁/共107頁第五十三頁，共107頁。第54頁/共107頁第五十四頁，共107頁。 一種典型的中波段超外差式調幅(dio f)收音機電路如圖所示。接收頻率范圍：中波5251605kHz中頻頻率：465kHz電源(dinyun)： 直流3V喇叭： 8輸出功率： 50mW第55頁/共107頁第五十五頁，共107頁。 （1）輸入(shr)電路 由C1、C2、L1、L2和磁棒B1組成，C1和 C5組成雙聯電容器，調節這一電容器選擇電臺的同時，本振頻率隨之相應變化

43、。C2微調電容，由于(yuy)使用了磁性天線，收聽中波臺時不必再外接天線。 第56頁/共107頁第五十六頁，共107頁。 （2）變頻(bin pn)電路 由VT1、R10、R1、R2、C3、C4、C5、C6和中周B2、B3組成，屬自激式共射極變頻(bin pn)電路。 VT1采用固定偏置。這是由于使用了硅管（9018），穿透電流很小，采用固定偏置即可獲得穩定的工作點，采用固定偏置后，減去了流過分壓電阻的電流，因而能起節電的作用。第57頁/共107頁第五十七頁，共107頁。 （3）中放電(fng din)路 三極管靜態偏置均改為限流式偏置，偏置電阻為R11和R4；第二級中放發射極電阻沒有(mi

44、yu)并聯旁路電容，因此R12構成交流負反饋，反饋的目的是提高穩定性，改善性能。為了不過多地降低中頻放大倍數，R12阻值較低，取51。 第58頁/共107頁第五十八頁，共107頁。 （4）檢波(jinb)電路 檢波電路由二極管VD3、低通濾波電路C13、C14、R7組成，屬包絡線檢波電路。電位器RP1兩端得到解調后的播音信號，電位器活動端接低頻(dpn)放大電路，接入電位器的作用是調節音量。 接功放第59頁/共107頁第五十九頁，共107頁。 （5）自動增益控制(kngzh)（AGC）電路 檢波后A點直流電平為負。假設所接收的信號變強，檢波后輸出信號也變大，A點電壓(diny)變得更負，A點電

45、壓(diny)變負的結果是增大自VT2基極經R2流向A點的電流，因此導致基極靜態電流下降,VT2電流放大倍數2下降，從而使第一級中頻放大電路的增益下降，檢波輸出電壓(diny)下降，音量就得到控制。 第60頁/共107頁第六十頁，共107頁。 （6）低放和功放 VT4組成共射極低頻放大電路，VT5、VT6組成推挽式功率放大電路。輸入信號正半周VT5導通，VT6截止，音頻電流經變壓器B7初級上半個繞組(roz)耦合至次級，驅動喇叭；輸入信號負半周VT6導通，VT5截止，音頻電流經變壓器B7初級下半個繞組(roz)耦合至次級，驅動喇叭發聲。檢波后信號第61頁/共107頁第六十一頁，共107頁。 （

46、7）直流供電(n din) 變頻和中放電路(dinl)的電源采用穩壓方式供電，穩壓電路(dinl)由電阻R6和二極管VD1、VD2組成。低放和功放電路(dinl)由3V電池直接供電，無穩壓作用 第62頁/共107頁第六十二頁，共107頁。 典型的調頻廣播高頻頭電路如圖所示，它由輸入電路、高頻放大電路和變頻電路組成。完整的調頻收音機電路還應該包括(boku)中放、鑒頻、低放和功率放大電路。 第63頁/共107頁第六十三頁，共107頁。 1、輸入(shr)電路 輸入電路如圖中虛線(xxin)標出的(a)所示，其中L1、C2組成諧振回路，諧振于調頻廣播頻段88108MHz，這一諧振回路能抑制調頻廣播

47、頻段外的干擾。天線與諧振回路之間采用電容耦合方式，C1為耦合電容，取C1=10pF。 第64頁/共107頁第六十四頁，共107頁。 2、高頻(o pn)放大電路 由三極管VT1和電阻R1、R2、R3、并聯諧振回路(hul)L2、C5、C6等組成，VT1選小功率高頻三極管，型號為9018。 靜態分析：集電極經電感L2接高電平“地”，即與電源正極相連接，發射極經電阻R1和高頻扼流圈L6接電源負極。基極靜態電壓決定于電阻R2和R3的分壓。 動態分析：C4的容量為0.01F，因此基極交流接地。調頻信號經電容C3耦合從基極和發射極之間輸入，集電極負載為L2、C5、C6組成的諧振回路，放大后的信號從集電極

48、和基極之間輸出，可見VT1組成的是共基極放大電路。 第65頁/共107頁第六十五頁，共107頁。 2、高頻放大(fngd)電路 由三極管VT1和電阻R1、R2、R3、并聯諧振(xizhn)回路L2、C5、C6等組成，VT1選小功率高頻三極管，型號為9018。 靜態分析：基極靜態電壓決定于電阻R2和R3的分壓。 動態分析：基極交流接地，調頻信號經電容C3耦合從基極和發射極之間輸入，集電極負載為L2、C5、C6組成的諧振回路，VT1組成的是共基極放大電路。 高放電路以LC諧振回路為負載，具有選頻放大的特性。 第66頁/共107頁第六十六頁，共107頁。 3、變頻(bin pn)電路 三極管VT2兼

49、作本地(bnd)振蕩和混頻管，屬自激式變頻電路。 靜態分析：調節R7可以改變VT2的靜態工作點，電源正極經電感L5、L4為VT2提供集電極電流。 動態分析：VT2組成電容三點式振蕩電路第67頁/共107頁第六十七頁，共107頁。 3、變頻(bin pn)電路 L3和 C7組成串聯諧振回路，諧振等于中頻10.7MHz，因此就成為(chngwi)中頻陷波器，接了這一陷波器可避免中頻信號在發射極電阻R4形成負反饋。 C5和C15組成雙聯，輸入回路諧振頻率在98.7118.7MHz范圍內變化時，本振頻率與輸入信號頻率之差能始終等于中頻。 調頻輸入信號經高放后輸入VT2發射極與基極之間，與集電極基極間的

50、本地振蕩信號混頻，經中頻變壓器選頻，即可輸出中頻（10.7MHz）信號。 第68頁/共107頁第六十八頁，共107頁。 前面討論的超外差式接收電路都用于接收在一定范圍內變化的多種頻率(pnl)信號的已調波，例如中波收音機電路用來接收5251605kHz范圍內的調幅波信號，超外差調頻接收電路用來接收88108MHz范圍內的調頻波。 所謂點頻接收電路，是指只能接收某一特定頻率(pnl)信號的接收電路，在無線遙控系統中常遇到這種接收電路。 下面識讀一種用于遙控的28MHz調幅波超外差接收電路（略去其中的低放電路），它由輸入電路、本地振蕩電路、混頻電路、中頻放大電路和檢波(jinb)電路組成。 第69

51、頁/共107頁第六十九頁，共107頁。第70頁/共107頁第七十頁，共107頁。1、輸入(shr)電路 輸入電路的結構和前面討論(toln)的相同，由于接收的信號屬短波頻段，天線與輸入諧振回路之間采用電容耦合方式。L1、C1的諧振頻率應等于28MHz。 第71頁/共107頁第七十一頁，共107頁。2、本振電路(dinl) 本振電路由三極管VT4、石英晶體JZ1及其他外圍(wiwi)元件組成。是一個典型的共射極電容三點式晶體振蕩電路，交流等效電路如下圖 調幅載波頻率28MHz，中頻為465kHz，因此應選用諧振頻率等于27.535MHz的晶體。 第72頁/共107頁第七十二頁，共107頁。3、混

52、頻(hn pn)電路 混頻電路由三極管VT1、中頻變壓器B1及電阻R1、R2等組成。R1、R2決定三極管的靜態工作點，高頻調幅信號經電容C3耦合從基極(j j)輸入，本振信號經C12耦合從發射極輸入，混頻后由中頻變壓器B1選頻，從次級輸出465kHz的中頻調幅信號。 本振信號混頻電路高頻調幅信號第73頁/共107頁第七十三頁，共107頁。4、中頻放大(fngd)電路 中頻放大電路選用單調諧放大電路，共兩級。 二級放大后的調幅的中頻信號從變壓器B3次級(c j)輸出。 第74頁/共107頁第七十四頁，共107頁。5、檢波(jinb)和AGC電路 檢波電路(dinl)由二極管VD1和低通濾波電路(

53、dinl)C11、R8組成，AGC電路(dinl)由R13等組成。 第75頁/共107頁第七十五頁，共107頁。第76頁/共107頁第七十六頁，共107頁。 由于無線收發芯片分為發射芯片、接收芯片和收發芯片三大類，我們將芯片所涉及的主要(zhyo)特性指標也分為三類： 第一類是這三類芯片都使用的性能指標，稱其為共有指標； 第二類是描述發射特性的指標，稱為發射模式指標； 第三類是描述接收特性的指標，稱為接收模式指標。 無線發射芯片只涉及共有指標和發射模式指標，接收芯片只涉及共有指標及接收模式指標，收發芯片則涉及所有上述指標 第77頁/共107頁第七十七頁，共107頁。（1）電源電壓 無線收發芯片

54、都使用(shyng)低壓直流電源，一般都指定電源電壓范圍。 （2）工作溫度 一般標明兩個溫度范圍：工作溫度范圍，是指正常工作所需的環境溫度范圍，例如無線收發(shuf)芯片nRF401的工作溫度范圍是2585；儲存溫度，是指儲存芯片所需的環境溫度，nRF401的儲存溫度范圍是40125。 1、共有指標 （3）芯片封裝形式和尺寸 無線芯片應用于許多便攜式設備，因此選用時芯片的封裝方式和尺寸也是一個重要的指標。常見的封裝方式有TSOP（薄型小尺寸封裝）、SSOP（縮小型小尺寸封裝）、TSSOP（薄型小間距小尺寸封裝）、SOIC（小外形集成電路）等 第78頁/共107頁第七十八頁，共107頁。 （5

55、）外接元件數目 從設計制作實用無線收發裝置的角度看，芯片外接元件的數量和品種(pnzhng)也是一個重要的指標，同樣的電氣性能，不同型號的芯片所需外接的元件數量常常不同，這種情況下應盡量選用外接元件最少的芯片。 （6）天線尺寸 天線尺寸的大小決定于波長，為了使便攜式無線收發系統(xtng)有更小的尺寸，應該選用頻率較高的芯片。 1、共有指標 （7）低功耗模式電流 也稱睡眠模式電流，是指芯片處于待機狀態，即沒有收發無線電信號狀態時的維持電流。這一指標直接關系到收發系統的功耗，也是無線收發應用系統設計時需要考慮的一個重要指標。 第79頁/共107頁第七十九頁，共107頁。 （1）發射頻率 是指無線

56、發射時載波的頻率，芯片(xn pin)說明書上也稱工作頻率，除調幅廣播以外，應用于數據傳輸、控制和通信的無線收發芯片(xn pin)，多數工作于VHF（30300MHz）或UHF（3003000MHz）頻段。 （2）晶振頻率 為了獲得高穩定度的VHF/UHF振蕩，芯片所使用辦法是由晶振產生(chnshng)幾兆至十幾兆的高穩定度的振蕩，然后通過片內鎖相環倍頻電路獲得高頻率的振蕩，因此無線收發芯片都需要外接晶體諧振器，在標明工作頻率的同時都標出外接晶體諧振器的頻率，即晶振頻率。 使用時必需按要求正確外接晶振才能獲得規定的工作頻率。 2、發射模式指標 第80頁/共107頁第八十頁，共107頁。 （

57、3）調制(tiozh)方式 也稱調制(tiozh)類型，常用的無線發射所采用的調制(tiozh)方式有AM（幅度調制(tiozh)）、FM（頻率調制(tiozh)），ASK（幅移鍵控）調制(tiozh)、FSK（頻移鍵控）調制(tiozh)和PSK（相移鍵控）調制(tiozh)等。 有些芯片還用到OOK調制(tiozh)和高斯頻移鍵控調制(tiozh)。所謂OOK是On-Off Keying的縮寫，即為通斷鍵控調制(tiozh)的意思，它是ASK調制(tiozh)的特例，幅度鍵控調制(tiozh)時一個狀態的幅度為零，另一個非零，即為OOK調制(tiozh)。 2、發射(fsh)模式指標 第8

58、1頁/共107頁第八十一頁，共107頁。 （4）數據速率 也稱數據傳輸速率，一般標明的是最大傳輸速率。傳輸速率可以用比特率表示，也可以用波特率表示。 通過下面的例子說明(shumng)比特率和波特率之間的差異和聯系 2、發射(fsh)模式指標 波特率是5kBaud/s，比特率和波特率數值相等。 波特率仍然為5kBaud/s比特率等于10kbit/s 比特率=波特率單個調制狀態對應的二進制位數第82頁/共107頁第八十二頁，共107頁。 （5）最大輸出功率 是指發射芯片或收發(shuf)芯片的射頻輸出功率，有些芯片稱為發射功率、最大輸出電平。 2、發射(fsh)模式指標 （6）發射模式電流 是指

59、芯片處于發射模式時流過芯片的電流，對于發射芯片，常標為工作電流或消耗電流等；對于收發芯片，標明為發射模式工作電流。 第83頁/共107頁第八十三頁，共107頁。 （1）輸入頻率 也稱射頻輸入范圍，是指接收芯片或收發芯片接收模式時對于射頻輸入信號頻率的要求，一般給出頻率的最大值和最小值。例如，無線接收芯片RX3310輸入信號頻率范圍是250450MHz。對于收發芯片，由于即具有發射能力，又具有接收能力，其接收電路對于輸入信號頻率的要求應和發射電路所發射的無線電信號頻率范圍相同，因此(ync)，對于收發芯片，只要標明頻率范圍即可。 3、接收(jishu)模式指標 （2）接收靈敏度 也稱輸入靈敏度，

60、與調制方式有關，輸入信號為ASK、FSK調制時，誤碼率達到10-3所需的平均輸入信號功率電平即為接收機的接收靈敏度。例如，nRF401信號傳輸速率20kbps，輸入阻抗400時的接收靈敏度為105dBm。 第84頁/共107頁第八十四頁，共107頁。 （3）接收模式電流 是指接收芯片(xn pin)的工作電流或收發芯片(xn pin)工作于接收模式時的電流。例如收發芯片(xn pin)nRF401接收模式工作電流為250A。 3、接收模式(msh)指標 （4）基準頻率和中頻 接收芯片大都采用超外差接收方式，為此需外接晶體諧振器產生幾兆至幾十兆的振蕩，然后經片內鎖相環倍頻電路倍頻，形成穩定的高頻