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通信电路实验指导书 西南交通大学信息科学与技术学院 2006年9月 实 验 一 射频发射接收系统 一、实验设置的意义 由电子元器件可以构成各种功能电路，由这些功能电路按照一定的原理和要求又可以组成各类电子设备，各类电子设备按照入网要求和组成方案可组成网络或系统。元器件与电路、电路与设备以及设备与系统之间的关系是局部与整体的关系。 射频通信系统一般由发送装置、接收装置和传输媒质组成。发送装置包括换能器、发送机和发送天线三部分。其中发送机将电信号变换为足够强度的高频电振荡，发送天线则将高频电振荡变换为电磁波，向传输媒质辐射。射频接收机的作用是把发送装置发送的已调高频信号还原为消息或基带信号，最终完成通信功能。本实验就是为了在压控振荡器实验和射频调制器实验的基础上，从整体角度了解和掌握射频发送机和射频接收机的原理和性能。 二、 实验目的 1. 学习了解射频发射和接收机的工作原理。 2. 学习使用频谱分析仪对射频发射和接收机进行测试。 3. 测量射频接收机前端的灵敏度。 4. 进行射频发送接收系统综合试验。 三、 实验原理 射频发送设备的功能是将所要发送的信息(又称基带信号)经调制，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大到额定功率后，馈送到天线发送到空间去。 射频发送机模块由VCO和功率放大器组成，它的模块方框图如图1－1所示。其功能是将所要发送的信息（又称基带信号）经过调制后，将频谱搬移到射频上，再经过高频放大，达到额定功率之后，馈送到天线，发送到空间去。 发送机的主要技术指标有工作种类、调制方式、频率范围、频率稳定度及准确度、输出功率、效率、杂散辐射等。下面对相关技术指标予以简介。 发送机的工作种类指电话、电报，模拟、数字等。调制方式主要分调幅、调频和脉冲（数字）调制等。发射机的工作频率是指发射机的射频载波频率。发射机的频率准确度与频率稳定度也是相对于射频载波而言的。频率准确度是指实际工作频率对于标称工作频率的准确程 度。频率准确度越高、建立通信就越快，以至于不寻找对方就可实现通信，提高通信的快速性。频率稳定度是指各种外界因素的影响下发射机频率稳定的程度。如果频率稳定度很高，建立通信后接收机不需要因频率变化而进行微调，从而提高了通信的可靠性。射频通信的有效距离及通信的可靠性均与发射天线的辐射功率有密切的关系。因而发射机必须保证输出足够大的功率。发射机的总效率是指发射机传送到天线馈线上的功率与整机输入功率的比值。在大功率发射机中，提高效率可以减小电源消耗，具有较大的经济意义。发射机的带外辐射统称为杂散辐射，如果发射机设计不当或使用不当，会使杂散辐射电平过高，干扰其他通信链路。当发射机使用宽带天线且带宽覆盖这些杂散频率时，干扰会更严重。为了尽量避免发生这种干扰，有关的规程和标准对发射机的杂散辐射都给出了一定的限制。 射频接收机前端是射频接收机的关键部分，这里对此进行简单介绍。（a）最简单的射频前端结构接收机前端电路有几种不同的结构。图1示出了一种最简单的形式。这种结构无射频放大器，在带通滤波器之后，只有混频器和本机振荡器。带通滤波器的输入来自天线，其输出经过混频器到达中频放大器进行后续处理。 这种结构的主要特点是：第一，在实现中所需成本比其它结构少；第二，避免由于处理无用的能量而消耗混频器的动态范围。 带通滤波器具有良好的前向性能（在通频带范围内）和良好的反向隔离性能。这样可以防止本振信号能量辐射到天线，进而避免天线辐射这些信号能量。带通滤波器有三个主要任务：·限制输入信号的带宽以使互调失真最小；·削弱乱真响应，主要是镜象频率和1/2-中频频率问题；·抑制本机振荡器辐射到天线的能量。 (b) 有射频放大器的前端结构第二种前端结构如图16-2所示。这种结构使用了一个射频放大器。该射频放大器的增益较低，一般低于20dB。高于20dB的增益可能会使系统稳定性受到损害，并且不能达到互调截获点。 射频放大器的目的是隔离混频器，同时在混频之前将信号放大。这种放大可以补偿混频器和带通滤波器中的损耗。射频放大器的主要特点是改进了混频器/本机振荡器电路与天线电路之间的隔离。 影响接收机射频前端性能的因素：(a)混频器/本机振荡器性能 第一个混频器的性能对于接收机的性能至关重要。它是一个非线性设备，而且，还要使用本机振荡器系统中最高电平的射频信号。因此，它需要有非常高的互调截获点。单设备有源混频器价格便宜，但是它们性能最差。一般来说，无源、双均衡混频器的性能最好。它们通常有最高的互调截获点，而且相对其它某些混频器设计来讲，有更好的噪声均衡特性 有时，在混频器和本机振荡器之间的接口上还有第三个带通滤波器。这个本振滤波器用于削弱宽带噪声和本振频率附近的谐波，而这些谐波会降低混频器的二阶互调截获点。在接