无线通信接收机原理图设计

数字式无线接收机设计与实现专业名称：电子信息工程班级：学生姓名：指导老师：完成时间：2010年5月摘要数字接收机覆盖了无线电通信、电视广播、无线电广播、雷达定位、遥测遥控、卫星通信以及移动通信系统等各个领域。

随着无线通信技术特别是现代调制体制和软件无线电技术的快速发展，且无线频谱的拥挤程度日益加剧，数字接收机在设计和实现上越来越趋向于高性能、高集成度方向。

对于接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面的性能指标也提出了越来越苛刻的要求。

这些要求同样也促进了中频接收机的不断进步，要求其在保证信号检测能力即极高的灵敏度的前提下尽可能的提高接收机的线性度，使信号失真最小、误码率最低尽可能的展宽接收机的动态范围，使接收机的适应度更大、抗干扰能力更强。

数字式接收机代表着现代高性能接收机的发展方向，而DDS同DSP（数字信号处理）一样，是一项关键的数字化技术。

DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。

与传统的频率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。

本课题采用了高频功率放大技术、两级中频放大技术、混频技术、DDS技术、DPD技术，由DDS座本振源，完成了数字式无线接收机的设计。

关键词DDS；DPD技术；接收机；数字化AbstractDigital receiver applies widely in so many areas such as wireless communication, television, broadcast, radar, satellite communications and so on. Along with the development of the technology of the particular the modern modulation and software radio wireless communication technique, meantime the employ of wireless frequency are more presser, the development of the digital receiver tend towards high performance and high integration. Modern receiver is in pursuit of big dynamic range, good linearity, and high sensitive and so on. That extremely promotes the development of the receiver. Also the requirement of receiver becomes more rigorous. As th e n ame implies, receiver need to improve the linearity, to reduce the distortions rate and bit error rate, and to expend the dynamic range, of course should ensure the signal detect capability precon dition.Digital receiver stands for the development direction of modern advanced receiver, also DDS with DSP (digital signal processing) as a key digital technology. DDS is a direct digital frequency synthesizer (Direct Digital Synthesizer) abbreviation. And compared to th e conventional frequency synthesizer, DDS low cost, low power, high resolution and fast switching time, it is widely used in the field of telecommunications and electronic equipment, is to achieve all-digital equipment, a key technology.The subject of using high-frequency power amplifier technology, two IF amplifier technology, mixing technology, DDS technology, DPD technology, from the Block DDS local oscillator, to complete a digital wireless receiver design.Keywords DDS;DPD technology; receivers; digital目录1绪论 (1)1.1数字式无线接收机的背景 (1)1.2课题主要完成的工作 (1)2 数字式无线接收机的原理 (3)2.1采样定理及带通采样 (3)2.1.1基带采样 (3)2.1.2带通采样 (5)2.3工作原理 (6)2.3原理图 (8)3 数字式无线接收机的硬件实现 (9)3.1高放电路 (9)3.2混频电路 (10)3.2.1 AD831的组成及主要特点 (11)3.2.2 AD831的工作原理 (11)3.3中频放大电路 (12)3.3.1 中频放大电路 (12)3.3.2 集成宽带放大器L1590简介 (13)3.3.3 中品放大电路的整体结构 (13)3.4 DDS技术 (15)3.4.1 DDS组成及特点 (15)3.4.2 AD9833芯片的功能及应用 (16)3.5DPD技术 (19)4 数字式无线接收机的软件组成 (22)4.1AD9833时序控制流程图 (22)4.2 AD574A控制流程图 (23)5 数字式接收机的噪声与增益 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)数字式无线接收机设计与实现1 绪论数字接收机的结构方式可分为直接数字化方式、外差零中频方式和外差低中频方式，本文采用外差低中频方式。

接收机系统设计需要考虑的三个要素有：◆选择性的分配◆增益的分配◆噪声的分配2.1.1 选择性的分配选择性是衡量接收机抗干扰能力的一项重要指标，也是保证接收机能正常工作的一个重要手段。

选择性主要包括频段选择和信道选择，对于采用频分多址的通信系统，选择性的实现由带通滤波器（BPF）来完成；其中，频段的选择在射频部分完成，信道的选择在中频部分完成。

模拟对讲机由于滤波器性能指标的限制而采用二次变频，两个中频信道选择滤波器可以大大提高接收机的信道选择能力。

两个中频滤波器选择性的分配要结合系统指标、器件指标和成本综合来考虑。

例如，要得到70dB的邻道选择性指标，两个中频滤波器的带外抑制的总和就需要大于70dB，一般第二中频陶瓷滤波器的选择性优于第一中频晶体滤波器，所以对陶瓷滤波器的选择性的要求比对晶体滤波器选择性的要求高。

两个射频带通滤波器分别位于低噪声放大器（LNA）的输入和输出级，由于带外抑制和带内插损两个指标相互矛盾，且低噪放前级滤波器的插损对系统的噪声系数影响较大，所以射频频带选择性的分配以低噪放输出级优于输入级为好，一般应使低噪放输入级滤波器的插损在2dB以内。

2.1.2 增益的分配接收机高频部分总的增益（射频增益、中频增益和变频增益的和）的大小取决于鉴频器的性能和整机设计指标。

以TA31136的鉴频器为例，鉴频器输出音频信号的信纳比（SINAD）为12dB时,需要的中频信号电平为-85dBm，如果整机灵敏度设计指标为-120dBm，那么高频部分的增益至少需要35dB；第一中频放大器的增益加上第二中频混频器的变频增益在35dB左右，所以从天线口到第一中频放大器的输入端的总增益在0dB左右就能得到-120dBm的接收灵敏度。

低噪声放大器的增益太低会降低系统噪声系数，太高会减小接收机的动态范围，所以低噪放的增益一般设置在15—18dB之间。

而射频低通滤波器、射频带通滤波器和中频带通滤波器的插入损耗的总和一般在15dB左右，所以选用带有变频增益的有源混频器时，应在中放的输入端增加可调的电阻衰减网络，以调节系统的总增益。

最简单无线发射接收电路设计与详解无线电遥控以其传输距离远、抗干扰能力强、无方向性等优点，应用于许多领域。

但因电器复杂，发送设备庞大，调试困难等原因，所以在民用领域一直受到限制，随着电子技术的发展，这些问题都得到了解决，使之具有强大的生命力。

早期的发射机较多使用LC振荡器，频率漂移较为严重。

声表器件的出现解决了这一问题，其频率稳定性与晶振大体相同，而其基频可达几百兆甚至上千兆赫兹。

无需倍频，与晶振相比电路极其简单。

以下两个电路为常见的发射机电路，由于使用了声表器件，电路工作非常稳定，即使手抓天线、声表或电路其他部位，发射频率均不会漂移。

和图一相比，图二的发射功率更大一些。

可达200米以上。

无线发射电路设计上图为常见的发射机电路OOK调制尽管性能较差，然而其电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用，在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了这样的电路。

无线接收电路设计接收机可使用超再生电路或超外差电路，超再生电路成本低，功耗小可达100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。

然而，超再生电路的工作稳定性比较差，选择性差，从而降低了抗干扰能力。

下图为典型的超再生接收电路。

无线接收电路超外差电路的灵敏度和选择性都可以做得很好，美国Micrel公司推出的单片集成电路可完成接收及解调，其MICRF002为MICRF001的改进型，与MICRF001相比，功耗更低，并具有电源关断控制端。

MICRF002性能稳定，使用非常简单。

与超再生产电路相比，缺点是成本偏高（RMB35元）。

下面为其管脚排列及推荐电路。

ICRF002使用陶瓷谐振器，换用不同的谐振器，接收频率可覆盖300-440MHz。

MICRF002具有两种工作模式：扫描模式和固定模式。

扫描模式接受带宽可达几百KHz，此模式主要用来和LC振荡的发射机配套使用，因为，LC发射机的频率漂移较大，在扫描模式下，数据通讯速率为每秒2.5KBytes。

小集团无线传呼机发射及接收电路图在学校、工矿企业、政府机关及工商界利用无线电传呼，对企业下属机构或工作人员随时进行必要的指令工作，能有效地加速企业的调配效率，协调工作．通过邮电部门配备BP 机当然好，但支出费用高，还必须有电话支持才能保证信息的畅通。

本例介绍的这种小集团无线传呼通讯系统，不仅能呼叫分机的特定编号，还可以接收主机的话音信息，大大方便了使用、提高了办事效率。

该系统由无线电发射机和无线电接收机两部分组成‘采用49MH ：的业余频率，谐波干扰极少。

电路结构比较简单，全部采用通用元器件，成本较低，维修方便．-台主机最多可配八台分机（还可扩展）。

分机可同时接收主机的呼叫号及音频信号。

分机与分机之间或主机与分机可进行选择性传呼及互相对讲（限于单工使用）。

该系统采用VNF 超高频大功率场效应发射管及调频单片接收集成电路，因而具有很高的灵敏度和稳定性，作用距离可达数公里。

如果增并发射功率管的只数，通讯半径还可成倍增加。

小集团无线传呼通讯发射机的电路工作原理如图9 - 11 所示。

它是由话音变换放大电路发射编码电路、信号放大调制电路及VNF 高频大功率发射电路等组成。

S1 是话音／音频输入选择开关，当Sl 拨向“l ＂档时，话音通过传声器MIC 转换成电信号，经三极管VTI 等构成的放大器放大后，从S1 、RP 去调制放大发射电路，然后从天线W 向空中辐射。

当s1 拨向“2 ”档时，可以输入其它的音频信号（如唱机信号、广播信号、收录机信号等），作用原理与话音相同由ICI 和IC2 共同构成发射编码电路，当按下52 所示的编码开关时，导致ICI 产生不同的振荡频率，同样输入到由变容二极管及JT 等构成的调制电路中去，然后经放大，发射传输到相应的分机。

虚线框内是-个成品VNF 超高频大功率场效应管发射器，整个电路由铁皮屏蔽仅露出外接天线．其中ICI 采用时基集成电路NE555 、uA555 、LM555 等均可。