发射机与接收机结构

DPSK调制解调实验一、实验任务利用卷积编码、DPSK调制和前导码等技术构建通信系统，学习其发射机结构和工作原理，学习其接收机结构，实现接收机代码，完成接收信号的滤波、DPSK 解调、定时同步和卷积码译码。

通过该DPSK系统实验，能对通信系统的一般流程与模块功能有更清晰的认识，同时掌握差分编解码方法和基于前导码的定时同步方法。

二、实验基本原理2.1 发射机结构DPSK通信系统发射机如图1所示，具体步骤如下：图 1 发射机结构（1）随机信源比特从指定数据文件中读取。

（2）对二进制序列进行卷积编码，编码器参数是[171,133]，编码约束长度是7，编码前在信息比特的末尾添加6个0作为结尾比特。

（3）在编码比特之前插入前导码，前导码由16个固定比特组成，用于接收机的定时同步。

（4）差分编码用于对比特流进行处理，以避免接收端的相位模糊。

（5）差分编码结果映射为BPSK码元，注意： 0映射为+1，1映射为-1。

（6）对BPSK码元上采样，从码元速率Rs上采样到系统采样率Fs。

（7）脉冲成型用平方根升余弦滚降滤波。

（8）最后将信号送往发射电路发射。

2.2 接收机结构DPSK通信系统接收机如图2所示，具体步骤如下：图 2 接收机结构（1）首先对来自接收电路的信号进行匹配滤波。

（2）然后进行DPSK差分相干解调。

（3）通过搜索前导码，确定第一个数据码元的时间位置。

（4）对解调信号进行抽样，得到码元抽样序列。

（5）送入卷积码译码器译码，得到接收比特序列，译码采用matlab函数vitdec, 译码结果要去掉6个尾比特。

2.3 关键信号SendBit：发送的信源比特序列SendBpsk：差分编码后的BPSK码元SendSig： DPSK已调信号RecvSigFiltered：接收信号匹配滤波RecvDpskDemod：DPSK解调信号RecvCorr：前导码相关搜索结果RecvSymbolSampled：码元抽样RecvBit：恢复的数据比特2.4 关键参数系统参数（不可更改）：Fs = 200kHz，系统采样率Rs = 10k码元/秒，码元速率SigLen = 200k，发射信号SendSig的采样点数信道参数：Amax = 1，最大信号幅度Pmax = pi，最大相位偏差Fmax = 16，最大频率偏差，单位HzTmax = 0.005，最大时间偏差，单位秒SNR = 0，信噪比三、模块设计与实现3.1 发射机模块1、参数设置，随机信源比特从指定数据文件中读取，获取其长度。

第2章 发射机和接收机本章讨论用于无线传输的发射机和接收机的设计。

使用的术语将有如下界定的含义：从调制器直至发射天线的各部件构成发射机，而从接收天线直至解调器的各部件则构成接收机。

对发射机和接收机的要求显然是不同的，这是因为发射机只须处理所要求的信号，而接收机则须从天线接收的各种频率混合的信号中将所要求的信号提取出来。

此外，发射机处理的信号强度是恒定的，或者仅有很微小的变化，而接收机所应对的信号强度差异极大，其大小取决于与发射机的远近程度。

发射机主要欲达到的目标有：将有用信号转换为干扰尽可能小的高频传输信号、以尽可能最高的效率放大信号、并使转换或放大所产生的不良干扰信号的传输降至最低。

接收机主要欲达到的目标有：在邻近频率范围接收到很强信号的同时，还要从强度很弱的信号中将所要求的信号过滤出来，并产生一个清晰的、具有高信噪比和最低互调失真的信号。

因此，就发射机而言，主要难点在效率；而接收机所面临的是选择性、动态范围和噪声等问题。

2.1 发射机我们首先考虑模拟方式调制的发射机结构，其后再讨论数字方式调制的发射机。

其中，借助一些简化的方框图来加以说明，这些方框图将只显示出基本的组成部分。

2.1.1 模拟方式调制的发射机直接调制型发射机当模拟调制器的载波频率f C 与发射频率f RF 相同时，就实现了最简单的发射机。

在这种情况下，只需将调制器的输出信号放大并馈送到天线。

在实际应用中，发射放大器必须后接一个输出滤波器，以使源于放大器的信号失真降低到可接受的水平。

图2.1（a ）所示为直接调制型发射机结构，其信号频谱如图2.2所示。

单中频发射机随着频率的增高和需求的增长，使得要实现所需精度的调制器越发困难。

因此，要用较低的中频f IF 作为载波频率f CC IF RF f f f =使用中频可以更容易地构建调制器。

图2.1（b ）所示为单中频发射机的结构，它用混频器M1将中频f IF 转换为发射频率f RF ，由本机振荡器（Local Oscillator ，LO ）向混频器提供频率LO RF IF f f f =−混频处理所产生的和频与差频为LO IF RF f f f +=，LO IF RF IF 2f f f f −=−其中，发射频率部分用RF 滤波器滤出，然后馈入发射机放大器。

缓冲器
（2）调幅广播接收机的组成框图
直接放大式接收机
1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
（2）调幅广播接收机的组成框图1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
超外差式接收机
1.3 调幅广播发射机和接收机的组成
（3）本课程学习的主要内容
高频信号的选择——选频网络
高频信号的放大——高频小信号放大器、高频功率放大器
高频信号的产生——高频振荡器或本地振荡器
高频信号的变换——倍频器、调制器、混频器、解调器
高频信号的控制——自动增益控制电路、自动频率控制电路、锁相环路。

中波调幅发射机与接收机组装及调试一、实验目的1、在模块实验的基础上掌握调幅发射机整机组成原理，建立调幅系统概念。

2、掌握发射机系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。

3、在模块实验的基础上掌握调幅接收机组成原理，建立解调系统概念。

4、掌握调幅接收机系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。

二、实验内容1、完成调幅发射机整机联接与调试2、完成调幅接收机整机联接与调试三、实验仪器1、实验箱2、4、7、8、10 号板5块2、耳机1副3、数字万用表1块4、数字示波器1台5、DDS函数信号发生器1台四、实验电路说明图14-1 中波调幅发射机该调幅发射机组成原理框图如图14-1所示，发射机由音频信号发生器，音频放大，AM 调制，高频功放四部分组成。

实验箱上由模块4，8，10构成。

图14-2超外差中波调幅接收机接收机由天线回路、变频电路、中频放大电路、检波器、音频功放、耳机等六部分组成，实验箱上由模块2，4，7，10构成。

天线回路：。

从天线接收进来的高频信号首先进入输入调谐回路。

天线回路的任务是：1. 通过天线收集电磁波，使之变为高频电流；2.选择信号。

在众多的信号中，只有载波频率与输入调谐回路相同的信号才能进入收音机。

变频和本机振荡级：从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。

例如，输入信号的频率是535kHz，本振频率是1000kHz ，那么它们的差频就是1000 kHz －535 kHz ＝465kHz；当输入信号是1605kHz时，本机振荡频率也跟着升高，变成2070kHz。

也就是说，在超外差式收音机中，本机振荡的频率始终要比输入信号的频率高一个465kHz。

这个在变频过程中新产生的差频比原来输入信号的频率要低，比音频却要高得多，因此我们把它叫做中频。

不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后再送到中频放大器继续放大，这是超外差式收音机的一个重要特点。

第1章绪论
1.3 调幅广播发射机和接收机的组成
缓冲器
（2）调幅广播接收机的组成框图
直接放大式接收机
1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
（2）调幅广播接收机的组成框图1.3
调幅广播发射机和接收机的组成
超外差式接收机
1.3 调幅广播发射机和接收机的组成
（3）本课程学习的主要内容
高频信号的选择——选频网络
高频信号的放大——高频小信号放大器、高频功率放大器
高频信号的产生——高频振荡器或本地振荡器
高频信号的变换——倍频器、调制器、混频器、解调器
高频信号的控制——自动增益控制电路、自动频率控制电路、锁相环路。

简述毫米波雷达的结构、原理和特征。

毫米波雷达是一种基于毫米波技术的雷达系统，其结构、原理和特征如下：一、结构：毫米波雷达由发射机、接收机、天线系统、信号处理系统和显示系统等组成。

1. 发射机：发射机产生毫米波信号，并通过天线系统将信号发射出去。

2. 接收机：接收器接收从目标反射回来的信号，并将其转换为电信号。

3. 天线系统：天线系统负责发射和接收毫米波信号。

毫米波天线通常采用小型化的微带天线，具有较小的尺寸和宽频带特性。

4. 信号处理系统：接收到的信号经过信号处理系统进行滤波、放大、解调等处理，提取出目标的相关信息。

5. 显示系统：将信号处理系统处理后得到的目标信息以可视化的方式展示出来。

二、原理：毫米波雷达的工作原理是利用毫米波的特殊性质进行目标探测和跟踪。

1. 毫米波特性：毫米波的波长较短，频率较高，能够提供高分辨率的目标信息。

同时，毫米波在大气中的传播损耗较小，能够穿透一些障碍物，适用于近距离目标探测。

2. 发射与接收：发射机产生的毫米波信号通过天线系统辐射出去，当信号遇到目标时，会发生反射。

接收机接收到反射回来的信号，并将其转换为电信号。

3. 目标探测：毫米波雷达通过分析接收到的信号，可以判断目标的位置、速度、形状等信息。

利用毫米波的高分辨率特性，可以实现对小目标的探测和跟踪。

三、特征：毫米波雷达具有以下特点：1. 高分辨率：毫米波具有较短的波长，可以提供高分辨率的目标信息。

这使得毫米波雷达在目标探测和跟踪方面具有优势。

2. 适用于近距离目标探测：毫米波在大气中的传播损耗较小，能够穿透一些障碍物。

这使得毫米波雷达在近距离目标探测方面具有优势，例如在自动驾驶汽车中的应用。

3. 抗干扰能力强：由于毫米波的频率较高，其受到的干扰较少，抗干扰能力强。

这使得毫米波雷达在复杂环境下的工作更加可靠。

4. 多功能性：毫米波雷达可以应用于多种领域，如自动驾驶、智能交通、安防监控等。

其高分辨率和适用于近距离目标探测的特点使得其在这些领域中具有广泛的应用前景。

对讲机的工作原理对讲机是一种无线通信设备，它通过无线电波进行语音传输，实现人与人之间的实时对话。

对讲机的工作原理可以分为三个主要部分：发射机、接收机和天线。

1. 发射机：发射机是对讲机的核心部分，它负责将声音信号转换为无线电信号，并将其发送出去。

发射机由麦克风、音频放大器、调频发射器等组成。

- 麦克风：麦克风将人的声音转换为电信号。

当我们讲话时，声音通过麦克风被转换为微弱的电流信号。

- 音频放大器：音频放大器将麦克风输出的微弱信号进行放大，以便能够驱动调频发射器。

- 调频发射器：调频发射器将放大后的音频信号与射频信号进行混合，生成高频的无线电信号。

这个信号经过天线发射出去，传播到接收机。

2. 接收机：接收机接收到从其他对讲机发射出来的无线电信号，并将其转换为声音信号，使我们能够听到对方的声音。

接收机由天线、调频接收器、音频放大器、扬声器等组成。

- 天线：天线接收到从其他对讲机发射出来的无线电信号，并将其传输给调频接收器。

- 调频接收器：调频接收器将接收到的射频信号进行解调，分离出音频信号和其他噪声。

- 音频放大器：音频放大器将解调后的音频信号进行放大，以便能够驱动扬声器。

- 扬声器：扬声器将放大后的音频信号转换为声音，使我们能够听到对方的话语。

3. 天线：天线是对讲机的重要组成部分，它负责接收和发射无线电信号。

天线通过接收和发射无线电波来实现对讲机之间的通信。

- 发射天线：发射天线将发射机产生的无线电信号转换为无线电波，并将其发射出去。

发射天线的设计和特性会影响对讲机的发射距离和信号质量。

- 接收天线：接收天线接收其他对讲机发射出来的无线电波，并将其转换为电信号，传输给接收机进行解调和放大。

总结：对讲机的工作原理是通过发射机将声音信号转换为无线电信号，并通过天线发射出去，接收机则负责接收其他对讲机发射的无线电信号，并将其转换为声音信号。

通过这种方式，对讲机实现了人与人之间的实时对话。

发射机、接收机和天线是对讲机的三个主要部分，它们各自承担着不同的功能，共同协作完成对讲机的工作。

无线对讲系统组成和技术要求无线对讲系统是一种基于无线通信技术的语音通信系统，广泛应用于各种场合，如安防、建筑工地、会议室等。

无线对讲系统由发射机、接收机、天线、电源、语音编解码器等多个组成部分构成。

下面将详细介绍无线对讲系统的组成和技术要求。

1.发射机和接收机：发射机用于将话筒中的声音信号转换成无线信号，接收机用于接收无线信号并将其转换成可听的声音信号。

发射机和接收机是无线对讲系统的核心设备。

2.天线：天线在无线对讲系统中起到传输信号的作用。

通过天线，发射机可以将信号传输到接收机，接收机也可以通过天线接收到发射机发送的信号。

3.电源：无线对讲系统需要电源提供电能供其工作。

电源可以为发射机、接收机等组件提供稳定的直流电源，以确保系统正常工作。

4.语音编解码器：语音编解码器用于将模拟声音信号转换成数字信号，方便无线传输。

在接收端，语音编解码器将数字信号重新转换成模拟声音信号，使其可听。

5.频率和信道：无线对讲系统需要使用合适的频率和信道进行通信，以避免和其他无线设备的干扰。

在无线对讲系统中，还有一些技术要求需要考虑：1.传输距离：无线对讲系统需要在一定距离范围内进行通信，因此系统的传输距离是一个重要的技术要求。

传输距离的要求通常会根据具体的应用场景而有所不同。

2.传输质量：无线对讲系统需要保证语音的传输质量，避免信号的丢失和干扰。

传输质量主要包括声音的清晰度、稳定性和实时性等方面。

3.安全性：无线对讲系统在一些应用场景中可能需要保证通信的安全性。

这需要采用相应的加密技术或者信道扰频等措施来防止信息的非法获取。

4.多用户支持：无线对讲系统可能需要同时支持多个用户进行通信，因此需要具备多用户并发支持的能力。

5.电池续航时间：考虑到无线对讲系统可能在一些没有电源供应的场合使用，系统的电池续航时间是一个重要的要求。

系统应具备较长的电池续航时间，以保证系统能够长时间的工作。

总结起来，无线对讲系统由发射机、接收机、天线、电源、语音编解码器等多个组成部分构成。