接收机的设计

接收机设计原理
接收机是用来接收和解调无线信号的设备，其设计原理涉及到信号接收、解调和信号处理几个关键步骤。

首先，接收机的信号接收部分主要由天线和射频放大器组成。

天线负责接收外部无线信号，并将其转换成微弱的电信号。

射频放大器接收并放大这个微弱信号，以便后续处理。

其次，接收机的解调部分将放大后的信号分解成基带信号，并且将其与本地振荡器的频率相减，产生中频信号。

这一过程通常由混频器实现，其内部结构采用非线性电路，使得信号可以按照一定的方式进行频率变换。

接着，中频信号经过中频放大器得到进一步放大，然后进入解调器。

解调器通过特定的解调算法将中频信号还原为原始的基带信号，例如音频或视频信号。

解调过程的具体算法取决于信号类型和调制方式。

最后，接收机的信号处理部分对解调后的信号进行进一步处理。

这包括滤波、放大、去噪等一系列操作，以确保信号的质量和准确性。

信号处理器通常包括数字信号处理芯片，通过对解调信号进行数字滤波和数字调整，实现对信号质量的控制。

总之，接收机的设计原理主要包括信号接收、解调和信号处理三个关键步骤。

通过这些步骤，接收机能够将无线信号转换为可用的基带信号，以供后续的处理和使用。

通信电子中的射频接收机设计引言现代通信电子中，射频接收机是一个极其重要的组件。

它能够将无线电信号转化为数字信号，实现信息的传输。

射频接收机设计是一个重要的工程领域，需要广泛的知识和经验。

本文旨在介绍射频接收机的基本原理、关键技术和设计要素。

一、射频接收机工作原理射频接收机的基本工作原理是将无线电信号从天线中接收到后，通过射频前端的增益放大、滤波等处理，将信号转化为中频信号，再通过中频放大、滤波等处理后，将信号转化为信号处理器能够识别和处理的数字信号。

射频接收机包括射频前端、中频部分和信号处理器三个主要模块。

简单来说，射频接收机将无线电信号从外界接收到内部，经过前端的信号放大和滤波处理后，将信号转化为中频信号，再经过中频放大、滤波等处理后，输出数字信号，最终被信号处理器进行处理和解码。

二、射频接收机的关键技术和设计要素1. 频率范围设计射频接收机频率范围的选择至关重要。

不同类型的通信电子设备需要不同的频率范围。

在设计射频接收机时，需要明确所需频段范围，从而保证信号的捕获和解码。

2. 增益控制设计射频接收机的增益控制设计是保证接收机性能的关键要素之一。

增益控制包括信号增益和噪声系数控制，需要在尽可能中维持合适的状态，防止信号过强或过弱导致接收机工作失误。

3. 滤波器设计射频接收机接收到的信号往往包含大量无意义的背景噪声，滤波器能够滤掉不需要的信号，从而获得有效数据。

在设计滤波器时，可以采用数字滤波器或模拟滤波器。

4. 器件选材及匹配射频接收机需要使用高质量的器件，如放大器、滤波器、混频器等。

在选择器件时，需要考虑器件的性能、价格和可靠性。

5. 稳定性和抗干扰能力设计射频接收机的稳定性和抗干扰能力很重要，它们决定了接收机的工作效果和可靠性。

设计时，需要考虑到射频接收机的工作环境以及输入信号的强度、频率和干扰情况等。

三、结论射频接收机是通信电子中最核心的部件之一，其设计需要综合考虑多种因素。

例如，频率范围、增益控制、滤波器设计、器件选材以及稳定性等。

摘要随着此刻社会的快速进展，人们对电子产品的要求愈来愈高，因此电子产品不管从制作上仍是从销售上都要求很高。

要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路，大到超级运算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都有高频电路。

在以前应用最普遍的是调频接收机，随着科学技术的进展，显现了超外差式调频接收机。

在本次设计中，其目的是取得一个调频接收机机。

在超外差式调频接收机的设计进程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部份。

整个电路的设计必需注意几个方面。

选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地址把干扰抑制下去，成效最好。

如干扰及信号专门大，那么由于晶体管的非线性，将产生严峻的组合频率及其他非线性失真，这时滤除杂波比较困难。

为此，在高级接收机中，输入电路常采纳复杂的高选择电路。

为了使混频和本振别离调到最正确状态，要采纳单独的本振。

总的来讲，设计一部接收机时必需全面考虑，妥帖处置一些彼此牵制的矛盾，专门要抓住要紧矛盾（稳固性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。

1接收机设计接收机设计中频选择300MHz，输入频率为2176MHz，择相应的本振频率为1876MHz，通过下变频将信号分为I/O两路，混频器后是中频处置，采纳切比雪夫5阶带通滤波器进行信道选择。

接收机部份电路搭建射频前端的搭建，利用ADS软件制作原理图，设置各项参数，完成射频前端的搭建。

如下所示：下变频部份电路的搭建，以下图为下变频部份电路结构，采纳混频器Mixer 进行频率转换。

由于要将接收信号分为同相和正交两路，因此本振信号也要分为两路，一路直接和接收信号混频，一路先经移相器移相90︒，再进入混频器混频，因此还要用到移相器和功率分离器。

设置相关参数以后，下变频搭建如下：接下来的中频电路部份分为两条支路，每条都由一份信道选择低通滤波器和中频放大器级联而成。

以下图既是中频放大电路的搭建结果：至此，接收机电路中的各个组成部份就搭建完毕了。

SDR接收机的设计与实践SDR接收机的设计与实践近年来，软件定义无线电（Software Defined Radio，简称SDR）技术得到了广泛应用和持续发展。

SDR接收机作为SDR系统的重要组成部分，在通信、无线电频谱监测、雷达、无线电干扰分析等领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍SDR 接收机的设计原理、实践经验以及相关应用案例。

一、SDR接收机的设计原理SDR接收机的核心思想是将传统的无线电硬件功能移入软件，通过数字信号处理对射频信号进行取样、滤波、解调等处理。

其设计原理主要包括前置放大、模拟-数字转换、滤波和解调等关键步骤。

1. 前置放大SDR接收机中的前置放大器负责将输入信号的电平增益至适宜的范围，以提高接收灵敏度和动态范围。

在设计前置放大器时，需要考虑增益平坦性、噪声系数和非线性失真等关键指标，并根据应用场景选择合适的放大器类型。

2. 模拟-数字转换模拟-数字转换是SDR接收机的重要环节，用于将收到的模拟信号转换为数字信号进行后续处理。

传统的模拟-数字转换器（ADC）采用采样保持电路将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

在设计中，需要根据所需的带宽、采样率和分辨率等要求选取适当的ADC芯片。

3. 滤波滤波是SDR接收机中的重要环节，用于抑制带外噪声和无用信号，使得后续的数字信号处理更加精确和高效。

一般使用低通滤波器对采样后的信号进行滤波处理，以滤除高频噪声和混频产生的谐波等不必要信息。

4. 解调解调是SDR接收机的关键环节，用于从接收信号中恢复出原始的信息信号。

不同的调制方式需要采用不同的解调算法，常见的解调方式包括调幅解调、调频解调、调相解调等。

解调算法的选取需要根据具体的应用场景和系统需求进行优化。

二、SDR接收机的实践经验在实践中，设计和实现一个高性能的SDR接收机需要多个方面的综合考虑。

以下是一些关键的实践经验和技巧：1. 选择适当的硬件平台：根据应用需求和性能要求，选择合适的硬件平台，如通用计算机、FPGA、DSP、ARM等。

课程设计报告：调频接收机设计一、实验目的：通过本课程设计与调试，提高动手能力，巩固已学的理论知识，要求掌握、基本的调频接收机各单元电路的组成和调试方法，了解集成电路单片接收机的性能及应用。

二、调频接收机的主要技术指标调频接收机的主要技术指标有：1．工作频率范围接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。

接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。

如调频广播收音机的频率范围为88～108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为88～108MHz2．灵敏度接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度，通常用输入信号电压的大小来表示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。

调频广播收音机的灵敏度一般为5～30uV。

3．选择性接收机从各种信号和干扰中选出所需信号（或衰减不需要的信号）的能力称为选择性，单位用dB（分贝）表示dB数越高，选择性越好。

调频收音机的中频干扰应大于50dB。

4．频率特性接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。

调频机的通频带一般为200KHz。

5．输出功率接收机的负载输出的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率。

三、调频接收机组成调频接收机的工作原理图一调频接收机组成框图一般调频接收机的组成框图如图一所示。

其工作原理是：天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为f1，再经高频放大级放大进入混频级。

本机振荡器输出的另一高频f2亦进入混频级，则混频级的输出为含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等频率分量的信号。

混频级的输出接调频回路选出中频信号（f2-f1），再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号，由低频功放级放大。

由于天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频，再加以放大，因此接收机的灵敏度较高，选择性较好，性能也比较稳定。

四.单元电路设计一．高频功率放大电路如下图所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。

他不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的负载为LC并联谐振回路。

一、概述本接收机主要用于将射频信号进行预处理，信道由滤波器、放大器、程控衰减器、3个功能模块组合而成，并由电源部分供电，控制部分控制衰减量。

系统方案框图如下图1-1所示：图1-1 接收信道总体框图二、设计依据设计依据来自于“J32E研制任务书”。

三、主要技术指标和使用要求见“J32E接收机技术协议”。

四、系统指标分析及设计指标分析:555平衡放大器的基本参数如表4-1所示。

表4-1 555平衡放大器的基本参数程控衰减器采用平衡结构的PE4302实现，其基本参数如表4-2所示。

表4-2平衡结构PE4302的基本参数1、输出二阶截点：（1）和频测试时，其输入主信号在带内，系统的OIP2主要受末级放大器的影响。

前端滤波器采用LC 滤波器，易实现其OIP2大于等于70dBm ；由表4-2知，程控衰减器采用平衡结构的PE4302实现， OIP2大于等于72dBm 也能实现。

系统为最大增益（30dB ）时，系统指标分配及系统OIP2的仿真计算结果如图4-1所示。

图4-1 系统OIP2仿真故要求最后一级的放大器的OIP2大于等于85dBm （和频测试）。

由表4-1知，555平衡放大器的OIP2满足要求（和频测试）；由表4-2知，平衡结构的PE4302程控衰减器的OIP2也满足要求。

（2）差频测试时，其输入主信号在带外，而和频测试的输入主信号在带内，则若和频测试时的系统OIP2能满足大于等于80dBm，则其差频测试时的系统OIP2能满足大于等于90dBm。

2、谐波抑制：系统要求在输出功率为0dBm时，谐波抑制大于80dB。

有源器件产生的谐波中，二次谐波是最为严重的，故只需讨论二次谐波。

若二次谐波抑制度能满足要求，则其余谐波抑制度必满足要求。

在此方案中，对末级放大器的谐波抑制要求最高，要求其在输出功率为0dBm 时，二次谐波（HD2）满足大于等于80dB。

由表4-1知，555平衡放大器的二次谐波（HD2）满足要求（输出功率0dBm测试）。

FM接收机设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解FM广播的基本原理，掌握调制与解调技术的基本概念。

2. 学习并掌握FM接收机各组成部分的功能及相互关系。

3. 掌握运用电子元件进行FM接收机设计的基本方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成FM接收机的电路图设计。

2. 培养动手能力，能够搭建简单的FM接收机模型，并进行调试。

3. 提高问题解决能力，能够分析并解决FM接收机设计过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子工程的兴趣，激发创新意识。

2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力。

3. 增强学生的环保意识，关注电磁兼容性问题，培养社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合理论教学与实际操作，旨在提高学生的电子设计与实践能力。

学生特点：初三学生，具备一定的物理基础和电子知识，对实践操作有浓厚兴趣。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和问题解决能力。

通过课程学习，使学生对FM接收机设计有全面、深入的了解，并能够将所学知识应用于实际操作中。

教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性。

二、教学内容1. FM广播原理：包括频率调制、调制度、频偏等基本概念，以及FM广播的优点和应用。

2. FM接收机基本构成：学习天线、高频放大器、混频器、中频放大器、检波器、音频放大器等组成部分及其功能。

3. 电路元件：介绍二极管、晶体管、电容、电感等常用电子元件的特性和应用。

4. 电路设计：学习FM接收机电路图设计方法，包括选频、放大、混频、检波等电路的设计。

5. 电路搭建与调试：动手搭建FM接收机模型，进行电路调试，分析并解决可能出现的问题。

6. 电磁兼容性：了解电磁兼容性基本概念，关注FM接收机设计中的电磁干扰和防护措施。

教学内容安排和进度：第一课时：FM广播原理及接收机基本构成第二课时：电路元件及电路设计方法第三课时：动手搭建FM接收机模型第四课时：电路调试与分析，关注电磁兼容性问题教材章节关联：《电子技术》第四章第二节：频率调制与解调《电子技术》第五章：放大器与滤波器《电子技术》第六章：混频器与检波器教学内容紧密结合课程目标，注重理论与实践相结合，确保学生在掌握基本原理的基础上，能够独立完成FM接收机的设计与搭建。

接收机的设计范文接收机是无线通信系统中至关重要的一个组成部分。

它负责接收和解码传输的无线信号，将其转化为可识别的信息。

接收机的设计对通信质量和性能至关重要。

在接收机的设计过程中，需要考虑以下几个方面：1.频率范围选择：接收机设计的第一步是选择适当的频率范围。

不同的无线通信系统使用不同的频率范围。

根据实际需求，选择适当的频率范围会减小干扰的风险，以获得更好的通信质量。

此外，还需要考虑频率范围内的信号强度及其特征。

2.灵敏度要求：灵敏度是接收机接收和解码无线信号的重要参数。

它定义了接收机能够接收到的最小信号强度。

提高接收机的灵敏度可以增强接收机对低信号强度情况下的接收能力。

为了实现更高的灵敏度，可以采用高增益的天线、低噪声放大器和增加接收机的功率等方法。

3.抗干扰能力：在无线通信环境中，接收机需要面对各种干扰源，如电磁干扰、多路径传播等。

设计一个具有良好的抗干扰能力的接收机可以提高接收到正确信号的准确性。

为了实现这一点，可以采用数字信号处理技术，如滤波、自适应等。

4.功耗控制：接收机的功耗也是一个值得考虑的问题。

高功耗可能导致电池寿命短暂，增加了系统维护的成本。

为了降低接收机的功耗，可以采用低功耗电子元件、优化电路设计和电源管理技术等。

5.数据处理与解码：接收到的无线信号通常是经过编码或调制的。

设计一个有效的接收机需要能够解码并提取信息。

这通常涉及到数字信号处理的技术，如解调、解码、信道估计等。

为了提高数据处理的效率和准确性，可以采用高速处理器和专用硬件等。

6.系统性能评估：最后，设计一个接收机需要对其性能进行评估和测试。

通常可以通过信噪比、误码率、数据吞吐量和距离等指标来评估接收机的性能。

通过不断优化设计，可以提高接收机的性能。

总之，接收机的设计是一个复杂的过程，需要考虑诸多因素。

它不仅仅与硬件设计有关，还与信号处理、数据解码等方面密不可分。

只有综合考虑这些因素，才能设计出优秀的接收机，满足无线通信系统中的要求。

一种双通道接收机的设计设计一种双通道接收机需要考虑到硬件设计和信号处理两个方面。

下面是一种双通道接收机的设计方案，包括硬件设计和信号处理的关键步骤。

1.硬件设计部分：-选择合适的接收机芯片：选择能够接收两个通道的芯片，如带有多通道收发功能的射频接收机芯片。

-设计中频放大器：使用中频放大器将射频信号放大到适合后续处理的信号水平。

-设计混频器：使用混频器将高频信号和本地振荡频率进行混频，得到中频信号。

-设计低噪声放大器：对中频信号进行低噪声放大。

-设计滤波器：使用滤波器来去除中频信号中的不需要的频率分量，只保留需要的频率分量。

-设计解调器：对滤波后的信号进行解调，得到基带信号。

-设计模数转换器：将基带信号转换为数字信号。

2.信号处理部分：-信号匹配：将接收到的数字信号根据通道进行匹配，分别分配到对应的处理器中。

-数据解码：对接收到的数字信号进行解码，将数字信号转换为原始信号。

-资源分配：根据解码后得到的原始信号，将资源分配到对应的处理模块中进行进一步处理。

-信号处理：根据具体的应用需求，对原始信号进行进一步处理，如滤波、去噪、放大等。

-数据重组：将处理后的信号重新组合成用户所需的数据格式。

需要注意的是，在设计双通道接收机时，需要考虑到频带的分配、信号的分离和处理等方面的问题。

在硬件设计中，要确保两个通道之间的干扰尽可能小。

在信号处理部分，可以使用数字信号处理技术来处理信号，以提高接收机的性能和灵活性。

另外，在设计双通道接收机时，还需要考虑到功耗和成本的问题，选择适合的元件和设计方案以平衡性能和成本之间的关系。

总之，设计一种双通道接收机需要综合考虑硬件设计和信号处理两个方面，以满足双通道接收的要求，并尽可能提高接收机的性能和灵活性。

一种双通道接收机的设计双通道接收机是一种可以同时接收两个不同信号的接收设备。

它常用于无线通信系统中，可以实现双向通信信号的同时接收和处理。

下面将介绍一种双通道接收机的设计。

一、设计目标：设计一种双通道接收机，可以同时接收和处理两个不同频率的信号，并实现信号的解调和提取。

二、设计原理：1.双向接收：接收机需要同时接收和处理两个不同频率的信号，因此需要设计两个独立的接收通道，分别用于接收不同频率范围内的信号。

2.信号解调：接收到的信号一般是调制后的信号，需要进行解调才能提取出有用信息。

常用的解调方法有：频率解调、振幅解调和相位解调等。

3.提取信号：解调后的信号需要进一步处理，提取出有用信息。

例如，对于音频信号，可以通过滤波来去除噪声和杂频，然后放大为可听的音频信号。

4.前端选择：为了避免互相干扰，需要针对两个通道选择不同的前端电路，保证接收到的信号能够被准确地解调和提取。

三、整体设计方案：1.前端设计：a.频率范围选择：确定两个通道的频率范围，在设计中分配不同的频段，避免互相干扰。

b.抗干扰设计：为了提高抗干扰能力，可以采用卷积编码和相关性检测技术来抵抗多径效应和杂散信号。

c.前置放大器：根据前端信号强度调整前置放大器的增益，保证后续处理电路得到足够的信号幅度。

2.解调与提取：a.频率解调：根据接收到的信号频率分量，进行频率解调，提取出基带信号。

b.振幅解调：对解调后的基带信号进行振幅解调，得到原始信号波形。

c.相位解调：对于相位调制信号，需要通过相位解调提取出原始信号。

3.滤波与放大：a.滤波器设计：根据信号频段设计合适的滤波器，去除噪声和杂频。

b.放大器设计：对于音频信号，可以通过放大器将信号放大为可听的音频信号。

四、系统实现：整体上1.前端接收部分：包括射频前端、中频前端等，主要负责接收调制后的信号并进行放大和滤波。

2.解调和提取部分：对前端接收到的信号进行解调和提取，提取出原始信号。

3.信号处理部分：包括滤波和放大等，对解调后的信号进行进一步处理。

接收机系统设计接收机设计是一种综合性的挑战,首先要明确设计目的,即设计那一种接收机,不同种类接收机的设计方法是大不相同的.然后根据系统设计的指标要求进行全面分析,寻找出设计重点或难点,即是高灵敏度设计；或是高线性设计；或是大动态范围设计；还是宽频带设计.不同的设计重点有不同的实现方法,根据系统要求的性能指标,首先要确定：1.接收机的结构形式,设计系统实现的原理方框图.确定采样超外差式结构,零中频结构,还是数字IF结构；确定采样本振频率合成器的类型；确定是一次变频还是屡次变频结构,是否用高中频；确定信号的动态范围及接收机的线性度.2.接收机功能电路实现及系统线路组成,设计电路图.本章对一般接收机的设计方法不作详细的讨论,只重点讨论接收机设计中有关高线性度和大动态范围实现的具体方法,这也是本课题实现中的难点所在.§ 1.1动态范围接收机设计方法接收机动态范围DR ( Dynamic Range ),是指接收机能够接收检测到的信号功率从最小可检测信号MDS到接收机输入1-dB压缩点之间的功率变化范围,是接收机最重要的性能指标之一.第二章对动态范围已经作了详细的论述.通常,一般的接收机都具有60dB〜80dB的动态范围,现代接收机那么对动态范围指标提出相当苛刻的要求,往往超过100dB.如本工程动态范围指标要求做的大于120dB 0实现接收机动态范围的功能电路是接收机中的AGG自动增益限制电路. AGC是一个闭环负反应自动限制系统,是接收机最重要的功能电路之一.接收机的总增益通常分配在各级AGC 电路中,各级AGC电路级联构成总的增益. 在接收微弱信号时,接收机要具有高增益,将微弱信号放大到要求的电平, 在接收机靠近发射电台式时,AGC限制接收机的总增益,使接收机对大信号的增益很小,甚至衰减.接收机动态范围实现的示意图如下列图所示.道输出幅度检波后的直流值与参考电压之间的误差值,假设输 图1-2 接收机动态范围实现 入信号幅度变化,那么限制信号也随着变化,其作用是使误差减小到最小值.对AGC 环路的要求随输入信号的调制类型不同而不同.通常,AM 信号对AGC 的要求较FM 接收机或脉冲雷达接收机要严格的多.通常接收机第一级AGC 的输入级的信号动态范围最大,而且第一级AGC 一般要求要具有衰减作用以提升接收机接收大信号的水平.在AGC 电路中必 须保证信道放大器工作在线性区域,即小于器件的1-dB 压缩点,否那么就会 产生失真.§ 1.1.1自动增益 限制AGC 原理§ 1.1.1.1线性AGC 原理AGC 系统从根本上说是一个非线性系统.很难得到描述系统动态特性的非 线性动态方程80 100 120图1-1接收机动态范围实现AGC 的一般原理框图如下,是一个直流电压负反应系统,限制信号代表信0 20 40输入信号功率60 P ou输入动态范围的通解.但是,对于一些系统,可以求得系统的闭环解.对于 大多数系统可以根据系统的小信号模型导出近似解.图1-3 线性(以分贝为单位)AGC 系统上图是一个能用解析法求解的线性AGC 系统.在这个系统中,可变增益 放大器VGA 的增益为P,服从以下的限制律：P K 1e aV C(1-1)因此：V o ViEe'c(1-2)上式中V i 和V o 分别表示输入和输出信号的包络幅度.而对数放大器的增 益为：V 2 alnV 1(1-3)上式中K 2为包络检波器的增益.包络检波器的输出总式正的,因此,对 数放大器的输出为实数,即可正可负.于是限制电压为F(s)(V . ln K 2V 0)(1-3)上式中,F (s)为滤波器的传递函数. 由于可变增益放大器服从指数规律,有：lnV o aV c lnKM(1-4)输入信号限制电压为：aV c lnV o ln K1M (1-5)即：lnV o[1 aF (s)] lny aF (s)V r In K1 aF(s)ln K2(1-6)对输入信号的响应为：lnV o[1 aF(s)] lny aF(s)V r(1-7)由于由对数运算有下式关系：lnV o 2.3log1o V o (1-8)所以,可得到下式：23 lnV o—V o0.115V o(dB) (1-9)令e o和e i分别表示以分贝为单位的输出和输入,那么：e8.7aF(s)V re o (1-10)1 aF (s) 1 aF(s)因此,只要给出的输入量和输出量以分贝为单位表示,那么具体的AGC电路便可以用线性微分方程来描述.该AGC系统就可以用如下列图所示的线性负反应系统等效方框图来描述系统.图1-4 线性(以分贝为单位)AGC系统等效方框图e oe i1 aF(0)(1-10)上图中,环路的动态特性由滤波器的传递函数F (S)和可变增益放大器 的系数a 来描述.由于环路带宽必须受到限制,使它对存在于输入信号的任 何幅度调制不作出响应,所以F (S)必须使低通滤波器.环路的稳定性取决 于滤波器的阶数和环路增益.随着输入幅度的变化而产生的输出稳态增益为： 式中F(0)为滤波器的直流增益.应该使增量A eo 随输入幅度的变化尽可能 小.为到达这一目的,应使直流环路增益尽可能大.如果F(S)是一个一阶滤波器,且：式中,K 是滤波器的直流增益,B 是滤波器的带宽,那么直流特性为:e i1 aK那么图3-4所示的线性AGC 系统的总直流输出为：e i8.655V r aKe o 1 aK 1 aK通常,环路传输aK 远大于1,所以输出e .等于8.655V …假设以分贝为单位, 那么输出幅度与参考电压V r 成正比.含有参考电压的AGC 环路,称为延迟AGG 延迟AGC 并不是指带宽的限制 而延迟了增益限制,主要是指AGC 环路包含有参考信号.简单的AGC 环路里 不含有参考电压,这在一般低要求的接收机中是常见的,比方普通的收音机.具有一阶低通滤波器环路的AGC 闭环传递函数为：-e i e o1 aKB(1 aK)对于所有的aK>0的闭环极点总在左半平面,所以这个系统根本是稳定的.闭 环系统频率响应的幅频响应图如下列图1—5所示为了对输入信号幅度变化作出响应,AGC 环路应具有高通滤波器特性,即 在高频时,AGC 的作用很小.对于幅度调制信号,角频率3 L 应低于最低调制 频率3 M ：L B(1 aK) M(1-15) 这意F(s)K s/B 1(1-11)(1-12)(1-13)(1-14)味着滤波器带宽要比最低调制频率小得多,其原因是负反应增大了闭环带宽.如上所述,为了保持输出电平地恒定,应该保持尽可能大的直流环路增 益.一种方法是采用积分器作为滤波器,即F (S) =C/S .理想的积分器对直 流的增益为无穷大,因此稳态输出幅度不会随着输入幅度的慢变化而变化. 这种滤波器的输出为：,、e (s)s 8.6V r a e 0(s) -s aC s aC在输入恒定时,稳态输出仍与参考电压成正比,8.6V r lim e °(t) tC§ 1.1.1.2 另一种AGC 模型分析许AGC 环路不含有对数放大器,由于对数放大器要和指数型可变增益放 大器一起应用时才能构成线性AGC 模型.但是对于不含对数放大器的AGC 系 统,仍然可以导出其小信号模型.小信号的限制时指：分析系统只对某一特 定的工作点附近的微小变化量时正确的.下列图3— 6是一个AGC 系统的原理方 框图模型.在该AGC 系统中,可变增益放大器和检测器是环路中仅有的非线 性部件.为了简化分析,而又不失一般性,假定检测器、差动放大器以及在 可变增益放大器之后的放大器的增益都为1.(1-16)(1-17)图1-5 线性AGC 系统的频率响应图3-6 具有两个非线性部件的AGC 系统图1-7 图3—6所示AGC 系统的简化模型上图中,V o 和V i 现在指的是包络值,F 为低通滤波器和放大器组合的与 频率有关的传递函数.输出电压V o=PV o,可变增益放大器的增益P 是V c 的函数.限制电压为:输出电压对输入电压的导数为:将式〔3—20〕代入到式〔3—19〕,可得至U ：V c (V r V o )F(1-18)dV o dV id(PV i ) P dV i dPV id V i(1-19)dP dP dV c dV i dV c dV idP dV c dV o dV c dV o dV idV o dV i(1-20)基于以上的假设,上图所示的系统可用下列图3—7所示的简化模型表示.式(1—21)和(1 — 22)是图1 — 7所示AGC 环路的小信号微分方程.对 于在某一特定限制电压的增量变化,上式是正确的.环路的传输函数为：是输入信号的函数,因此系统一般是非线性的.由于系统的非线性特性,随 着输入幅度变化而产生的如图1 — 5所示的系统暂态性能一般是难以得到的. 由于环路传输取决于输入幅度,故而闭环系统的极点也取决于输入幅度,暂 态响应的速率也是如此.如果图1 — 7所示系统中,AGC 环路含有一个具有线性特性的P (M) =Vc 可变增益放大器和一个作为低通滤波器F(s)的积分器,且F(s) =K/s , 从式(3—23)可得：可以看出环路动态特性时任何取决于输入信号的幅度的.在AGC 系统中,关 键时对暂态响应的限制,一般需要更复杂的环路.如果可变增益特性P (Vc) ,就可以通过选择一个限制电压值作为起始点,来进行环路直流特性的 数值计算.以上讨论的AGC 系统都能提供对输出振幅的连续监测和对可变增益放大 器的连续调整.还有许多系统是间歇地监测输出负载的,并在间歇期间调节 增益.在其余时间,环路限制是开路的,并且在开路期间增益保持恒定.例 如,电视接收机就是一个用选通门限制的AGC 系统.如果用作AGC 的选通门信 号不包含任何调制〔例如TV 同步脉冲〕,那么AGC 系统带宽可以做得很宽以提 供快速响应,而且不会抑制脉冲之间的调制.现在已经用数据采样技术来分 析脉冲型AGC 系统.当AGC 系统有线性模型可以适用时,这种方法具有实用 意义.dV o dV i(1 FV idP dV cc(1-21)dV o V odV i V idP i(1 FV i ) dV c(1-22)F(s)V idP dV c(1-23)L-V i s而输入信号的微小阶跃变化为:V i〞s) V输出电压的归一化变化量为:V o (、(s) V os KV i反变换到时域:KV i ti e (1-24)(1-25)(1-26)(1-因止匕,§ 1.1.1.3AGC 系统部件AGC系统的设计者应该了解几种可变增益放大器〔VGA»的限制律,以便从中选择.选择的标准包括：频率响应、限制电压的有效范围、以及所需可变增益放大器的工作范围等.增益为限制电压的指数函数的VGA比线性限制函数的VGA有较宽的增益变化范围.模拟乘法器按定义有线性限制律,双栅MOSFEB曾益限制器和PIN二极管衰减器是呈现指数限制律的许多电路中的常用的两种电路.图1-8 AGC系统常用得指数放大器图和环路中常用得对数放大器双极差动放大器一般用于集成电路中,它的电压增益与集电极偏置电流成正比,因而可以通过调节集电极直流电流来改变增益.上图1—8中左所示得是简化的差动放大器电路,其中晶体管Q为一恒流源,Q的集电极电流为：I c I s e V R/V T〔1-28〕因此指数放大器的增益〔与I c成正比〕是限制电压V R的指数函数.上图3- 7中右所示的电路可供采样对数放大器的AGC环路作为对数放大器使用由于运算放大器的同相端接地,因止匕:输出电压为：是输入电压的对数函数.§ 1.1.2 PIN 二极管电调衰减器AGC 设计用PIN 二极管构成的电调衰减器在通用宽带接收机中经常使用,限制线 性度好,适用频段宽,插损小,体积小,本钱低,而且是完全阻性线性衰减, 与VGA 相比,不受P — 1dB 点的制约,因此可以用在接收机RF 前端,提升接 收机的抗堵塞水平和大信号接收水平.|因此大多数限制电路都采样PIN 管.§ 1.1.2.1 PIN 二极管原理极其特性在两个高参杂的P +和M 半导体之间夹入一个未参杂的本征层即I 层,就 可以构成PIN 二极管,结构和符号如下列图1 — 9所示.PIN 管与一般的PN 结二管相似,具有整流特性,但是它的结电容要 一些.由于耗尽层的宽度与P 层或N 层的电 率〔或者参杂浓度〕成反比,且PIN 管的参 浓度较低,所以PIN 管的耗尽层比PN 结二极 宽,因此结电容也就较小.由于PIN 管在方 偏置时 具有低电容,高阻抗特性,可以等 图1-9 PIN 二极管的结构与符号 未开 路,所以在作为限制电路时效果 很好.如开关、阻性衰减器、限幅器、数字移相器及数字调制器等PIN 二极管的等效电路如下列图1—10所示：I i V i R s I c I s e V o /V T (1-29)V oV T In V i R s I s (1-30)极小阻杂管 向 效 I PIN 管结构 P + N + PIN 管符合图1-10 PIN 二极管的等效电路与I — V特性曲线左图中,正向偏置时,开关指向R j,反向偏置时,开关指向G,如下两种情况：1 . 正向偏置时：上图右中A点,忽略封装效应L s和C p,那么可以等效为:Z f R f R s R j 0 (1-31) 即PIN管正向偏置时与PN结二极管相似,只有极小的结电阻,等效为断路.见左图所示.图1-11 PIN 管正向等效电路反向偏置时：上图1 — 10中B点,忽略封装效应等效为：R (1-32) ,即反向偏置时等效G正向与反向偏置时乙R s J - C j未开路.等效电路如左图所示. 的典型参数值变化规律如下表所示：图1-12 PIN 管反向等效电路表1-1 PIN 管正向偏置时R f随I o的变化规律I o (正偏电流) 51020254050100R =R s+R j2. L s和C p,那么可以表1-2 PIN 管反向偏置时电容G随偏压的变化规律S Design Explorer-[E:\thesis\protel\dissertation. ddb]售1 Eile文件呼赠g偏的叩PINE臀琬蹲:白时吟变性啸界的喇I唆整阻,神结七坪彳艮耶口獐口Help帮助dissert哪喊翠岬理的啜扁艮I删.晚由唾野州千兆频段上都适用,因此广泛用于大动态范围宽带接收机中§ 3.1.2.2 PIN 二极管电调衰减器C--4V)图1-13 PIN 管电调衰减器的几种电路结构上图1— 13中所示为PIN电调衰减器的几种电路结构,当小信号时,不希望有衰减,那么PIN应该处于完全导通状态,这时候对信号的衰减是电调衰减器的最小衰减量,即电路的插损.一般PIN管电调衰减器的插损可以做的小于2dB0当信号增大,在需要进行衰减的信号电平输入时,将AGC输入设置为临界值,即此时AGC输入电压与PIN管的正极电压差为PIN管的正向导通电压,通常为0.7V左右,随着信号的增大,同时增大AGC输入端的电压,使PIN管的导通程度I X：1O36 Y：752线性降低,即PIN管的正向电流线性减少,对信号的衰减器逐渐增加,输出信号的电平因此根本保持恒定.需要说明的是,AGC输入的限制电压一般是AGC反应系统自动提供的,AGC 电压随着输入信号电平的增大而线性增大,当AGC输入电压是人为的限制电压时,那么称为MGC人工增益限制.一般用作AGC系统中电调衰减器的PIN管多数是成对的使用,用多个PIN 管来提升最大衰减量,改善限制线性度.PIN管可以串联,也可以并联.通常PIN管电调衰减器最大衰减量为20〜40dB,取决于PIN管的数目及构成方式.下列图1—14所示的冗型结构PIN管电调衰减器是HP公司最早提出,且结构多年改良的结构,具有优异的衰减线性度、校大的动态范围和较低的插损.图1-14宽频带4—PIN管冗型电调衰减器结构上图1— 14所示的宽带4— PIN管冗型结构电调衰减器有许多优点如下：1、双管串联结构大大提升了衰减器的最大衰减量,和上限频率限制.使衰减器的适应度更高.最大衰减量可以到60dB以上,且可以工作在100KHz 〜3000MHz 频段上.2、由于两个PIN管串联取代了九型结构衰减器中的串联电阻,PIN管的相位特性消除了通过电调衰减器的信号中的偶次失真分量,且理论上抵消了一半的噪声,这种结构大大减小了失真量和噪声量,具有较高的线性度.3、这种结构的衰减器在电路结构上使对称的,因此简化了电路的直流馈电,直流馈电是电调衰减器的难点之一.下列图是这种冗型结构衰减器的主要性能曲线.图1 — 15衰减量频率响应图1 — 16回退损耗频率响应图1 — 17电压限制衰减特性通过屡次实验和电路上的改良,应用在本工程实现中的这种4—PIN管冗型结构衰减器具有相当优异的性能：1. . 插损在工作频段中优于3dB 02.最大衰减量为45dB .即动态范围为—3dB 〜—45dB,大于40dB . 3. 限制线性度好,通过调整电路参数,限制灵敏度可以做到0.1〜0.3V/dB§ 1.1.2.3 PIN 二极管电调衰减器AGC 实现放大器RF 输入信号功率可以高达+ 20dBm 输？DC 放大器1.1.3 VGA 可弱 增方 1 RCW 5器.AGCOhVGA 可变增益放大器勾!而小嬴工><4集成度高,限制线性度好,动态范围大等许多优点,非常适合用在接收机中 频AGC 电路中,一级通常就可以获得30dB 〜50dB 的动态范围§ 1.1.3.1 VGA 可变增益放大器过去通常用限制晶体管集电极电流来限制正向传输导纳,因而限制晶体 管的增益,来实现放大器的增益可变.但是这种可变增益的晶体管放大器用 在AGC 中,其谐振特性往往发生很大的变化,频率特性不理想.随着半导体 器件的开展,出现了双栅MOSFET 它相当于把两个场效应管结合在一起,这 种器件特别适合用作AGC 系统中的可变增益放大器或混频器.双栅MOSFETB 一个栅极用作RF 信号输入端,另一个栅极作为AGC 限制电压的输入端.由于 双栅分别连接,当AGC 电压限制放大器增益时,MOSFETK 大器的输入—输出 阻抗根本不变.目前在VGA 芯片领域,几乎较为着名的公司都在开发VGA 芯片,性能结 构开展非常迅速.比拟具有代表性的VGA 结构原理框图如下列图3-19所示：图1-19 可变电阻衰减网络+高增益放大器实现VGA 原理框图这种结构由一个可变阻性衰减网络和一个固定增益的放大器相结合,用限制阻性衰减网络的衰减量来实现整体的增益可变.由于阻性衰减时最理 想的衰减方式,根本上不受频率的影响,且时线性衰减,输入输出匹配不受 影响.用在中频AGC 中非常理想.如美国着名的IC 芯片制造商AD 公司的VGA 芯片AD603,上图就是其结 构原理框图,具有非常优异的性能：1. . 42dB 的大动态范围,且通过改变输出与电阻衰减网络之间的反应方式, 可以增益方式,增益可为：—11dB 〜+ 31dB 〔 90MHz 带宽〕或一1dB 〜 + 41dB 〔30MHz 带宽〕或+9dB 〜+ 51dB 〔9MHz 宽带〕.2. 完全线性限制,限制灵敏度为25mV/dB .考增益限制运算放大器的同相RF 输 管G 九23型电调衰RF 器输GC 实现PI N"?调靠咸曝带4 一 上图明年的为由工4OdB PIN 丁T 型结 调衰减器|衰减器构我的AGC 系统 该结构电路可 AGC 电压 围,假设接收机3V 遍找 0.2V/dB以工作0.1MHz 〜3000MHz 频段上.可联得।优于35dB 的动态范 AGC 路用这种AGC 电路,最小插损拗滤3dB .假设许多中RF 放 大器的P — 1dB 输出 压缩点为+13dBm,那么在回退10d ・ 3保证线性度的情况下, 吉利机I 节电做用方便,本钱低,端和反向端之间的电压差来限制阻性衰减网络的衰减量,限制电压差为0.5V ,共1V以获得42dB的动态范围.3.限制精度高,典型限制精度为误差0.5dB.4.低噪声设计,噪声谱密度为1.3nV/、住.§ 4.1.2.3VGA 可变增益放大器AGC实现用VGA AGC检波器,直流运放和RC低通滤波器就可以构成AGC系统. AGC检波器对VGA 的输出进行包络检波,输出的电压与VGA输出信号的包络即调制成正比,经过直流运放放大后,低通滤波器对其滤波,消除交流杂散, 而后限制VGA的增益,实现自动增益限制.用VGA构成的AGC系统的性能主要取决于VGA的性能,通常VGA的工作频段不高,一般在几十兆赫兹,这是限制VGA应用的主要因素,现在各大公司都在向射频VGA挑战,但是上百兆的VGA芯片价格非常昂贵.VGA构成的AGC系统还有一个重大的缺陷,就是VGA芯片本身的P— 1dB 压缩点问题,对大信号的处理水平差.一般的VGA芯片为CMO册,其输入功率通常较小,输入P— 1dB压缩点一般为—30dBm〜—30dBm之间,因此,既使VGA可以工作在接收机工作频段中,VGWAGC也不能用在RF前端.但是用在中频AGC中是非常适合的,一级就可以获得大于40dB的动态范围,而且限制线性度好,性价比高.§ 1.1.3级联AGC实现接收机大动态范围将多级AGC级联起来就可以展宽接收机得动态范围,但AGC级联得方式是多种多样得,并且根据不同得接收机类型有不同得考虑.在整体AGC实现时需要主要考虑：1.AGC限制电压是直流电压,RC低通滤波器的时间常数应该根据信号的形式来选择.RC时间常数太大,AGC限制电压跟不上信号的变化,AGC就不起作用；RC时间常数太小,那么AGC限制不太灵敏,会产生反调制,抵消调幅波中的的幅度变化.2.增益限制的级数以及在接收机电路中所处的位置,这要根据设计的要求的不同而重点考虑之处,特别要预防信道中出现饱和.但是第一级高放不宜受控,由于要保证接收机的灵敏度,整机的噪声系数必须限制在一定的范围内,而第一级高放对整机的噪声系数起决定性的作用.选择受控级位置的一般原那么是：在不影响最大信噪比,保证接收机灵敏度的前提下受控级应尽量靠前.3.设计AGC环路的增益,保证环路的稳定性.一般来说,第一级AGC用该用处理大信号水平强,工作频段高的AGC PIN 管结构的AGC较为适宜,来获取大于30dB的动态范围,第二级可以用VGA构成的AGC也可以用分量器件的AGC主要是看输入信号的最大电平是否适合. 第三级AGC一般在IF级,由于频段较低,可以用VGA- AGG通常,三级AGC 级联可以获得大于80dB,的动态范围,为了保证许多的稳定性,AGC级联之间一般要加一定的衰减保证在小信号时不自激.如果接收机所接收的RF信号频段不高,VGA可以在接收机的RF段上工作,那么可以在变频前就将信号电平拉平,完成动态范围要求,这样可以保证信号变频前功率处于同一量级, 时IF电路能较好的工作,减少IF级以及后级电路调试难度,减少问题.但是多级AGC电路在同一频率上之间级联,会带来一些问题,增加AGC电路的调试难度.必须保证以下几点要求,这是在本工程经过三次改版,屡次反复调试AGC 电路后的一点体会,如下：1..第一级AGC在小信号时的插损必须很小,由于如果在这级AGC之前没有第一级高放的情况下,这一级AGC的插损就之间加到整机的噪声系数上,带来的后果时很严重的.因此插损一般必须小于2〜4dB.在设计苛刻的灵敏度的接收机时,这种方案时不可行的,信号是不能直接进入AGC的.2.仔细考虑起控点.一般第一级AGC要在输出信号电平满足下一级要求的情况下,完全实现动态范围,这一级对小信号的作用是最关键的.后级AGC的起控点必须仔细考虑,越后级的AGC的限制灵敏度应设置的越高. 比方信号输入为—110dBm〜0dBm,要满足110dB的动态范围,第一级PIN— AGC的动态范围为30dB, — 10〜+ 20dB ;第二、三级为VGA— AGC 动态范围分别为40dB,.第二级为—10〜+ 30dB,第三级为0〜40dB, 每级输入不能超过—15dBm,每两级之间加5dB的衰减量.信号经过第一级AGC后为：—90〜—10dBm；衰减5dB : — 95〜—15dBm；经过第二级AGC后为：—65 〜—25dBm；衰减5dB: — 70 〜—30dBm；最后一级AGC 后：0dBm 2dBm.这样根本上实现了110dB 的动态范围.AGC级与级之间加衰减是为了预防小信号时信道自激,由于小信号输入时AGC对信号没有衰减,每级AGC中的放大器直接级联经常会自激.以上讨论时基于理论上的,在实际调试中,级联AGC的调试难度是非常大的,会出现许多意想不到的问题,需要反复调试.如上所述的110dB的动态范围实现用三级AGC 一般是不够的,实际中,并不是每级的动态范围加起来就能满足总的动态范围,后级AGC的限制灵敏度一般很难做到所要求的,而且在小信号时,接收机噪声及杂散的影响很大,级联AGC对小信号的放大量并不是每级AGC中放大器的增益只和.3.慎重考虑信道中每一点处的最大功率值,尤其时在放大器前,要满足有源器件的P—1dB压缩点要求,预防信号压缩.因此第一级AGC中的放大器选择要选压缩点高,线性度好的管子,接收机接收的最大信号到第一级AGC电路,经过AGC的最大衰减后的功率必须小于放大器的1dB压缩点.一般为了保证信道的不失真,要在P- 1dB压缩点处回退6〜。

课程设计---调频接收机的设计
调频接收机的设计
调频接收机（FMR）是一种用于接收调频（FM）信号的电路。

它的基本原理是通过一
个或多个检波器（AM）滤波器来提取调频信号，它们可以将非调频信号（如噪声）滤除掉，使只有调频信号能够经过接收机的接收集线器。

调频接收机的结构很简单，主要由振荡器、滤波器和放大器以及相关电路组成。

振荡
器有多种实现，一般采用电子频率锁定振荡器（PLL）来把调频信号转换为相位码；滤波
器用于把非调频信号滤除掉；而放大器则把调频信号放大使之能够经过接收机的接收集线器。

为了设计一种高效的调频接收机，第一步首先要确定信号源，以确定接收机的利用范围，比如调频广播的范围，以及信号的频率范围等。

然后，要设计振荡器，以精确收发指
定频段的调频信号；第三，要设计滤波器，以确保只有调频信号经过接收机；最后，设计
放大器将信号放大至足够能够经过接收机的接收集线器，使用户能够清晰的接收到信号。

由于调频接收机的功能关键，因此在设计之初，要慎重考虑要求并仔细检查每一项功
能及技术性能；有一点要特别注意，那就是尽可能地缩小振荡器整形带宽，这样可有效降
低接收机的泄漏和引入新噪声；同时，还要做好环境抗干扰，保障接收机能够正常地接收
信号。

总之，调频接收机的设计过程非常复杂，需要充分考虑多种参数，以确保它能够正常
接收到调频信号，提高用户的体验。

高频电子线路课程设计简易调频接收机的设计专业：电子信息工程班级：07级2班姓名：学号：指导老师：时间：2010.06目录摘要 (3)一、选题意义 (3)二、总体方案 (4)2.1．设计目的 (4)2.2.设计思路 (4)三、调频接收机的基本工作原理 (5)四、调频接收机的主要技术指标 (6)4.1．工作频率范围 (6)4.2．灵敏度 (6)4.3．选择性 (6)4.4．频率特性 (6)4.5．输出功率 (7)五、各部分性能分析 (7)5.1、高频放大电路 (7)5.2、混频电路 (8)5.3、本振电路 (8)5.4 、混频器 (10)5.5、中频放大电路 (12)5.6 确定电路参数 (13)5.7、鉴频电路 (14)5.8、低频放大电路 (15)5.9 电路参数： (16)六、心得体会 (17)七、参考文献 (18)简易调频接收机的设计摘要本次课程设计，其目的是得到一个超外差式的调频接收机。

所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。

这个固定的频率，是由差频的作用产生的。

在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为选频网络、高频放大、变频、中频放大、解调、低放和低频功放七个部分。

但是在设计时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。

超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。

超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：①容易得到足够大而且比较稳定的放大量。

②具有较高的选择性和较好的频率特性。

③容易调整。

缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。

随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。

关键词：超外差，调频，本振，混频一、选题意义社会发展到今天，现代化的工具显得越来越重要。

通信电子中的接收机与发射机设计作为现代通信电子领域中最关键的组件之一，接收机和发射机的设计和制造技术一直是业界和科研机构关注的热点问题。

接收机和发射机负责接收和发送信息信号，对通信系统的性能和可靠性至关重要。

一、接收机设计接收机是将前端的电信号转换成具有相同信息的处理程序信号的设备，它的任务是接收信号并提取出原始数据信号。

接收机的设计需要考虑到许多因素，包括信号的频率、信号强度、噪声和干扰等。

接收机的功能可以分为信号转换和信号处理两部分。

前者包括信号放大、选择、混频和解调等；后者包括数字信号处理、误码率检测和信道跟踪等。

在接收机设计中，研究人员需要考虑以下因素：1. 输入信号的频率范围和带宽：接收机必须能够接受到特定范围的频率，通常包括光谱分析和电磁波（如RF或微波）。

2. 信号强度：通常情况下，接收器需要能够处理来自不同发射机的低至微弱信号。

3. 感受性：对于现代高速通信而言，接收机要能够快速捕捉信号，并准确地识别信息信号。

4. 抗干扰能力：频繁出现的信号干扰要被最小化，确保接收器不受到环境和其他无关信号的影响。

5. 能耗：由于无线通信设备不断增加，可靠、低能耗的接收器正成为一个热门话题。

二、发射机设计发射机是将信息转换成电磁波（或其他信号）的设备，用于与远距离通讯。

在设计发射机时，需要考虑信号的频率、调制和功率等因素。

发射机可以分为两类：线性发射机和非线性发射机。

线性发射机的输出信号与输入信号成比例；而非线性发射机则会产生非线性失真，会进一步干扰其它在同一频谱内使用的通信系统。

在发射机设计中，研究人员需要考虑以下因素：1. 输出功率：要求输出信号具有充分的强度和功率，以确保信号能够到达接收端。

2. 信号质量：信号必须要清晰、稳定并准确地传输信息。

3. 频率稳定性：发射机必须能够保证输出信号频率的稳定性，尤其是在超高速通信中。

4. 抗干扰能力：发射机必须有充分的抗干扰能力，以在复杂的电磁环境（如高浓度的自然电磁场、雷电等）下正常运行。

基于Multisim的无线调频接收机设计1. 引言1.1 背景介绍引言传统的基于模拟电路的调频接收机设计存在着诸多缺点，如频率稳定性差、抗干扰能力低、成本较高等问题。

为了克服这些问题，并提高无线通信系统的性能，人们不断探索新的无线调频接收机设计方法。

本文旨在探讨基于Multisim的无线调频接收机设计方法，通过系统设计、调频接收机设计、信号处理、性能测试以及仿真与实验结果的分析，总结这一设计方法的特点和优势，为无线通信技术的发展提供参考和借鉴。

1.2 研究意义无限的电磁波资源，使得无线通信技术得到了迅速发展。

调频接收机作为无线通信系统的核心部件之一，在无线通信领域具有重要的研究意义和实际应用价值。

调频接收机设计是无线通信系统中的关键环节，直接影响着通信质量和系统性能。

通过深入研究和改进调频接收机的设计，可以提高无线通信系统的灵敏度、抗干扰能力和接收距离，从而提升通信质量和用户体验。

随着物联网、5G等新兴技术的快速发展，对调频接收机的性能要求也在不断提高。

深入研究和优化调频接收机的设计可以为新兴技术的落地应用提供有力的支撑，推动无线通信技术的进步和发展。

调频接收机设计还涉及到信号处理、模拟电路设计等多个领域的知识和技术，对研究人员和工程师的综合素质和技能水平提出了更高的要求。

研究调频接收机设计具有促进学术交流、培养人才和推动科研成果转化的重要意义。

对基于Multisim的无线调频接收机设计进行研究具有重要的意义和价值，对提高无线通信技术的水平和推动相关领域的发展具有积极作用。

2. 正文2.1 系统设计系统设计是无线调频接收机设计中最关键的一步。

在设计过程中，我们需要考虑到整个系统的功能和性能需求，包括频率范围、带宽、灵敏度以及抗干扰能力等方面。

我们需要确定接收机的频率范围。

根据应用场景的需求，我们可以选择不同的频率范围，比如FM广播、无线电通信等。

接着，我们需要确定接收机的带宽，带宽的选择会影响接收机的灵敏度和动态范围。

无线电接收机的设计与优化随着无线通信的发展，无线电接收机也逐渐成为了人们生活中不可或缺的一部分。

无线电接收机的设计与优化对于无线通信系统的可靠性和性能有着至关重要的作用。

在本文中，我们将深入探讨无线电接收机的设计和优化方法。

1. 传统无线电接收机的设计传统的无线电接收机主要由天线、调谐器、中频放大器、检波器和音频放大器等组成。

其中，天线将无线电信号转换成电信号，经过调谐器调整信号频率后，经过中频放大器进行放大，之后通过检波器光电转换，最后通过音频放大器输出最终信号。

传统无线电接收机的设计简单，但存在着许多问题，例如灵敏度不高、中频选择性差、信号抑制不够等。

因此，需要对传统无线电接收机进行优化。

2. 无线电接收机的优化方法（1）提高灵敏度在无线电接收机的设计中，提高灵敏度是一个重要的目标。

灵敏度主要与天线、前端电路和放大器有关。

优化设计可以采用以下措施：- 采用灵敏度高的天线；- 优化前端电路的抗干扰能力；- 通过控制放大器增益和噪声系数的平衡，提高灵敏度。

（2）提高中频选择性中频选择性是指接收机对不同频率信号的区分能力。

中频选择性强的接收机可以有效抑制干扰信号，提高抗干扰能力。

优化设计可以采用以下措施：- 选择中频较高的局部振荡器；- 优化中频放大器的宽带特性(控制通带宽度、有效阻带范围)。

（3）提高信号抑制能力信号抑制能力是指接收机对强干扰信号的抑制能力。

在无线电通信中，存在着许多广播电台和干扰源，它们会对接收机的正常工作产生影响。

优化设计可以采用以下措施：- 采用高品质抑制器；- 优化前端电路的抗干扰能力；- 采用高速AGC(自动增益控制)电路，以保证整个接收机的动态范围。

3. 现代无线电接收机的设计随着科技的不断进步，现代无线电接收机的设计逐渐向着集成化、数字化和智能化的方向发展。

现代无线电接收机主要由以下模块组成：射频模块、中频模块、模数转换器和数字信号处理单元等。

各个模块之间通过高速AD和DA转换器连接，实现数字信号的处理。

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。

通信系统中的接收机设计与实现在现代社会中，通信系统扮演着连接世界的桥梁角色。

无论是手机通话、互联网数据传输还是广播电视的播出，都离不开通信系统的支撑。

而作为通信系统的核心组成部分之一，接收机的设计与实现则显得尤为重要。

一、接收机的基本原理接收机是指将传输过来的信号转换成可供人们理解的信息的设备。

其基本原理包括信号接收与解调两个过程。

首先，在信号接收方面，接收机会通过天线接收到传输过来的信号，并放大信号的弱小电流强度，从而增强信号的可靠性；其次，在信号解调方面，接收机会对接收到的信号进行解调，即将传输过来的模拟信号或数字信号解调成原始信号。

二、接收机设计的关键要素在通信系统中，接收机设计的关键要素包括动态范围、选择性和灵敏度。

动态范围是指接收机能够处理的最大和最小信号强度之间的差值。

选择性是指接收机在接收到多个信号时，能够选择性地接收特定信号的能力。

而灵敏度则是指接收机能够接收到弱小信号的能力。

此外，接收机还需要考虑功耗、带宽、功率和频率等参数的优化设计。

三、接收机设计的常见实现方式根据不同的通信需求，接收机的设计实现可以采用多种方式。

以下是其中几种常见实现方式：1. 超外差接收机超外差接收机是一种广泛应用于调频广播、调幅广播和电视接收的模拟接收机。

该接收机采用局部振荡器和混频器的组合，将输入信号转化为中频信号，然后通过放大器、滤波器和解调器等模块进行处理。

其主要特点是结构简单、成本较低，但抗干扰性较差。

2. 直接转换接收机直接转换接收机又称为直接数字频率合成接收机。

该接收机利用信号混叠和数字处理技术，将传统的超外差接收机中的中频环节替换为数字信号处理器。

该方式的优点是抗干扰能力强、灵活性高，适用于频谱扫描和软件定义无线电等应用。

3. 超外差接收机与直接转换接收机的结合超外差接收机和直接转换接收机各自具有一定的优势，因此在某些特定应用场景下，也可以将两者结合起来进行接收机设计。

这样可以兼顾接收机的抗干扰能力和灵活性，提高整体的性能。