接收机基础 JYHS

主要模块 处理器, 接口
功能: 通常内置控制器 控制所有的数据和处理。另外有额外的
处理器或微控制器和内存支持显示、接口等子功能。 重要的因素: 标准的操作系统 实时能力 标准化的接口
接收机参数
最重要的 (首要的) 接收机参数
接收机参数 最重要的—首要的因素
频率范围 噪声 – 噪声因子 – 噪声系数 – NF 灵敏度 二阶截断点 - ICP2 - IP2 – SOI 三阶截断点 - ICP3 - IP3 – TOI 振荡器再辐射 中频抑制 镜频抑制 选择性 – 形状因子
T = 测试评估
(U - D)* (U - D) (U - D) (O - T)
接收机参数 频率范围
有如下不同的概念: 多重调谐器的概念
为不同的频带配置对应的调谐器 Pros: 低的中频使得第一中频的滤波器变窄成为可能 (对噪声系数、截断点、阻塞来说是理想的,)
低的本振频率 = 低的相位噪声 Cons: 为不同的频带配置对应的调谐器占用了大量的空间和模 块，换句话说：增加了成本。
主要模块 预选器
预选器需要被用来减少天线输入端信号负载 (信号总负载)
它改善了如下参数:
本振再辐射 二阶截断点 - IP2 镜频抑制 中频抑制 噪声系数 - NF
主要模块 前端 (信号部分)
功能:
在前端，输入的频率被转变为不同的中频（第一中频、 第二中频、第三中频），在每个变频器中间，得到的 中频 被放大和滤波。
例如: ESMC
接收机参数 频率范围
单调谐器的概念
Pros: 整个频带仅有一个调谐器，只需较小的空间，价 格低。
Cons: 高中频 = 宽的中频滤波器带宽 限制了带内的截断点 高频削弱了噪声 相位噪声和线性度 只能用于一个有限的范围 如： HF + VHF/UHF
例如: EB200, ESMB (VHF/UHF)
(对于调幅信号) 为
主要模块 中频部分
模拟或数字中频部分? 模拟解决方案通常用于消费产品（能力较低）和专业的宽 带领域(8 MHz to 10 MHz)
数字解决方案有如下决定性的优点: 较多的带宽选择, 容易调整 可实现针对不同的波形选用不同的滤波器 不用调整 – 高精确性 温度稳定性好 多种解调器 适应性好、容易控制 数字输出 (中频、音频)
频谱仪的特性
一般的指标: 音频处理 解调 (通常没有单边带) 实时能力 重量-尺寸-便携性 功耗 改善的温度范围
因为许多监测功能不必要的，所以它们在这里或者很弱 或者干脆没有。如： FSCAN、MSCAN 、全景、静噪、驻 留时间等。
控制的问题(AGC)
频谱仪的典型应用
显示以频率为横轴的频谱 主要针对“已知”信号 电平和频率的测量 调制参数测量 双端口网络线性度测量 噪声和相位噪声测量 可集成到一个自动测试系统中去 是实验室开发必不可少的工具 是生产过程中必不可少的工具
总结
我们了解对于不同类型接收机的要求不同，所以在器 件选择上就有所不同。
以下部分将集中讨论传统的监测接收机或无线电搜索 接收机。 尽管如此，我们仍将对三种接收机类型进行对比，帮 助大家了解相应的问题。
接收机设计
方框图 (EB200)
ANT
Preselection Overvoltage
Protection
D A
NF Interface Board
IFWB
Interface
DC AC
Remote
Power PC
Memory Processor
Serial
Display
Front Panel
Interface Board
Dig I/Q
Interface
A D
DDC
DSP
PLL IF Panorama
AC
频谱仪：
接收机：
本振的工作特性 扫频
点频
射频前端
无预选器 （仅有简单低通）
若干预选器 （固定和跟踪滤波器）
测量精度
普通
高精度
中频带宽 检波方式
3 dB（分辨滤波器） 6 dB（中频滤波器） 依据EMC标准,无论是民用还是军用标准,带宽均应为6dB.
无准峰值检波
多种检波方式
EMC标准中限值通常包括准峰值限值
测量- 分析 – 探测
总结:
“接收机是基于不同的理念，针对不同的任务来设计的， 它们在功能上各有特点。”
原因是什么? 在下一章内将会介绍。
监测接收机的特性
集成了预选器 优化了时间常量的AGC 半导体开关切换 - 没有继电器 针对监测任务优化操作 实时处理理念 特殊的功能如： 静噪, COR 有如下功能： FSCAN, MSCAN 和全景显示(RF, IF) 内部受控序列 (扫描), 音频处理是核心 现代化的接口 (LAN) 交流电或电池供电
频谱仪的典型应用
我们可以看到 :
“在开发、生产、干扰测量、质量保证和认证，特别是 在特殊的分析领域中，频谱仪也是一个典型的测试工具。 ”
相应地，它的大多数功能是为了优化这些应用而设计 的。
监测接收机的典型应用
快速探测“未知”信号 在频域内搜索活动信号 通信信号的解调 触发更多的功能 集成到民用和军用的特殊系统中去 频带的监测 单频点的监测 监测某一个频率表 传送解调信号便于进一步处理 存储某一活动信号
10.7 MHz, 21.4 MHz, 40 MHz, 70 MHz, 160 MHz
许多选件都调谐到此频率。
(通常与测量接收机和频谱仪中频不同)。
主要模块 中频部分
功能: 对从前端输入的信号进行预选和滤波。 转换到基带 (视频输出)。 通过带有不同加权过程的对数放大器获得输入信号的
电平信息。 调整中频部分产生的信号电平进入固定倍数放大器。
监测接收机的特性
高可靠性, MTBF 使用复杂的自检理念达到短的 MTTR（平均修正时间） 易于集成到系统中 为可选设备提供通用接口 低功耗 改善的的温度范围 满足移动要求的高机械强度 满足严格的电磁兼容要求
不太重要的因素: 电平精度, 脉冲负载能力, 限制线, 特殊的 滤波器
接收机与频谱仪的区别
测量接收机的典型应用
测量常见的“已知”信号 高精度测量 一致性（预）测量 参数测量（调制分析） 集成到一个自动测试系统中去 电磁兼容测量 符合国际规则的测量 符合国际标准的校准 覆盖测量系统 开发和生产的工具
测量接收机的典型应用
我们可以看到:
“测量接收机是在开发、生产、电磁兼容校准和认证 的专用工具。”
接收机参数 噪声
凡是有电流的地方都会产生噪声。 电子的不规则运动是产生这种现象的原因。 原理: 电流越大，产生的噪声越大。
因此，接收机中要进行小电流设计，但这与线性度 矛盾。 驱动电流越大，混频器承载的功率就越大，线性度 越好
低噪声和高的线性度是矛盾的。鱼与熊掌不可兼得
接收机参数 Noise
10 kHz to 3000 MHz 3466.71 MHz to 6466.7 MHz 3466.7 MHz
主要模块 第二、第三本振
功能: 第二、第三本振通常是固定频率的振荡器。它们
把第一和第二中频 输出信号转变为中频信号，这 些信号将被加载在中频部分或其它模块上以便进 行进一步处理, 如中频全景。这些未被控制的宽带 中频信号应该在后部也能得到。第一和第二中频 信号经常被成对输出满足带宽极宽的应用(>10 MHz)。 监测接收机最后一级中频的典型输出频率:
接收机与频谱仪的区别
接收机的主要优缺点 测试准确度高、动态范围大、频率分辨率高、灵敏度高、互 调干扰小及有四种基本检波方式； 缺点就是不能像频谱仪分析仪在很宽之频率范围内展开观察， 而对被测讯号无法快速进行频谱分析和振幅测试。
频谱仪的主要优缺点 频谱分析仪之优点是能在很宽广之频率范围内观察而迅速地 对被测讯号进行频谱分析和振幅测试、 测试设备相对简单及 测试比较方便； 缺点就是测试准确度相对差一些、频率分辨率较低、互调干 扰大、选择性较差及只有单一峰值检波方式。
接收机基础
内容: 最重要的接收机类型 典型应用 不同接收机的特点 以R&S 公司的EB200为例介绍接收机的设计 最重要的模块和它们的功能 最重要的接收机的特性参数 其它的接收机的特性参数
什么是接收机?
“从广义上讲，接收机是用来处理电讯号的有线或无线的设 备”.
从这个广义的角度，我们将更近地观察那些使我们感兴趣的 接收机.
相应地，它的功能多是为了优化这些应用而设计的。
频谱仪的特性
没有预选器 输入后直接混频 针对测试测量的优化设计 没有自动增益控制 (AGC) 针对不同的测量任务进行滤波器优化 (符合CISPR标
准) 标准周期 (完全校准) 符合标准的结果显示和评估 特殊的标记和限制线 IEC/IEEE 总线控制 针对任务的特殊功能
(O - D)* (U - T) (O - T) (U - T) (U - T) (U - T) (U - T) (U - T) (O – T)
接收机参数
振荡器 (合成器) 相位噪声 固有杂散响应 ** 寄生响应 自动增益控制 – AGC
l左:
O = 操作参数
U = 不需要的参数
右:
D = 设计参数
测量接收机 频谱仪 监测接收机
测量接收机的特性
高的测试精度 根据测试测量任务优化设计 输入端有衰减器(通常是继电器) 通常没有自动增益控制 (AGC) 脉冲输入保护 针对不同的测量任务进行滤波器优化 (符合CISPR标准) 标准校准周期 (完全校准) 符合标准的结果显示和评估 特殊的标记和限制线 IEC/IEEE 总线控制
● 噪声被认为是接收机内部的噪声，它降低了输入信号
的信噪比。
● 因此，内部噪声成为衡量接收机灵敏度的尺度之一。