射频电路基础(赵建勋)章 (1)
射频电路基础_西安电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
射频电路基础_西安电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.【图片】求解：（1）集电极效率=（），临界负载电阻=（）（2）若负载电阻、电源电压不变，而提高工作效率，应该如何调整（3）要使输出信号的频率提高一倍，而保持其他条件不变，问功放的工作状态如何变化。
此时功放的输出功率=（）参考答案:（1）0.836，6.7Ω （2）可增加负向偏值，但同时增大激励电压，保证IC1不变，但这样可使导通角减小，效率增加（3）由临界状态进入欠压状态，2/3Q。
2.【图片】求解：【图片】=( )时，振荡器振荡参考答案:1.14mA3.【图片】求解（1）【图片】=( );（2）【图片】=( );（3）【图片】=( );（4）【图片】=( )参考答案:0, a√3/2Π, a/Π, a√3/2Π4.【图片】求解（1）最大频偏=（）（2）最大相偏=（）（3）信号带宽=（）（4）此信号在单位电阻上的功率=（）（5）是否能确定这是FM波还是PM波( )（６）调制电压参考答案:10^4hz, 10rad, 22kHz, 50w,不能5.【图片】求解(1)信号带宽=( ) (2)信号带宽=( )注:第三问仅思考参考答案:2.2Khz,42KHz6.【图片】求解(1)调制灵敏度【图片】=( )(2)最大频偏值【图片】【图片】=( )参考答案:1/24, 133.3kHZ7.【图片】求解：K=（）参考答案:38.【图片】求解：（1）回路有载品质因数【图片】=（）和3dB带宽【图片】=（）（2）放大器的电压增益=（）（3）中和电容值=（）参考答案:40.4##%_YZPRLFH_%##11.51##%_YZPRLFH_%##30.88##%_YZPRLFH_%##1.6159.【图片】求解（1）【图片】(t)=( )(2)是否能得到双边带信号（）参考答案:u_0(t)=E_c-i_0l=10+6..5(1+0.653cos〖10^4 t〗)cos〖10^7 〗(v) 否10.【图片】求解：【图片】=( ),【图片】=( )参考答案:12.9mS, 0.34mA11.【图片】求解：输入电阻【图片】=（），传输系数【图片】=（），惰性失真（），底部切削失真（）注：后两个空仅回答是或否参考答案:1.6kΩ，0.81，否，否12.【图片】求解：【图片】=（），载波功率=（）参考答案:0.09w ，0.01w13.【图片】求解：3dB带宽=（）kHz，【图片】=（）参考答案:15.7##%_YZPRLFH_%##29.614.【图片】求解：此功放的【图片】=（），【图片】=（），【图片】=( ),【图片】=（）。
RF_射频电路基础
1901年，Guglielmo Marconi 利用電磁波實現了橫跨大西 洋的無線通訊。
STUCC K.H. Cheng
1.1 射頻概念—IEEE 頻譜
頻段 ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 頻率 波長 P L S C X Ku K Ka 毫米波 微米波 頻段 頻率 0.23~1GHz 1~2GHz 2~4GHz 4~8GHz 8~12.5GHz 12.5~18GHz 波長 30~130cm 15~30cm 7.5~15cm 3.75~7.5cm 2.4~3.25cm 1.67~2.4cm 30~300Hz 1000~10000km 300~3000Hz 3~30KHz 300k~3MHz 3~30MHz 30~300MHz 300M~3GHz 3~30GHz 30~300GHz 300~3000GHz 100~1000km 10~100km 1~10km 0.1~1Km 10~100m 1~10m 10~100cm 1~10cm 0.1~1cm
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/wiki/ARFCN
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1.2 射頻通信電路應用簡介
GSM900 頻段範圍 上行頻帶/MHz(手機發射) 下行頻帶/MHz(基地台發 射) 雙工間隔/MHz 佔用頻譜/MHz 通道數 ARFCN 同時用戶數 通道間隔 調變方式 數據傳輸速率 Bit rate持續期 P band 935~960 890~915 45 2X25 124 1~124 992 G1abnd 880~890 925~935 55 2X10 49 975~1023 392 200KHz GMSK(BXT)=0.3 270.88kbps 2.69uS GSM1800 Lband 1710~1785 1805~1880 95 2X75 374 512~885 2992
射频电路基础(赵建勋)章 (3)
第九章 反馈与控制
图9.2.2 超外差式AFC调幅接收机
第九章 反馈与控制
图中， 限幅鉴频器、 放大器和低通滤波器构成控制电压 发生器。 限幅鉴频器根据fi的变化产生误差电压， 经过放大 器和低通滤波器后， 生成控制电压。 如果fi增大， 则降低压 控振荡器的振荡频率fl， 如果fi减小， 则升高fl，通过这样 的负反馈，fi可以最终接近预期的标准频率。
第九章 反馈与控制
图9.1.2 AGC的传输特性
第九章 反馈与控制
当EA为零时， 即使对很弱的无线电信号， AGC电路也 发挥功能， 如曲线③所示。 这样得到的Uim很小， 不利于提高 接收机的灵敏度。因此， 接收机一般通过UR设置非零的EA， 使 无线电信号的场强较大时AGC电路才起作用，又称为延迟AGC。 E 变化范围一定时，Uim的变化越小， 则AGC的性能越好， 通常就 以此作为AGC的质量指标。
第九章 反馈与控制
第九章 反 馈 与 控 制
9.1 自动增益控制 9.2 自动频率控制 9.3 锁相环 9.4 集成器件与应用电路举例 本章小结 思考题和习题
第九章 反馈与控制
9.1 自动增益控制 自动增益控制简记为AGC。 接收机中， 高频小信号放大 器和中频放大器的输出电压振幅随着天线上无线电信号场强的 大小而变化。 信号场强大时， 输出电压振幅大； 场强小时， 输出电压振幅小。 在不同的使用条件下， 无线电信号场强的 变化可以达到1000倍甚至更高。
第九章 反馈与控制
AGC检波器与解调普通调幅信号的包络检波器不同， 对包络 检波输出的上包络线电压，需要滤除其中的调制信号， 只取出 反映载波振幅的直流电压； 否则， 控制信号中有调制信号， AGC电路会把普通调幅信号的包络变化抑制掉， 造成信息丢失。 直流放大器的放大倍数越大， 则高频放大器和中频放大器的增 益控制越显著， 中频已调波的振幅变化越小。
RF(射频)电路理论与设计精品PPT课件
13、无耗传输线上通过任意点的传输功率等于该点的入 射波功率与反射波功率之差。
14、TEM传输线（即传输TEM波的传输线）无色散。色 散是指电磁波的传播速度与频率有关。TEM传输线上 电磁波的传播速度与频率无关。
2
2
其中
是由终端算起的坐标 I (z' ) V2 I2Z0 e jz' V2 I2Z0 e jz'
2Z0
2Z0
z' l z, z'
在已知传输线始端电压 和始端电流 的前提下：
V (z) V1 I1Z0 e jz V1 I1Z0 e jz
2
2
5、反射系数
I (z) V1 I1Z0 e jz V1 I1Z0 e jz
ZC
ABCD
YA
1 YB
YC
YB
YAYB YC
1
1
YC YA
YC
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
析。
4、互易网T络仅适用于含有线性双向阻抗的无源网络，满
足该条件的无源网络可含有电阻、电容、电感或变压器 等线性无源器件。由铁氧体各项异性媒质构成的元件及 有源电路不是互易网络。对称网络是互易网络的一个特 例。对称网络中电子元件的大小及尺寸位置对称分布。 对称网络首先是互易网络。
射频电路基础知识RFCircuitBasicKnowledge
(其中A为对数功率,B为线性功率) 1. 线性功率为1W时, 对数功率为30dBm 2. 线性功率为1uW时,对数功率为-30dBm
▪ dBm为绝对功率,dB用来计算相对功率,主要 用来计算功率的改变量,如增益和损耗的单位.
第12页
2.3 RF功率定义和计算
dBi 和dBd dBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个
第26页
3.3 RF衰减器(c)
步进衰减器和电可调衰减器
步进衰减器:如上图电路,将多个不同衰减器串连起来,通过开关有切换可 以得到不同的衰减值,这样的衰减器即为步进衰减器. 电可调衰减器:将上图的电路集成到芯片内部,再利用逻辑电路对和开关 进行控制,即可得到电可调衰减器,其衰减值可在线编程设定.
第27页
Digital Modulation
第17页
2.5 信号调制方法(c)
▪ 模拟调制:被调制信号为模拟信号. 分为: 幅度调制(AM),频率调制(FM)和相 位调制(PM)
▪ 数字调制:被调制信号为数字信号. 分为:振幅键控(ASK),频移键控(FSK),相 移键控(QSK),开关键控调制(OOK)以及 ASK与PSK的组合调制如 (DPSK,QPSK,8PSK等)
ρ =|U|MAX/|U|MIN=(1+ |Γz|)/(1-| Γz|)
▪ 当反射系数为0时,驻波比为1,当反射系数接近1(实际 情况下不可能为1)时,驻波比取值接近无穷大
《射频通信电路》习题答案全
因此在匹配网络中采用电容 C1 的容抗与 0.1μH 的电抗部分抵消，见 图示。
C1 C2 0.1μH
10Ω
X C1 = X L − x = 62.8 − 20 = 42.8Ω → C1 =
1 = 37.2PF 42.8 × 2π × 10 8
由于
Q=
50 1 → X C2 = 25Ω → C 2 = = 63.7 PF X C2 25 × 2π × 10 8
f0 Qe
ρ
=
4.43 × 10 3 = 27.8 159
BW3dB =
f 0 10 × 10 6 = = 0.359MHz Qe 27.8 f0 10 6 = = 50 BW3dB 20 × 10 3
所以回路有载
Qe =
回路谐振时的总电导为
GΣ = 1 1 = = 0.02 ms （即 R Σ = 50 KΩ) 6 ω 0 LQ e 2π × 10 × 159 × 10 −6 × 50
回路的谐振阻抗
2 R P = r (1 + Q0 ) = 114KΩ
考虑信号源内阻及负载后回路的总谐振阻抗为
RΣ = R S || R P || R L = 42KΩ
回路的有载 Q 值为
Qe = RΣ
ρ
=
42 × 10 3 = 37 2 πf 0 L
通频带 在 Δf
BW3dB =
f 0 465.5 = = 12.56kHz 37 Qe
2
Q 大于 4 以上，则 Q 2 >> 1 ，
1 10 = 0.316
此题可用高 Q 计算。 接入系数 P = ，由题意有
= 50 ，∵ R2 = 5 ，所以 P =
' R2 R / P2 50 = 2 →L= = 0.199nH 2π × 10 9 × 40 ω0L ω0L 1 1 = 127 PF CΣ = 2 = 9 2 ω 0 L (2π × 10 ) × 0.199 × 10 −9
西电射频电路基础复习要点(2013版)
射频电路基础复习要点（2013版）第一章射频电路导论1. 无线电发射机和接收机的基本结构。
2. 各单元的功能。
3. 使用非线性电路的单元。
4. 非线性电路与线性电路的区别。
第二章谐振功率放大器1. 根据转移特性曲线和输入电压波形作出输出电流波形，计算通角。
2. 根据动特性曲线和余弦脉冲分解系数表计算通角、输出回路的电压、电流，以及功率和效率。
3. 根据输入、输出回路的电压和电流，画出动特性曲线。
4. 根据动特性曲线判断工作状态。
5. 参数调整与动特性曲线变化之间的相互关系，调整最佳工作状态。
6. 用变压器阻抗变换实现功率匹配。
第三章正弦波振荡器1. 产生振荡的六个条件。
2. 画交流通路；确定输入、输出和反馈电压的位置和方向。
3. 标注变压器耦合式振荡器的同名端。
4. 判断三端式振荡器能否振荡，确定振荡频率范围和对元件参数的要求。
5. 判断差分对振荡器能否振荡。
6. 用方法二计算LC正弦波振荡器的振荡频率，推导振幅起振条件。
7. 判断三端式振荡器的类型。
8. 提高LC正弦波振荡器频率稳定度的措施和电路。
9. 判断石英晶体振荡器的类型，计算振荡频率；石英谐振器和微调电容的作用。
10. 判断RC正弦波振荡器能否振荡。
11. 文氏桥振荡器的结构、热敏电阻的温度特性，计算振荡频率。
第五章振幅调制与解调1. 普通调幅信号和双边带调幅信号的表达式、波形和频谱。
2. 根据表达式判断调幅信号类型，计算功率。
3. LC并联谐振回路的选频滤波作用。
4. 非线性器件调幅电路分析，两种失真和解决措施。
5. 线性时变电路调幅分析。
6. 包络检波的输入输出电压关系，两种失真和解决措施。
7. 乘积型同步检波电路的结构和分析。
8. 叠加型同步检波电路的结构和分析。
第六章混频1. 下混频和上混频时，输入、输出已调波和本振信号频率之间的关系。
2. 线性时变电路混频分析。
3. 基于时变静态电流和时变电导，计算混频跨导，完成混频电路分析。
《高频与射频电路》第1章资料PPT课件
要求尽量降低谐振电路的品质因数，以免对系统带宽造
成影响。
.
36
1.2 传输线理论
在直流和低频电路中，我们用基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电 压定律来分析电路工作状态。
I 0 V 0
随着工作频率的升高，当电磁波的波长与射频电路的尺寸可比 拟的时候，必须考虑电路中电压和电流随空间位置的变化，必 须把电压和电流当作传输的波来处理，因此射频电路的分析不 能直接采用基尔霍夫定律，而是采用传输线理论。
.
27
串联谐振电路
串联谐振电路中， R 5 ， L 100nH ， C 10 pF 。试求 1）电路 的谐振频率 f0 和电路的品质因数 Q；2）如果在谐振频率时施加 10V 电 压，电路的电流 I、电感上的电压降 VL、电容上的电压降 VC。
解：1）谐振频率
f0
1 2
1 1 LC 2
1
159MHz
.
37
传输线基础
相速度：vp l f
c
r r
r 和 r 分别是介质的相对介电常数和相对磁导率。在空气
中二者都可近似为1，认为传播速度为真空中的光速c。
例：分析3GHz和3MHz电磁波在10cm范围内的空间分布
飞机上到底可不可以开手机？真的会干扰飞行吗 ？
.
4
课程组成
理论部分 射频基础：
– 基本概念 – 传输线理论 – Smith圆图 – 射频网络（S参数）
无源网络
– 滤波电路的设计 – 匹配电路的设计
有源网络
– 射频放大器 – 振荡电路
调制和解调
.
实践部分 ADS软件应用初步 微带滤波器的设计与
VL
I
j0L
j0
Chapter2 射频电路基础(2013版)PDF
解此联立方程可得：
V2 j C M I s 1 2 2 ( ) g j C C C M M j L j C M / g 2
2 2
2 1 0 2C M 1 j g ( ) g 2 0 0 j I s g (1 2 2 ) j 2
若要求负载与信号源内阻匹配，问变 压器线圈匝数比N1~3/N2~3应为何值? 解:先把RL折算到电容支路两端得到RL’
RL C1 C2 2 RL ' 2 ( ) RL 16 RL C1 p1
再把RL’折算到RS支路两端得到RL’’
N 2~3 2 N 2~3 2 ) R L ' 16 ( ) RL Rs RL ' ' p2 RL ' ( N 1~ 3 N 1~ 3
可见，在有信号源內阻和负载电阻情况下，为了对并联谐振 回路的影响小，需要应用阻抗变换电路。
n n
所以并联谐振回路希望用恒流源激励（内阻大）。
31
3. 匹配网络阻抗变换 （窄带）
L型匹配网络 常用网络结构 T型匹配网络 p型匹配网络
7
（一）简单LC并联谐振回路分析
固有串 联电阻 等效并 联阻抗
实际的并联谐振回路
等效的并联谐振回路
R 并联阻抗 r 串联电阻
1 L R r C
8
简单并联谐振回路的阻抗表达式为：
Z ( j )
1 1 1 j C R j L
R 0 1 j ( ) 0 L 0
24
结论：
（１）部分接入的电阻（或阻抗）折算到回路两端时， 其值增大 １／ｐ2倍，电导（或导纳）则减小ｐ2 倍； （２）部分接入的电压源折算到回路两端时，其值增大１／ｐ倍； （３）部分接入的电流源折算到回路两端时，其值减小ｐ倍；
射频电路设计--理论与应用
射频电路设计--理论与应用第1章引言1 1 射频设计的重要性1 2 量纲和单位1 3 频谱1 4 无源元件的射频特性1 4 1 高频电阻1 4 2 高频电容1 4 3 高频电感1 5 片状元件及对电路板的考虑1 5 1 片状电阻1 5 2 片状电容1 5 3 表面安装电感1 6 小结参考文献习题第2章传输线分析2 1 传输线理论的实质2 2 传输线举例2 2 1 双线传输线2 2 2 同轴线2 2 3 微带线2 3 等效电路表示法2 4 理论基础2 4 1 基本定律2 5 平行板传输线的电路参量2 6 各种传输线结构小结2 7 一般的传输线方程2 7 1 基尔霍夫电压和电流定律表示式2 7 2 行进的电压和电流波2 7 3 阻抗的一般定义2 7 4 无耗传输线模型2 8 微带传输线2 9 端接负载的无耗传输线2 9 1 电压反射系数2 9 2 传播常数和相速2 9 3 驻波2 10 特殊的终端条件2 10 1 端接负载无耗传输线的输入阻抗2 10 2 短路传输线2 10 3 开路传输线2 10 4 1/4波长传输线2 11 信号源和有载传输线2 11 1 信号源的相量表示法2 11 2 传输线的功率考虑2 11 3 输入阻抗匹配2 11 4 回波损耗和插入损耗2 12 小结参考文献习题第3章 Smith圆图 3 1 从反射系数到负载阻抗3 1 1 相量形式的反射系数3 1 2 归一化阻抗公式3 1 3 参数反射系数方程3 1 4 图形表示法3 2 阻抗变换3 2 1 普通负载的阻抗变换3 2 2 驻波比3 2 3 特殊的变换条件3 2 4 计算机模拟3 3 导纳变换3 3 1 参数导纳方程3 3 2 叠加的图形显示3 4 元件的并联和串联3 4 1 R和L元件的并联3 4 2 R和C元件的并联3 4 3 R和L元件的串联3 4 4 R和C元件的串联3 4 5 T形网络的例子3 5 小结参考文献习题第4章单端口网络和多端口网络4 1 基本定义4 2 互联网络4 2 1 网络的串联4 2 2 网络的并联4 2 3 级连网络4 2 4 ABCD网络参量小结4 3 网络特性及其应用4 3 1 网络参量之间的换算关系4 3 2 微波放大器分析4 4 散射参量4 4 1 散射参量的定义4 4 2 散射参量的物理意义4 4 3 链形散射矩阵4 4 4 Z参量与S参量之间的转换4 4 5 信号流图模型4 4 6 S参量的推广4 4 7 散射参量的测量4 5 小结参考文献习题第5章射频滤波器设计5 1 谐振器和滤波器的基本结构5 1 1 滤波器的类型和技术参数5 1 2 低通滤波器5 1 3 高通滤波器5 1 4 带通和带阻滤波器5 1 5 插入损耗5 2 特定滤波器的实现5 2 1 巴特沃斯滤波器5 2 2 切比雪夫滤波器5 2 3 标准低通滤波器设计的反归一化5 3 滤波器的实现5 3 1 单位元件5 3 2 Kurodac规则5 3 3 微带线滤波器的设计实例5 4 耦合微带线滤波器5 4 1 奇模和偶模的激励5 4 2 带通滤波器单元5 4 3 级连带通滤波器单元5 4 4 设计实例5 5 小结c参考文献习题第6章有源射频元件6 1 半导体基础6 1 1 半导体的物理特性6 1 2 PN结6 1 3 肖特基(Schottky)接触6 2 射频二极管6 2 1 肖特基二极管6 2 2 PIN二极管6 2 3 变容二极管6 2 4 IMPATT二极管6 2 5 隧道二极管6 2 6 TRAPATT,134BARRITT和Gunn二极管6 3 BJT双极结晶体管（Bipolar JunctioncTransistor) 6 3 1 结构6 3 2 功能6 3 3 频率响应6 3 4 温度性能6 3 5 极限值6 4 射频场效应晶体管6 4 1 结构6 4 2 功能6 4 3 频率响应6 4 4 极限值6 5 高电子迁移率晶体管6 5 1 结构6 5 2 功能6 5 3 频率响应6 6 小结参考文献习题 第7章有源射频电路器件模型 7.1 二极管模型7.1.1 非线性二极管模型7.1.2 线性二极管模型7.2 晶体管模型7.2.1 大信号BJT模型7.2.2 小信号BJT模型7.2.3 大信号FET模型7.2.4 小信号FET模型7.3 有源器件的测量7.3.1 双极结晶体管的DC特性7.3.2 双极结晶体管的AC参量的测量7.3.3 场效应晶体管参量的测量7.4 用散射参量表征器件特性7.5 小结参考文献习题第8章匹配网络和偏置网络 8 1 分立元件的匹配网络8 1 1 双元件的匹配网络8 1 2 匹配禁区.c频率响应以及品质因数8 1 3 T形匹配网络和π形匹配网络 8 2 微带线匹配网络8 2 1 从分立元件到微带线8 2 2 单节短截线匹配网络8 2 3 双短截线匹配网络8 3 放大器的工作状态和偏置网络8 3 1 放大器的工作状态和效率8 3 2 双极结晶体管的偏置网络8 3 3 场效应晶体管的偏置网络8 4 小结参考文献习题第9章射频晶体管放大器设计 9 1 放大器的特性指标9 2 放大器的功率关系9 2 1 射频源9 2 2 转换功率增益9 2 3 其他功率关系9 3 稳定性判定9 3 1 稳定性判定圆9 3 2 绝对稳定9 3 3 放大器的稳定措施9 4 增益恒定9 4 1 单向化设计法9 4 2 单向化设计误差因子9 4 ３双共轭匹配设计法9 4 4 功率增益和资用功率增益圆9 5 噪声系数圆9 6 等驻波比圆9 7 宽带高功率多级放大器9 7 1 宽带放大器9 7 2 大功率放大器9 7 3 多级放大器9 8 小结参考文献习题第10章振荡器和混频器10 1 振荡器的基本模型10 1 1 负阻振荡器10 1 2 反馈振荡器的设计10 1 3 振荡器的设计步骤10 1 4 石英晶体振荡器10 2 高频振荡器电路10 2 1 固定频率振荡器10 2 2 介质谐振腔振荡器10 2 3 YIG调谐振荡器10 2 4 压控振荡器10 2 5 耿氏二极管（Gunncdiode）振荡器10 3 混频器的基本特征10 3 1 基本原理10 3 2 频域分析10 3 3 单端混频器设计10 3 4 单平衡混频器10 3 5 双平衡混频器10 4 小结参考文献习题附录A 常用物理量和单位 附录B 圆柱导体的趋肤公式附录C 复数附录D 矩阵变换 附录E 半导体的物理参量附录F 长和短的二极管模型附录G 耦合器附录H 噪声分析附录I MATLAB简介附录J 本书中英文缩写词。
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第八章 数字调制与解调
8.1 ASK调制与解调原理 8.2 FSK调制与解调原理 8.3 PSK调制与解调原理 8.4 现代数字调制与解调 8.5 集成器件与应用电路举例 本章小结 思考题和习题
第八章 数字调制与解调
数字频带传输中， 载波可以由正弦波振荡器产生， 包括 振幅、 频率和相位三个基本参数。数字调制可以对这三个参 数进行， 分别实现振幅键控（ASK）调制、 频移键控（FSK） 调制和相移键控（PSK）调制。
)
1 4
[
PB
(
f
fc)
PB( f
fc )]
第八章 数字调制与解调
将式（8.1.1）代入上式， 得:
PBASK ( f
)
TB {Sa 2[π( f 16
fc )TB ] Sa 2[π( f
fc )TB ]}
1 [ ( f
16
fc) ( f
fc )]
(8.1.2)
第八章 数字调制与解调
图8.1.2 uBASK的功率谱和带宽
第八章 数字调制与解调
p(x
|
H1)
x
0,n2
exp
x2
U
2 om
2
2 n
I
0
U om
2 n
x
,
x 0; x0
其中， Uom=Usm, 为没有n(t)时uo的幅度; I0(Uomx/σ2n)为 宗数为Uomx/σ2n的0阶第一类修正贝塞尔函数。
第八章 数字调制与解调
图8.1.4 uBASK的包络检波和信号检测 (a) 电路框图； (b) 信号波形
第八章 数字调制与解调
设信道噪声为高斯白噪声， 均值为零。 信道噪声经过带通 滤波， 形成窄带高斯噪声n(t)， 其均值不变， 方差为σ2n。 设带通滤波器的增益kF=1， 包络检波器的检波增益kd=1。在假设 H1下， 发送Ak=1， 此时uBASK=Usm cosωct， 包络检波器的输入 电压ui=Usm cosωct+n(t)， 经过检波， 根据正弦信号加窄带高 斯噪声的统计特性， 输出电压uo的取值x服从莱斯分布， 其概 率密度函数（PDF）为
第八章 数字调制与解调
2． BASK调制 由图8.1.1可以看出， BASK信号uBASK具有普通调幅信号的特 点， 又因为基带信号uB是单级性信号， 所以可以直接用乘法器 使uB和载波uc=Ucm cosωct相乘来产生uBASK， 如图 8.1.3(a)所示。 也可以用uB控制的电子开关实现， 当uB=1时输 出uc， 当uB=0时输出零， 如图8.1.3(b)所示， 又称为开关键控 （OOK）。
uBASK U0,sm cosct,
uBASK波形如图8.1.1所示。
Ak 1; Ak 0
第八章 数字调制与解调
图8.1.1 uBASK的波形
第八章 数字调制与解调
用P(H1)和P(H0)分别代表发送Ak=1和Ak=0的概率， 作为随 机过程， 二进制数字基带信号uB的双边功率谱密度函数为
第八章 数字调制与解调
图8.1.3 BASK调制 (a) 乘法器实现； (b) 开关键控实现络检波 BASK信号的包络检波和信号检测的电路框图如图8.1.4(a)所 示， 不计噪声干扰时各阶段的信号波形如图8.1.4(b)所示。 经 过信道传输后， 信道噪声对BASK信号uBASK加性干扰，得到接收 信号ur。 接收机首先对其滤波， 去除信号频带之外的噪声， 得到包络检波的输入电压ui。 包络检波的输出电压uo经过采样和 判决， 恢复码元取值Ak。 图8.1.4中， ug为采样脉冲， 实现零 阶保持采样；η为检测门限。 采样得到uo的取值x， 如果x>η， 则判决Ak=1； 如果x <η，则判决Ak=0。
第八章 数字调制与解调
与uB的功率谱一样， PBASK(f)也由连续谱和离散谱两部分构成。 其中， 离散谱可以用来提取同步信号， 便于接收机实现乘积型 同步检波； 连续谱则决定了uBASK的带宽。 如图8.1.2所示， 用 零点带宽度量， uBASK的带宽为uB带宽的两倍， 即
BWBASK=2fB
数字基带信号的码元一般是二进制码元， 对应的调制称 为二进制调制， 生成的已调波有两种离散状态。
第八章 数字调制与解调
在二进制码元的基础上， 为了获得多进制码元， 发射机 在调制前增加了2-M电平转换电路， 将二进制数字代码 序列转换成多进制数字基带信号， 接收机解调后， 再通过M2电平转换电路将多进制数字基带信号转换回二进制数字代码 序列。 如果将每N位二进制码元编为一组进行电平转换，则每 个多进制码元有M=2N种取值，当N=2， 3，4， …时分别实现 四进制调制、 八进制调制、 十六进制调制等。
PB
(
f
)
1 4
TB
Sa
2
(πfTB
)
1 4
(
f
)
(8.1.1)
第八章 数字调制与解调
在频域上， BASK调制作为振幅调制， 实现功率谱的线性搬 移， 即在保持功率谱形状和结构不变的基础上， 把uB的功率谱 搬移到载频的左右两侧， 如图8.1.2所示。 BASK信号的功率谱 密度函数为
PBASK ( f
PB ( f ) fBP(H1)P(H0 ) | G( f ) |2 P2 (H1) ( f )
其中, fB=1/TB，为uB的码元速率; G(f)=TB Sa(πfTB)， 为 Ak=1对应的单位脉冲g(t)的频谱密度函数。
第八章 数字调制与解调
uB的功率谱包括连续谱和离散谱两部分， 连续谱是g(t)的 统计贡献， 离散谱是uB统计意义上的直流分量的贡献。 当 P(H1)=P(H0)=0.5， 即Ak=1和Ak=0等概率发送时，uB的功率谱密度 函数:
第八章 数字调制与解调
8.1 ASK调制与解调原理 8.1.1 二进制ASK调制与解调
1． BASK信号 二进制数字基带信号可以表示为
uB Ak g(t kTB ) k
第八章 数字调制与解调
其中， Ak可以是1或0， 代表码元取值; g(t)代表单位脉冲波形， 为了研究方便， 这里设其为矩形脉冲， 幅度为1， 持续时间为 －TB/2~TB/2；TB为码元的时间宽度。 当uB=1时，代表Ak=1； 当 uB=0时， 代表Ak=0。 设载波uc=Ucm cosωct， 则BASK信号的表 达式为