模拟通信 - 接收机



接收机部分开头的接收天线接收调制波。首先让我们讨论接收机的要求。

接收机的要求

调幅接收机接收调幅波,并使用包络检波器进行解调。类似地,调频接收机接收调频波,并使用频率鉴别法进行解调。以下是调幅和调频接收机的要求。

  • 它应该是经济高效的。

  • 它应该接收相应的调制波。

  • 接收机应该能够调整和放大所需的电台。

  • 它应该能够拒绝不需要的电台。

  • 必须对所有电台信号进行解调,无论载波信号频率如何。

为了满足这些要求,调谐电路和混频器电路应该非常有效。射频混频的过程是一个有趣的现象。

射频混频

射频混频单元产生一个中频(IF),将任何接收到的信号转换为该频率,以便有效地处理信号。

射频混频器是接收机中的一个重要阶段。采用两个不同频率的信号,其中一个信号电平影响另一个信号的电平,以产生最终的混合输出。输入信号和最终的混频器输出在以下图中进行了说明。

Amplitude

Amplitude with Frequency

Amplitude with Frequency

假设第一个和第二个信号频率为$f_1$和$f_2$。如果将这两个信号作为射频混频器的输入,则它会产生一个输出信号,该信号的频率为$f_1+f_2$和$f_1-f_2$。

如果在频域中观察,则模式看起来像下图所示。

Frequency Domain Pattern

在这种情况下,$f_1$大于$f_2$。因此,最终输出的频率为$f_1+f_2$和$f_1-f_2$。类似地,如果$f_2$大于$f_1$,则最终输出的频率将为$f_1+f_2$和$f_1-f_2$。

调幅接收机

调幅超外差接收机以调幅波为输入,并产生原始音频信号作为输出。选择性是选择特定信号并拒绝其他信号的能力。灵敏度是在最低功率电平下检测射频信号并对其进行解调的能力。

无线电爱好者是最初的无线电接收机。但是,它们存在一些缺点,例如灵敏度和选择性差。为了克服这些缺点,发明了超外差接收机。调幅接收机的框图如下所示。

AM Receiver

射频调谐器部分

天线接收到的调幅波首先通过变压器传递到调谐器电路。调谐器电路只不过是一个LC电路,也称为谐振储能电路。它选择调幅接收机所需的频率。它也同时调整本地振荡器和射频滤波器。

射频混频器

调谐器输出的信号被发送到射频-中频转换器,该转换器充当混频器。它有一个本地振荡器,产生恒定频率。此处进行混频过程,将接收到的信号作为一种输入,将本地振荡器频率作为另一种输入。最终输出是混频器产生的两种频率$\left [ \left ( f_1+f_2 \right ) , \left ( f_1-f_2 \right )\right ]$的混合,称为中频(IF)

中频的产生有助于解调任何具有任何载波频率的电台信号。因此,所有信号都被转换为固定的载波频率以获得足够的选择性。

中频滤波器

中频滤波器是一种带通滤波器,它通过所需的频率。它消除了其中存在的所有其他不需要的频率分量。这是中频滤波器的优势,它只允许中频频率通过。

调幅解调器

现在使用调幅解调器对接收到的调幅波进行解调。该解调器使用包络检波过程来接收调制信号。

音频放大器

这是功率放大级,用于放大检测到的音频信号。处理后的信号被增强以使其有效。此信号传递到扬声器以获取原始声音信号。

调频接收机

调频接收机的框图如下所示。

FM Receiver

此调频接收机的框图类似于调幅接收机的框图。在调频解调器之前和之后分别包含了幅度限制器和去加重网络两个模块。其余模块的操作与调幅接收机相同。

我们知道在调频调制中,调频波的幅度保持恒定。但是,如果由于信道中添加了一些噪声,则调频波的幅度可能会发生变化。因此,借助幅度限制器,我们可以通过去除噪声信号的不需要的峰值来保持调频波的幅度恒定。

在调频发射机中,我们已经看到了调频调制器之前的预加重网络(高通滤波器)。它用于提高高频音频信号的信噪比。预加重的反向过程称为去加重。因此,在此调频接收机中,在调频解调器之后包含了去加重网络(低通滤波器)。此信号传递到音频放大器以增加功率电平。最后,我们从扬声器获得原始声音信号。

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