高頻電路相關知識(二)

2021-09-28 13:43:37 字數 1495 閱讀 5702

在高頻電路相關知識的第二部分,我們來了解一下射頻部分的結構。其中射頻前端主要完成調製與解調、功率放大、低雜訊放大、載波或本振的產生和頻率變換的功能,也是射頻部分的核心。目前,高效能射頻電路的設計,是全球科技領域的熱點,也是難點。

典型的射頻前端電路的框圖如下:

其中,包含幾個模組,分別為:發射機結構、接收機結構、直接變換結構、數字中頻結構,最終通過天線將訊號接收以及送出。

射頻電路發射機結構(一般包括am發射機、fm發射機、ssb發射機等):其典型結構框圖如下所示:

射頻電路接收機是有選擇性地放大空中微弱電磁訊號,盡可能將非所需訊號和雜訊排除在外,同時經過解調恢復有用資訊,而且還需要盡可能提高基帶訊號的訊雜比,保證資訊的質量。接收機的主要結構包括:超外差式、鏡頻抑制式、直接變換式和數字中頻式,其中超外差式接收機是接受系統的主流方式(重點掌握超外差式的概念和定義)。

超外差結構:「超外差」就是在接收過程中,將射頻輸入訊號與本地振盪器產生的訊號混頻,由混頻器後的中頻濾波器選出射頻訊號與本振訊號頻率兩者的和頻和差頻。更為詳細的解釋如下:

超外差接收機是利用本地產生的振盪波與輸入訊號混頻,將輸入訊號頻率變換為某個預先確定的頻率的方法。超外差原理最早是由e.h.阿姆斯特朗於2023年提出的。這種方法是為了適應遠端通訊對高頻率、弱訊號接收的需要,在外差原理的基礎上發展而來的。外差方法是將輸入訊號頻率變換為音訊,而阿姆斯特朗提出的方法是將輸入訊號變換為超音訊,所以稱之為超外差。2023年利用超外差原理製成超外差接收機。這種接收方式的效能優於高頻(直接)放大式接收,所以至今仍廣泛應用於遠端訊號的接收,並且已推廣應用到測量技術等方面。

超外差收音機,首先把接收到不同頻率的電台訊號,都變成固定的中頻訊號(我國規定中頻訊號是465khz),由中頻放大器進行放大,然後進行檢波,這樣就克服了直放式收音機在接收不同頻率的時候靈敏度不均勻的缺點。而且固定頻率的中頻訊號既便於放大又便於調諧因此超外差式收音機具有靈敏度高、選擇性好的特點。這也是超外差收音機名稱的由來。

從圖1-1所示可以看出,接收天線將廣播電台播發出的高頻調幅波,經過輸入電路接收下來,通過變頻級把外來的高頻調幅波訊號頻率變換成乙個介於低頻與高頻之間的固定頻率即:465khz,然後由中頻放大級將變頻後的中頻訊號進行大,再經檢波級檢出音訊訊號,為了獲得足夠大的輸出音量,需要經前置放大級和低頻功率放大級加以放大來推動揚聲器。我們通常將從天線到檢波級為止的電路部分稱為高頻部分,而將從檢波級到揚聲器為止的電路部分稱為低頻部分。

二、天線

天線是將交流電訊號與電磁波互相轉換的器件,發射天線將交流電轉換成電磁波並向空中輻射,接受天線是將天線上感應的電磁波轉換成交流電訊號。天線有效輻射和有效接受的根本在於天線的尺寸,只有天線尺寸的有效尺寸與工作波長相比擬時效率高。

發射天線和接受天線可以共用,天線在設計時主要考慮與饋線及收發信機的阻抗匹配,從而獲得最大輻射功率和最佳接受。

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