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天線信號的接收流程順序--飛宇信
發(fā)布時(shí)間：
2019-08-12 17:25
1、通過天線接收
SAW filter聲表面波元件主要作用原理是利用壓電材料的壓電特性，利用輸入與輸出換能器（Transducer）將電波的輸入信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，經(jīng)過處理后，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電的信號，以達(dá)到過濾不必要的信號及雜訊，提升收訊品質(zhì)的目標(biāo)。 聲表濾波器和聲表諧振器被廣泛應(yīng)用在各種無線通訊系統(tǒng)、電視機(jī)、錄放影機(jī)及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器上替代LC諧振電路，用于級間耦合和濾波。主要功用在於把雜訊濾掉，比傳統(tǒng)的 LC 濾波器安裝更簡單、體積更小。其缺點(diǎn)是插入損耗比LC諧振電路大。
2、低噪聲放大器
噪聲系數(shù)很低的放大器。一般用作各類無線電接收機(jī)的高頻或中頻前置放大器，以及高靈敏度電子探測設(shè)備的放大電路。在放大微弱信號的場合，放大器自身的噪聲對信號的干擾可能很嚴(yán)重，因此希望減小這種噪聲，以提高輸出的信噪比。由放大器所引起的信噪比惡化程度通常用噪聲系數(shù) F來表示。理想放大器的噪聲系數(shù) F＝1（0分貝） ，其物理意義是輸出信噪比等于輸入信噪比。現(xiàn)代的低噪聲放大器大多采用晶體管、場效應(yīng)晶體管；
微波低噪聲放大器則采用變?nèi)荻O管參量放大器 ，常溫 參放的 噪聲 溫度 Te 可低于幾十度(絕對溫度)，致冷參量放大器可達(dá) 20K以下，砷化鎵場效應(yīng)晶體管低噪聲微波放大器的應(yīng)用已日益廣泛，其噪聲系數(shù)可低于 2 分貝。放大器的噪聲系數(shù)還與晶體管的工作狀態(tài)以及信源內(nèi)阻有關(guān)。在工作頻率和信源內(nèi)阻均給定的情況下，噪聲系數(shù)也和晶體管直流工作點(diǎn)有關(guān)。為了兼顧低噪聲和高增益的要求，常采用共發(fā)射極一共基極級聯(lián)的低噪聲放大電路。
3、混頻器
變頻（或混頻），是將信號頻率由一個(gè)量值變換為另一個(gè)量值的過程。具有這種功能的電路稱為變頻器（或混頻器）。一般用混頻器產(chǎn)生中頻信號：
混頻器將天線上接收到的信號與本振產(chǎn)生的信號混頻，當(dāng)混頻的頻率等于中頻時(shí)，這個(gè)信號可以通過中頻放大器，被放大后，進(jìn)行峰值檢波。檢波后的信號被視頻放大器進(jìn)行放大，然后顯示出來。由于本振電路的振蕩頻率隨著時(shí)間變化，因此頻譜分析儀在不同的時(shí)間接收的頻率是不同的。當(dāng)本振振蕩器的頻率隨著時(shí)間進(jìn)行掃描時(shí)，屏幕上就顯示出了被測信號在不同頻率上的幅度，將不同頻率上信號的幅度記錄下來，就得到了被測信號的頻譜。飛宇信
4、阻塞抑制濾波器，可變信道選擇濾波器
均衡根據(jù)通信系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，分為兩種方式：頻域均衡和時(shí)域均衡。頻域均衡是利用可調(diào)濾波器的頻率特性來彌補(bǔ)實(shí)際信道的幅頻特性和群延時(shí)特性，使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總頻率特性滿足無碼間干擾傳輸條件。時(shí)域均衡是直接從時(shí)間響應(yīng)角度考慮，使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)傳輸系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間干擾條件。頻域均衡滿足奈奎斯特整形定理的要求，僅在判決點(diǎn)滿足無碼間干擾的條件相對寬松一些。所以，在數(shù)字通信中一般采用時(shí)域均衡。
時(shí)域均衡器可以分兩大類：線性均衡器和非線性均衡器。如果接收機(jī)中判決的結(jié)果經(jīng)過反饋用于均衡器的參數(shù)調(diào)整，則為非線性均衡器；反之，則為線性均衡器。在線性均衡器中，最常用的均衡器結(jié)構(gòu)是線性橫向均衡器，它由若干個(gè)抽頭延遲線組成，延時(shí)時(shí)間間隔等于碼元間隔 。非線性均衡器的種類較多，包括判決反饋均衡器(DFE)、最大似然(ML)符號檢測器和最大似然序列估計(jì)等。均衡器的結(jié)構(gòu)可分為橫向和格型等。
因?yàn)楹芏鄶?shù)字通信系統(tǒng)的信道(例如無線移動(dòng)通信信道)特性是未知和時(shí)變的，要求接收端的均衡器必須具有自適應(yīng)的能力。所以，均衡器可以采用自適應(yīng)信號處理的相關(guān)算法，以實(shí)現(xiàn)高性能的信道均衡，這類均衡器稱為自適應(yīng)均衡器。
自適應(yīng)均衡器的工作過程包含兩個(gè)階段，一是訓(xùn)練過程，二是跟蹤過程。在訓(xùn)練過程中，發(fā)送端向接收機(jī)發(fā)射一組已知的固定長度訓(xùn)練序列，接收機(jī)根據(jù)訓(xùn)練序列設(shè)定濾波器的參數(shù)，使檢測誤碼率最小。典型的訓(xùn)練序列是偽隨機(jī)二進(jìn)制信號或一個(gè)固定的波形信號序列，緊跟在訓(xùn)練序列后面的是用戶消息碼元序列。
接收機(jī)的自適應(yīng)均衡器采用遞歸算法估計(jì)信道特性，調(diào)整濾波器參數(shù)，補(bǔ)償信道特性失真，訓(xùn)練序列的選擇應(yīng)滿足接收機(jī)均衡器在最惡劣的信道條件下也能實(shí)現(xiàn)濾波器參數(shù)調(diào)整，所以，訓(xùn)練序列結(jié)束后，均衡器參數(shù)基本接近最佳值，以保證用戶數(shù)據(jù)的接收，均衡器的訓(xùn)練過程成功了，稱為均衡器的收斂。在接收用戶消息數(shù)據(jù)時(shí)，均衡器還不斷隨信道特性的變化連續(xù)地改變均衡器參數(shù)。
均衡器的收斂時(shí)間受均衡算法、均衡器結(jié)構(gòu)和信道特性的變化情況所決定。通常，均衡器需要通過重復(fù)性地周期訓(xùn)練保證能夠一直有效地抑制碼間干擾。所以，用戶數(shù)據(jù)序列需要被分割成數(shù)據(jù)分組或時(shí)隙分段發(fā)送。均衡器通常工作在接收機(jī)的基帶或中頻信號部分，基帶信號的復(fù)包絡(luò)含有信道帶寬信號的全部信息，所以，均衡器通常在基帶信號完成估計(jì)信道沖激響應(yīng)和解調(diào)輸出信號中實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)算法等。WiFi天線
5、可編程增益放大器
隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，為了減少硬件設(shè)備，可以使用可編程增益放大器（PGA:Pmgrammable Gain Amplifier)。它是一種通用性很強(qiáng)的放大器，其放大倍數(shù)可以根據(jù)需要用程序進(jìn)行控制。采用這種放大器，可通過程序調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使A/D轉(zhuǎn)換器滿量程信號達(dá)到均一化，因而大大提高測量精度。所謂量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換就是根據(jù)需要對所處理的信號利用可編程增益放大器進(jìn)行倍數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以滿足后續(xù)電路和系統(tǒng)的要求。 可編程增益放大器有兩種——組合PGA和集成PGA。
組合PGA一般由運(yùn)算放大器、儀器放大器或隔離型放電器再加上一些其他附加電路組成。器工作原理是通過程序調(diào)整多路轉(zhuǎn)換開關(guān)接通的反饋電阻的數(shù)值，從而調(diào)整放大器的放大倍數(shù)。
常用的儀用測量放大器采用兩級放大電路，第一級采用同向并聯(lián)差動(dòng)放大器，第二級加了一級基本差動(dòng)放大器，從而構(gòu)成儀用放大器。改電路的最大優(yōu)點(diǎn)是輸入阻抗高，共模抑制能力強(qiáng)，增益調(diào)節(jié)方便，并由于結(jié)構(gòu)對稱，矢調(diào)電壓及溫度漂移小，故在傳感器微弱信號放大系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
專門設(shè)計(jì)的可編程增益放大器電路即集成PGA。集成PGA電路的種類很多，如美國微芯Microchip公司生產(chǎn)的MCP6S21、MCP6S22、MCP6S26、MCP6S28系列，美國模擬儀器公司Analog Devices生產(chǎn)的AD8321等，都屬于可編程增益放大器。下面是以MCP6S系列PGA為例說明這種電路的原理及應(yīng)用，其他于此類似。
MCP6S系列時(shí)一種單端、可級聯(lián)、增益可編程放大器，MCP6S21、MCP6S22、MCP6S26、MCP6S28分別是1路、2路、6路、8路可編程增益放大器，其主要特點(diǎn)如下：
·8種可編程增益選擇：+1、+2、+4、+5、+8、+10、+16或+32；
·SPI串行編程接口；
·級聯(lián)輸入和輸出；
·低增益誤差，最大正負(fù)百分之一；
·低漂移，最大正負(fù)275uv；
·低電源電流，典型值為1mA;
·單電源供電，2.5V~5.5V。
6、ADC（A/D,D/A）
通過可編程增益放大器把信號放大到ADC可接收的范圍，進(jìn)行模擬信道的采樣轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，輸出到基帶進(jìn)行后續(xù)的處理。無線電信號RF（射頻）進(jìn)入天線，轉(zhuǎn)換為IF （中頻),再轉(zhuǎn)換為基帶（I，Q信號），但仍然是較低的頻率。
接收： 射頻 -> 中頻 -> 基帶
發(fā)射： 基帶 -> 中頻 -> 射頻
傳統(tǒng)接收在射頻信號和基帶之間的轉(zhuǎn)換分為多步（一下變，二下變）進(jìn)行，首先：射頻和中頻之間轉(zhuǎn)換，然后中頻和基帶間轉(zhuǎn)換。（中間要轉(zhuǎn)就得有濾波，SAW ）接收機(jī)的射頻和中頻鏈路都有聲表濾波器。零中頻技術(shù)只是取消中頻濾波器，而且目前只有在某些對抗干擾要求不高的應(yīng)用（手機(jī)也算）才選用零中頻技術(shù)，零中頻技術(shù)仍然有許多技術(shù)問題需要解決。有了零中頻技術(shù)的應(yīng)用將使得GSM系統(tǒng)對中頻濾波器的需求才得以減少，體積才得以下來。
隨著移動(dòng)電話向多頻段、多模化方向發(fā)展，手機(jī)內(nèi)聲表濾波器的個(gè)數(shù)會(huì)不斷增加。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，一個(gè)雙頻手機(jī)有多達(dá)七個(gè)聲表濾波器，其中只有兩個(gè)是中頻濾波器。采用"零中頻技術(shù)"可省略無線通信系統(tǒng)中的中頻濾波級，達(dá)到削減整機(jī)成本的目的。雖然零中頻技術(shù)已發(fā)展多年，并且某些類型的尋呼和GSM手機(jī)也已采用，但是目前的零中頻技術(shù)無法滿足電路對高性能的要求。零中頻接收技術(shù)，即RF信號不需要變換到中頻，而是一次直接變換到模擬基帶I／Q信號，然后再解調(diào)。
深圳市飛宇信電子有限公司成立于2007年，是一家專業(yè)從事無線通信產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和銷售一體的高新技術(shù)型企業(yè)。專注于天線類、模塊類、應(yīng)用解決方案、應(yīng)用終端等產(chǎn)品的研制生產(chǎn)。聯(lián)系人：13802709089 楊經(jīng)理(微信同號）。
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