模擬通訊 - 接收機



接收機部分開頭的接收天線接收調製波。首先讓我們討論接收機的要求。

接收機的要求

調幅接收機接收調幅波,並使用包絡檢波器進行解調。類似地,調頻接收機接收調頻波,並使用頻率鑑別法進行解調。以下是調幅和調頻接收機的要求。

  • 它應該是經濟高效的。

  • 它應該接收相應的調製波。

  • 接收機應該能夠調整和放大所需的電臺。

  • 它應該能夠拒絕不需要的電臺。

  • 必須對所有電臺訊號進行解調,無論載波訊號頻率如何。

為了滿足這些要求,調諧電路和混頻器電路應該非常有效。射頻混頻的過程是一個有趣的現象。

射頻混頻

射頻混頻單元產生一個中頻(IF),將任何接收到的訊號轉換為該頻率,以便有效地處理訊號。

射頻混頻器是接收機中的一個重要階段。採用兩個不同頻率的訊號,其中一個訊號電平影響另一個訊號的電平,以產生最終的混合輸出。輸入訊號和最終的混頻器輸出在以下圖中進行了說明。

Amplitude

Amplitude with Frequency

Amplitude with Frequency

假設第一個和第二個訊號頻率為$f_1$和$f_2$。如果將這兩個訊號作為射頻混頻器的輸入,則它會產生一個輸出訊號,該訊號的頻率為$f_1+f_2$和$f_1-f_2$。

如果在頻域中觀察,則模式看起來像下圖所示。

Frequency Domain Pattern

在這種情況下,$f_1$大於$f_2$。因此,最終輸出的頻率為$f_1+f_2$和$f_1-f_2$。類似地,如果$f_2$大於$f_1$,則最終輸出的頻率將為$f_1+f_2$和$f_1-f_2$。

調幅接收機

調幅超外差接收機以調幅波為輸入,併產生原始音訊訊號作為輸出。選擇性是選擇特定訊號並拒絕其他訊號的能力。靈敏度是在最低功率電平下檢測射頻訊號並對其進行解調的能力。

無線電愛好者是最初的無線電接收機。但是,它們存在一些缺點,例如靈敏度和選擇性差。為了克服這些缺點,發明了超外差接收機。調幅接收機的框圖如下所示。

AM Receiver

射頻調諧器部分

天線接收到的調幅波首先透過變壓器傳遞到調諧器電路。調諧器電路只不過是一個LC電路,也稱為諧振儲能電路。它選擇調幅接收機所需的頻率。它也同時調整本地振盪器和射頻濾波器。

射頻混頻器

調諧器輸出的訊號被髮送到射頻-中頻轉換器,該轉換器充當混頻器。它有一個本地振盪器,產生恆定頻率。此處進行混頻過程,將接收到的訊號作為一種輸入,將本地振盪器頻率作為另一種輸入。最終輸出是混頻器產生的兩種頻率$\left [ \left ( f_1+f_2 \right ) , \left ( f_1-f_2 \right )\right ]$的混合,稱為中頻(IF)

中頻的產生有助於解調任何具有任何載波頻率的電臺訊號。因此,所有訊號都被轉換為固定的載波頻率以獲得足夠的選擇性。

中頻濾波器

中頻濾波器是一種帶通濾波器,它透過所需的頻率。它消除了其中存在的所有其他不需要的頻率分量。這是中頻濾波器的優勢,它只允許中頻頻率透過。

調幅解調器

現在使用調幅解調器對接收到的調幅波進行解調。該解調器使用包絡檢波過程來接收調製訊號。

音訊放大器

這是功率放大級,用於放大檢測到的音訊訊號。處理後的訊號被增強以使其有效。此訊號傳遞到揚聲器以獲取原始聲音訊號。

調頻接收機

調頻接收機的框圖如下所示。

FM Receiver

此調頻接收機的框圖類似於調幅接收機的框圖。在調頻解調器之前和之後分別包含了幅度限制器和去加重網路兩個模組。其餘模組的操作與調幅接收機相同。

我們知道在調頻調製中,調頻波的幅度保持恆定。但是,如果由於通道中添加了一些噪聲,則調頻波的幅度可能會發生變化。因此,藉助幅度限制器,我們可以透過去除噪聲訊號的不需要的峰值來保持調頻波的幅度恆定。

在調頻發射機中,我們已經看到了調頻調製器之前的預加重網路(高通濾波器)。它用於提高高頻音訊訊號的信噪比。預加重的反向過程稱為去加重。因此,在此調頻接收機中,在調頻解調器之後包含了去加重網路(低通濾波器)。此訊號傳遞到音訊放大器以增加功率電平。最後,我們從揚聲器獲得原始聲音訊號。

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