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1、第二章第二章 甚高頻通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)中國民航大學(xué)電子信息工程學(xué)院中國民航大學(xué)電子信息工程學(xué)院王璐王璐 2第二章第二章 甚高頻通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)2.1 2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 2.2 2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 2.3 2.3 甚高頻通信系統(tǒng)概述甚高頻通信系統(tǒng)概述 2.4 2.4 甚高頻通信工作原理甚高頻通信工作原理 2.5 2.5 頻率合成器頻率合成器 32.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 v超短波通信 利用波長為10m-1m（30MHz-300MHz）的電磁波進(jìn)行無線電通信，多用于電視、雷達(dá)、民航和移動電臺等通信； 也稱為甚高頻（VHF）無線電通信是全世界主要

2、的航空移動通信方式，能提供快捷、便宜而可靠的空地視線范圍的通信。4v電磁波直達(dá)路徑 天線發(fā)射功率GSM手機(jī)：3.2mW-2W氣象雷達(dá)：幾百-幾千W一次雷達(dá)：幾千W二次雷達(dá)：幾千W24Sd球表面積球表面積空間某處的功率，與到天線空間某處的功率，與到天線間距離的平方成反比間距離的平方成反比2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 TxP5v電磁波直達(dá)路徑 功率通量密度（PFD, power flux density）： 球表面上單位面積的輻射功率值 接收天線有效孔徑Ae（單位：m2）： 接收天線所接收的功率：2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 24RxeTxPAPd22(/)/ 4TxWmPd24e

3、A6v電磁波直達(dá)路徑 自由空間的路徑損耗兩邊取對數(shù)、化簡2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 2244TxfsplRxPddfLPc1010101010108104()10log10log20log()20log420log20log12020log (3 10 )fsplTxRxfsplkmMHzdfLdBPPcLdBdf1010()32.4420log20logfsplkmMHzLdBdf7例 A.假設(shè)視距傳輸，求一個(gè)飛機(jī)VHF發(fā)射機(jī)與一個(gè)300 km遠(yuǎn)的接收站之間的最大自由空間路徑損耗。 B.假設(shè)發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率不變，欲使接收機(jī)接收到四倍的功率，飛機(jī)與接收站的距離需要變?yōu)槎噙h(yuǎn)？ 解：A.

4、 B. 在自由空間條件在自由空間條件下，欲使傳播距下，欲使傳播距離翻倍，應(yīng)使發(fā)離翻倍，應(yīng)使發(fā)射功率增至四倍射功率增至四倍 2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 8v電場強(qiáng)度與發(fā)射功率的關(guān)系 電路 類似的，場自由空間阻抗自由空間阻抗2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 9v電場強(qiáng)度與發(fā)射功率的關(guān)系（續(xù)）電場強(qiáng)度與接收功率的關(guān)系電場強(qiáng)度與接收功率的關(guān)系2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 10v無線電地平線的計(jì)算 A點(diǎn)處有一飛機(jī)，海拔高度為h1 飛機(jī)與無線電地平線距離為d12.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 11112()3.6( )dRhd kmh m1Rh11v無線電地平線的計(jì)算(續(xù)) 在B

5、處增加一機(jī)載或高塔天線，高度為h2 兩點(diǎn)間的視距距離為2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 12()3.6( )( )d kmh mh m12v無線電地平線的計(jì)算(續(xù))2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 不同飛行高度的地平線距離不同飛行高度的地平線距離13VHF臺站對不同飛行高度的覆蓋情況臺站對不同飛行高度的覆蓋情況2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 142.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 v電磁波的反射、繞射、折射、散射和吸收 平坦地表對電磁波的反射TRCdh2h1r+r平坦地表對平坦地表對VHF的反射模式的反射模式直達(dá)波的場強(qiáng)為：直達(dá)波的場強(qiáng)為：反射波的場強(qiáng)為：反射波的場強(qiáng)為：收信點(diǎn)

6、合成場強(qiáng)：收信點(diǎn)合成場強(qiáng)：0E210rjEEe201jrEEe15 地表反射造成合成波相比于直達(dá)波的衰減：衰減因子 波程差等于整數(shù)倍波長的時(shí)，衰減達(dá)到極大值 地表反射系數(shù) 值越大，曲線起伏程度就越大120 2 =1 =0.5 r65 6 2 67 23 611 1/22012 cos 2/ErE2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 16 接收點(diǎn)處的功率/場強(qiáng)隨天線高度變化而變化 接收點(diǎn)處的功率/場強(qiáng)隨站機(jī)間距離變化而變化2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 存在地表反射時(shí)，接收功率隨距離和天線高度變化的情況存在地表反射時(shí)，接收功率隨距離和天線高度變化的情況17 存在地表反射時(shí)，接收功率隨仰角變

7、化情況。體現(xiàn)為 “天線方向圖開裂”。這種情況對空地VHF通信影響很大，但不可避免。2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 18 注意： 并非天線越高通信效果越好，如果天線的高度調(diào)整適當(dāng)，可以避免收信點(diǎn)接收信號趨近零的現(xiàn)象。 為了避免因反射波和直射波抵消而導(dǎo)致的收信點(diǎn)的場強(qiáng)明顯起伏，在進(jìn)行VHF站址選擇和鏈路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分利用地形地物阻擋反射波。2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 19v電磁波的反射、繞射、折射、散射和吸收 地表障礙物對VHF視距傳播的影響d1d2dHcF0RT刃形障礙物在電磁波傳播路徑上的情況刃形障礙物在電磁波傳播路徑上的情況惠更斯菲涅爾定理惠更斯菲涅爾定理最小菲涅爾半徑最小菲

8、涅爾半徑F0傳播余隙傳播余隙HcHcF0時(shí)無影響！時(shí)無影響！2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 20 當(dāng)?shù)乇碚系K物超過收發(fā)間連線l障礙物繞射2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 光滑障礙物繞射光滑障礙物繞射刃形邊緣繞射刃形邊緣繞射21 當(dāng)?shù)乇碚系K物超過收發(fā)間連線l障礙物的阻擋損耗2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 阻擋損耗與相對余隙的關(guān)系曲線阻擋損耗與相對余隙的關(guān)系曲線-26-24-22-20-18-16-14-12-10-8-6-4-2-2024-2.5-2.0-1.5-1.0-0.500.51.01.52.02.5阻擋損耗(dB)Hc/F22v電磁波的反射、繞射、折射、散射和吸收 對流

9、層大氣對VHF視距傳播的影響氧氣分子和水蒸氣分子對電磁波的吸收；氧氣分子和水蒸氣分子對電磁波的吸收；雨、霧和雪等氣象微粒對電磁波的吸收和散射；雨、霧和雪等氣象微粒對電磁波的吸收和散射；對流層結(jié)構(gòu)的不均勻性對電磁波的折射；對流層結(jié)構(gòu)的不均勻性對電磁波的折射；當(dāng)當(dāng)VHFVHF通信系統(tǒng)的工作頻段在通信系統(tǒng)的工作頻段在1GHz1GHz以下，前兩個(gè)方面以下，前兩個(gè)方面的影響不顯著，只需考慮對流層折射的影響。的影響不顯著，只需考慮對流層折射的影響。2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 23 對流層結(jié)構(gòu)的不均勻性對電磁波的折射2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 不同高度的大氣壓力、溫度和濕度不同，不同高度

10、的大氣壓力、溫度和濕度不同，對流層的折射率也不同對流層的折射率也不同242.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 VHFVHF傳播的對流層折射現(xiàn)象傳播的對流層折射現(xiàn)象(c) 標(biāo)準(zhǔn)折射(a) 無折射(b) 負(fù)折射(d) 臨界折射(e) 超折射0K1Re等效折射真實(shí)折射等效地球KRe等效地球半徑等效地球半徑0001eRRRRkdndh25第二章第二章 甚高頻通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)2.1 2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 2.2 2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 2.3 2.3 甚高頻通信系統(tǒng)概述甚高頻通信系統(tǒng)概述 2.4 2.4 甚高頻通信工作原理甚高頻通信工作原理 2.5 2.5 頻率合成器頻率

11、合成器 262.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理v什么是調(diào)制？ 調(diào)制是將需要發(fā)送的信息（如語音或原始的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)）變換到適合所用信道（通常為如前所述的含有吸收氣體的自由空間）傳輸?shù)男问?載波調(diào)制 將原始數(shù)據(jù)或語音信號（通常稱為基帶信號）調(diào)制到一個(gè)載波信號上 27v為什么要調(diào)制？ 天線尺寸限制 頻分復(fù)用 擴(kuò)頻抗干擾2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理28v調(diào)制方法有哪些？ 模擬調(diào)試 AM FM 數(shù)字調(diào)制 ASK FSK PSK QAM TCM2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理29v載波調(diào)制通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)須考慮的因素 載頻選擇 調(diào)制方式選擇v飛機(jī)甚高頻通信系統(tǒng)一般采用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅 穩(wěn)定、簡單2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)

12、制解調(diào)原理30v幅度調(diào)制（AM） 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅AMDSB-AM 雙邊帶調(diào)幅DSBSC-AM 單邊帶調(diào)幅SSBSSB-AM 殘留邊帶調(diào)幅VSB2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅31v信號數(shù)學(xué)表達(dá)式v信號波形v信號頻譜v調(diào)制原理框圖v解調(diào)原理框圖2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅32AMcooccs(t)Am(t)cos(t) 0 Acostm(t)cost Atccos)(tm)(tsAMv調(diào)制2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅3300tm0t0cccm cm AMs(t)AMS( )0t0ccs(t)S( )1AAm(t)2 A ( )M( ) 2.2 調(diào)

13、制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅34v解調(diào)tccos低 通濾波器A)(tsAM)(tm2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅35vAM信號的包絡(luò)線與調(diào)制信號完全相似 AM信號解調(diào)可以包絡(luò)檢波v無失真AM，要求 v調(diào)制度 0tAMs(t)Amcff2maxAm(t) Atmmmax2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅36v標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的優(yōu)點(diǎn) 容易調(diào)制（如二極管或晶體管等非線性器件） 容易解調(diào)（可用簡單的二極管、電容、電阻電路進(jìn)行非相干檢測或者可以用相干檢測器） 在排故和整個(gè)過程任一階段觀察波形相當(dāng)簡單 載波總存在，即使不發(fā)送信息時(shí)仍然存在；這意味著接收機(jī)可以很容易的進(jìn)行頻

14、率校準(zhǔn)和鎖定 在幅度域，不會由發(fā)送機(jī)和接收機(jī)相對運(yùn)動產(chǎn)生的多普勒頻移帶來信號失真或者偏移2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅37v標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅的缺點(diǎn) 功率效率低 即使性能最好的時(shí)候，僅有三分之一的發(fā)射功率用于有用信號，其它三分之二的功率用于載波，但它是沒用的。上述結(jié)論是在調(diào)制指數(shù)為M=100%時(shí)得出的，理論上無法完全達(dá)到。因此，實(shí)際上情況更差，功率傳輸效率的典型值總是小于25% 占用帶寬大 所需RF帶寬是最大基帶頻率的兩倍 沒有信號加密碼 很容易受到干擾（安全因素等）2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅38第二章第二章 甚高頻通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)2.1 2.1 超短波傳播

15、特性超短波傳播特性 2.2 2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 2.3 2.3 甚高頻通信系統(tǒng)概述甚高頻通信系統(tǒng)概述 2.4 2.4 甚高頻通信工作原理甚高頻通信工作原理 2.5 2.5 頻率合成器頻率合成器 392.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 v功能 甚高頻通訊系統(tǒng)是一種近距離的飛機(jī)與飛機(jī)之間、飛機(jī)與地面電臺之間的通訊系統(tǒng)。402.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 v工作頻段 118.000MHz136.975MHz，頻道間隔為25KHz 共760個(gè)頻道，具體分配為： 空中交通管理人員與飛機(jī)駕駛員間的通話 118.000MHz121.400MHz（主要頻段） 123.67

16、5MHz128.800MHz 132.025MHz136.975MHz 空中飛行情報(bào)服務(wù) 121.100MHz，121.200MHz 遇難呼救 121.500MHz 地面管制 121.600121.925MHz412.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 v調(diào)制方式 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅v通信方式 半雙工v系統(tǒng)工作電源 28V DC422.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 v系統(tǒng)基本組成 控制板 收發(fā)機(jī) VHF天線432.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述vB737-800442.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述vB737-800452.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述v

17、B737-300462.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述v控制板 B737-800 B737-300 A320472.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述v控制板 功能 進(jìn)行頻率選擇和轉(zhuǎn)換 對相應(yīng)收發(fā)機(jī)進(jìn)行測試 按下“COMM”測試電門可使靜噪電路失效，接收機(jī)應(yīng)有噪聲信號輸出，從而對接收機(jī)進(jìn)行測試 控制板輸出的信號通過ARINC429數(shù)據(jù)總線送到收發(fā)機(jī)482.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述v收發(fā)機(jī) 功能 對RF信號進(jìn)行調(diào)制和發(fā)射，接收和解調(diào) 通過收發(fā)機(jī)面板上的測試開關(guān)，可對收發(fā)機(jī)進(jìn)行測試 收發(fā)機(jī)面板上還有耳機(jī)和麥克風(fēng)插孔，可對系統(tǒng)進(jìn)行操作控制 最小發(fā)射功率25W 工作電壓

18、 27.5V DC492.3 甚高頻通信甚高頻通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述vVHF天線 VHF天線稱作“刀”形天線 一般長12英寸，底部寬8英寸 天線屬垂直極化，具有50歐阻抗值，可全向接收和發(fā)射。 50第二章第二章 甚高頻通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)2.1 2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 2.2 2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 2.3 2.3 甚高頻通信系統(tǒng)概述甚高頻通信系統(tǒng)概述 2.4 2.4 甚高頻通信工作原理甚高頻通信工作原理 2.5 2.5 頻率合成器頻率合成器 512.4 工作原理工作原理 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖v甚高頻通信系統(tǒng)框圖522.4 工作原理工作原理 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖vPTT（Pus

19、h To Talk） 半雙工工作 按下（邏輯0）時(shí)處于發(fā)射狀態(tài)，可以說話 松開（邏輯1）時(shí)則為接收狀態(tài)，收發(fā)同頻v頻率控制信息 來自控制板532.4 工作原理工作原理 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖v收發(fā)機(jī)內(nèi)部主要組成 電源電路 接收機(jī) 發(fā)射機(jī) 頻率合成電路542.4 工作原理工作原理 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖v電源 VHF通訊系統(tǒng)電源來自不同的匯流條 VHF1號來自28V DC備用匯流條 VHF2號來自2號電子匯流條。552.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v超外差接收機(jī) 二次變頻 為什么用超外差？高頻端高頻端 中放和檢波中放和檢波 音頻電路音頻電路 562.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理

20、接收機(jī)工作原理v高頻端高頻端高頻端 中放和檢波中放和檢波 音頻電路音頻電路 預(yù)選器預(yù)選器射頻衰減器射頻衰減器射頻放大器射頻放大器混頻器混頻器572.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v高頻端1.預(yù)選器 由四個(gè)LC帶通濾波器組成 在118136.975MHz頻帶范圍內(nèi)形成平坦幅頻特性 對帶外信號有效抑制來自來自CPUCPU的預(yù)選的預(yù)選調(diào)諧控調(diào)諧控制信號制信號582.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v高頻端1.預(yù)選器 由四個(gè)LC帶通濾波器組成幅頻特性幅頻特性 592.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v高頻端2.射頻衰減器 使射頻電路有較寬動態(tài)范圍

21、 信號過強(qiáng)時(shí)不至于飽和或燒掉602.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v高頻端3.射頻放大器 放大射頻信號 甲類放大狀態(tài)送入混頻器送入混頻器612.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v高頻端4.混頻器 與來自頻率合成器的射頻混頻得到中頻信號（第一中頻信號）138-157MHz138-157MHz9.325MHz9.325MHz622.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v中放和檢波 高精度濾波器 放大器 中頻三級（含自動增益控制（AGC），60dB增益） 低放一級（20dB增益）送入音頻電路送入音頻電路632.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接

22、收機(jī)工作原理v音頻電路高頻端高頻端 中放和檢波中放和檢波 音頻電路音頻電路 音頻壓縮放大器音頻壓縮放大器有源低通濾波器有源低通濾波器音頻功率放大器音頻功率放大器靜噪電路靜噪電路642.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v音頻電路1.音頻壓縮放大器 控制電壓（音量）不劇烈變化652.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v音頻電路2.有源低通濾波器 300Hz2.5kHz平坦 選出語音頻段662.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v音頻電路3.音頻功率放大器 放大信號 有兩級放大器和一個(gè)輸出阻抗匹配的變壓器組成 提供100mW輸出電平和600歐輸出阻抗

23、672.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v音頻電路4.靜噪電路 當(dāng)沒有外來射頻信號輸入或外來輸入信號的信噪比很小時(shí)，抑制噪聲輸出，從而減小了飛行員的聽覺疲勞。682.4 工作原理工作原理 接收機(jī)工作原理接收機(jī)工作原理v靜噪電路工作原理 AGC電壓較小時(shí)，RF信號較弱，表明沒有語音，靜噪 當(dāng)6kHz，9kHz，11kHz帶通濾波器輸出有較強(qiáng)，表明有噪聲，靜噪 面板上按下測試按鈕，不靜噪692.4 工作原理工作原理 發(fā)射機(jī)工作原理發(fā)射機(jī)工作原理v基本組成音頻輸入電路音頻輸入電路 調(diào)制電路調(diào)制電路 末級功放末級功放 702.4 工作原理工作原理 發(fā)射機(jī)工作原理發(fā)射機(jī)工作原理音頻輸音

24、頻輸入電路入電路調(diào)制電路調(diào)制電路末級功放末級功放712.4 工作原理工作原理 發(fā)射機(jī)工作原理發(fā)射機(jī)工作原理v音頻輸入電路 主要由音頻放大器和音頻壓縮放大器組成 音頻壓縮放大器 保證聲音劇烈變化時(shí)，音頻輸出信號變化很小 保持90%調(diào)制度，防止過調(diào)v調(diào)制電路 在可變衰減器中v末級功放 寬帶高頻功率放大器作推動級 克服調(diào)頻放大所需調(diào)整時(shí)間的問題 輸出30W調(diào)幅信號722.4 工作原理工作原理 發(fā)射機(jī)工作原理發(fā)射機(jī)工作原理PTTPush-to-talk732.4 工作原理工作原理 發(fā)射機(jī)工作原理發(fā)射機(jī)工作原理信號成形聲-電轉(zhuǎn)換基帶放大低通濾波（去掉大于4.8kHz成分以減少帶寬）調(diào)制中頻混頻中頻放大帶

25、通濾波末級上變頻射頻混頻射頻放大帶通濾波74第二章第二章 甚高頻通信系統(tǒng)甚高頻通信系統(tǒng)2.1 2.1 超短波傳播特性超短波傳播特性 2.2 2.2 調(diào)制解調(diào)原理調(diào)制解調(diào)原理 2.3 2.3 甚高頻通信系統(tǒng)概述甚高頻通信系統(tǒng)概述 2.4 2.4 甚高頻通信工作原理甚高頻通信工作原理 2.5 2.5 頻率合成器頻率合成器 752.5 頻率合成器頻率合成器 v甚高頻通信系統(tǒng)對振蕩信號源的要求 頻率準(zhǔn)確度高 頻率穩(wěn)定度高 方便改換頻率762.5 頻率合成器頻率合成器v常見振蕩信號源 石英晶體振蕩器 頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度很高 改換頻率不便，只適合固定頻率 LC振蕩器 改換頻率方便 頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度不夠高

26、 如何兼顧？ 頻率合成技術(shù)772.5 頻率合成器頻率合成器v什么是頻率合成技術(shù)？ 將一個(gè)高穩(wěn)定度、高精度的頻率經(jīng)過加、減、乘、除來產(chǎn)生同樣高穩(wěn)定度、高精度的頻率的技術(shù)v對頻率合成器的要求 頻譜純度高，接近單頻信號v頻率合成技術(shù) 直接合成法 間接合成法（鎖相環(huán)路法）782.5 頻率合成器頻率合成器v頻率合成器的性能指標(biāo) 頻率范圍 頻率間隔與信道數(shù) 轉(zhuǎn)換時(shí)間 噪聲 相位噪聲：系統(tǒng)內(nèi)部噪聲引起的振蕩源信號相位隨機(jī)起伏 寄生干擾/雜散：不包括輸出頻率諧波的其它寄生頻率電子信息工程學(xué)院通信系統(tǒng)792.5 頻率合成器頻率合成器v振蕩源信號頻譜陰影面積陰影面積總面積總面積Pm-Po （dBc）X dBc/H

27、zfm = Pm-Po-10logfm電子信息工程學(xué)院通信系統(tǒng)802.5 頻率合成器頻率合成器v相位抖動 壓控振蕩器輸出邊帶噪聲的一種類型 壓控振蕩器輸出邊帶噪聲類型包括 帶內(nèi)噪聲:3003000Hz 帶外噪聲:3000Hz以外 相位抖動:100Hz以內(nèi)電子信息工程學(xué)院通信系統(tǒng)812.5 頻率合成器頻率合成器v鎖相環(huán)路法（PLL, Phase Locked Loop） 一種相位負(fù)反饋技術(shù)v應(yīng)用 鎖相解調(diào) 載波提取 位同步提取 頻率合成參 考 晶 體振 蕩 器鑒 相 器PDui(t)環(huán) 路 濾 波 器LF壓 控 振 蕩 器VCOud(t)uc(t)uo(t)uo(t)o輸 出oi電子信息工程學(xué)院

28、通信系統(tǒng)822.5 頻率合成器頻率合成器v鎖相環(huán)路頻率合成器原理 鑒相器(PD) 將輸入信號的相位與環(huán)路輸出信號的相位進(jìn)行比較，并取出與這兩個(gè)相位差成正比的電壓； 環(huán)路濾波器(LPF) 是一個(gè)低通濾波器，它的作用是濾除電壓中的高頻成分并取出平均分量； 壓控振蕩器(VCO) 在控制電壓作用下產(chǎn)生振蕩頻率。 參 考 晶 體振 蕩 器鑒 相 器PDui(t)環(huán) 路 濾 波 器LF壓 控 振 蕩 器VCOud(t)uc(t)uo(t)uo(t)o輸 出oi電子信息工程學(xué)院通信系統(tǒng)832.5 頻率合成器頻率合成器v可變分頻器標(biāo)準(zhǔn)頻率標(biāo)準(zhǔn)頻率產(chǎn)生器產(chǎn)生器可變可變分頻器分頻器低通低通濾波器濾波器固定固定分頻

29、器分頻器鑒相器鑒相器壓控壓控振蕩器振蕩器f0ffr3.2MHz 128電子信息工程學(xué)院通信系統(tǒng)842.5 頻率合成器頻率合成器v可變分頻器 分頻比可以改變的程序分頻器 控制板上設(shè)定了工作頻率信息，傳送至微處理器，譯碼后送出BCD碼標(biāo)示的頻率信息對可變分頻器的分頻比進(jìn)行預(yù)置 對VCO輸出的118155.975MHz的頻率信號進(jìn)行分頻，分頻后產(chǎn)生一個(gè)25kHz的信號加至鑒相器 在鑒相器內(nèi)與25kHz的基準(zhǔn)頻率進(jìn)行相位比較 鑒相器的輸出經(jīng)低通濾波后加至壓控振蕩器，使壓控振蕩器的輸出保證在精確的頻率上 可變分頻比可選：46406239電子信息工程學(xué)院通信系統(tǒng)85小結(jié)小結(jié)v甚高頻通信系統(tǒng)的特征 載頻選擇、調(diào)制方式、通信方式、工作電源v半雙工如何控制v甚高頻通信系統(tǒng)基本組成v收發(fā)機(jī)基本組成v接收機(jī)組成及各部分功能v發(fā)射機(jī)組成及各部分功能vPLL頻率合成器原理及組成