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1、第二章第二章 甚高频通信系统甚高频通信系统中国民航大学电子信息工程学院中国民航大学电子信息工程学院王璐王璐 2024/8/7电子信息工程学院通信系统第二章第二章 甚高频通信系统甚高频通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 2.2 2.2 调制解调原理调制解调原理 2.3 2.3 甚高频通信系统概述甚高频通信系统概述 2.4 2.4 甚高频通信工作原理甚高频通信工作原理 2.5 2.5 频率合成器频率合成器 2电子信息工程学院通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 v超短波通信超短波通信利用波长为利用波长为10m-1m（30MHz-300MHz）的电）的电磁波进行无线
2、电通信，多用于电视、雷达、民磁波进行无线电通信，多用于电视、雷达、民航和移动电台等通信；航和移动电台等通信；也称为甚高频（也称为甚高频（VHF）无线电通信是全世界主）无线电通信是全世界主要的航空移动通信方式，能提供快捷、便宜而要的航空移动通信方式，能提供快捷、便宜而可靠的空地视线范围的通信。可靠的空地视线范围的通信。3电子信息工程学院通信系统v电磁波直达路径磁波直达路径天线发射功率天线发射功率GSM手机：手机：3.2mW-2W气象雷达：几百气象雷达：几百-几千几千W一次雷达：几千一次雷达：几千W二次雷达：几千二次雷达：几千W球表面积球表面积空间某处的功率，与到天线空间某处的功率，与到天线间距离
3、的平方成反比间距离的平方成反比2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 4电子信息工程学院通信系统v电磁波直达路径磁波直达路径功率通量密度功率通量密度（PFD, power flux density）： 球表面上单位面积的辐射功率值球表面上单位面积的辐射功率值接收接收天线天线有效孔径有效孔径Ae（单位：（单位：m2）：）：接收天线所接收的功率：接收天线所接收的功率：2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 5电子信息工程学院通信系统v电磁波直达路径磁波直达路径自由空间的路径损耗自由空间的路径损耗两边取对数、化简两边取对数、化简2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 6电子信息工程
4、学院通信系统例例 A.假假设视距距传输，求一个，求一个飞机机VHF发射机与一个射机与一个300 km远的接收站之的接收站之间的最大自由空的最大自由空间路径路径损耗。耗。 B.假假设发射机的射机的发射功率不射功率不变，欲使接收机接收到，欲使接收机接收到四倍的功率，四倍的功率，飞机与接收站的距离需要机与接收站的距离需要变为多多远？ 解：解：A. B. 在自由空间条件在自由空间条件下，欲使传播距下，欲使传播距离翻倍，应使发离翻倍，应使发射功率增至四倍射功率增至四倍 2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 7电子信息工程学院通信系统v电场强度与度与发射功率的关系射功率的关系电路电路类似的，场类似
5、的，场自由空间阻抗自由空间阻抗2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 8电子信息工程学院通信系统v电场电场强强度与度与发发射功率的关系（射功率的关系（续续）电场强度与接收功率的关系电场强度与接收功率的关系2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 9电子信息工程学院通信系统v无无线电地平地平线的的计算算A点处有一飞机，海拔高度为点处有一飞机，海拔高度为h1飞机与无线电地平线距离为飞机与无线电地平线距离为d12.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 10电子信息工程学院通信系统v无无线电地平地平线的的计算算(续)在在B处增加一机载或高塔天线，处增加一机载或高塔天线，高度为高度为h2两
6、点间的视距距离为两点间的视距距离为2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 11电子信息工程学院通信系统v无无线电线电地平地平线线的的计计算算(续续)2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 不同飞行高度的地平线距离不同飞行高度的地平线距离12电子信息工程学院通信系统VHF台站对不同飞行高度的覆盖情况台站对不同飞行高度的覆盖情况2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 13电子信息工程学院通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 v电磁波的反射、磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收射、折射、散射和吸收平坦地表对电磁波的平坦地表对电磁波的反射反射TRCdh2h1r+r平坦地
7、表对平坦地表对VHF的反射模式的反射模式直达波的场强为：直达波的场强为：反射波的场强为：反射波的场强为：收信点合成场强：收信点合成场强：14电子信息工程学院通信系统地表反射造成合成波相比于直达波的衰减：衰减因子地表反射造成合成波相比于直达波的衰减：衰减因子波程差等于波程差等于整数倍波整数倍波长的的时，衰减达到极大衰减达到极大值地表反射系数地表反射系数 值越大，曲越大，曲线起伏程度就越大起伏程度就越大120 2 =1 =0.5 r2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 15电子信息工程学院通信系统接收点接收点处的功率的功率/场强随随天天线高度高度变化而化而变化化接收点接收点处的功率的功率/
8、场强随随站机站机间距离距离变化而化而变化化2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 存在地表反射时，接收功率随距离和天线高度变化的情况存在地表反射时，接收功率随距离和天线高度变化的情况16电子信息工程学院通信系统存在地表反射存在地表反射时，接收功率随，接收功率随仰角仰角变化情况。体化情况。体现为 “天天线方向方向图开裂开裂”。这种情况种情况对空地空地VHF通信影响很大，通信影响很大，但不可避免。但不可避免。2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 17电子信息工程学院通信系统注意：注意： 并非天并非天线越高通信效果越好，如果天越高通信效果越好，如果天线的高度的高度调整适当，整适当，可以
9、避免收信点接收信号可以避免收信点接收信号趋近零的近零的现象。象。 为了避免因反射波和直射波抵消而了避免因反射波和直射波抵消而导致的致的收信点的收信点的场强明明显起伏，在起伏，在进行行VHF站址站址选择和和链路路设计时，应充充分分利用地形地物阻利用地形地物阻挡反射波。反射波。2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 18电子信息工程学院通信系统v电磁波的反射、磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收射、折射、散射和吸收地表地表障碍物障碍物对对VHF视距传播的影响视距传播的影响d1d2dHcF0RT刃形障碍物在电磁波传播路径上的情况刃形障碍物在电磁波传播路径上的情况惠更斯菲涅尔定理惠更斯菲涅尔定理最
10、小菲涅尔半径最小菲涅尔半径F0传播余隙传播余隙HcHcF0时无影响！时无影响！2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 19电子信息工程学院通信系统当地表障碍物超当地表障碍物超过收收发间连线l障碍物障碍物绕射射2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 光滑障碍物绕射光滑障碍物绕射刃形边缘绕射刃形边缘绕射20电子信息工程学院通信系统当地表障碍物超当地表障碍物超过收收发间连线l障碍物的阻障碍物的阻挡损耗耗2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 阻挡损耗与相对余隙的关系曲线阻挡损耗与相对余隙的关系曲线-26-24-22-20-18-16-14-12-10-8-6-4-2-2024-2.
11、5-2.0-1.5-1.0-0.500.51.01.52.02.5阻挡损耗(dB)Hc/F21电子信息工程学院通信系统v电磁波的反射、磁波的反射、绕射、折射、散射和吸收射、折射、散射和吸收对流层大气对流层大气对对VHF视距传播的影响视距传播的影响氧气分子和水蒸气分子对电磁波的吸收；氧气分子和水蒸气分子对电磁波的吸收；雨、雾和雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射；雨、雾和雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射；对流层结构的不均匀性对电磁波的折射；对流层结构的不均匀性对电磁波的折射；当当VHFVHF通信系统的工作频段在通信系统的工作频段在1GHz1GHz以下，前两个方面以下，前两个方面的影响不显著，只需考虑
12、对流层折射的影响。的影响不显著，只需考虑对流层折射的影响。2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 22电子信息工程学院通信系统对流流层结构的不均匀性构的不均匀性对电磁波的折射磁波的折射2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 不同高度的大气压力、温度和湿度不同，不同高度的大气压力、温度和湿度不同，对流层的折射率也不同对流层的折射率也不同23电子信息工程学院通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 VHFVHF传播的对流层折射现象传播的对流层折射现象(c) 标准折射(a) 无折射(b) 负折射(d) 临界折射(e) 超折射0K1Re等效折射真实折射等效地球KRe等效地球半径
13、等效地球半径24电子信息工程学院通信系统第二章第二章 甚高频通信系统甚高频通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 2.2 2.2 调制解调原理调制解调原理 2.3 2.3 甚高频通信系统概述甚高频通信系统概述 2.4 2.4 甚高频通信工作原理甚高频通信工作原理 2.5 2.5 频率合成器频率合成器 25电子信息工程学院通信系统2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理v什么是什么是调制？制？调制是将需要发送的调制是将需要发送的信息信息（如语音或原始的计（如语音或原始的计算机数据）算机数据）变换变换到到适合所用信道适合所用信道（通常为如前（通常为如前所述的含有吸收气体的自由空间）传
14、输的所述的含有吸收气体的自由空间）传输的形式形式 载波调制载波调制将原始数据或语音信号（通常称为基带信号）调制将原始数据或语音信号（通常称为基带信号）调制到一个到一个载波载波信号上信号上 26电子信息工程学院通信系统v为什么要什么要调制？制？天线尺寸限制天线尺寸限制频分复用频分复用扩频抗干扰扩频抗干扰2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理27电子信息工程学院通信系统v调制方法有哪些？制方法有哪些？模拟调试模拟调试AMFM数字调制数字调制ASKFSKPSKQAMTCM2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理28电子信息工程学院通信系统v载波波调制通信系制通信系统设计须考考虑的因素的因素载频选择
15、载频选择调制方式选择调制方式选择v飞机甚高机甚高频通信系通信系统一般采用一般采用标准准调幅幅稳定、简单稳定、简单2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理29电子信息工程学院通信系统v幅度幅度调制（制（AM）标准调幅标准调幅AMDSB-AM双边带调幅双边带调幅DSBSC-AM单边带调幅单边带调幅SSBSSB-AM残留边带调幅残留边带调幅VSB2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅30电子信息工程学院通信系统v信号数学表达式信号数学表达式v信号波形信号波形v信号信号频谱频谱v调调制原理框制原理框图图v解解调调原理框原理框图图2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅
16、31电子信息工程学院通信系统v调调制制2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅32电子信息工程学院通信系统00t0t00t01A2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅33电子信息工程学院通信系统v解解调调低 通滤波器2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅34电子信息工程学院通信系统vAM信号的包信号的包络线与与调制信号完全相似制信号完全相似AM信号解调可以包络检波信号解调可以包络检波v无失真无失真AM，要求，要求 v调制度制度 0tA2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅35电子信息工程学院通信系统v标准准调幅的幅的优点点容
17、易调制（如二极管或晶体管等非线性器件）容易调制（如二极管或晶体管等非线性器件）容易解调（可用简单的二极管、电容、电阻电路容易解调（可用简单的二极管、电容、电阻电路进行非相干检测或者可以用相干检测器）进行非相干检测或者可以用相干检测器）在排故和整个过程任一阶段观察波形相当简单在排故和整个过程任一阶段观察波形相当简单载波总存在，即使不发送信息时仍然存在；这意载波总存在，即使不发送信息时仍然存在；这意味着接收机可以很容易的进行频率校准和锁定味着接收机可以很容易的进行频率校准和锁定在幅度域，不会由发送机和接收机相对运动产生在幅度域，不会由发送机和接收机相对运动产生的多普勒频移带来信号失真或者偏移的多普
18、勒频移带来信号失真或者偏移2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅36电子信息工程学院通信系统v标准准调幅的缺点幅的缺点功率效率低功率效率低即使性能最好的时候，仅有三分之一的发射功率用于即使性能最好的时候，仅有三分之一的发射功率用于有用信号，其它三分之二的功率用于载波，但它是没有用信号，其它三分之二的功率用于载波，但它是没用的。上述结论是在调制指数为用的。上述结论是在调制指数为M=100%时得出的，时得出的，理论上无法完全达到。因此，实际上情况更差，功率理论上无法完全达到。因此，实际上情况更差，功率传输效率的典型值总是小于传输效率的典型值总是小于25%占用带宽大占用带宽大所需所
19、需RF带宽是最大基带频率的两倍带宽是最大基带频率的两倍没有信号加密码没有信号加密码很容易受到干扰（安全因素等）很容易受到干扰（安全因素等）2.2.2 2 调制解调原理调制解调原理标准调幅标准调幅37电子信息工程学院通信系统第二章第二章 甚高频通信系统甚高频通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 2.2 2.2 调制解调原理调制解调原理 2.3 2.3 甚高频通信系统概述甚高频通信系统概述 2.4 2.4 甚高频通信工作原理甚高频通信工作原理 2.5 2.5 频率合成器频率合成器 38电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述 v功能功能甚高频通讯
20、系统是一种甚高频通讯系统是一种近近距离的飞机与飞机之距离的飞机与飞机之间、飞机与地面电台之间的通讯系统。间、飞机与地面电台之间的通讯系统。39电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述 v工作工作频段段118.000MHz136.975MHz，频道间隔为，频道间隔为25KHz共共760个频道，具体分配为：个频道，具体分配为：空中交通管理人员与飞机驾驶员间的通话空中交通管理人员与飞机驾驶员间的通话118.000MHz121.400MHz（主要频段）（主要频段）123.675MHz128.800MHz132.025MHz136.975MHz空中飞行情报服务空中飞行
21、情报服务121.100MHz，121.200MHz遇难呼救遇难呼救121.500MHz地面管制地面管制121.600121.925MHz40电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述 v调制方式制方式标准调幅标准调幅v通信方式通信方式半双工半双工v系系统工作工作电源源28V DC41电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述 v系系统基本基本组成成 控制板控制板收发机收发机VHF天线天线42电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述vB737-80043电子信息工程学院通信系统2.2.3 3
22、甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述vB737-80044电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述vB737-30045电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述v控制板控制板B737-800B737-300A32046电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述v控制板控制板功能功能进行频率选择和转换进行频率选择和转换对相应收发机进行测试对相应收发机进行测试按下按下“COMM”测试电门可使静噪电路失效，接收机应有噪测试电门可使静噪电路失效，接收机应有噪声信号输出，从而对接收机进行测试声信号输
23、出，从而对接收机进行测试控制板输出的信号通过控制板输出的信号通过ARINC429数据总线送数据总线送到收发机到收发机47电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通信甚高频通信系统概述系统概述v收收发机机功能功能对对RF信号进行调制和发射，信号进行调制和发射，接收和解调接收和解调通过收发机面板上的测试开通过收发机面板上的测试开关，可对收发机进行测试关，可对收发机进行测试收发机面板上还有耳机和麦收发机面板上还有耳机和麦克风插孔，可对系统进行操克风插孔，可对系统进行操作控制作控制最小发射功率最小发射功率25W工作电压工作电压 27.5V DC48电子信息工程学院通信系统2.2.3 3 甚高频通
24、信甚高频通信系统概述系统概述vVHF天天线VHF天线称作天线称作“刀刀”形天线形天线一般长一般长12英寸，底部宽英寸，底部宽8英寸英寸天线属垂直极化，具有天线属垂直极化，具有50欧阻抗值，可全向接欧阻抗值，可全向接收和发射。收和发射。 49电子信息工程学院通信系统第二章第二章 甚高频通信系统甚高频通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 2.2 2.2 调制解调原理调制解调原理 2.3 2.3 甚高频通信系统概述甚高频通信系统概述 2.4 2.4 甚高频通信工作原理甚高频通信工作原理 2.5 2.5 频率合成器频率合成器 50电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理
25、 系统框图系统框图v甚高甚高频频通信系通信系统统框框图图51电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 系统框图系统框图vPTT（Push To Talk）半双工工作半双工工作按下（逻辑按下（逻辑0）时处于发射状态，可以说话）时处于发射状态，可以说话松开（逻辑松开（逻辑1）时则为接收状态，收发同频）时则为接收状态，收发同频v频率控制信息率控制信息来自控制板来自控制板52电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 系统框图系统框图v收收发机内部主要机内部主要组成成电源电路电源电路接收机接收机发射机发射机频率合成电路频率合成电路53电子信息工程学院通信系统2.4 2.4
26、 工作原理工作原理 系统框图系统框图v电源源VHF通讯系统电源来自不同的汇流条通讯系统电源来自不同的汇流条VHF1号来自号来自28V DC备用汇流条备用汇流条VHF2号来自号来自2号电子汇流条。号电子汇流条。54电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v超外差接收机超外差接收机二次变频二次变频为什么用超外差？为什么用超外差？高频端高频端 中放和检波中放和检波 音频电路音频电路 55电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v高高频端端高频端高频端 中放和检波中放和检波 音频电路音频电路 预选器预选器射频衰
27、减器射频衰减器射频放大器射频放大器混频器混频器56电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v高高频端端1.预选器预选器由四个由四个LC带通滤波器组成带通滤波器组成在在118136.975MHz频带范围内形成平坦频带范围内形成平坦幅频特性幅频特性对带外信号有效抑制对带外信号有效抑制来自来自CPUCPU的预选的预选调谐控调谐控制信号制信号57电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v高高频端端1.预选器预选器由四个由四个LC带通滤波器组成带通滤波器组成幅频特性幅频特性 58电子信息工程学院通信系统2.4 2
28、.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v高高频端端2.射频衰减器射频衰减器使射频电路有较宽动态范围使射频电路有较宽动态范围信号过强时不至于饱和或烧掉信号过强时不至于饱和或烧掉59电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v高高频端端3.射频放大器射频放大器放大射频信号放大射频信号甲类放大状态甲类放大状态送入混频器送入混频器60电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v高高频端端4.混频器混频器与来自频率合成器的射频混频得到中频信号（第一与来自频率合成器的射频混频得到中频信号（第一中频信号）中
29、频信号）138-157MHz138-157MHz9.325MHz9.325MHz61电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v中放和中放和检波波高精度滤波器高精度滤波器放大器放大器中频三级（含自动增益控制（中频三级（含自动增益控制（AGC），），60dB增益）增益）低放一级（低放一级（20dB增益）增益）送入音频电路送入音频电路62电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v音音频电路路高频端高频端 中放和检波中放和检波 音频电路音频电路 音频压缩放大器音频压缩放大器有源低通滤波器有源低通滤波器音频功率放
30、大器音频功率放大器静噪电路静噪电路63电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v音音频电路路1.音频压缩放大器音频压缩放大器控制电压（音量）控制电压（音量）不剧烈变化不剧烈变化64电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v音音频电路路2.有源低通滤波器有源低通滤波器300Hz2.5kHz平坦平坦选出语音频段选出语音频段65电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v音音频电路路3.音频功率放大器音频功率放大器放大信号放大信号有两级放大器有两级放大器和一个输出阻
31、和一个输出阻抗匹配的变压抗匹配的变压器组成器组成提供提供100mW输输出电平和出电平和600欧欧输出阻抗输出阻抗66电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v音音频电路路4.静噪电路静噪电路当没有外来当没有外来射频信号输射频信号输入或外来输入或外来输入信号的信入信号的信噪比很小时噪比很小时，抑制噪声输抑制噪声输出，从而减出，从而减小了飞行员小了飞行员的听觉疲劳。的听觉疲劳。67电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 接收机工作原理接收机工作原理v静噪静噪电路工作原理路工作原理AGC电压较小时，电压较小时，RF信号较弱，表明没有语音
32、，信号较弱，表明没有语音，静噪静噪当当6kHz，9kHz，11kHz带通滤波器输出有较强，带通滤波器输出有较强，表明有噪声，静噪表明有噪声，静噪面板上按下测试按钮，不静噪面板上按下测试按钮，不静噪68电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 发射机工作原理发射机工作原理v基本基本组组成成音频输入电路音频输入电路 调制电路调制电路 末级功放末级功放 69电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 发射机工作原理发射机工作原理音频输音频输入电路入电路调制电路调制电路末级功放末级功放70电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 发射机工作原理发射机工作原
33、理v音音频输入入电路路主要由音频放大器和音频压缩放大器组成主要由音频放大器和音频压缩放大器组成音频压缩放大器音频压缩放大器保证声音剧烈变化时，音频输出信号变化很小保证声音剧烈变化时，音频输出信号变化很小保持保持90%调制度，防止过调调制度，防止过调v调制制电路路在可变衰减器中在可变衰减器中v末末级功放功放宽带高频功率放大器作推动级宽带高频功率放大器作推动级克服调频放大所需调整时间的问题克服调频放大所需调整时间的问题输出输出30W调幅信号调幅信号71电子信息工程学院通信系统2.4 2.4 工作原理工作原理 发射机工作原理发射机工作原理PTTPush-to-talk72电子信息工程学院通信系统2.
34、4 2.4 工作原理工作原理 发射机工作原理发射机工作原理信号成形声-电转换基带放大低通滤波（去掉大于4.8kHz成分以减少带宽）调制中频混频中频放大带通滤波末级上变频射频混频射频放大带通滤波73电子信息工程学院通信系统第二章第二章 甚高频通信系统甚高频通信系统2.1 2.1 超短波传播特性超短波传播特性 2.2 2.2 调制解调原理调制解调原理 2.3 2.3 甚高频通信系统概述甚高频通信系统概述 2.4 2.4 甚高频通信工作原理甚高频通信工作原理 2.5 2.5 频率合成器频率合成器 74电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器 v甚高甚高频通信系通信系统对振振荡信号
35、源的要求信号源的要求频率准确度高频率准确度高频率稳定度高频率稳定度高方便改换频率方便改换频率75电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v常常见振振荡信号源信号源石英晶体振荡器石英晶体振荡器频率准确度和稳定度很高频率准确度和稳定度很高改换频率不便，只适合固定频率改换频率不便，只适合固定频率LC振荡器振荡器改换频率方便改换频率方便频率准确度和稳定度不够高频率准确度和稳定度不够高如何兼顾？如何兼顾？频率合成技术频率合成技术76电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v什么是什么是频率合成技率合成技术？将一个高稳定度、高精度的频率经过加、减、将一个高稳定度、高
36、精度的频率经过加、减、乘、除来产生同样高稳定度、高精度的频率的乘、除来产生同样高稳定度、高精度的频率的技术技术v对频率合成器的要求率合成器的要求频谱纯度高，接近单频信号频谱纯度高，接近单频信号v频率合成技率合成技术直接合成法直接合成法间接合成法（锁相环路法）间接合成法（锁相环路法）77电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v频率合成器的性能指率合成器的性能指标频率范围频率范围频率间隔与信道数频率间隔与信道数转换时间转换时间噪声噪声相位噪声：相位噪声：系统内部噪声引起的振荡源信号相位随机起伏系统内部噪声引起的振荡源信号相位随机起伏寄生干扰寄生干扰/杂散：杂散：不包括输出频率
37、谐波的其它寄生频率不包括输出频率谐波的其它寄生频率78电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v振荡源信号频谱振荡源信号频谱阴影面积阴影面积总面积总面积Pm-Po （dBc）X dBc/Hzfm = Pm-Po-10logfm79电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v相位抖相位抖动压控振荡器输出边带噪声的一种类型压控振荡器输出边带噪声的一种类型压控振荡器输出边带噪声类型包括压控振荡器输出边带噪声类型包括带内噪声带内噪声:3003000Hz带外噪声带外噪声:3000Hz以外以外相位抖动相位抖动:100Hz以内以内80电子信息工程学院通信系统2.5 2.
38、5 频率合成器频率合成器v锁相相环路法路法（PLL, Phase Locked Loop）一种相位负反馈技术一种相位负反馈技术v应用用锁相解调锁相解调载波提取载波提取位同步提取位同步提取频率合成频率合成81电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v锁相相环路路频率合成器原理率合成器原理鉴相器鉴相器(PD)将输入信号的相位与环路输出信号的相位进行比较，将输入信号的相位与环路输出信号的相位进行比较，并取出与这两个相位差成正比的电压；并取出与这两个相位差成正比的电压；环路滤波器环路滤波器(LPF)是一个低通滤波器，它的作用是滤除电压中的高频成是一个低通滤波器，它的作用是滤除电压中
39、的高频成分并取出平均分量；分并取出平均分量；压控振荡器压控振荡器(VCO)在控制电压作用下产生振荡频率。在控制电压作用下产生振荡频率。 82电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v可可变变分分频频器器标准频率标准频率产生器产生器可变可变分频器分频器低通低通滤波器滤波器固定固定分频器分频器鉴相器鉴相器压控压控振荡器振荡器f0ffr3.2MHz 12883电子信息工程学院通信系统2.5 2.5 频率合成器频率合成器v可可变分分频器器分频比可以改变的程序分频器分频比可以改变的程序分频器控制板上设定了工作频率信息，传送至微处理器，译码控制板上设定了工作频率信息，传送至微处理器，译
40、码后送出后送出BCD码标示的频率信息对可变分频器的分频比进码标示的频率信息对可变分频器的分频比进行预置行预置对对VCO输出的输出的118155.975MHz的频率信号进行分频，的频率信号进行分频，分频后产生一个分频后产生一个25kHz的信号加至鉴相器的信号加至鉴相器在鉴相器内与在鉴相器内与25kHz的基准频率进行相位比较的基准频率进行相位比较鉴相器的输出经低通滤波后加至压控振荡器，使压控振鉴相器的输出经低通滤波后加至压控振荡器，使压控振荡器的输出保证在精确的频率上荡器的输出保证在精确的频率上可变分频比可选：可变分频比可选：4640623984电子信息工程学院通信系统小结小结v甚高甚高频通信系通信系统的特征的特征载频选择、调制方式、通信方式、工作电源载频选择、调制方式、通信方式、工作电源v半双工如何控制半双工如何控制v甚高甚高频通信系通信系统基本基本组成成v收收发机基本机基本组成成v接收机接收机组成及各部分功能成及各部分功能v发射机射机组成及各部分功能成及各部分功能vPLL频率合成器原理及率合成器原理及组成成85
