电子科大射频实验报告_

电子科技大学通信射频电路实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验一选频回路一、实验内容：1.测试发放的滤波器实验板的通带。记录在不同频率的输入下输出信号的幅度，并绘出幅频响应曲线。2.设计带宽为5MHz，中心频率为39MHz，特征阻抗为50欧姆的5阶带通滤波器。3.在ADS软件上对设计出的带通滤波器进行仿真。二、实验结果：(一)低通滤波器数据记录及幅频响应曲线低通滤波器数据记录表频率/MHz00.511.522.533.54幅度/mV102010301060111011201060944840768频率/MHz4.555.25.45.65.866.26.4幅度/mV712672656640624600580556528频率/MHz6.66.877.27.47.67.888.2幅度/mV500468444412388356332308280频率/MHz8.48.68.899.51010.51111.5幅度/mV256236216196156116886649.2频率/MHz1212.51313.51414.51515.516幅度/mV37.228.221.81713.410.88.67.46频率/MHz16.51717.51818.51919.520幅度/mV5.22.42.21.41.21.21.21.8低通滤波器幅频响应曲线(二)带通滤波器数据记录及幅频响应曲线带通滤波器数据记录表频率/MHz00.511.522.533.54幅度/mV0.40.40.40.40.40.40.40.0060.006频率/MHz4.555.25.45.65.866.26.4幅度/mV0.0060.00081.21.62.237.211.419.8频率/MHz6.66.877.27.47.67.888.2幅度/mV36.4586052.849.65052.857.666.4频率/MHz8.48.68.899.29.49.69.810幅度/mV78.496124166232344440444340频率/MHz10.210.410.610.81111.211.411.611.8幅度/mV360348360400464528512452392频率/MHz1212.412.612.81313.213.413.613.8幅度/mV34028829027621814894.46444.8频率/MHz1414.214.414.614.815.15.215.415.6幅度/mV32.42418.414.411.297.462.6频率/MHz15.81616.216.416.616.81717.518幅度/mV2.221.41.21110.0060.004频率/MHz18.51919.520幅度/mV0.0060．0040.0060.004带通滤波器幅频响应曲线三、仿真实验(一)设计步骤1.先设计带宽为5MHz，特征阻抗为50Ω,带宽为39MHz的LPF。2.根据中心频率F计算变换为带通滤波器后的各个元器件的值3.在ADS上搭建电路进行仿真(二)设计电路图(三)仿真结果四、总结及心得体会：在本次实验中，通过观察低通与带通滤波器中幅度随频率变化的情况，我们了解了低通与带通滤波器的特性，并通过仿真熟悉了滤波器的设计。五、对本实验过程及方法、手段的改进建议：为了更好地通过滤波器过渡带的状况来判断插片的质量，我们可以在过渡带出现时，将频率的变化值间隔取小一点，以便观察。实验二混频器实验一、实验内容1.连接混频器实验板，将混频器设置为下变频模式。2.用射频连接线将信号加至实验电路板，观测本振信号和射频信号以及中频输出的波形，记录并分析。3.观测中频输出未经过滤波电路和经过滤波电路的输出信号，分别记录信号的波形并进行分析。4.保持本振不变，改变射频信号的功率，测量得出混频器的1dB压缩点二、实验记录1．记录信号源产生的信号波形。信号源产生波形如图2．用示波器在测量点3、测量点4和测量点分别5观测本振信号和射频信号的波形，记录并分析。测量点3如图测量点4如图测量点5如图分析：从测量点3到测量点4再到测量点5依次失真。3．用示波器在测量点5和输出2端分别观测未经过滤波电路和经过滤波电路的输出信号，分别记录信号的波形并进行分析。CH1为未经过滤波的信号即测量点2的信号，CH2为经过滤波的信号即测量点5的信号分析：测量点5的输出波形为本振信号夹杂着中频信号，经过低通滤波器后，会滤除中频信号，恢复为原信号，即为测量点2的波形。4.改变射频信号的功率，在产生射频信号的信号源输出端和输出3端分别测量射频输入信号的幅度VRF和中频放大输出信号的幅度VIF，分析计算混频器的1dB压缩点。VRF/mV100200300400500600700800900VIF/mV4076110.4142170214242264284VRF/mV10001100120013001400150016001700VIF/mV298316320328332336340340前7个点基本成线性关系，所以估计：VIF理论2=VRF2*0.1187+413.25由于10lgPIF理论-10lgPIF实际=1dB125.4131187.0*lg10lg10lg102222实际实际理论实际理论IFRFIFIFIFIFVVVVPP解得1dB压缩点在VIF实际=284mV和VIF实际=298mV之间于是估计1dB压缩点在VIF实际=291mV处5.改变射频信号的频率，在测量点4和输出端2分别记录下不同的射频频率及其对应滤波后的中频信号频率，绘出中频频率随射频频率变化的曲线。RF/MHz1515.51616.51717.51818.51919.520IF/MHz55.495.996.496.997.5288.4799.52Lowamplitude中频频率随射频频率变化如图所示三、思考题1.一般情况下，环行变频器的射频口输入信号都要求信号的频率值10RFfMHz，而中频输出信号的频率值却可以从最高频率延伸到直流，请结合实验原理说明是什么原因？答：因为射频端信号的频率范围远远大于中频端。2．混频器产生干扰的原因有哪些？答：①信号与本振组合频率干扰（噪音干扰）信号频率和本振频率的各次谐波之间、干扰信号与本振信号之间、干扰信号与信号之间以及干扰信号之间，经非线性器件相互作用会产生很多的频率分量。在接收机中，当其中某些频率等于或接近于中频时，就能够须利地通过中频放大器，经解调后，在输出级引起串音、噪音和各种干扰，影响有用信号的正常接收。②外来干扰与本振的组合频率干扰外来干扰与本振电压产生的组合频率干扰称为寄生通道干扰。③交叉调制干扰（交调干扰）当有用信号和干扰信号两种调幅波均加至混频器输入端时，由于混频器非线性作用，使干扰信号的包络转移到中频信号上。交叉调制的产生与干扰台的频率无关，任何频率较强的干扰信号加到混频器的输入端，都有可能形成交叉调制干扰。④互调干扰两个（或多个）干扰信号，同时加到混频器输入端，由于混频器的非线性作用，两干扰信号与本振信号相互混频，产生的组合频率分量若接近于中频，它就能须利地通过中频放大器，经检波器检波后产生干扰。⑤包络失真与阻塞干扰因此对差中频进行选频并抑制产生的有害谐波分量，对影响混频的两种干扰（镜像干扰、中频干扰）抑制，尽量减少谐波分量的产生，对镜像频率实行再利用是很有必要的。每一种干扰均有对应的数学关系。3．混频器克服干扰的措施有哪些？答：对于抑制寄生频率的方法有：（1）使用理想乘法器（或平方律器件）（2）采用平衡电路结构（3）采用线性时变工作状态对于外来信号的干扰，必须通过提高射频前端电路的选择性来加以抑制，包括设置前级滤波器和镜像频率滤波器等。同时，也要提高混频器各个端口间的隔离度，方法有：采用平衡结构或环形晶体管设计的混频器；端口匹配时，使本端口的信号正常传输，对另外两个端口的信号短路。四、实验总结与心得体会通过在本实验中观测混频器各个测量点的波形，更进一步认识了混频器的工作原理和特性。实验三：FM发信机系统实验下图所示为38GHz点对点的无线通信接收机前端方框图。已知：38GHz波导插入损耗BLd0.11；LNA增益BGPLNAd20；噪声系数BNFLNAd5.3；三阶互调截点BIIPLNAd153；38GHz带通滤波器：插入损耗BLd42；I混频：变频损耗BLMd7，噪声系数BNFMd7，三阶互调截点dBmIIPM103；1.8GHz中频放大器：增益BGPIFd13，噪声系数BNFIFd5.2，三阶互调截点dBmIIPIF253。计算此接收机前端总增益、噪声系数及输入三阶互调截点功率电平。波导38GHz38GHzLNA38GHzBPF混频本振1.8GHzBPF1.8GHZIF解：接收机前端总增益：Gp=-L1+GPLNA-L2-LM+GPIF=-1+20-4-7+13=21dB噪声系数：11712.513.53.82020*13MIFLNAPLNAPLNAPIFFdBNFNFNFGGG输入三阶互调截点功率电平:dBmdBmmWLANmWdBmdBmmWMmWdBmIIPLIIPIIPIIPIIPGPIIPIIPIIPLIIPIIPIIPLIIPIIPIIPIIPBABCLANBDCDEMDIFE064.5064.61313064.62475.03946.2410062.31133131946.2497.1397.9432397.9937.9323.3161995.01013/1313123.316253)()()()()()()()()()()()()(33