VHF跳頻電臺接收機(jī)射頻前端的仿真設(shè)計(jì)與研究

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和無線通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，無線電通信的應(yīng)用越來越廣泛，家用電器產(chǎn)品日益普及。射頻前端作為接收機(jī)的重要組成部分，主要功能是將接收到的高頻信號，轉(zhuǎn)換成中頻信號。射頻前端電路對整個(gè)接收系統(tǒng)的性能有著至關(guān)重要的作用，其檢測小信號的能力直接決定了接收機(jī)的靈敏度；對大信號的適應(yīng)能力決定著接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍；良好的線性度可以減少系統(tǒng)中的互調(diào)失真和交調(diào)失真。文中著重介紹利用Agilent公司開發(fā)的功能強(qiáng)大的ADS(Advanced Design System)仿真軟件對接收機(jī)的射頻前端進(jìn)行仿真，得到射頻前端可靠的優(yōu)越的性能指標(biāo)，縮短了生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
1 射頻前端的具體指標(biāo)
根據(jù)接收機(jī)的靈敏度、噪聲系數(shù)、選擇性、動(dòng)態(tài)范圍、鏡象抑制和中頻抑制等各項(xiàng)性能要求，分配到前端的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)為：(1)頻率范圍：30．000～87．975．MHz；(2)增益：13±2 dB(高靈敏度)，0±2 dB(低靈敏度)；(3)像頻抑制：30～58．975 MHz≥80 dB，59～87．975 MHz≥75 dB；(4)具有高低靈敏度選擇。

2 射頻前端的仿真模型與總體設(shè)計(jì)
文中的射頻前端電路原理框圖，如圖1所示。

由圖1可知，前端電路由保護(hù)電路，跳頻預(yù)選濾波器，低噪聲放大器和自動(dòng)增益控制電路組成。其中保護(hù)電路是接收機(jī)射頻前端能在現(xiàn)代復(fù)雜電磁環(huán)境下繼續(xù)良好工作的保障，防止接收機(jī)因受強(qiáng)信號而造成損壞；跳頻預(yù)選濾波器是為了選出接收機(jī)的工作頻率信號，濾除其他雜波，提高接收機(jī)的選擇性和抑制性；低噪聲放大器實(shí)現(xiàn)對接收的微弱信號的不失真放大，提高接收機(jī)的靈敏度以及動(dòng)態(tài)范圍；AGC電路通過檢波器檢測與RF信號成正比的信號，并把它整流成DC電壓，通過比較器與基準(zhǔn)電平比較，然后輸入終端，由終端進(jìn)行控制，以此實(shí)現(xiàn)對LNA的增益控制，提高接收機(jī)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。這是該射頻前端設(shè)計(jì)的一個(gè)獨(dú)到之處。
根據(jù)前端的原理框圖，在ADS中構(gòu)建仿真電路圖，高靈敏度條件下的射頻前端電路圖，如圖2所示。低靈敏度條件下的射頻前端電路圖，如圖3所示。

圖2中所用的放大器件為晶體管2N5031和場效應(yīng)管U310;在電路結(jié)構(gòu)上采用級聯(lián)結(jié)構(gòu)，保證足夠的功率增益，其中第一級晶體管電路采用負(fù)反饋技術(shù)以保證放大器的穩(wěn)定性。圖3中所用的放大器件為場效應(yīng)管V310，具有高增益，低噪聲，高穩(wěn)定的特性。