超再生无线接收机中熄灭信号机制研究文献综述

 2022-11-21 03:11

文献综述(或调研报告):

1. 超再生接收机

1922年,阿姆斯特朗(Armstrong)发明了超再生接收机(Super-Regenerative Receiver,SRR)[2],是沿用至今的最早的接收机技术之一。在发明超再生接收机之后,阿姆斯特朗又发明了超外差接收机,而超再生接收机以其选择性差的缺点,一直被认为是一种低成本的边缘化应用选择,不被重视。直到十几年前,其主要缺陷得到了改进,并且以其低功耗、高灵敏度的特点,超再生接收机再一次进入人们的视线,越来越多的被投入到实际应用中。

典型的超再生接收机主要由接收天线、低噪声放大器(LNA)、超再生振荡器(SRO)、包络检波电路、低通滤波器以及熄灭信号产生电路等构成[3],如图3所示。

图3 超再生接收机详细框图

超再生接收机的核心是超再生振荡器[4]。经典的振荡器会由微小的干扰引起振荡,直到达到稳定状态即持续等幅振荡。这种性质可以用来对微弱信号进行滤波和放大,这也是超再生接收机的设计基础。而超再生振荡器实际上是一个工作在间歇振荡状态的振荡器,间歇频率由熄灭信号决定(受低频率熄灭信号产生器或熄灭振荡器控制)。当没有接收到信号时,振荡器的在每个间歇周期内的起振时间是相对稳定的一个值;当接收到信号时,振荡器在每个间歇周期内的起振时间将缩短,因此,振荡器输出信号的包络在有、无信号时会出现差异,理论研究表明,无论是工作在线性模式(未振荡到最大振幅就熄灭)还是对数模式(振荡到最大振幅之后熄灭)下,输入的调制信号的大小都可以由振荡脉冲包络的平均值恢复出来[5, 6]。

如图4所示,输入信号为经过LNA后的RF信号,熄灭信号为频率固定的方波,低电平熄灭,高电平起振。没有接收到RF信号时,在熄灭信号的高电平期间,振荡器起振时间长,经过包络检波后的信号的包络面积小,当接收到RF信号时,在熄灭信号的高电平期间,振荡器起振时间明显缩短,的包络面积变大。这些变化的包络经过低通滤波器后得到的平均电压信号将随着输入信号的有无出现高低变化,这种高低变化的电平就是解调出来的信号。[7]

图4 超再生接收机波形图

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