某型接收機靈敏度下降的故障分析及解決方法

摘 要：簡單介紹了某型接收機的工作原理，詳細分析了接收機F1頻點的靈敏度比正常值偏低的故障原因，并闡述了檢修過程。針對故障原因，提出了利用增加低通濾波器改善二次諧波對接收機靈敏度影響的改進方法。

關鍵詞：靈敏度;二次諧波;混頻器

中圖分類號：TN850.1? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）10-0074-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.10.020

0? ? 引言

在無線通信系統中，接收機的接收靈敏度是影響通信傳輸距離的重要指標之一[1]。接收機作為通信系統中最關鍵的部分，其自天線感應的信號頻率成分很多，既有信號成分，又有其他頻率成分，有的與信號頻率相同或相近，會直接干擾信號;有的雖與信號頻率相差較遠，但如果通過高放電路加到混頻器，在混頻器的非線性作用下相互組合而進入接收機的中頻通道，也會形成諧波干擾[2]。接收機的主要功能之一就是減小諧波對有用信號的影響，提高接收效果[3]。

設計師對于一種接收機中信號的產生、傳輸和可能遇到的問題都給予了足夠重視，但是在生產調試過程中還存在一些問題，下面針對調試過程中接收靈敏度不達標的問題進行分析，并對接收機進行相應的改進。

1? ? 問題原理分析

1.1? ? 接收機工作原理

圖1給出了該接收機模塊的簡單工作原理框圖[4]，射頻信號經過高放單元完成低噪聲放大后，與高本振混頻得高中頻，然后通過濾波器濾波、放大，再與低本振混頻后產生低中頻信號，中頻信號濾波、放大處理后輸出到模塊信號處理單元。

1.2? ? 存在的問題

該接收機調試過程中，存在F1頻點的接收靈敏度不滿足指標要求的問題，造成接收機靈敏度和中頻輸出范圍均不合格。

首先在接收靈敏度不合格的模塊中隨機抽取5套在F1頻點進行了測試，F1頻點靈敏度、中頻輸出范圍如表1所示。

通過模塊中頻輸出端輸出的增益來分析靈敏度下降的原因，將頻譜儀的分析帶寬設置為100 MHz，發現5套抽查模塊的中頻頻譜圖都存在一個頻率為Fb2、幅度較大的干擾信號，此干擾信號恰好是F1頻點的本振信號Fb1的二次諧波，實驗所測F1頻點靈敏度、中頻輸出范圍、二次諧波幅度數據如表2所示，二次諧波的幅度太大，導致接收靈敏度下降。

2? ? 原因分析

在混頻器的LO端口與IF端口接兩根檢測線測試混頻器對本振及二次諧波的隔離度，滿足指標要求。但混頻器對二次諧波卻幾乎沒有隔離，所以懷疑混頻器出現批次性問題，于是從庫房領取兩支不同型號的混頻器（TUF-3、TUF-5）取代TUF-3+在高放1、高放2上做實驗，混頻器TUF-3、TUF-5對二次諧波的隔離度只有13 dB或14 dB。

為進一步證實器件TUF-3+是否故障，將混頻器射頻輸入端與前級電路斷開，用信號源模擬高放，設置信號源頻率為F1，幅度為-83 dBm，對高放3、高放4、高放5進行測試，發現靈敏度、中頻輸出范圍指標完全合格，說明混頻器TUF-3+無故障。

把高放1、高放2內混頻器換回TUF-3+，繼續對5套模塊進行實驗，在高放輸出端即混頻器的RF輸入端連接測試線纜至頻譜儀，測試高放輸出端二次諧波，結果如表3所示。

從表3數據可看出，高放輸出端二次諧波輸出幅度過高，斷開混頻器，單獨觀察高放輸出端，發現5套模塊高放輸出幅度沒有變化，二次諧波Fb2卻消失了。因此，認為造成模塊靈敏度下降的原因為中頻輸出端二次諧波Fb2過高。

3? ? 解決方案

針對二次諧波Fb2過高的問題，需要找出一個合理的解決方案，因此進行了多項實驗，在高放輸出端與混頻器之間加裝一個隔離電阻，使放大器與混頻器能夠更好地匹配，從而使二次諧波Fb2得以有效抑制。

隨機抽取兩個高放單元（編號為1#、2#），在高放輸出端及混頻器中頻輸出端對相關指標進行測試，測試數據如表4所示。

在高放輸出端與混頻器之間分別加裝15～30 Ω的隔離電阻，對指標進行測試，測試數據如表5所示。

從表5中的實驗數據可發現所加裝電阻阻值越大，高放增益越小，對二次諧波Fb2的抑制效果越好。由于模塊整個通道增益不可調，如果高放增益衰減1.2 dB以上，那么F3頻點的靈敏度及中頻輸出幅度高溫時將達不到指標要求，因此采用24 Ω左右的電阻比較合適。但存在一個問題：模塊后續進行振動試驗時，該電阻放置位置可能導致模塊無法通過振動可靠性試驗，因此需要尋找更加合適的方法解決此問題。

為此，想到一個更好的方法：嘗試加裝電感線圈，在電容C64的后面加接一個？準2、圈數為4圈的電感線圈L22用于濾波，增加電感線圈電路圖如圖2所示。

該線圈的感抗在20 Ω左右，它與串電阻相比有比較大的優點：首先它不損耗高頻信號的能量，其次它的感抗較加裝電阻而言，一樣能夠達到阻抗匹配的目的。所以，決定用這個線圈代替前面實驗所采用的電阻，進一步解決F1頻點本振的二次諧波對靈敏度影響的問題。電感線圈實驗數據如表6所示。

從表6得出的實驗數據來看，這種辦法能夠很好地隔離Fb1的二次諧波，電感濾波能改善Fb1本振二次諧波對靈敏度的影響。

為了更好地完善模塊的性能，再次進行實驗，在混頻器的輸出端加裝一個五階低通濾波器，能達到完全抑制Fb1的二次諧波的目的。五階低通濾波器電路圖如圖3所示。

五階低通濾波器幅頻曲線如圖4所示。

從圖4五階低通濾波器幅頻曲線圖可看出：

（1）該低通濾波器在頻率為IF處的插入損耗為1.03 dB，從以上實驗可知，只要插入損耗控制在1.2 dB之內，都不會影響高放單元的指標。

（2）該低通濾波器對本振信號Fb1的二次諧波Fb2的抑制量可達到50 dB，本振信號Fb1的二次諧波基本淹沒在噪聲中，二次諧波問題得以根本解決。

再次對接收模塊的靈敏度和中頻輸出范圍進行測試，F1頻點靈敏度、中頻輸出范圍如表7所示。

從表7測試結果可知，模塊的靈敏度嚴格控制在指標范圍內，采用這種方法把故障解決，模塊交給整機進行驗證，針對F1頻點的本振信號Fb1的二次諧波影響靈敏度低的故障不再發生。

4? ? 結語

某模塊靈敏度及中頻輸出幅度低的故障得到徹底解決，設計師采納了在混頻器的輸出端加接一個五階低通濾波器電路進行電路優化并完成相關圖紙歸檔，為后續模塊的生產提供了有力保障。

[參考文獻]

[1] 黃龍，劉霆，譚孝虎.雜散干擾對電臺接收靈敏度影響[J].指揮信息系統與技術，2012，3（5）：46-49.

[2] 魏本富，馬成炎，袁國順.射頻接收端靈敏度的研究[C]//第十四屆全國半導體集成電路、硅材料學術年會論文集，2015：216-219.

[3] 王燕君.超短波電臺接收機射頻前端研制[D].成都：電子科技大學，2009.

[4] 王燕君.軟件無線電跳頻電臺接收機射頻前端設計[J].電訊技術，2012，52（6）：969-973.

收稿日期：2022-02-28

作者簡介：鄒蓉（1989—），女，四川成都人，技師，從事信道領域調試與維修工作。