實(shí)用資料無線數(shù)字語音收發(fā)器

1、 題 目:無線數(shù)字語音收發(fā)器無線數(shù)字語音收發(fā)器摘 要無線語音傳輸相對于有線傳輸,可以有效的降低成本提高效率,并且不受地理環(huán)境和地面狀況的影響,而且可以方便的把新設(shè)備加入系統(tǒng)中系統(tǒng)無線通路發(fā)生故障時可以直接更換無線數(shù)傳模塊,立刻恢復(fù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通路,維修方便本文著重研究無線數(shù)字語音收發(fā)板的設(shè)計(jì),具體分析設(shè)計(jì)了無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊本文所設(shè)計(jì)的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要由silabs公司生產(chǎn)的一種微控制器芯片c8051f330和ti公司生產(chǎn)的一種無線芯片cc1020組成這部分的設(shè)計(jì)包括:原理圖設(shè)計(jì),pcb設(shè)計(jì)和c8051f330的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)本文先從整體上介紹了該課題的設(shè)計(jì)思想和層次結(jié)構(gòu),然后詳細(xì)介紹了無線

2、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)過程,并給出了程序流程圖本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了通過無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊把語音信號的數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)處的單片機(jī),并且可以通過單片機(jī)來控制系統(tǒng)狀態(tài)的功能無線語音收發(fā)器具有成本低廉,擴(kuò)展性好,受地理限制少,安裝施工簡易等特點(diǎn),在許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用關(guān)鍵詞: 無線語音收發(fā)器;cc1020;c8051f330wireless voice transceiverabstractwireless voice transmission as opposed to cable transmission, it can effectively reduce costs and improve efficienc

3、y, it also doesnt affected by geographical environment and ground conditions, meanwhile it would also facilitate the accession of the new equipment system. wireless access system failure can be directly replaced wireless module, immediately to resume the data transfer system access to facilitate mai

4、ntenance. this article focuses on wireless digital audio transceiver board design, the design of a concrete analysis of wireless data transceiver modules. this article is designed to send and receive wireless data module produced by silabs a c8051f330 microcontroller chip manufactured by ti and a cc

5、1020 radio chip components. this part of the design include: schematic design, pcb design and design c8051f330 applications. this article first describes the overall design of the subject and the hierarchical structure, and then details the design process of wireless data transceiver modules, and gi

6、ves the program flow chart. the design achieved through the wireless data transceiver modules of the data to voice signals transmitted to the office of the single-chip host and can be single-chip microcomputer to control the functions of the system state. wireless voice transceiver has a low-cost, s

7、calable, and less subject to geographical restrictions; it is easy to install features such as construction, so it is widely used in many fields. key words: wireless voice transceiver;cc1020;c8051f330目 錄摘 要iabstractii第一章 緒 論11.1 課題背景知識11.2無線通訊技術(shù)的發(fā)展與比較21.3 課題研究的實(shí)際意義4第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)52.1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案52.2系統(tǒng)中無線

8、數(shù)據(jù)傳輸部分設(shè)計(jì)52.2.1 無線傳輸?shù)倪x擇52.2.2 無線收發(fā)芯片的選擇82.2.3 單片機(jī)的選擇122.2.4無線收發(fā)芯片與單片機(jī)的結(jié)構(gòu)配置142.2.5 無線通信距離分析及天線設(shè)計(jì)192.2.6系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)222.2.7 系統(tǒng)復(fù)位設(shè)計(jì)232.2.8 系統(tǒng)晶振與時鐘配置252.2.9 uart串口通信設(shè)計(jì)27第三章 pcb板布線28第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)314.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的組成部分314.1.1 uart0串口通信子程序314.1.2 數(shù)據(jù)收發(fā)子程序324.1.3 頻率變換子程序374.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試38第五章 結(jié)論40參考文獻(xiàn)41附錄a 無線數(shù)傳模塊原理圖43附錄b 無線數(shù)傳模

9、塊的pcb板44致 謝45第一章 緒 論1.1 課題背景知識隨著網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)的飛速發(fā)展,無線通訊產(chǎn)品以其成本低廉,擴(kuò)展性好,受地理限制少,安裝施工簡易等特點(diǎn),在許多領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用場景無線語音通訊收發(fā)器更以其方便,價格低廉等特點(diǎn)占據(jù)了無線通訊的重要舞臺為了對所學(xué)知識,單片機(jī)技術(shù)有更深的認(rèn)識,本次設(shè)計(jì)所選題目為無線數(shù)字語音收發(fā)器這就要求首先要對語音的特點(diǎn),無線,信道,無線與有線優(yōu)缺點(diǎn)等概念進(jìn)行認(rèn)識和了解語音信號是人體聲帶震動經(jīng)媒介傳播所產(chǎn)生的,語音信號的幅度動態(tài)范圍一般最大為40分貝,實(shí)際由于說話人的不同可以達(dá)到60-70分貝語音信號的帶寬,國際通訊標(biāo)準(zhǔn)制定為300hz-3400hz,人的

10、聽覺范圍為20hz-20000hz也就是說通訊頻率需要達(dá)到人的聽覺頻率才能被人耳識別信道是信息傳遞的通道,信道是連接發(fā)送端和接收端的通訊設(shè)備其功能是將信號從發(fā)送端送到接收端,按照傳輸媒介的不同可以分為兩大類:無線信道與有線信道無線信道利用電磁波在空間中的傳播來傳輸信號,而有線信道則是利用人造的傳導(dǎo)電或光信號的媒體來傳播信號有線信道的優(yōu)點(diǎn)是:保密性好,不易受干擾,缺點(diǎn)是:易受硬件(線路)影響傳輸,線路的品質(zhì)受氣候,溫度的影響較大無線信道的優(yōu)點(diǎn)是:在有限的范圍內(nèi)可移動,缺點(diǎn)是易受干擾可見無線通訊與有線通訊各有所長,互有所補(bǔ),在距離較遠(yuǎn)的情況,應(yīng)該選擇有線通訊,在距離較近,布線困難的情況,應(yīng)該選擇無

11、線通訊,具體情況可能兩種方案都要用到考慮到本設(shè)計(jì)通訊為近距離通訊,所以本設(shè)計(jì)選用無線通訊全雙工通訊是發(fā)送和接收可同時進(jìn)行,就如平日我們所用電話機(jī),半雙工通訊是在同一時間只能進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送,或者數(shù)據(jù)接收,就如對講機(jī)的通訊方式對以上概念有了基本認(rèn)識,才能初步了解什么是無線數(shù)字語音收發(fā)器,所謂的無數(shù)數(shù)字語音收發(fā)器,就是用無線的通訊方式,通過單片機(jī)的控制,完成語音信號的傳輸1.2 無線通訊技術(shù)的發(fā)展與比較1897年,馬可尼使用800khz中波信號進(jìn)行了從英國至北美紐芬蘭的,世界上第一次橫跨大西洋上的無線電報通信試驗(yàn)開創(chuàng)了人類無線通信的新紀(jì)元在無線通信初期,受技術(shù)條件的限制,人們大量使用長波及中波進(jìn)行通信

12、20世紀(jì)20年代初人們發(fā)現(xiàn)的短波通信,20世紀(jì)60年代衛(wèi)星通信興起前,它一直是遠(yuǎn)程國際通信的重要手段.并且目前對應(yīng)急通信和軍用通信依然有一定實(shí)用價值無線通信也從固定方式發(fā)展為移動方式.移動通信發(fā)展至今大約經(jīng)歷了五個階段:第一階段為上世紀(jì)20年代初至50年代初,主要用于艦船及軍有,采用短波頻及電子管技術(shù),至該階段末期才出現(xiàn)150mhzvhf單工汽車公用移動電話系統(tǒng)mts第二階段為上世紀(jì)50年代到60年代,此時頻段擴(kuò)展至uhf450mhz,器件技術(shù)已向半導(dǎo)體過渡,大都為移動環(huán)境中的專用系統(tǒng).并解決了移動電話與公用電話網(wǎng)的接續(xù)問題第三階段為上世紀(jì)70年代初至80年代初頻段擴(kuò)展至800mhz美國bel

13、l研究所提出了蜂窩系統(tǒng)概念并于70年代末進(jìn)行了amps試驗(yàn)第四階段為上世紀(jì)80年代初至90年代中,為第二代數(shù)字移動通信興起與大發(fā)展階段,并逐步向個人通信業(yè)務(wù)方向邁進(jìn)通信頻段擴(kuò)展至900mhz1.9ghz,而且除公眾蜂窩電話通信系統(tǒng)外,無線尋呼系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)集群系統(tǒng)無中心多信道選址移動通信系統(tǒng)等各類移動通信手段,適應(yīng)用戶市場需求同時興起并各顯神通第五階段為上世紀(jì)90年代中至今,隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展,適應(yīng)移動數(shù)據(jù)移動計(jì)算及移動多媒體運(yùn)作需要的第三代移動通信開始興起 就當(dāng)前的無線技術(shù)類型來看,主流的無線技術(shù)不外乎fm紅外藍(lán)牙和2.4g,面對著如此繁雜的無線傳輸技術(shù),我在這里做出簡易的

14、比較 fm無線技術(shù),這可能是目前發(fā)展最為成熟應(yīng)用范圍最廣成本最低的無線技術(shù)之一了,我們手邊的收音機(jī)就是最簡單的fm無線接收設(shè)備;一些老式的模擬字母電話機(jī)也采用了fm無線技術(shù)技術(shù)應(yīng)用上,目前市售大部分的無線耳機(jī)一部分無線音箱無線話筒都采用的是fm技術(shù);而從無線電頻譜的劃分上來看,其中又以76mhz-108mhz的最為常見,而u高段的800mhz則比較少見之所以普及范圍廣,是因?yàn)閒m技術(shù)存在著很多優(yōu)點(diǎn):首先,它的傳輸距離較遠(yuǎn),普通產(chǎn)品可以達(dá)到二三十米的距離,在改變發(fā)射功率和接收天線靈敏度后還可以增加距離;其次,fm可以實(shí)現(xiàn)“廣播式”連接,即只要調(diào)至相同頻率后一個發(fā)射機(jī)可以匹配多個接收機(jī),比較適合同

15、聲翻譯設(shè)備的應(yīng)用;最后,fm技術(shù)穿透能力強(qiáng),普通家庭用戶使用起來綽綽有余,即便是有墻壁的阻擋也不成問題缺點(diǎn)方面,fm最致命的缺陷就是保密性不強(qiáng),低段76mhz-108mhz頻率的fm信號用收音機(jī)就可以捕獲,而高段800mhz的話筒信號也容易產(chǎn)生諧波干擾,另外,受到傳輸帶寬的限制,fm無線技術(shù)普遍音質(zhì)不佳,最高22khz的采樣率被稱之為“收音機(jī)音質(zhì)” ;最后,fm無線技術(shù)極易受到干擾出現(xiàn)串頻等現(xiàn)象,穩(wěn)定性欠佳紅外無線技術(shù):紅外無線技術(shù)的應(yīng)用場合之廣不亞于fm無線技術(shù),家庭中常見的電視遙控器就是個典型的例子無線紅外技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是帶寬大,甚至要超過其它三種主流無線技術(shù),這就意味著采用紅外無線技術(shù)

16、的音頻產(chǎn)品可以不用壓縮來傳輸大容量的音頻信號,音質(zhì)效果更好;其次,紅外屬于光波,除強(qiáng)光外很少有能影響到紅外無線傳輸工作的干擾,穩(wěn)定性更加但紅外無線傳輸技術(shù)這有著一些缺點(diǎn),比如它對指向性要求很高,大家很容易體驗(yàn)到紅外遙控器稍微偏離角度就不能進(jìn)行操作其次,紅外無線傳輸對于發(fā)射功率要求較高,最后,無線傳輸距離較短,一般都在10米左右的極限距離 藍(lán)牙技術(shù):這是一種基于2.4g技術(shù)的無線傳輸協(xié)議,由于采用的協(xié)議不同,所以有區(qū)別于其它2.4g技術(shù)而被稱之為藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)是一種新興的技術(shù),尚未投入廣泛應(yīng)用,目前許多藍(lán)牙設(shè)備還處于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段但可以肯定的是現(xiàn)在多數(shù)具有紅外無線數(shù)據(jù)通訊功能的設(shè)備,在將來一樣

17、可以使用藍(lán)牙技術(shù)來實(shí)現(xiàn)無線連接同時藍(lán)牙技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和語音傳輸技術(shù)使它還可以實(shí)現(xiàn)紅外技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的某些特定功能,如無線電話多臺設(shè)備組網(wǎng)等等無線射頻技術(shù):無線射頻譯自英文radio frequency identification,簡稱為rfid,是20實(shí)際90年代興起的一種非接觸式的自動識別技術(shù)射頻技術(shù)(rfid) 相對于傳統(tǒng)的磁卡及ic卡技術(shù)具有非接觸閱讀速度快無磨損等特點(diǎn)無線射頻技術(shù)在閱讀器和射頻卡之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸,以達(dá)到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的與傳統(tǒng)的條型碼磁卡及ic卡相比,射頻卡具有非接觸閱讀速度快無磨損不受環(huán)境影響壽命長便于使用的特點(diǎn)和具有防沖突功能,能同時處理多張卡片在國

18、外,射頻識別技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化商業(yè)自動化交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域無線射頻技術(shù)按載波頻率分為低頻射頻卡中頻射頻卡和高頻射頻卡低頻射頻卡主要有125khz和134.2khz兩種,中頻射頻卡頻率主要為13.56mhz,高頻射頻卡主要為433mhz915mhz2.45ghz5.8ghz等低頻系統(tǒng)主要用于短距離低成本的應(yīng)用中,如多數(shù)的門禁控制校園卡動物監(jiān)管貨物跟蹤等中頻系統(tǒng)用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng);高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長的讀寫距離和高讀寫速度的場合,其天線波束方向較窄且價格較高,在火車監(jiān)控高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)中應(yīng)用根據(jù)以上無線技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),權(quán)衡利弊,又由于本次設(shè)計(jì)選擇頻帶工作在i

19、sm頻段(即工業(yè),科學(xué),農(nóng)業(yè)免費(fèi)頻段),所以本次設(shè)計(jì)無線通訊技術(shù)選擇無線射頻技術(shù)1.3 課題研究的實(shí)際意義有線傳輸雖然具有干擾小,信號好等特點(diǎn),但是對于一些地形復(fù)雜,氣候惡劣的環(huán)境,暴露出自身的很多缺點(diǎn),無線語音傳輸克服了這些缺點(diǎn),而且檢修維護(hù)更方便,不需要依賴固體傳輸介質(zhì)本設(shè)計(jì)的意圖是進(jìn)行無線數(shù)字語音信號的傳輸,傳輸范圍可達(dá)50200米應(yīng)用范圍較廣泛第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)包括天線選型,無線芯片與單片機(jī)的連接總體框圖如圖2.1所示,天線選型為使用范圍最佳且方便的1/4波長單級天線,無線芯片為cc1020,單片機(jī)為c8051f330圖2.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖

20、2.2 系統(tǒng)中無線數(shù)據(jù)傳輸部分設(shè)計(jì)本課題主要是做基于無線傳輸語音收發(fā)器開發(fā)板的設(shè)計(jì)在該數(shù)據(jù)開發(fā)板的設(shè)計(jì)中,無線收發(fā)芯片用的是chipcon公司(現(xiàn)被ti公司收購)生產(chǎn)的cc1020,微控制器用的是cygnal公司(現(xiàn)已被silicon laboratories公司收購)的完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型(system on chip,soc)mcu芯片c8051f330,天線用簡單的1/4波長單極天線就可以符合本設(shè)計(jì)的要求了無線數(shù)傳模塊與外界設(shè)備的通信方式用的是uart串行通訊無線數(shù)傳模塊內(nèi)部c8051f330與cc1020之間的通信用的是spi(增強(qiáng)型串行外設(shè)接口)方式無線數(shù)傳模塊硬件結(jié)構(gòu)框圖如

21、圖2.2所示圖2.2 無線數(shù)傳模塊硬件結(jié)構(gòu)2.2.1 無線傳輸?shù)倪x擇語音信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的方式可以采用有線和無線方式有線傳輸有其自身的缺點(diǎn),野外架設(shè)有線數(shù)據(jù)傳輸線路會增加人力和時間的花費(fèi),而且當(dāng)遇到一些特殊的應(yīng)用環(huán)境,比如山地湖泊林區(qū)等特殊的地理環(huán)境時,布線比較困難,將會對有線傳輸帶來很大的制約,適應(yīng)性差另外當(dāng)希望給系統(tǒng)中添加新設(shè)備的時候也會比較麻煩,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候也很難確定出現(xiàn)問題的位置,維修時耗力多而采用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒梢杂行У慕档统杀咎岣咝?并且不受地理環(huán)境和地面狀況的影響,當(dāng)系統(tǒng)中添加新設(shè)備時只要采取時分復(fù)用頻分復(fù)用或者址分復(fù)用就可以方便的把新設(shè)備加入系統(tǒng)中系統(tǒng)無

22、線通路發(fā)生故障時可以直接更換無線數(shù)傳模塊,立刻恢復(fù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸通路,維修方便目前,無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)可分為兩大類:一是基于蜂窩的接入技術(shù),如蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)(cdpd),通用分組無線傳輸技術(shù)(cprs)edge等二是基于局域網(wǎng)的技術(shù),如ieee802.11 wlanbluetoothirdahome-rf短距離無線通信技術(shù)等本設(shè)計(jì)采用短距離無線射頻通信技術(shù)(rf技術(shù))來進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,短距離無線通信系統(tǒng)的大部分功能都可以集成到一塊芯片內(nèi)部一般使用單片數(shù)字射頻收發(fā)芯片,加上微控制器和少量外圍器件即可構(gòu)成專用或通用的無線通信模塊,有的射頻收發(fā)芯片甚至集成了微控制器由于

23、所有高頻元件包括電感振蕩器等已經(jīng)全部集成在射頻芯片內(nèi)部,由其構(gòu)成的無線模塊一致性良好,性能穩(wěn)定且不易受外界影響射頻芯片一般采用ask,fsk,ook,gfsk等調(diào)制方式通信模塊一般包含簡單透明的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和使用簡單的加密協(xié)議,其發(fā)射功率工作頻率工作狀態(tài)等可以通過軟件配置完成用戶無需對無線通信原理和工作機(jī)制有較深的了解,只要依據(jù)命令字進(jìn)行操作即可實(shí)現(xiàn)基本的無線數(shù)據(jù)傳輸功能新一代短距離無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有體積小功耗低穩(wěn)定性好抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),而且開發(fā)簡單快速易于實(shí)現(xiàn),可以方便地嵌入到各種設(shè)備中,實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的無線互連目前微功率短距離射頻通信技術(shù)在無線抄表小區(qū)傳呼工業(yè)數(shù)據(jù)采集非接觸智能卡安全防火系

24、統(tǒng)區(qū)域報警系統(tǒng)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用無線數(shù)據(jù)傳輸可以采用建立專用無線數(shù)傳網(wǎng)或借用gsmgprscdma等公共網(wǎng)信息平臺的方法對于使用gsmgprscdma等公共網(wǎng)信息平臺的方法,不如無線專用網(wǎng)簡單易用,而且受公網(wǎng)業(yè)務(wù)開通狀況及信號覆蓋范圍的影響,能否在某處使用,完全取決于運(yùn)行商的系統(tǒng)建設(shè)情況,不如無線專網(wǎng)靈活,另外它的運(yùn)行費(fèi)用較高,gprs是按流量計(jì)費(fèi),一些無用的信息也會被計(jì)費(fèi),在節(jié)假日時公網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷會達(dá)到高峰(如短信彩信等成倍增長),系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)堵塞嚴(yán)重,信息不暢,不能及時發(fā)送或接收有用信息,實(shí)時性較差專用的無線網(wǎng)經(jīng)常采用的頻率為ism(industrial scientific medical)

25、頻段,此頻段主要是開放給工業(yè)科學(xué)醫(yī)學(xué)三個機(jī)構(gòu)使用的,主要包括315433868915mhz等頻段,目前也開發(fā)了工作在2.4ghz ism的藍(lán)牙收發(fā)電路但是如果選擇3-30mhz的高頻(短波)段,其優(yōu)點(diǎn)是使用適當(dāng)?shù)陌l(fā)射功率可以得到較遠(yuǎn)的工作距離,因?yàn)橛性丛诖祟l段的效率比更高頻段的效率要高印制板的布局設(shè)計(jì)也不是很嚴(yán)格,寄生電容與所用元件相比較小,寄生耦合也比較容易避免缺點(diǎn)是要求的天線尺寸大短波頻段最大的缺點(diǎn)是此頻段還有大量的公共服務(wù)信道,比如短波廣播電視通信網(wǎng)絡(luò)等,頻率資源相當(dāng)擁擠然而對于2.4ghz頻段,在給定的發(fā)射功率下,由于自由空間傳播損耗大以及有源元件的效率差,其工作距離比uhf頻段短

26、綜合考慮,本設(shè)計(jì)選定ism的433mhz工作頻段ism頻段在各國的規(guī)定并不統(tǒng)一在我國無線電管理委員會擬定的中國無線電頻率分配表和中華人民共和國無線電管理?xiàng)l例沒有明確的規(guī)定,但在微功率(短距離)無線電設(shè)備管理暫行規(guī)定中給出了以下的應(yīng)用原則:(1)微功率無線電設(shè)備的使用不得對其它合法的各種無線電臺產(chǎn)生有害干擾如發(fā)生有害干擾現(xiàn)象時,應(yīng)立即停止使用,并設(shè)法消除有害干擾后方可繼續(xù)使用(2)使用微功率無線電設(shè)備必須避讓或忍受其它合法的無線電臺站的干擾或工業(yè)科學(xué)及醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備的輻射干擾,遇有干擾時不受法律上的保護(hù),但可向當(dāng)?shù)責(zé)o線電辦事機(jī)構(gòu)報告(3)使用微功率無線電設(shè)備不需辦理無線電電臺執(zhí)照手續(xù),但必須接受無

27、線電管理辦事機(jī)構(gòu)對其產(chǎn)品性能指標(biāo)進(jìn)行必要的檢查和測試生產(chǎn)進(jìn)口微功率無線電設(shè)備(或含有微功率無線電設(shè)備的其它設(shè)備)須按國家無線電管理機(jī)構(gòu)發(fā)布的進(jìn)口無線電發(fā)射設(shè)備的管理規(guī)定生產(chǎn)無線電發(fā)射設(shè)備的管理規(guī)定辦理有關(guān)手續(xù)工作在ism頻段的無線數(shù)傳模塊大多工作在低電壓微功率條件下一方面,低電壓微功率可以節(jié)省能源,因?yàn)闊o線語音傳輸很可能在野外進(jìn)行,電池是系統(tǒng)的主要電力來源,低電壓和微功率可以延長電池的連續(xù)工作時間,避免了頻繁更換電池或充電的麻煩;另外無線設(shè)備工作于低電壓微功率條件下可以縮小體積,減輕重量,有利于設(shè)備的微型化,這對于便攜式移動通信設(shè)備尤為重要;另一方面,對于工作在免證使用的ism頻段的無線通信設(shè)

28、備,各個國家的技術(shù)規(guī)范(比如美國的fcc歐洲的en標(biāo)準(zhǔn))對于無線通信設(shè)備的發(fā)射功率都有很嚴(yán)格的限制同時低電壓微功率的數(shù)傳設(shè)備還能保護(hù)工作人員在工作時不受或者減小無線電波輻射的傷害2.2.2 無線收發(fā)芯片的選擇采用ism通用頻段433mhz的無線數(shù)傳模塊傳送采集到的數(shù)據(jù),成本較低且適應(yīng)性較強(qiáng)不必占用稀缺的頻譜資源,可以節(jié)省很大的初始投資,也不發(fā)生后期使用費(fèi)用目前,各大從事無線通訊類產(chǎn)品開發(fā)的公司,如microchip,ti,motorola,nordic vlsi,chipcon as,rfmd,maxim等都有自己的rf ic產(chǎn)品市場上的無線數(shù)字收發(fā)芯片分為兩類:一類是單獨(dú)的接收或發(fā)射芯片,另

29、一類為集成的數(shù)字收發(fā)芯片(一塊芯片上集發(fā)射與接收于一體的半雙工射頻芯片)由于自己設(shè)計(jì)射頻發(fā)射接收電路,電路復(fù)雜,而且調(diào)試?yán)щy,在本射頻模塊電路的設(shè)計(jì)中采用了數(shù)字收發(fā)射頻芯片而目前無線模塊中應(yīng)用較多的無線收發(fā)芯片主要有nordic公司生產(chǎn)的nrf系列和chipcon公司(現(xiàn)被ti公司收購)生產(chǎn)的cc系列適用于本課題的芯片分別為nrf905和cc1020,比較而言兩者最大發(fā)射功率均為+10dbm,應(yīng)用范圍都很廣泛,但是nrf905芯片的靈敏度為-100dbm,而cc1020芯片的靈敏度為-118dbm,從而在同樣設(shè)計(jì)良好的無線收發(fā)模塊中由cc1020作為無線收發(fā)芯片的模塊數(shù)據(jù)傳輸距離較遠(yuǎn),更能適合

30、本課題的需求cc1020是基于chipcons smart rf-02技術(shù),在0.35m cmos工藝下制造出來的一款窄帶低功耗低電壓的單片半雙工uhf(ultra high frequency)超高頻收發(fā)芯片,主要用于ism(industrial,scientific and medical)頻帶和在426/429/433/868/915mhz頻帶的srd(short range device-近距離設(shè)備)中,也可經(jīng)編程后用于頻率為402mhz-470mhz和 804mhz-940mhz的多信道設(shè)備cc1020的特點(diǎn)有:靈敏度最高達(dá)-118dbm;低耗電流;低電壓;輸出功率可以設(shè)定;不需要外

31、部的if濾波器;尺寸小(qfn 32封裝);單點(diǎn)天線連接;數(shù)據(jù)速率高達(dá)153.6kbaud;數(shù)據(jù)調(diào)制方式有ook/askfsk和gfsk;具有數(shù)字接收信號強(qiáng)度指示器rssi(received signal strength indicator)載波檢測指示器(carrier sense indicator)和鏡像抑制混頻器(image rejection mixer);并且cc1020主要的工作參數(shù)能夠經(jīng)由一個串行接口編程設(shè)定,外圍電路簡單,使用容易并且具有靈活性cc1020內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2.3所示圖2.3 cc1020結(jié)構(gòu)框圖cc1020內(nèi)部電路分為發(fā)射電路和接收電路兩部分發(fā)射電路包含有:

32、rf功率放大器pa(power amplifier)鎖相環(huán)pll(phase locked loop)壓控振蕩器vco(voltage controlled oscillator)低功耗控制邏輯電路和串行接口電路接收電路包含有:低噪聲放大器lna(low noise amplifier)和lna2射頻緩沖放大器射頻混頻器本機(jī)振蕩緩沖放大器中頻放大器解調(diào)器低通濾波放大器/后檢波放大器數(shù)據(jù)限制器接收信號強(qiáng)度指示器(rssi)等電路cc1020是一個低if接收器,接收到的射頻信號被低噪聲放大器(lna和lna2)放大后降頻變換為中頻(if)在if中頻的i/q信號被濾波和放大后,被a/d轉(zhuǎn)換器數(shù)字化自

33、動增益控制信道濾波解調(diào)合位同步都采用數(shù)字化實(shí)現(xiàn)cc1020從dio引腳端輸出數(shù)字解調(diào)數(shù)據(jù),dclk引腳端是同步數(shù)據(jù)時鐘rssi為數(shù)字形式,并可通過串行接口讀出rssi還可作為可編程的載波檢測指示器在發(fā)送模式,合成的rf頻率直接饋送到功率放大器(pa)射頻輸出是fsk信號,fsk信號是由饋送到dio引腳的數(shù)字比特(位)流通過fsk調(diào)制產(chǎn)生的可增加一個高斯(gaussian)濾波器來獲得高斯頻移鍵控(gfsk)頻率合成器包括一個完整的片上lc vco和一個90度的分相器,在接收模式中產(chǎn)生用于降頻變換器的lo_i和lo_q信號vco工作的頻率為1.696-1.880ghzchp_out引腳端是充電泵

34、輸出,vc引腳端是片上vco的控制點(diǎn)環(huán)路濾波器在外部,連接在chp_out和vc兩個引腳端之間xosc_q1和xosc_q2引腳端可接一個晶振pll提供相位鎖定信號四線spi串行接口用于結(jié)構(gòu)配置低噪聲放大器(lna)是高增益放大器,因?yàn)榈谝患壍妮斎胄盘栯娖胶艿?噪聲的影響相對較大對于多級放大器來說,雖然每一級放大器都會產(chǎn)生內(nèi)部噪聲,但主要的噪聲源在第一級降低第一級放大器的噪聲,涉及低噪聲放大器是最重要的lna的輸入阻抗小,能容易地通過一個濾波器或者rf開關(guān)匹配到50阻抗天線接口在輸出端,濾波網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)抑制鏡頻和阻抗匹配總的來說,cc1020由發(fā)送接收和數(shù)字接口三部分組成在接收模式下,cc10

35、20可以看成是一個傳統(tǒng)的超外差接收器射頻輸入信號經(jīng)lna和lna2放大后,通過i/q降頻變換送入if在中頻處理階段(if stage),i/q信號被濾波放大,經(jīng)過adc數(shù)字化后進(jìn)入數(shù)字解調(diào)器,被解調(diào)的數(shù)字信號從diodclk輸出cc1020還提供了接收信號強(qiáng)度rssi寄存器以對信道進(jìn)行監(jiān)測,該寄存器可以通過spi接口訪問在發(fā)送模式中,rf頻率綜合信號直接饋送到功率放大器(pa)中,射頻輸出是數(shù)字調(diào)制模塊中的數(shù)字信號gfsk調(diào)制的結(jié)果與mcu的數(shù)字接口有兩部分:一是spi接口(pselpclkpdipdo),用于對cc1020內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀/寫操作;一是數(shù)據(jù)交換同步接口(dclkdio)cc1

36、020芯片工作狀態(tài)設(shè)置由微控制器完成,控制命令和設(shè)置參數(shù)通過pclkpdipdopsel四線數(shù)字串行接口輸入cc1020主要性能參數(shù)如表2.2所示:表2.1 cc1020參數(shù)參數(shù)最小典型最大單位條件rf頻率范圍402470mhz可300hz步進(jìn)的編程804940mhz可600hz步進(jìn)的編程溫度范圍-4085工作電壓2.333.6v發(fā)射數(shù)據(jù)速率0.45153.6kbaud曼徹斯特碼或nrz碼輸出功率-20010dbm434 mhz射頻輸出阻抗35+j59434 mhz所占帶寬(gmsk)7khz434 mhz接收靈敏度-115-118dbm25khz信道間隔鏡像頻率抑制無i/q及相位校驗(yàn)36db

37、有i/q及相位校驗(yàn)59db輸入阻抗58-j10匹配輸入阻抗39-j14接通時間11128baud中頻(if)307.2khz中頻帶寬9.6307.2khz可編程設(shè)置afc150hz2.4kbaud時rssi動態(tài)范圍63db12.5/25khz信道間隔晶振頻率4.915219.6608mhz晶振精度5.7ppm晶振開始時間0.95ms14.7456 mhz時接收模式電流消耗17.3/17.9ma發(fā)射模式電流消耗23.7ma低功率模式30a振蕩器核接通電流消耗0.21.8a振蕩器核斷開圖2.4 cc1020封裝(頂視表2.2 cc1020引腳功能引腳引腳符號引腳功能引腳引腳符號引腳功能1pclk編

38、程時鐘17r_bias外接偏置電阻2pdi編程數(shù)據(jù)輸入18avdd+3v模擬回路電源3pdo編程數(shù)據(jù)輸出19rf_in射頻接收信號輸入4dgnd數(shù)字地20avdd+3v模擬回路電源5dvdd數(shù)字回路電源21rf_out射頻發(fā)射信號輸出6dgnd數(shù)字地22avdd+3v模擬回路電源7dclk數(shù)據(jù)時鐘23avdd+3v模擬回路電源8dio數(shù)據(jù)輸入/輸出24vc壓控振蕩器輸入9lockpll鎖定信號輸出25agnd模擬地10xosc_q1外接晶振26ad_refadc3v參考輸入11xosc_q2外接晶振27avdd+3v模擬回路電源12avdd+3v模擬回路電源28chp_out充電泵電流輸出13

39、avdd+3v模擬回路電源29avdd+3v模擬回路電源14lna_en低噪聲放大器使能30dgnd數(shù)字地15pa_en功率放大器使能31dvdd數(shù)字回路電壓16avdd+3v模擬回路電源32psel芯片編程選擇2.2.3 單片機(jī)的選擇對于cc1020無線收發(fā)芯片來說,要在相應(yīng)的單片機(jī)控制下才能完成無線收發(fā)任務(wù),本課題設(shè)計(jì)選用cygnal公司生產(chǎn)的c8051f330,該處理器具有與8051完全兼容的cip-51內(nèi)核,是一款完全集成的混合信號isp型mcu芯片,帶有模擬多路器的10位200ksps的16通道單端/差分adc,10位電流輸出dac,硬件實(shí)現(xiàn)的i2c增強(qiáng)型uartsmbus及增強(qiáng)型s

40、pi接口,flash存儲器具有在系統(tǒng)重編程能力,可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲該型號單片機(jī)體積小性能高,能夠快速存取數(shù)據(jù),也易于系統(tǒng)開發(fā)以及擴(kuò)展,很適合本設(shè)計(jì)的需要 c8051f330器件是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型mcu芯片 下面列出了一些主要特性:l 高速流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的cip-51內(nèi)核(可達(dá) 25mips) l 全速非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口(片內(nèi))l 帶模擬多路器真正10位200 ksps16通道單端/差分adcl 10位電流輸出dacl 高精度可編程的25mhz內(nèi)部振蕩器 l 8kb可在系統(tǒng)編程的flash存儲器 l 768字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)ram(128+512) l 硬件實(shí)現(xiàn)的smb

41、us/ i2c增強(qiáng)型uart和增強(qiáng)型spi串行接口 l 4個通用的16位定時器 l 具有3個捕捉/比較模塊和看門狗定時器功能的可編程計(jì)數(shù)器/定時器陣列(pca) l 片內(nèi)上電復(fù)位vdd監(jiān)視器和溫度傳感器 l 片內(nèi)電壓比較器 l 17個端口i/o(容許5v輸入)具有片內(nèi)上電復(fù)位vdd監(jiān)視器看門狗定時器和時鐘振蕩器的c8051f310是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)flash存儲器還具有在系統(tǒng)重新編程能力,可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲,并允許現(xiàn)場更新8051固件用戶軟件對所有外設(shè)具有完全的控制,可以關(guān)斷任何一個或所有外設(shè)以節(jié)省功耗 片內(nèi)silicon labs二線(c2)開發(fā)接口允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的

42、產(chǎn)品mcu進(jìn)行非侵入式(不占用片內(nèi)資源)全速在系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試邏輯支持觀察和修改存儲器和寄存器,支持?jǐn)帱c(diǎn)單步運(yùn)行和停機(jī)命令在使用 c2進(jìn)行調(diào)試時,所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行兩個c2 接口引腳可以與用戶功能共享,使在系統(tǒng)調(diào)試功能不占用封裝引腳 該器件可在工業(yè)溫度范圍(-45到+85)內(nèi)用 2.7v-3.6v的電壓工作端口 i/o/rst和 jtag引腳都容許5v的輸入信號電壓c8051f330采用20腳mlp封裝,如圖2.5所示vdd為電源,gnd為地,/rst/c2ck為芯片的復(fù)位引腳或c2開發(fā)接口的時鐘信號引腳,p2.0/c2d為p2.0數(shù)字i/o口或c2開發(fā)接口的雙向數(shù)據(jù)信號引腳,p0

43、.2/xtal1為p0.2數(shù)字i/o口或外部時鐘輸入,p0.3/xtal2為p0.3數(shù)字i/o口或外部時鐘輸出,p0.0/vref為p0.0數(shù)字i/o口或外部參考電源輸入端,p0.6/cnvstr為p0.6數(shù)字i/o口或adc0外部轉(zhuǎn)換啟動輸入端,其它引腳均為相應(yīng)的端口引腳圖2.5 c8051f330(qfn32封裝)引腳頂視圖c8051f330在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了以下功能:控制無線模塊完成數(shù)據(jù)收發(fā);實(shí)現(xiàn)低功耗的電源管理;通過jtag接口進(jìn)行在線編程2.2.4無線收發(fā)芯片與單片機(jī)的結(jié)構(gòu)配置cc1020的典型應(yīng)用電路設(shè)計(jì)如圖2.6所示,電路僅需要很少的外部元器件,其中電源去耦電路沒有給出1輸入/輸出

44、匹配:l1和c1組成接收器的輸入匹配網(wǎng)絡(luò),l1同時是直流偏置扼流圈c60l2和c3用于將發(fā)射器匹配到50內(nèi)部的收/發(fā)開關(guān)電路可以在收/發(fā)兩種模式下將輸入/輸出連接在一起,而且都可以匹配到50匹配網(wǎng)絡(luò)的元器件數(shù)值可以利用軟件smartrf studio計(jì)算2偏置電阻r1:用于設(shè)置精確的偏置電流3晶振:一個外部晶振加上2個負(fù)載電容c4和c5與內(nèi)部電路構(gòu)成晶體振蕩器4鎖相環(huán)環(huán)路濾波器:環(huán)路濾波器由2個電阻r2和r3和3個電容c6c7和c8組成c7和c8在高環(huán)路帶寬的應(yīng)用中可以略去5附加濾波器:可使用外部附加的器件(如射頻lc或saw濾波器)來提高特定應(yīng)用的性能6電源去耦和濾波:必須使用電源去耦和濾波

45、在窄帶應(yīng)用中,為了獲得高性能去耦和電源濾波,電容的安放位置和大小起著重要作用圖2.6 cc1020典型應(yīng)用電路7cc1020結(jié)構(gòu)配置:cc1020在不同的應(yīng)用中可以被設(shè)置到最佳性能,以下關(guān)鍵參數(shù)可通過可編程結(jié)構(gòu)配置寄存器來編程:接收/發(fā)射模式;射頻輸出功率;頻率合成器關(guān)鍵參數(shù):射頻輸出功率頻移鍵控(fsk)頻偏和晶體振蕩器基準(zhǔn)頻率;合成器鎖定指示模式;power-down/power-down模式;晶振power-down/power-down模式;數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)格式(nrzmanchester編碼或uart串口);數(shù)字rssi(接收信號強(qiáng)度指示器)和載波偵聽檢測;fsk/gfsk/ook

46、調(diào)制8結(jié)構(gòu)配置軟件:chipcon公司為cc1020的用戶提供了一個軟件程序smartrf studiosmartrf studio根據(jù)用戶對不同參數(shù)的選擇可以產(chǎn)生所有cc1020需要的結(jié)構(gòu)配置數(shù)據(jù)這些結(jié)構(gòu)配置數(shù)據(jù)采用十六進(jìn)制,這些十六進(jìn)制數(shù)字將輸入到微控制器,由微控制器來配置cc1020此外,該程序還為用戶提供輸入/輸出匹配電路所需的元器件值 圖2.7 smartrf studio 用戶界面無線收發(fā)芯片cc1020與單片機(jī)c8051f330的接口原理圖如圖2.8所示微控制器使用4個端口與cc1020的4線串行接口(pdipdopclkpsel)相連,pdo與微控制器的一個輸入端連接,pdip

47、clk和psel連接到微控制器的輸出端如果把pdi和pdo連接在一起與微控制器的一個雙向引腳端相連,則可節(jié)省微控制器的一個i/o端口微控制器的兩個端口(也可以只用其中一個雙向口)與cc1020的dio端相連,用來進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收當(dāng)結(jié)構(gòu)配置接口不使用時,連接到pselpclkpdi和pdo引腳端的微控制器引腳可作他用當(dāng)psel引腳端無效(保持高電平)時(psel引腳端低電平有效),pclkpdi和pdo是高阻抗輸入狀態(tài)psel有一個內(nèi)部上拉電阻,在低功耗模式時必須斷開,或者設(shè)為高電平,以阻止電流流入上拉電阻圖2.8 cc1020與c8051f310的接口配置cc1020內(nèi)部有52個寄存器,其

48、中工作模式配置寄存器占33個它通過簡單的四線串行spi接口進(jìn)行編程,有8位的結(jié)構(gòu)配置寄存器每一個寄存器的地址是7位,1位作為讀/寫標(biāo)志位,用來初始化讀或?qū)懙牟僮魍瓿蒫c1020的一個完整的設(shè)置需要發(fā)送33個16位一幀的數(shù)據(jù)每一幀數(shù)據(jù)包括address(地址)7位,r/w(讀/寫)1位,data(數(shù)據(jù))8位一次完整的結(jié)構(gòu)配置所需要的時間取決于pclk的頻率,若pclk頻率為10mhz,則完成一次完整配置的時間為53s將cc1020設(shè)為低功耗模式,只需發(fā)送一幀數(shù)據(jù),因此所需的時間不到2s在每一個寫周期,每幀16位數(shù)據(jù)是被發(fā)送到pdi線上,第一個字節(jié)是地址和讀/寫控制(0-6是地址位,一個讀/寫位)

49、,第二個字節(jié)是數(shù)據(jù)在地址和數(shù)據(jù)發(fā)送期間,psel要保持低電平當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)被裝入到cc1020芯片內(nèi)的控制器,由cc1020片內(nèi)的控制器完成cc1020工作狀態(tài)的設(shè)置cc1020的結(jié)構(gòu)配置寄存器寫操作時序圖如圖2.9所示配置寄存器能夠通過同樣的參數(shù)配置接口被微控制讀取七位地址首先被發(fā)送,然后讀/寫位置低電平,cc1020這時從地址所指定的寄存器里讀取數(shù)據(jù),通過pdo將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⒖刂破骼飌do在pclk負(fù)沿時被設(shè)置,在正沿時讀出數(shù)據(jù)讀操作如圖2.10所示psel在每次讀寫操作之間必須被設(shè)定為高電平結(jié)構(gòu)配置數(shù)據(jù)在低功耗模式期間將被保留,但在切斷電源時不會被保留圖2.9 cc1020結(jié)構(gòu)配置寄存器

50、寫時序圖圖2.10 cc1020結(jié)構(gòu)配置寄存器讀時序圖另外,cc1020能被設(shè)置成三種不同的數(shù)據(jù)傳輸形式:同步nrz模式同步曼徹斯特碼模式和異步傳輸uart模式這三種模式各有其特點(diǎn),同步曼徹斯特碼抗干擾能力最好,但是波特率要低一倍,異步傳輸uart實(shí)現(xiàn)起來最簡單,但是抗干擾能力最差,而同步nrz抗干擾能力比uart要好,但稍差于同步曼徹斯特碼,實(shí)現(xiàn)難度也介于兩者之間考慮到微處理器基本都支持uart串行通訊,所以本設(shè)計(jì)選擇了這種模式2.2.5 無線通信距離分析及天線設(shè)計(jì)無線電波在介質(zhì)或介質(zhì)分界面的影響下,會有折射反射散射繞射和吸收等現(xiàn)象接收點(diǎn)的無線電信號,也會有衰減和干擾出現(xiàn)所以相同的無線數(shù)傳設(shè)

51、備在不同的工作環(huán)境里能夠達(dá)到的傳輸距離是不相同的影響無線通信距離的工作環(huán)境因素主要有以下幾點(diǎn):(1)地理環(huán)境:數(shù)傳系統(tǒng)工作時所處的地理環(huán)境會影響通信的距離,通信距離對于無障礙的平直開闊地來說會較遠(yuǎn),其他的郊區(qū)農(nóng)村丘陵河床等有一定障礙的地區(qū)會近一些,通信距離最近的是城市樓群中或群山中,密集的障礙物和金屬物體對無線通信距離的影響較大(2)電磁環(huán)境:工作環(huán)境周圍如果存在直流電機(jī)高壓電網(wǎng)開關(guān)電源電焊機(jī)高頻電子設(shè)備電腦等設(shè)備會對無線通信設(shè)備的信號造成干擾,影響設(shè)備的通信距離(3)氣侯條件:當(dāng)工作環(huán)境處于空氣干燥的時候通信距離會較遠(yuǎn),空氣潮濕或者是雨雪天氣的時候通信距離較近工作環(huán)境的溫度也會影響設(shè)備的通信

52、距離,溫度升高會引起發(fā)射功率減小及接收靈敏度降低而減小通信距離同樣,無線數(shù)傳設(shè)備的性能也是在實(shí)際應(yīng)用中影響無線通信距離的重要因素?zé)o線數(shù)傳設(shè)備的主要性能指標(biāo)有四個:(1)發(fā)射機(jī)的射頻輸出功率:發(fā)射機(jī)的射頻輸出功率越大,通信距離越大;從理論上說發(fā)射功率可以無限制地增加,但實(shí)際上由于受成本法規(guī)和工作人員身體承受的限制,發(fā)射機(jī)的輸出功率也是有限的比如北美的fcc歐洲的ec規(guī)范就限制了設(shè)備的發(fā)射功率,我國也規(guī)定了設(shè)備的發(fā)射功率不能影響其他主要的無線業(yè)務(wù)(2)接收機(jī)的接收靈敏度:接收靈敏度反映了接收機(jī)捕捉微弱信號的能力,接收靈敏度越高,通信距離也越遠(yuǎn)但由于受自然界電磁噪聲工業(yè)污染及電子元器件固有噪聲的影響

53、,-123dbm(即0.158v)通常被認(rèn)為是現(xiàn)代無線電通信中純硬件實(shí)現(xiàn)的接收靈敏度的極限值,很難突破,即使加上軟件糾錯也只能再改善1-5dbm具有軟件糾錯的系統(tǒng),其通信距離也比無軟件糾錯的系統(tǒng)遠(yuǎn),但會產(chǎn)生一定的延時,在實(shí)時性要求很高的系統(tǒng)中也要考慮這一因素的影響(3)系統(tǒng)的抗干擾能力:實(shí)際的通信環(huán)境中存在著各種各樣的干擾源,在同樣的發(fā)射功率和同樣的接收靈敏度的前提下,系統(tǒng)的抗干擾能力越強(qiáng),實(shí)際通信距離也越遠(yuǎn)在實(shí)際應(yīng)用中即使接收機(jī)的接收靈敏度很高,但如果系統(tǒng)沒有足夠的抗干擾能力,微弱的有用信號會被大量的各種干擾信號淹沒掉,高的接收靈敏度就變得毫無意義影響無線通信系統(tǒng)抗干擾能力的因素很多,主要與

54、調(diào)制/解調(diào)方式,工作帶寬,有無軟件糾錯電路設(shè)計(jì)是否合理pcb板布局和退耦及屏蔽措施是否得當(dāng)有關(guān)一般而言,調(diào)幅(am或ask)調(diào)頻(fm或fsk)調(diào)相(pm或psk)三種基本調(diào)制方式中,以調(diào)幅制式的抗干擾能力最差,當(dāng)系統(tǒng)成本允許時應(yīng)優(yōu)先采用調(diào)頻或調(diào)相方式而在同一發(fā)射功率和接收靈敏度條件下,系統(tǒng)的信道帶寬越窄,各種干擾信號能進(jìn)入接收機(jī)帶寬的可能性就越小,系統(tǒng)的抗干擾能力就越強(qiáng),通信距離也越遠(yuǎn),但窄帶通信系統(tǒng)對元器件的制造精度及溫漂系數(shù)要求都很高,還必須有自動頻率跟蹤功能,成本較高(4)發(fā)射/接收天線的類型及增益:cc1020可以使用多種型號的天線天線的基本功能是將發(fā)射機(jī)(或傳輸線)送來的高頻電流(或?qū)Р?能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波并傳送到空間;在接收端,則將空間傳來的無線電波能量轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮諜C(jī)傳送的高頻電流(或?qū)Р?能量天線在無線傳輸中起到了紐帶的作用,天線性能的好壞直接影響到無線通信的效果,因此設(shè)計(jì)低成本性能好的天線是無線產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵對于不同用途的天線有不同的要求,概括起來基本要求如下:(1)一定的方向性天線的方向性表現(xiàn)在天線對空間不同方向具有不同的輻射或接收能力(2)較高的效率天線是個能量轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換效率必然是個主要指標(biāo)這一方面要求降低天線上的各種損耗以及天線在鄰近物體和地面中的損耗;另一方面要求天線與饋線良好匹配,以降低饋線的損耗,因而對天線輸入端所呈現(xiàn)的阻抗有一定要求(3)一定的極化