無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)(分機(jī)部分)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)題目：無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)（分機(jī)部分）（分機(jī)部分）系 別： 電子信息系 專 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： b090310 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： b09031002 指導(dǎo)教師： 2013 年 06 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系別 電子信息系 專業(yè) 通信工程 班級(jí) b090310 姓名 陳少雄 學(xué)號(hào) b09031002 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)（分機(jī)部分） 2.題目背景和意義： 目前大型船只均裝有國(guó)際通用 ais 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，

2、來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別。而對(duì)于中小型船只來(lái)說(shuō)，ais 系統(tǒng)過(guò)于昂貴的價(jià)格和過(guò)于復(fù)雜的系統(tǒng)功能使得該系統(tǒng)不適用于中小型船只的基本身份識(shí)別。本課題所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)就是針對(duì)這一點(diǎn)，專為中小型船只的身份識(shí)別提供便利。該系統(tǒng)主要用在對(duì)進(jìn)出港口的船只進(jìn)行識(shí)別，它由設(shè)在岸上的主機(jī)和裝在船上的分機(jī)兩部分組成。船只進(jìn)出港口時(shí)，主機(jī)發(fā)出問(wèn)訊信號(hào)，船上分機(jī)收到該信號(hào)后，能自動(dòng)發(fā)出應(yīng)答信號(hào)。主機(jī)收到該信號(hào)后，可識(shí)別出該船只的“身份” 。該系統(tǒng)具有一定的實(shí)用價(jià)值。 3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容(理工科含技術(shù)指標(biāo))： 1）為提高可靠性及保密性，主機(jī)和分機(jī)均采用無(wú)線編碼信號(hào)，發(fā)射功率0.5w；2）主機(jī)收到分機(jī)信號(hào)后，能發(fā)出提示音并顯示裝

3、置的編號(hào)；3）設(shè)計(jì)出電路圖，裝配圖，并進(jìn)行裝配，調(diào)試。 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排(含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn))：本設(shè)計(jì)要求完成整個(gè)無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，并進(jìn)行裝配調(diào)試。設(shè)計(jì)工作要求嚴(yán)格按照學(xué)校的計(jì)劃安排和各項(xiàng)規(guī)范進(jìn)行，保質(zhì)保量完成任務(wù)書中各項(xiàng)工作，技術(shù)指標(biāo)滿足要求并認(rèn)真撰寫學(xué)位論文。 13 周：查閱相關(guān)專業(yè)資料，選定方案，開(kāi)題； 48 周：進(jìn)行詳細(xì)的方案設(shè)計(jì)、功能模塊劃分以及設(shè)備器件選型等，以及對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行初步的了解和掌握，軟件的初步應(yīng)用和調(diào)試； 第 9 周第 10 周：利用 protel99 完成電路圖的封裝，確保電路的可行； 第11周第12周：與主機(jī)進(jìn)行接收發(fā)送的聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)課題的目的

4、； 第13周第15周：撰寫畢業(yè)論文，進(jìn)行畢業(yè)答辯。 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的工作量要求 撰寫 15000 字論文 圖紙(幅面和張數(shù))*： a4（標(biāo)準(zhǔn)幅面 210mm297mm） 其他要求： 提供完整的無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，并完成與課題相關(guān)的 3000 字左右的英文文獻(xiàn)資料翻譯。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué) 生 簽 名： 年 月 日系主任審批： 年 月 日說(shuō)明：1 本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入冊(cè)，一份教師自留。2 帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。i無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)（分機(jī)部分）無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)（分機(jī)部分） 摘摘 要要射頻識(shí)別即 rfid（radio frequency id

5、entification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。常用的有低頻（125k134.2k） 、高頻（13.56mhz） 、超高頻，無(wú)源等技術(shù)。rfid 讀寫器也分移動(dòng)式的和固定式的，目前 rfid 技術(shù)應(yīng)用很廣，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。本課題主要用在對(duì)進(jìn)出港口的船只進(jìn)行識(shí)別，它由設(shè)在岸上的主機(jī)和裝在船上的分機(jī)兩部分組成。船只進(jìn)出港口時(shí)，主機(jī)發(fā)出問(wèn)訊信號(hào)，船上分機(jī)收到該信號(hào)后，能自動(dòng)發(fā)出應(yīng)答信號(hào)。主機(jī)收到該信號(hào)后，可識(shí)別出該船只的“身份” 。本課題基于 frid 射頻識(shí)

6、別技術(shù)對(duì)進(jìn)港船舶身份編號(hào)識(shí)別進(jìn)行研究。僅以設(shè)在船舶上的船載設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)討論。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: 濾波放大；編碼；調(diào)頻；高頻功率放大iidesign of wireless automatic identification system circuits(the extension part) abstract radio frequency identification is rfid (radio frequency identification) technology, also known as electronic tags, radio frequency identification,

7、 is a kind of communication technology, through the specific target radio signal recognition and to read and write data, between without recognition system with specific objectives to establish mechanical or optical contact. commonly used with low frequency (125k134.2k), high frequency (13.56mhz), u

8、ltra high frequency, passive technology. the rfid reader is mobile and fixed, and the application of rfid technology is very broad, such as: library, access control system and food safety traceability. this topic mainly used on import and the ships in the harbour were identified, which is composed o

9、f the shore of the host and installed in the ships extension of two parts. ports, host sends the information signal, the ship received the signal after the extension, can automatically send a response signal. the host receives the signal, which can identify the ships identity. this project is based

10、on the frid radio frequency identification technology to study the arrival of ship identification number recognition. the equipment in the ship is only discussed in the paper.key words: filter amplifier；coding；frequency modulation；high frequency power amplifieriii目目 錄錄1 緒論緒論.11.1 課題背景及研究的目的和意義.11.2

11、課題的要求及指標(biāo).21.3 研究者的工作任務(wù).21.4 課題的內(nèi)容簡(jiǎn)介.22 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案.32.1 實(shí)現(xiàn)原理.32.2 電路原理框圖.32.3 實(shí)現(xiàn)分電路功能簡(jiǎn)介及所用芯片.33 子電路模塊設(shè)計(jì)子電路模塊設(shè)計(jì).53.1 濾波放大電路.53.1.1 電路原理圖說(shuō)明.53.1.2 芯片介紹.53.1.3 電路介紹.63.2 譯碼電路.83.2.1 電路原理圖說(shuō)明.83.2.2 芯片說(shuō)明.83.3 觸發(fā)電路（單穩(wěn)態(tài)電路）.93.3.1 電路原理圖說(shuō)明.93.3.2 芯片說(shuō)明.93.4 觸發(fā)電路（多諧振蕩電路）.103.4.1 電路原理圖說(shuō)明.103.4.2 芯片說(shuō)明.103.5 編碼電

12、路.113.5.1 電路原理圖說(shuō)明.113.5.2 芯片說(shuō)明.123.6 調(diào)制倍頻電路.143.6.1 電路原理圖說(shuō)明.153.6.2 頻率調(diào)制（fm）原理.153.6.3 芯片說(shuō)明.163.7 高頻功率放大電路.183.7.1 電路原理圖說(shuō)明.18iv4 分機(jī)系統(tǒng)電路總原理分機(jī)系統(tǒng)電路總原理.205 調(diào)試調(diào)試.215.1 硬件調(diào)試的目標(biāo).215.2 電路調(diào)試.215.3 pcb 板的調(diào)試.215.4 印制電路板的設(shè)計(jì)步驟.226 結(jié)論結(jié)論.23參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).25致謝致謝.26畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明.27畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明

13、.28附錄附錄 1 發(fā)送端原理圖發(fā)送端原理圖.29附錄附錄 2 接收端原理圖接收端原理圖.30 1 緒論 11 緒論緒論1.1 課題背景課題背景及研究的目的和意義及研究的目的和意義我國(guó)已經(jīng)跨入了全面建設(shè)小康社會(huì)的時(shí)期，建設(shè)“和諧社會(huì)”成為現(xiàn)階段我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)，如何更好地加強(qiáng)水上運(yùn)輸監(jiān)管設(shè)施的建設(shè)，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全，保護(hù)環(huán)境，保障經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，成為港航部門的重中之重。近年來(lái)，隨著陸路交通逐步顯現(xiàn)物流運(yùn)量瓶頸，提高水運(yùn)效率，改善水運(yùn)監(jiān)管環(huán)境逐步成為沿江各城市的發(fā)展戰(zhàn)略。在傳統(tǒng)“黃金水道”的長(zhǎng)三角和運(yùn)河沿線地區(qū)，各個(gè)主要城市都在制定雄心勃勃的“水運(yùn)強(qiáng)市” 、 “數(shù)字港航”工程計(jì)

14、劃，充分發(fā)揮其內(nèi)河航運(yùn)的優(yōu)勢(shì)，降低物流運(yùn)輸成本，提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，以利于進(jìn)一步支持經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展。 在實(shí)際業(yè)務(wù)環(huán)境中，信息技術(shù)獲得了廣泛和深遠(yuǎn)的應(yīng)用。各個(gè)內(nèi)河港航城市均已投入大量人力物力加快信息網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)步伐和科技投入力度，例如建立健全整個(gè)航區(qū)的船舶中心數(shù)據(jù)庫(kù)，依據(jù)港航管理業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)船舶年審、進(jìn)出港簽證、稽征繳費(fèi)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、信息綜合利用等業(yè)務(wù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化動(dòng)態(tài)管理。這些依靠先進(jìn)信息技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了不停航檢查，打破了“屬地管理”的傳統(tǒng)模式，為打造“數(shù)字港航”奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，但在這些系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管模塊中，仍然采用人工錄入船名船號(hào)的采集方式。如果出現(xiàn)船名船號(hào)被遮蓋、夜間看不清、船

15、舶流量過(guò)大及操作者困乏的狀況，這就可能造成船名船號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，成為打造“數(shù)字港航”的最大瓶頸。那么，有沒(méi)有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的辦法解決船舶船號(hào)的自動(dòng)識(shí)別呢？有，這就是近幾年走向成熟的新技術(shù)，即射頻識(shí)別技術(shù)（rfid） 。 rfid 是起源于上世紀(jì)50年代的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它利用射頻方式進(jìn)行非接觸式通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。一個(gè)典型的 rfid 應(yīng)用系統(tǒng)通常由標(biāo)識(shí)特定目標(biāo)物體的電子標(biāo)簽、接收電子標(biāo)簽信號(hào)的閱讀器以及應(yīng)用軟件組成。與傳統(tǒng)的磁卡、接觸式 ic 卡相比，rfid 技術(shù)完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化操作且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便

16、。電子標(biāo)簽可以采用特殊的封裝方式，有效抵御油漬、灰塵污染等惡劣環(huán)境的腐蝕和侵襲。 射頻識(shí)別系統(tǒng)按電子標(biāo)簽的供電方式可分為有源和無(wú)源兩類。無(wú)源標(biāo)簽所需工作能量需要從讀寫器發(fā)出的射頻波束中獲取，經(jīng)過(guò)整流、存儲(chǔ)后提供，成本較低，但射頻功率較大。有源標(biāo)簽本身帶有微型電池，由于不需要射頻供電，西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2其識(shí)別距離更遠(yuǎn)，讀寫器需要的功率較小，具有讀寫穩(wěn)定、防沖突性能佳、攜帶物品信息量大等優(yōu)點(diǎn)，這在船舶識(shí)別應(yīng)用中都是關(guān)鍵的性能要求1 。1.2 課題的要求及指標(biāo)課題的要求及指標(biāo) 該系統(tǒng)主要用在對(duì)進(jìn)出港口的船只進(jìn)行識(shí)別，它由設(shè)在岸上的主機(jī)和裝在船上的分機(jī)兩部分組成。船只進(jìn)出港

17、口時(shí)，主機(jī)發(fā)出問(wèn)訊信號(hào)，船上分機(jī)收到該信號(hào)后，能自動(dòng)發(fā)出應(yīng)答信號(hào)。主機(jī)收到該信號(hào)后，可識(shí)別出該船只的“身份” 。該系統(tǒng)具有一定的實(shí)用價(jià)值。 本課題的要求及技術(shù)指標(biāo)如下： a為提高可靠性及保密性，主機(jī)和分機(jī)均采用無(wú)線編碼信號(hào)，發(fā)射功率0.5w； b主機(jī)收到分機(jī)信號(hào)后，能發(fā)出提示音并顯示裝置的編號(hào)； c設(shè)計(jì)出電路圖，裝配圖，并進(jìn)行裝配，調(diào)試。1.3 研究者的工作任務(wù)研究者的工作任務(wù)本課題所設(shè)計(jì)的方案由建立在基站上的主機(jī)和設(shè)置在船舶上的分機(jī)兩部分組成，研究者的工作為分機(jī)部分的研究。研究者完成本課題所需任務(wù)如下：a熟悉課題所屬背景以及研究的目的和意義；b熟練掌握課題實(shí)現(xiàn)所需的軟硬件的知識(shí)和使用方法，并

18、利用 protel 軟件完成相關(guān)的電路圖和程序；c對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和聯(lián)調(diào)，確認(rèn)能與主機(jī)部分進(jìn)行有效的接收發(fā)送以及識(shí)別信號(hào)的功能；d將研究?jī)?nèi)容整理成論文。1.4 課題的內(nèi)容簡(jiǎn)介課題的內(nèi)容簡(jiǎn)介第一章：簡(jiǎn)述無(wú)線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船舶應(yīng)用的背景意義，本課題的研究?jī)?nèi)容，要求和研究者的任務(wù)；第二章：陳述設(shè)計(jì)的大綱以及相關(guān)技術(shù)支持，原理圖框架和結(jié)構(gòu)；第三章：分述各個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)所需芯片的結(jié)構(gòu)功能和原理；第四章：對(duì)整個(gè)電路運(yùn)作的原理進(jìn)行陳述；第五章：對(duì)完成的電路進(jìn)行 pcb 調(diào)試的方法，注意事項(xiàng)及調(diào)試結(jié)果；第六章：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后總結(jié)。2 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案32 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案2.1 實(shí)現(xiàn)原理實(shí)現(xiàn)原理設(shè)在基

19、站的主機(jī)發(fā)出信號(hào)后，船舶上的分機(jī)天線接收后解調(diào)，經(jīng)過(guò)濾波放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波放大，增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度。經(jīng)初步處理后的信號(hào)解碼后傳到觸發(fā)電路后使其產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖促使編碼電路開(kāi)始工作，對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼，告訴主機(jī)接受到的信號(hào)的來(lái)源船只編號(hào)。然后對(duì)編碼后的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制及放大，增強(qiáng)信號(hào)的抗干擾能力以達(dá)到傳送的要求。最后將經(jīng)多次處理后的信號(hào)發(fā)送出去給主機(jī)接受，這樣分機(jī)的任務(wù)就算完成了。2.2 電路原理框圖電路原理框圖整個(gè)系統(tǒng)分為接收端和發(fā)送端兩大模塊，其中接收端由濾波放大電路，譯碼電路和觸發(fā)電路（單穩(wěn)）組成；發(fā)送端由觸發(fā)電路（多諧振蕩） ，編碼電路和調(diào)制倍頻電路組成。具體原理框圖如圖 2.1 所示。 圖 2.1

20、 系統(tǒng)電路原理框圖2.3 實(shí)現(xiàn)分電路功能簡(jiǎn)介及所用芯片實(shí)現(xiàn)分電路功能簡(jiǎn)介及所用芯片 濾波放大：由天線接收到的信號(hào)因?yàn)橐资芴鞖獾韧饨缫蛩馗蓴_，均以高頻信號(hào)作為載波。為了還原本來(lái)的信號(hào)，需要通過(guò)濾波放大電路進(jìn)行變頻放大。這里用到 mc3363 芯片。譯碼電路：將編碼器輸入的二進(jìn)制代碼狀態(tài)翻譯成輸出信號(hào)，以表示其原來(lái)含義的電路。這里用到 mc145027 芯片。編碼電路：對(duì)分機(jī)（各船舶）進(jìn)行編號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為可以用以通信，傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式，用以區(qū)分各分機(jī)，這里采取二進(jìn)制編碼，范圍 099，用到 mc145026 芯片。觸發(fā)電路：通過(guò)控制產(chǎn)生觸發(fā)電平來(lái)使編碼器工作。這里用到 ne555 芯片。西安

21、工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4調(diào)制倍頻電路：我們需要的信號(hào)由于頻率、帶寬以及易受干擾等原因，不適合直接用天線發(fā)射，所以就使用一個(gè)高頻信號(hào)作為載波，把需要傳輸?shù)男盘?hào)混入載波中，通過(guò)天線發(fā)射，本課題中采用調(diào)頻（fm）方式，提高我們需要的信號(hào)的抗干擾能力便于傳輸。這里用到 mc2833 芯片。高頻功放電路：高頻功率放大電路用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過(guò)天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。這里用到三個(gè)三極管組成的電路進(jìn)行功率放大。此電路后接一個(gè)濾波電路，濾掉雜質(zhì)信號(hào)2。3 子電

22、路模塊設(shè)計(jì) 3 子電路模塊設(shè)計(jì)子電路模塊設(shè)計(jì)3.1 濾波放大電路濾波放大電路由天線接收到的信號(hào)因?yàn)橐资芴鞖獾韧饨缫蛩馗蓴_，均以高頻信號(hào)作為載波。為了還原本來(lái)的信號(hào)，需要通過(guò)解調(diào)電路進(jìn)行變頻。這里用到 mc3363 芯片。3.1.1 電路原理圖說(shuō)明電路原理圖說(shuō)明由天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò) lc 選頻電路甄選出 49.7mhz 的信號(hào)，經(jīng)射頻晶體管放大后，再經(jīng)第一混頻器放大并變頻為 10.7mhz 的中頻信號(hào)。該中頻信號(hào)外部濾波后輸入第二混頻器進(jìn)一步放大并變頻為 455khz 的低中頻信號(hào)，由 18 管腳經(jīng)過(guò)兩個(gè)非門送入 mc145027 芯片進(jìn)行譯碼工作。圖 3.1 為 mc3363芯片原理圖。

23、12810182279193268204251221524131762314167221115jp1mc 3363c41000pfc30.001c6120pfc1050pfr31.0kr420kr1068kr910kr2390y 2cry stalc90.1c70.1c8capl1l=680uh c=180pfc11000pfc110.01c227pfc120.1uhr1110kr6300u 1n otu 2n oty 139.130m hzl21.2uh1313a 149.7m hz001133a 2com pon ent_2001133a 3com pon ent_2+ c1810ufl1

24、0.35uhmc145027+5v圖 3.1 mc3363 原理圖3.1.2 芯片介紹芯片介紹mc3363 是美國(guó) motorola 公司生產(chǎn)的單片窄帶 vhf 調(diào)頻接收電路，主要應(yīng)用于語(yǔ)音通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線接收機(jī)。片內(nèi)包含一個(gè)高放晶體管，振蕩西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、場(chǎng)強(qiáng)指示驅(qū)動(dòng)及載頻檢波電路等從天線輸入到音頻輸出的二次變頻所有的全部電路，同樣包含了混頻用一本振緩沖輸出，fsk 檢波數(shù)據(jù)限幅比較器。具有低供電電壓、低功耗、極高靈敏度和信噪比，廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音和數(shù)字通訊的接收設(shè)備。其特點(diǎn)如下： a.輸入帶寬使用內(nèi)部本地振蕩器時(shí)為 20

25、0mhz，使用外部本地振蕩器時(shí)為450mhzb.有射頻放大器晶體管c.是完整的雙變頻系統(tǒng)d.工作電壓低：vcc=2.0 到 7.0ve.功耗電流?。簐cc=3.0v 時(shí)，icc=3.6ma（典型值），不包括射頻放大器晶體管f.靈敏度高：使用內(nèi)部射頻放大器晶體管，信納比為 12db，輸入典型值為0.3uvg.有數(shù)據(jù)限幅比較器h.接收信號(hào)強(qiáng)度指示器（rssi）動(dòng)態(tài)范圍為 60dbi.所需外圍元件少j.采用 motorola 公司的 mosaic 工藝制造3 mc3363 最大額定值說(shuō)明如表 3.1 所示。表 3.1 mc3363 最大額定值 參數(shù) 引出端符號(hào)數(shù)值單位電源電壓8vcc(max)7.0

26、vdc 工作電壓范圍8vcc2.0 to 6.0vdc 輸入電壓c = 5.0 vdc)1, 28v1281.0vrms 靜噪輸出電壓（峰值）19v19 0.7 to 8.0vpk 結(jié)溫度tj150單c 工作環(huán)境溫度范圍ta 40 to + 85單c 貯存溫度范圍tstg 65 to + 150單c3.1.3 電路介紹電路介紹mc3363 是一個(gè)完整的 fm 窄寬接收機(jī)（從射頻放大器到音頻前置放大器輸出）。其工作電壓低，可用于窄帶話音及數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)，功耗低，靈敏度高，鏡頻干擾抑制效果好。mc3363 電特性如表 3.2 所示。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7表 3.2 mc336

27、3 電特性（vcc=5.0v，f0=49.7mhz，ta=25 度）參數(shù)引出端最小值典型值最大值單位功耗電流（載波檢測(cè)低）84.58.0 ma3.0 db 限幅靈敏度（射頻放大器未用）0.72.0 vrms20 db s/n 時(shí)的靈敏度（射頻放大器未用）1.0第一混頻器輸入電阻（并聯(lián)rp）1, 28690單第一混頻器輸入電容（并聯(lián)cp）1, 287.2 pf第一混頻器變換電壓增益（avc1，開(kāi)路）18 db第二混頻器變換電壓增益（avc2，開(kāi)路）21第二混頻器輸入靈敏度（20db s/n）(10.7mhz i/p)2110 vrms限幅器輸入靈敏度（20db s/n）（455khz i/p）9

28、100射頻晶體管直流消耗電流41.01.52.5 madc噪聲輸出電平（射頻信號(hào)=0mv）1670mvrms恢復(fù)出的音頻信號(hào)（射頻信號(hào)電平=1.0mv）16120200mvrms恢復(fù)出的音頻信號(hào)的門限（射頻信號(hào)=1.0mv）162% %檢波器輸出阻抗16400單數(shù)據(jù)比較器輸出電壓高18vcc vdc數(shù)據(jù)比較器輸出電壓低180.10.1 vdc數(shù)據(jù)比較器門限電壓差1770110150 mv表頭驅(qū)動(dòng)靈敏度1270100135 na/db載波檢測(cè)門限（低于 vcc）120.530.640.77 vdc靜噪輸出阻抗高1910 m單靜噪輸出阻抗低1925單單單單 第一本振用于在 pll 頻率合成接收機(jī)中

29、作為 vco。mc3363 可以與mc145026 結(jié)合使用，構(gòu)成用在 46/49 無(wú)繩電話波段上的雙芯片十信道頻率合成接收機(jī)；也可與 mc14515x 系列的 cmospll 頻率合成器及 mc120xx 系列的ecl 前置分頻結(jié)合，用于 vhf 頻率合成，頻率可達(dá) 200mhz。對(duì)于單信道系列，第一本振可用晶體來(lái)控制，頻率可達(dá) 60mhz。頻率跟高時(shí)，可在引出端 25 和 26 加一個(gè)外部振蕩信號(hào)一建議電平取 100ma 左右。第一混頻器的傳輸特性可以再 450mhz 以內(nèi)平坦度都較好（中頻保持 10.7mhz）。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8第二本振采用考比茲振蕩器，晶體

30、控制，工作頻率典型值為 10.245mhz?；祛l器經(jīng)過(guò)雙平衡以減小寄生響應(yīng)。第一、第二混頻器的變換增益典型值分別為18db、21db?；祛l器增益相對(duì)電源電壓時(shí)穩(wěn)定的。用戶采用陶瓷濾波器進(jìn)行變頻4。3.2 譯碼電路譯碼電路將編碼器輸入的二進(jìn)制代碼狀態(tài)翻譯成輸出信號(hào)，以表示其原來(lái)含義的電路。這里用到 mc145027 芯片。3.2.1 電路原理圖說(shuō)明電路原理圖說(shuō)明mc145027 解碼器用于接收 mc145026 輸出的編碼數(shù)據(jù)流。當(dāng)解碼器地址和編碼器地址狀態(tài)相并連續(xù)收到兩組相同編碼信號(hào)時(shí)，vt 端由低電平跳變?yōu)楦唠娖揭灾甘窘邮沼行В瑫r(shí)中斷計(jì)算機(jī)進(jìn)行接收。mc145027 譯碼器原理圖如圖 3.

31、2 所示。c13capr12res2r13res2c15capc14capu 3n otv ddc50.1u11621531441351261171089jp2mc145027+5vmc3363n e555單單單單圖 3.2 mc145027 原理圖3.2.2 芯片說(shuō)明芯片說(shuō)明mc145027 是與編碼器 mc145026 所對(duì)應(yīng)的譯碼器，有 a1a5 五位地址，當(dāng)其與編碼器當(dāng)中的 a1/d1a5/d5 設(shè)置狀態(tài)相同時(shí)，vt 端即變?yōu)楦唠娖?，指示發(fā)送有效，而把編碼器中的 a6/d6a9/d9 作為數(shù)據(jù)從 d6d9 端輸出。在與 mc145026 配對(duì)使用時(shí)，mc145026 的地址位 a1/d

32、1a5/d5 可以編為三個(gè)西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9狀態(tài)，而數(shù)據(jù)位只能編成“0”和“1”兩種狀態(tài)，若數(shù)據(jù)位編為“開(kāi)路”，則在譯碼器 mc145027 中自動(dòng)譯成“1”。這個(gè)在后面介紹發(fā)送端時(shí)會(huì)說(shuō)明。在編碼器中選定 rs，rtc，ctc（選定公式方法在后文 mc145026 介紹中）后，按下式選擇譯碼器中的阻容件，r1*c1=3.95rtc*ctc：r2*c2=77rtc*ctc 5。 3.3 觸發(fā)電路（單穩(wěn)態(tài)電路）觸發(fā)電路（單穩(wěn)態(tài)電路）該設(shè)計(jì)模塊的功能是產(chǎn)生觸發(fā)脈沖使編碼電路工作。由單穩(wěn)電路和多諧振蕩電路兩部分組成。3.3.1 電路原理圖說(shuō)明電路原理圖說(shuō)明電路原理圖如圖 3

33、.3 所示，在輸入脈沖的觸發(fā)下，其輸出端產(chǎn)生一個(gè)具有恒定寬度的矩形脈沖，也就是說(shuō)當(dāng)觸發(fā)脈沖被觸發(fā)后，會(huì)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)狀態(tài)，而該狀態(tài)又是暫時(shí)穩(wěn)定的，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 后又回到初始狀態(tài)。觸發(fā)脈沖經(jīng)過(guò)三極管控制繼電器工作，使發(fā)送端的振蕩器工作，所以也可看作是一個(gè)控制電路。r7res2c16capc17cap48236175jp3555r8res2r14res2jj1con 2+5vq 1n pn1mc145027圖 3.3 觸發(fā)電路原理圖3.3.2 芯片說(shuō)明芯片說(shuō)明單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)是，在輸入脈沖的觸發(fā)下，其輸出端產(chǎn)生一個(gè)具有恒定寬度的矩形脈沖，也就是說(shuō)當(dāng)觸發(fā)脈沖被觸發(fā)后，會(huì)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)狀態(tài)，而該狀態(tài)又是

34、暫時(shí)穩(wěn)定的，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 后又回到初始狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器通常用于脈沖信號(hào)展寬，延遲及整形。此外，還可作振蕩器、數(shù)字濾波器和頻率-電壓變換器等。ne555 的高觸發(fā)端 th（6 腳）和放電端 d（7 腳）接 rc 定時(shí)電路，低觸西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10發(fā)端 tl（2 腳）外接觸發(fā)信號(hào)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)時(shí)間就是輸出脈沖的寬度 tw。tw1.11r1c163.4 觸發(fā)電路（多諧振蕩電路）觸發(fā)電路（多諧振蕩電路） 接收端的單穩(wěn)電路使繼電器工作，控制電鍵閉合，多諧振蕩電路開(kāi)始工作，分別產(chǎn)生一個(gè)高低電平，經(jīng)過(guò)三極管分送到兩個(gè) mc145026 編碼器使其工作。3.4.1 電路原理

35、圖說(shuō)明電路原理圖說(shuō)明 電阻 r1、r6 和電容 c9 構(gòu)成定時(shí)電路。定時(shí)電容 c9 上的電壓 uc 作為高觸發(fā)端 th（6 腳）和低觸發(fā)端 tl（2 腳）的外觸發(fā)電壓。放電端 d（7 腳）接在 r1 和 r2 之間。電壓控制端 k（5 腳）不外接控制電壓而接入高頻干擾旁路電容 c10（0.01uf） 。直接復(fù)位端 r（4 腳）接高電平，使 ne555 處于非復(fù)位狀態(tài)。圖 3.4 為多諧振蕩電路原理圖7。48236175jp3555r1res2r6res2c10capr7res2c9cap778899q 2com pon ent_4d 1d io de+5vmc145026mc145026圖 3

36、.4 多諧振蕩電路原理圖3.4.2 芯片說(shuō)明芯片說(shuō)明ne555 引腳功能 ： pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 pin 2 (觸發(fā)點(diǎn)) -這個(gè)腳位是觸發(fā) ne555 使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于 2/3 vcc，下緣須低于 1/3 vcc 。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11 pin 3 (輸出) -當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始 555 的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少 1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到 0 伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約 200 ma 。 pin 4 (重置) -一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)

37、器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 pin 5 (控制) -這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來(lái)改變或調(diào)整輸出頻率。 pin 6 (重置鎖定) - pin 6 重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3 vcc 電壓以下移至 2/3 vcc 以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。 pin 7 (放電) -這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為 on時(shí)為 low，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為 off 時(shí)為 high，對(duì)地為高阻抗。 pin 8 (v +) -這是 555 個(gè)計(jì)時(shí)器 ic 的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+

38、4.5 伏特(最小值)至+16 伏特(最大值)8。多諧振蕩器的放電時(shí)間常數(shù)分別為tph0.7（r1+r2）c1 tpl0.7r2c1振蕩周期 t 和振蕩頻率 f 分別為t=tph+tpl0.7（r1+2r2）c1f=1/t1/0.7（r1+2r2）c13.5 編碼電路編碼電路對(duì)分機(jī)（各船舶）進(jìn)行編號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為可以用以通信，傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式，用以區(qū)分各分機(jī)，這里采取二進(jìn)制編碼，范圍 099，需要用到mc145026 芯片兩片，分管兩位二進(jìn)制碼高低位。3.5.1 電路原理圖說(shuō)明電路原理圖說(shuō)明如圖 3.5 所示，此芯片 14 端口與三極管分別相連，分由一個(gè)高低電平控制。15 端口為編碼電路地

39、址碼，與主機(jī)的設(shè)置一致，6，7，9，10 四個(gè)端口為數(shù)據(jù)碼，所提供的數(shù)據(jù)即為該分機(jī)的編號(hào)。這里我設(shè)計(jì)的為 0001 和 0000，即為 10號(hào)船舶。當(dāng)主機(jī)收到分機(jī)發(fā)送的信號(hào)后，便可以識(shí)別本船的身份。第11、12、13 端口外接阻容器，決定內(nèi)部時(shí)鐘振蕩頻率。編好的信號(hào)由 15 管腳輸出9。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1214134256791615101211813jp1mc145026r2res2r3res2c1capg ndd 2d io de+5vn e555單單單單單單mc2833 圖 3.5 編碼電路原理圖3.5.2 芯片說(shuō)明芯片說(shuō)明此組芯片是摩托羅拉公司生產(chǎn)的用于通信

40、配對(duì)使用的最新芯片。編碼芯片mc145026 可對(duì) 9 位輸入信息（地址位 a1a5，數(shù)據(jù)位 d6d9）進(jìn)行編碼，編碼后每個(gè)數(shù)據(jù)位用兩個(gè)脈沖表示：“1”編碼為兩個(gè)寬脈沖；“0”編碼為兩個(gè)窄脈沖；“開(kāi)路”編碼為一寬脈沖和一窄脈沖交叉。當(dāng) te 端輸入脈沖上升沿時(shí)，編碼后的數(shù)據(jù)流開(kāi)始由 d0 串行輸出。對(duì)于每 9 位數(shù)據(jù)信息，能看作是個(gè)數(shù)據(jù)字，為了提高通信的安全性，編解碼芯片對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)字發(fā)送兩次，接收兩次。 第 11、12、13 腳外接阻容件，決定內(nèi)部時(shí)鐘振蕩頻率。第 14 腳 te 端是發(fā)送控制端，當(dāng) te 端接低電平時(shí)，開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)流：當(dāng) te 端開(kāi)路時(shí)，ic 內(nèi)部有一個(gè)上拉電阻使其保持為高電

41、平，編碼器完全禁止，時(shí)鐘振蕩器停止振蕩，ic 功耗降至最低，僅零點(diǎn)幾個(gè)微安，故無(wú)需加設(shè)電源開(kāi)關(guān)。第 8 腳接電源負(fù)，第 16 腳接電源正。編碼器中時(shí)鐘振蕩頻率 f 范圍可以從 1hz 到 1mhz。對(duì)于1khzf20k，rtc10k，400pctc15u。這個(gè)在上文介紹 mc145027 譯碼器時(shí)有過(guò)提及，即為編碼器 rs，rtc，ctc的選定方法。10編碼器 mc145026 的 11 腳 rs是內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的正反饋輸入腳，由 rs腳輸入外部時(shí)鐘信號(hào)可代替內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的振蕩信號(hào)，這時(shí) 12 腳 ct和 13西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13腳 rt 懸空不用。編碼器的工作時(shí)

42、序如圖 3.6 所示，圖 3.6 將 1 個(gè)發(fā)送周期分成了 4 個(gè)時(shí)間段并進(jìn)行了壓縮。圖中的 te 為輸入的控制信號(hào)波形，do 為發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)波形，在此，數(shù)據(jù) a1a2a3a4a5a6a7a8a9= z0z101011，式中的 z 代表開(kāi)路，rs為輸入的時(shí)鐘信號(hào)波形。由圖可知，在 t0 時(shí)刻之前，te 保持高電平， 發(fā)送停止，do 輸出為低電平；在 t0 時(shí)刻，te 由高電平變?yōu)榈碗娖剑? 個(gè)發(fā)送周期開(kāi)始，經(jīng)過(guò)若干時(shí)鐘周期之后，te 由低電平變?yōu)楦唠娖?，發(fā)送工作仍在繼續(xù)，直至發(fā)送周期結(jié)束；t0t1 是發(fā)送周期的引導(dǎo)時(shí)間段，含 16 個(gè)時(shí)鐘周期；從 t1 開(kāi)始 do 輸出數(shù)據(jù)，t1t4 為首發(fā)

43、時(shí)間段，其間 t1t2 為發(fā)送數(shù)據(jù) a1 的位周期，t2t3 發(fā)送數(shù)據(jù)位 a2a8，波形從略，t3t4 為發(fā)送數(shù)據(jù) a9 的位周期，每個(gè)位周期含 8 個(gè)時(shí)鐘周期，寬脈沖占空比為 7/ 8，窄脈沖占空比為 1/ 8；t4t5 為兩次發(fā)送的間隔時(shí)間段，含 24 個(gè)時(shí)鐘周期；t5t8 為重發(fā)時(shí)間段，它是 t1t4 的重復(fù)。t8 以后發(fā)送停止。do 在引導(dǎo)時(shí)間段、間隔時(shí)間段以及停止發(fā)送時(shí)均保持為低電平。1 個(gè)發(fā)送周期所含的時(shí)鐘周期數(shù)可按下式計(jì)算：發(fā)送周期=引導(dǎo)時(shí)間+ 間隔時(shí)間+位周期18=16+24+818=184 個(gè)時(shí)鐘周期。編碼器和譯碼器配合使用時(shí)，要求二者的時(shí)鐘頻率基本一致。其工作頻率范圍很寬，

44、可從1hz到1mhz，當(dāng)編碼器的時(shí)鐘頻率f在1khz400khz范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，可按以下算式確定譯碼器的外接電阻和電容：r1c1= 1. 72/ f ，r2c2= 19. 5r1c111。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14te h ldo h lrs h lte h ldo h lrs h lte h ldo h lrs h lte h ldo h lrs h l圖 3.6 編碼器工作時(shí)序 3.6 調(diào)制倍頻電路調(diào)制倍頻電路我們需要的信號(hào)由于頻率、帶寬以及易受干擾等原因，不適合直接用天線發(fā)射，所以就使用一個(gè)高頻信號(hào)作為載波，把需要傳輸?shù)男盘?hào)混入載波中，通過(guò)天線發(fā)射，本課題中采用調(diào)頻（

45、fm）方式，提高我們需要的信號(hào)的抗干擾能力便于傳輸。這里用到 mc2833 芯片。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）153.6.1 電路原理圖說(shuō)明電路原理圖說(shuō)明調(diào)制部分制作原理圖如圖 3.7 圖所示，經(jīng)過(guò)編碼后的信號(hào)從 5 腳輸入然后經(jīng)過(guò)低頻放大后到 4 腳，4 腳與 5 腳之間的電阻起到負(fù)反饋的作用。之后信號(hào)到 3 管腳經(jīng)可變電抗到 1 管腳，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)晶體管后到管腳 16、15，管腳1、2、16、15 及之間的元件組成一個(gè)壓控振蕩器。信號(hào)經(jīng)過(guò)壓控振蕩器后經(jīng)過(guò)緩沖器到 14 管腳，然后進(jìn)入選頻電路，到 13 管腳，此時(shí)信號(hào)進(jìn)行一級(jí)放大，12 管腳接地，放大后的信號(hào)從 11 管腳輸

46、出，再進(jìn)入選頻電路，到 8 管腳進(jìn)入第二次放大，7 管腳同 12 管腳接地，經(jīng)兩級(jí)放大后的信號(hào)從 9 管腳輸出。信號(hào)電路中輸出緩沖器同時(shí)作為三倍頻器，產(chǎn)生 49.7mhz 的射頻載波，49.7mhz 射頻輸出功率是 10dbmw（10mw，50 負(fù)載）12。11621531441351261171089jp2mc2833r4100kc14330pfc12470pc456pfc647pfc551pfc3470pc131.0c20.0047r11220kr121.0kr13390kr141.0kr5390kl13.3ul20.22uc733pfc833pfc1733pfc16470pfl30.22

47、uc15470pfc181000py 116.5667m hzc23470pfvccc33cap 圖 3.7 mc2833 電路原理圖3.6.2 頻率調(diào)制（頻率調(diào)制（fm）原理）原理 實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制的方式一般有兩種: 一是直接調(diào)頻, 二是間接調(diào)頻。 a. 直接調(diào)頻 根據(jù)調(diào)頻信號(hào)的瞬時(shí)頻率隨調(diào)制信號(hào)成線性變化這一基本特性, 可以將調(diào)制信號(hào)作為壓控振蕩器的控制電壓, 使其產(chǎn)生的振蕩頻率隨調(diào)制信號(hào)規(guī)律而變西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16化, 壓控振蕩器的中心頻率即為載波頻率。顯然, 這是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的最直接方法, 故稱為直接調(diào)頻。b. 間接調(diào)頻將調(diào)制信號(hào)積分后調(diào)相, 是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的另外一種方

48、式, 稱為間接調(diào)頻。 或者說(shuō), 間接調(diào)頻是借用調(diào)相的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 本次設(shè)計(jì)中所用頻率調(diào)制芯片 mc2833 為直接調(diào)頻，所以對(duì)間接調(diào)頻不作過(guò)多介紹。變?nèi)荻O管調(diào)頻電路是廣泛采用的一種直接調(diào)頻電路。mc2833 調(diào)頻芯片采用的是晶振變?nèi)荻O管調(diào)頻電路。通過(guò)圖 3.8 可以從圖像上清楚的看出高頻振蕩電壓和變?nèi)荻O管結(jié)電容之間的關(guān)系。圖 3.8 變?nèi)荻O管上疊加高頻振蕩電壓對(duì)結(jié)電容的影響 電路中通過(guò)調(diào)制信號(hào)的幅值變化改變壓控變?nèi)荻O管的電容，從而進(jìn)一步通過(guò)電容的改變控制振蕩電路的頻率，實(shí)現(xiàn)電壓幅值變化控制頻率偏移13。3.6.3 芯片說(shuō)明芯片說(shuō)明motorola 公司生產(chǎn)的 mc2833是單片集

49、成 fm 低功率發(fā)射器電路，適用于無(wú)繩電話和其它調(diào)頻通信設(shè)備。以下是 mc2833的電路原理和應(yīng)用。圖3.9是 mc2833內(nèi)部結(jié)構(gòu)和由它組成的調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路。mc2833內(nèi)部包括話筒放大器、射頻壓控振蕩器、緩沖器、兩個(gè)輔助晶體管放大器等幾個(gè)主要西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17部分，需要外接晶體、lc 選頻網(wǎng)絡(luò)以及少量電阻和電感14。 圖3.9 mc2833的外部引腳排列和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 a. 電源電壓范圍較寬，為2.8v9.0v b. 外接電子元件較少 c. 當(dāng)電源電壓為4.0v，載頻為166mhz 時(shí)，最大頻偏可達(dá)10khz d. 調(diào)制靈敏度可達(dá)15hz/mv e. 輸出最大功

50、率為10mw（50 負(fù)載）芯片 mc2833的高性價(jià)比是我們選擇它作為發(fā)射芯片的主要原因，芯片在頻率調(diào)制發(fā)射中的主要應(yīng)用如下： 外部產(chǎn)生的音頻信號(hào)從 5 腳輸入，經(jīng)放大后去控制可變電抗元件?？勺冸娍乖闹绷髌珘河善瑑?nèi)參考電壓 vref 經(jīng)電阻分壓后提供。由片內(nèi)振蕩電路、可變電抗元件、外接晶體和 15、16 腳兩個(gè)外接電容組成的晶振直接調(diào)頻電路(pierce 電路)產(chǎn)生載頻為 16.5667mhz 的調(diào)頻信號(hào)15。 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路為了提高中心頻率穩(wěn)定度，可以加入晶振，但加入晶西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18振后又會(huì)使最大線性頻偏減小。為了增大最大線性頻偏，即擴(kuò)展晶振的頻率控

51、制范圍，可以采用串聯(lián)或并聯(lián)電感的方法。電感越大，頻率控制范圍越大，但頻率穩(wěn)定度相應(yīng)下降，所以要選擇一個(gè)平衡點(diǎn)。本電路上選擇 3.3h 電感與晶體串聯(lián)用于擴(kuò)展最大線性頻偏。接下來(lái)信號(hào)由緩沖器通過(guò) 14 腳外接三倍頻網(wǎng)絡(luò)將調(diào)頻信號(hào)載頻提高到 49.7 mhz，同時(shí)也將最大線性頻偏擴(kuò)展為原來(lái)的三倍，然后從 13 腳返回片內(nèi)，經(jīng)兩級(jí)放大后從 9 腳輸出16。3.7 高頻功率放大電路高頻功率放大電路 利用三極管將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過(guò)天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。3.7.1 電路原理圖說(shuō)明電路原理圖說(shuō)明

52、高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出在“低頻電子線路”課程中已知，放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同，分為甲類（導(dǎo)通角=360度） 、乙類（導(dǎo)通角=180度） 、甲乙類（導(dǎo)通角=180度360度） 。圖3.10所示的為高頻功率放大電路的組成以及濾波電路組

53、成17。c22capc31capc24capc26capc27capc21capc25capc20capc19capc30capc29capc28capr15res2r24res2r18res2r16res2q 4n pnq 6n pnq 7n pnt1tra n s4r22resisto r tappedr21res2r19res1r23res1r17res1r20res1+5vl4in d uctor2l5in d uctor2c32capl6in d uctor2a圖 3.10 高頻功率放大濾波電路西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19 第一次放大主要是電壓放大過(guò)程，第三次主要

54、進(jìn)行頻率放大。經(jīng)過(guò)高頻放大后產(chǎn)生頻率為0.5w，功率為49.7mhz 的信號(hào)。高頻功率放大器后接一個(gè)濾波電路，可將雜質(zhì)信號(hào)濾掉，發(fā)射需要發(fā)射的信號(hào)18。4 分機(jī)系統(tǒng)電路總原理204 分機(jī)系統(tǒng)電路總分機(jī)系統(tǒng)電路總原理原理輪船進(jìn)入港口后，當(dāng)設(shè)置在岸上（基站）的主機(jī)發(fā)出高頻載波信號(hào)后，設(shè)置在船上的接收端天線接收到信號(hào)后經(jīng)過(guò) lc 選頻電路篩選出頻率為 49.7mhz的信號(hào)，經(jīng)第一混頻器放大變頻為 10.7mhz 的中頻信號(hào)，再進(jìn)入第二混頻器變頻為 455mhz 的中頻信號(hào)，再經(jīng)過(guò)限幅器去耦和檢波電路，從 mc3363 芯片 18腳輸出，經(jīng)過(guò)兩個(gè)非門送入 mc145027 譯碼器芯片進(jìn)行譯碼。譯碼器控

55、制ne555 單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生脈沖，三極管導(dǎo)通，控制繼電器工作，使開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)送端的 ne555 多諧振蕩電路開(kāi)始工作。多諧振蕩電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)經(jīng)三極管分別由高低電平信號(hào)控制兩個(gè) mc145026 編碼器進(jìn)行先后編碼工作（我這里將二位二進(jìn)制碼設(shè)置成 0001 和 0000，即分機(jī)編號(hào)為 10 號(hào)船舶） ，該信息即為分機(jī)（船舶）的身份信息。編好的碼經(jīng)由 mc2833 調(diào)制電路的壓控振蕩電路使晶振產(chǎn)生 16.5667mhz的基準(zhǔn)頻率，同時(shí)緩沖器及其外設(shè)電容電感共同作用作為三倍頻器將信號(hào)倍頻為 49.7mhz 的高頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)放大器進(jìn)行二次放大的信號(hào)由 mc2833 的 9管腳送入三級(jí)功率放大電路

56、進(jìn)行功率放大，輸出的 0.5w，49.7mhz 的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波電路過(guò)濾掉雜質(zhì)信號(hào)后由天線發(fā)出。主機(jī)接收到信號(hào)后，即可由此信號(hào)判斷分機(jī)船只的身份信息。該系統(tǒng)目的達(dá)成19。系統(tǒng)電路總原理圖見(jiàn)論文附錄 1 發(fā)送端原理圖和附錄 2 接收端原理圖。5 調(diào)試215 調(diào)試調(diào)試5.1 硬件調(diào)試的目標(biāo)硬件調(diào)試的目標(biāo)測(cè)試的目的是應(yīng)該盡量找出硬件設(shè)計(jì)中的隱藏的錯(cuò)誤并加以糾正，而不是通過(guò)測(cè)試證明硬件設(shè)計(jì)沒(méi)有錯(cuò)誤。所以，通過(guò)測(cè)試不是證明硬件設(shè)計(jì)是正確的。通過(guò)測(cè)試只能從硬件設(shè)計(jì)中找到錯(cuò)誤，而不可能證明硬件設(shè)計(jì)中沒(méi)有錯(cuò)誤，即使選擇測(cè)試方案最完美，硬件設(shè)計(jì)中仍然可能隱藏著錯(cuò)誤。本次測(cè)試的主要是為了給最終用戶提供具有一定可信度

57、的質(zhì)量評(píng)價(jià)，所以測(cè)試的主要內(nèi)容是直接針對(duì)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)經(jīng)常用到的商業(yè)假設(shè)。5.2 電路調(diào)試電路調(diào)試在 mc145026 的輸入端加高電平信號(hào)，把地線和電源線都接通，然后觀察電路的工作狀態(tài)。接下來(lái)測(cè)量 mc145026 的輸出端是否為高電平。如果所測(cè)管腳有參數(shù)輸出則應(yīng)該是高電平，若不是，則電路有錯(cuò)誤。若發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象，應(yīng)分析其原因，并排除故障，再進(jìn)行調(diào)試，直到滿足要求。5.3 pcb 板的調(diào)試板的調(diào)試當(dāng)系統(tǒng)硬件部分的電路圖設(shè)計(jì)好之后，接下來(lái)的工作就是對(duì)其進(jìn)行erc（電器規(guī)格檢查）看在電路中是否存在錯(cuò)誤，并對(duì)其進(jìn)行分析與改正。a. multiple net names on net（即在進(jìn)行 er

58、c 檢查時(shí)，同一網(wǎng)絡(luò)上放置多個(gè)網(wǎng)絡(luò)名稱而產(chǎn)生的錯(cuò)誤）b. unconnected power objects（即在進(jìn)行 erc 檢查時(shí)，有電源符號(hào)沒(méi)有連接在任何網(wǎng)絡(luò)上而產(chǎn)生的錯(cuò)誤）c. duplicate sheet numbers (即在進(jìn)行 erc 檢查時(shí), 在整個(gè)檢查的范圍內(nèi)，有重復(fù)的電路圖名稱而顯示的錯(cuò)誤)d. duplicate component designator （即在進(jìn)行 erc 檢查時(shí)，在整個(gè)檢查的范圍內(nèi)，有重復(fù)的元件編號(hào)而顯示的錯(cuò)誤）e. 在電路圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，有連線沒(méi)有連上20 通過(guò)在電路圖上所顯示的錯(cuò)誤位置以及進(jìn)行電器規(guī)格檢查后的提示，可以對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行改正，在錯(cuò)誤被糾正

59、之后，則可按印制電路板的具體步驟進(jìn)行 pcb板的繪制。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）225.4 印制電路板的設(shè)計(jì)步驟印制電路板的設(shè)計(jì)步驟 a . 準(zhǔn)備電路原理圖和網(wǎng)絡(luò)表 根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路原理圖，并繪制原理圖，然后由該原理圖文件生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表。對(duì)于相當(dāng)簡(jiǎn)單的電路原理圖，也可以直接進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)。 b. 規(guī)劃印制電路板 在設(shè)計(jì)電路板之前，要對(duì)電路板有個(gè)初步的規(guī)劃，主要包括電路板的選擇，采用幾層電路板、板材的物理尺寸、各元器件的封裝形式等，這是一項(xiàng)相當(dāng)重要的工作，是電路板設(shè)計(jì)的框架。 c. 設(shè)置參數(shù) 設(shè)置參數(shù)包括設(shè)置元件的布置參數(shù)，板層參數(shù)和布線參數(shù)等。大多數(shù)情況下，可以直接

60、使用系統(tǒng)的默認(rèn)值，參數(shù)設(shè)置是一次性完成的，在后續(xù)的設(shè)計(jì)工作中很少需要修改。 d. 加載網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝 網(wǎng)絡(luò)表示自動(dòng)布線的基礎(chǔ)，是連接原理圖和印制電路板的紐帶。只有加載了網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝后，電路板的自動(dòng)布線才能生成。 e. 元件布局 規(guī)劃電路板并導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表后，通過(guò)執(zhí)行命令，系統(tǒng)將自動(dòng)裝入元件并將元件布置在電路板邊框內(nèi)。元件布局可以由系統(tǒng)自動(dòng)完成，然后進(jìn)行手工調(diào)整布局，布局合理后才能進(jìn)行下一步的布線工作。元件布局是印制電路板設(shè)計(jì)中比較花費(fèi)精力的一個(gè)步驟，需要設(shè)計(jì)者有足夠的耐心。 f. 自動(dòng)布線 protel 中自動(dòng)布線的功能相當(dāng)強(qiáng)大，只要把有關(guān)參數(shù)設(shè)置的適當(dāng)，元件布局合理，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)設(shè)置的規(guī)則