無線收發(fā)信系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱: 一種無線收發(fā)信系統(tǒng)的設(shè)計 系 別 電子信息工程系 專 業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) 畢業(yè)設(shè)計起訖時間：20指導教師評語 指導教師(簽字)： 年 月 日目 錄摘 要- 3 -Abstract- 3 -1 前 言- 2 -1.1 課題背景- 2 -1.2 本課題的意義- 3 -2 系統(tǒng)設(shè)計- 4 -2.1 總體設(shè)計方案- 4 -2.1.1 設(shè)計思路- 4 -2.1.2 方案論證與比較- 5 -3 單元硬件電路的設(shè)計- 9 -3.1 發(fā)射部分電路的設(shè)計- 9 -3.1.2 發(fā)射部分系統(tǒng)框圖- 9 -3.1.3 輸入選頻網(wǎng)絡(luò)- 10 - FM解調(diào)電路- 11 -3.1.5 一級前置放大電

2、路- 12 -3.1.6 發(fā)射音頻調(diào)制電路- 12 -3.2 接收部分電路的設(shè)計- 13 -3.2.1 接收部分電路的設(shè)計指標- 13 -3.2.2 接收部分電路的系統(tǒng)框圖- 13 -3.2.3 音頻電壓緩沖放大電路- 14 -3.2.4 OTL功放電路- 14 -4 制作與調(diào)試- 16 -4.1 整體電路調(diào)試- 16 -4.2 測試儀表- 16 -4.3 發(fā)射機測試- 17 -4.4 接收機波形測試- 17 -4.5 靈敏度及通信距離的測試- 18 -5 總結(jié)- 20 -參考文獻- 21 -致謝- 22 -附錄A 電路原理圖- 23 -附錄B 電路元器件清單- 24 -摘 要本系統(tǒng)收發(fā)電路揉

3、合了音頻調(diào)制電路、前置放大電路、OTL功率放大電路、音頻電壓緩沖放大電路、FM解調(diào)電路以及輸入選頻網(wǎng)絡(luò)電路組成。電路簡單，但它們的巧妙結(jié)合便可完成短距離的FM/FSK模式的通訊.該電路的發(fā)射頻率為38MHz左右,從而能提供所需通信信道. 經(jīng)測試，整機功能齊全，各項性能指標符合系統(tǒng)要求，接收波形穩(wěn)定，無明顯失真。關(guān)鍵詞：音頻調(diào)制、OTL功率放大器、FM解調(diào)、選項AbstractThis system is receiving circuit integrated audio modulation scheme, preamplifier circuit, the power amplifier,

4、 OTL audio amplifier circuit, FM voltage buffer circuit and input frequency selective demodulating circuit network. Circuit is simple, but they can finish the combination of FSK FM/short communication mode. This circuit for the launch of 38MHz frequency, which can provide a communication channel. Th

5、e test, the function is well-found, various performance indicators with system requirements, the stable, no obvious receiving waveform distortion.Key words：Audio modulation、OTL power amplifier、FM demodulation、Frequency selective.1 前 言1.1 課題背景隨著社會的發(fā)展，人們對通信的需求也日益迫切，對通信的要求也越來越高。理想的目標是能在任何時候、在任何地方、與任何人都

6、能夠及時溝通和聯(lián)系、交流信息。顯然，沒有無線電的技術(shù)，這種愿望是空想的。無線電技術(shù)是通過無線電波傳播信號的技術(shù)。無線電技術(shù)的原理在于，導體中電流強弱的改變會產(chǎn)生無線電波。利用這一現(xiàn)象，通過調(diào)制可將信息加載于無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端，電波引起的電磁場變化又會在導體中產(chǎn)生電流。 通過解調(diào)將信息從電流變化中提取出來，就達到了信息傳遞的目的。無線通信是通信領(lǐng)域的一個非常重要的方式，麥克斯韋(James Clerk Maxwell)于1865年建立了其理論框架，而赫茲(Heinrich Rudolph Hertz)于1887年通過實踐證明了其可行性。19世紀末20世紀初時無線電話開始投

7、入實際使用，當時主要用于航船和海岸、航船和航船之間的通信聯(lián)系。1901年馬可尼(Guglielmo Marconi)首次成功地進行了跨大西洋的無線通信。早期的無線電發(fā)射機采用的是放電器的方式，這并不適用與話音通信。到了1906年，一些發(fā)射機使用了專門設(shè)計的高頻交流發(fā)電機，并且用于進行話音傳輸?shù)膶嶒?。具體方法是將一個1KW的放射機連接到傳聲器上，并且連接發(fā)射天線，當時的傳聲器還是水冷式。常規(guī)的無線電廣播直到1920年才開始出現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)射機和接收機逐漸使用了電子管。1904年弗來明(John Ambrose Fleming)爵士發(fā)明了二極管，而1906年弗里斯特(Lee De Fo

8、rest)又發(fā)明了可以用做放大器的三極管。到了20世紀20年代末期，無線電廣播已經(jīng)變得在普通不過了，人們開始把注意力又轉(zhuǎn)移到了對電視的研發(fā)上面。美國和歐洲的一些國家在第二次世界打戰(zhàn)之前就已經(jīng)開始了這方面的工作，二戰(zhàn)結(jié)束后電視機已經(jīng)在全世界范圍開始使用了。其中無線電對講機是最早被人類使用的無線移動通信設(shè)備。在手機非常普及的今天，為什么人們還會選擇對講機呢？存在必合理！與手機相比，對講機不受網(wǎng)絡(luò)的限制，在網(wǎng)絡(luò)不能覆蓋的地方，對講機可以讓你輕松的溝通；另外對講機提供了一對一，一對多的通話方式，一按就說，操作十分簡單，令溝通更自由，尤其在緊急調(diào)度和集體協(xié)作工作的情況下，這些特點是非常重要的。與手機相比

9、，對講機通話成本低。這樣的特點，讓對講機廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域。主要應(yīng)用在公安、民航、運輸、水利、鐵路、制造、建筑、服務(wù)等行業(yè)，用于團體成員間的聯(lián)絡(luò)和指揮調(diào)度，以提高溝通效率和提高處理突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。隨著對講機進入民用市場，人們外出旅游、購物也開始越來越多地使用對講機。尤其在網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋的地方，無線對講機成為了人們喜愛的通訊工具。1.2 本課題的意義無線收發(fā)信系統(tǒng)設(shè)計中包含有通信的原理和技術(shù)，不僅是信息工程高級專業(yè)技術(shù)人員所必需掌握的，也是從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的普通技術(shù)人員、管理人員和營銷人員應(yīng)當了解的，并把它應(yīng)用于信息產(chǎn)業(yè)中。 無線收發(fā)信系統(tǒng)的實現(xiàn)具有單向性，完成的是信息的單方面?zhèn)鬏?，這是研究半

10、雙工和全雙工通信的基礎(chǔ)。一個單工無線呼叫系統(tǒng)，實現(xiàn)主站至從站間的單工語音及數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，對以后增加圖片傳輸、多媒體音樂、無線上網(wǎng)和電子商務(wù)的套餐具有重要的意義。以單工無線通信系統(tǒng)的設(shè)計為基礎(chǔ)，人們進行了不斷的探索和研究。在未來幾年內(nèi)通信系統(tǒng)將會有更令人驚奇的發(fā)展。光纖如今已經(jīng)成為了一種非常重要的傳輸媒介，并且仍然以迅猛的速度在發(fā)展。包括話音和視頻傳輸在內(nèi)，由模擬向數(shù)字方向的發(fā)展仍在繼續(xù)?，F(xiàn)在人們很難準確地預測通信在未來的發(fā)展狀況，以單工無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計為開端，蜂窩電話和傳真已經(jīng)出現(xiàn)了很多年，并且曾一度被認為不久將會過時，但是在過去的幾年中蜂窩電話和傳真這兩種技術(shù)仍然在迅速發(fā)展。大概有關(guān)未來通信

11、技術(shù)唯一可以確定的就是：它將給人們帶來無限的驚喜。本次設(shè)計的單工式無線收發(fā)系統(tǒng)是以功放電路、音頻電壓緩沖電路、FM調(diào)解電路等電路組成，設(shè)計的電路使輸出信號頻率在27MHz49MkHz范圍內(nèi)可調(diào)。無線收發(fā)信系統(tǒng)的電路形式較多,從收發(fā)功能上可分為單工式和雙工式。單工式無線收發(fā)機，具有造價低，體積小，耗電低等優(yōu)點，考慮到綜合因數(shù)，因此本設(shè)計采用單工形式。2 系統(tǒng)設(shè)計2.1 總體設(shè)計方案設(shè)計并制作一個單工無線收發(fā)信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)單工語音傳輸業(yè)務(wù)，也就是制作一個無線對講機電路。這個電路由系統(tǒng)傳送一路發(fā)射頻率在20MHz40MHz之間的語音信號，通過音頻放大電路、調(diào)制電路、高頻放大、收發(fā)天線、選頻放大、混

12、頻電路、中放電路、解調(diào)電路、音頻放大電路，聲音從發(fā)射者這端傳送到接收者那端，接收者通過耳機接聽，收發(fā)者之間相距30米以上都能收聽到。當傳送信號為300Hz3400Hz的正弦波時，去掉收、發(fā)天線，用一個功率衰減20dB左右的的衰減器連接收發(fā)端天線端子，通過示波器觀察接收機耳機兩端的接收波形，波形應(yīng)無明顯失真。2.1.1 設(shè)計思路無線收發(fā)信系統(tǒng)具有功率小、耗電量小，節(jié)約成本。體積小，攜帶方便。使用方便，在沒有網(wǎng)絡(luò)信號的條件下仍能使用。無線對講機應(yīng)用廣泛，它能使許多人同時聽到同一個人說話即時溝通、一呼百應(yīng)、經(jīng)濟實用、運營成本低、不耗費通話費用、節(jié)約使用方便，同時還具有組呼通播、系統(tǒng)呼叫、機密呼叫等功

13、能。對講機可在自駕游時，讓各車友嬉笑怒罵、講故事、卡拉OK大比拼盡享團隊自駕樂趣！在處理緊急突發(fā)事件中，在進行調(diào)度指揮中其作用是其它通信工具所不能替代的。無線電對講機和其它無線通信工具（如手機）其市場定位各不相同，難以互相取代。無線電對講機決不是過時的產(chǎn)品。它還將長期使用下去。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，人們更關(guān)注自身的安全、工作效率和生活質(zhì)量的提高，對無線電對講機的需求也將日益增長。傳輸模擬信號，消息源為模擬的，經(jīng)過輸入轉(zhuǎn)換器得到模擬信號。發(fā)送設(shè)備包括很多部件，如調(diào)制、放大、濾波和天線等。在方框圖中只畫出了調(diào)制器，其原因一方面是為了突出調(diào)制器的重要性，另一方面其它部分可以認為是理想線形的，對

14、信號傳輸可以看作不產(chǎn)生失真，不引入噪聲。圖2-1就是一個無線收發(fā)信系統(tǒng)電路原理框圖。 圖2-1 無線收發(fā)信系統(tǒng)電路原理框圖從圖2-1中可以看出，無線收發(fā)信系統(tǒng)的收、發(fā)狀態(tài)，是靠切換供電電源的方式，來實現(xiàn)收、發(fā)轉(zhuǎn)換的。雖然電路中含有接收和發(fā)射的電路，在同一時間內(nèi)，只能工作在一種狀態(tài)下。2.1.2 方案論證與比較1）收發(fā)電路的選擇選擇芯片所考慮的主要指標有發(fā)射功率,接收靈敏度,收發(fā)芯片所需外圍元件的數(shù)量,芯片的成本,以及數(shù)據(jù)傳輸是否需要進行曼徹斯特編碼。目前常用的收發(fā)芯片有NRF401系列,CRF19T,CRF26R系列.均采用FSK調(diào)制。 （1）用NRF401系列高速單片無線收發(fā)芯片。采用了低發(fā)

15、射功率和高接收靈敏度的設(shè)計,可進行低功率無線數(shù)傳,但是該芯片的外圍設(shè)備也較多；傳輸語音信號時要進行數(shù)據(jù)壓縮,從而使得系統(tǒng)的時序變得較為復雜,調(diào)試等過程有難度。（2）用CRF系列接收芯片。該芯片發(fā)射頻率在27MHz,較難提高到題目要求。具有的標準化接口可直接嵌入各種設(shè)備，但是該芯片價格比較貴,用于短距離無線傳輸也不是很合理。方案一：采用可調(diào)電感構(gòu)成的選頻電路，使其頻率在30MHz-40MHz之間，調(diào)頻后進行發(fā)射。方案二：采用專用的調(diào)頻發(fā)射芯片，如BA1404等，借助于外圍的LC振蕩回路來改變載波頻率，從而實現(xiàn)調(diào)頻。方案三：采用MC145151鎖相環(huán)集成電路，配合單管型壓控振蕩器實現(xiàn)，采用撥碼開關(guān)

16、控制MC145151的數(shù)據(jù)輸入腳，從而控制VCO輸出不同頻率的載波，調(diào)試時只需把頻率控制在30MHz40MHz之間即可。比較這三個方案，考慮經(jīng)濟因數(shù)，最后決定采用方案一。 2) 調(diào)制方式方案選擇方案一：FM方式頻帶利用率高，但可靠性差；FM方式雖然頻帶利用率不高，但可靠性好，信噪比大；FSK，ASK，PSK，QPSK中，ASK抗噪性能差，PSK頻帶利用率不如QPSK高，F(xiàn)SK頻帶利用率大，但抗噪性能好。由于題目不要求頻帶利用率，而且30MHz40MHz這個頻段內(nèi)適合于FM方式，所以我們語音傳輸選用FM，數(shù)據(jù)傳輸使用FSK方式。方案二：PLL（Phase Locked Loop）調(diào)頻方式。此方式

17、參考頻率直接來源于對晶體振蕩器的分頻。因此這種方案的頻率穩(wěn)定度高，與晶體振蕩器的穩(wěn)定度相同，可達106以上，但是這種方式的電路復雜，成本高，調(diào)試困難，而且相位噪聲較大。方案三：DDS軟件調(diào)頻方式，如圖2-2信號調(diào)制方式方案四示意圖所示。此方式是由DDS產(chǎn)生載頻，單片機語音采樣，根據(jù)采樣結(jié)果直接對DDS頻率實時控制實現(xiàn)調(diào)頻。由于DDS產(chǎn)生的頻率精度高與晶體振蕩器的穩(wěn)定度相同，可達106以上，穩(wěn)定度也好，而且單片機控制可以隨意切換載波頻率，頻偏，調(diào)制度等，實現(xiàn)也簡單。圖2-2 信號調(diào)制方式方案四示意圖比較以上三種方案，方案三明顯優(yōu)于其它方案，較易實現(xiàn)，但考慮到其他的因數(shù)，因此我采用方案一。3） 關(guān)

18、于盡量增加傳輸距離的分析傳輸距離是單工無線呼叫系統(tǒng)的綜合性能指標。根據(jù)單工無線傳輸距離公式 式2-1上式中，Pt為發(fā)射機天線端輻射的有效功率，Smin為接收機的最小檢測功率，Gt、Gr分別為發(fā)射機天線和接收機天線的增益，K值在發(fā)射頻率確定的情況下基本是一個常量。要增大傳輸距離Rmax應(yīng)從如下幾個方面考慮：（1） 在發(fā)射機接50假負載，其功率不大于20mW的情況下，盡量提高發(fā)射機天線輻射的有效功率Pt。當f=35MHz時，=8.5657m，當拉桿天線長1m，直徑3mm時，通過MATLAB仿真計算可得，拉桿天線的等效阻抗Zr為 式2-2由此可見，發(fā)射機輸出端阻抗與天線嚴重失配。為使天線輻射功率最大

19、，如圖2-3發(fā)射部分阻抗匹配示意圖所示必須在天線端口接一個電感L，使L與CL形成串聯(lián)諧振，抵消CL的作用。同時使發(fā)射機輸出阻抗Ri=50與RL匹配，中間必須接一個降阻網(wǎng)絡(luò)。圖2-3 發(fā)射部分阻抗匹配示意圖（2） 提高接收機靈敏度。提高接收機靈敏度（即降低接收機的Smin）與提高發(fā)射機天線輻射功率Pt對增加傳輸距離是同等重要的。故接收機采用超外差體制，并且對接收機要調(diào)準，使接收機靈敏度最高。（3） 在接收機輸入端和拉桿天線之間必須加裝升阻網(wǎng)絡(luò)。一方面使天線阻抗與接收機輸入阻抗匹配，同時加裝一個電感，使之與天線等效電容形成串聯(lián)諧振，接收機高放電路采用低阻抗輸入的共基電路。如果在天線輸入端再加一級低

20、噪聲天線放大器，會提高接收機的靈敏度從而增加作用距離。（4）因本設(shè)計收發(fā)天線均采用拉桿天線或?qū)Ь€，其長度1m。為提高收發(fā)天線的增益，應(yīng)使拉桿天線的長度等于1m或略小于1m。并且要注意收發(fā)信號時，使收發(fā)天線的極化一致，且方向調(diào)在最合適的位置。（5）當頻率為35MHz時，波長為8.6m，其傳輸特性按直線傳輸，如果中間有障礙物則會產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，對傳輸距離有很大的影響。所以測試應(yīng)在空曠地方，中間不能有障礙物或屏蔽物。（6） 根據(jù)電波傳輸理論，如圖2-4電波傳輸理論示意圖所示。在距離為(2n-1)/4時，會出現(xiàn)波谷，收聽效果最差；在距離為n/2時，會出現(xiàn)波峰，收聽效果最好。其中n為自然數(shù)。 圖2-

21、4 電波傳輸理論示意圖3 單元硬件電路的設(shè)計3.1 發(fā)射部分電路的設(shè)計 發(fā)射部分系統(tǒng)要求對發(fā)射機的要求是多方面的，功率、頻率是最基本的?，F(xiàn)代通信體制對發(fā)射機的要求側(cè)重于高純度頻譜及線形度。設(shè)計無線電發(fā)射系統(tǒng)，應(yīng)考慮的技術(shù)指標如下：(1) 信息的性質(zhì)（信息的性質(zhì)是指語言信號還是圖像信號，是模擬信號還是數(shù)字信號，以及基帶所占的頻帶寬度）；(2) 發(fā)射功率大小，發(fā)射機中心頻率；(3) 發(fā)射信號頻譜純度要求，雜散及諧波要求；(4) 發(fā)射機頻帶寬度，頻帶內(nèi)功率波動；(5) 是否需要ALC（自動電平控制）；(6) 發(fā)射機線形度要求。本次單工無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計中主要考慮到發(fā)送信息的性質(zhì)，即語音通話，且規(guī)定發(fā)射

22、功率大小和發(fā)射機的中心頻率。發(fā)射機的目的是調(diào)制基帶信號，然后上變頻到載波頻率WC射頻。發(fā)射機也需要充分的功率放大，同時不能產(chǎn)生信號失真和鄰近信道干擾。為實現(xiàn)最好的設(shè)計，通常根據(jù)實際需要在各種不同的調(diào)制方案之間進行權(quán)衡。 發(fā)射部分系統(tǒng)框圖發(fā)射部分系統(tǒng)框圖如圖3-1所示，該發(fā)射機系統(tǒng)主要由話放、FM調(diào)制器、射頻輸出等電路組成，同時為了抑制信號高頻段噪聲干擾，在調(diào)制器的輸入端采用預加重電路以提升高頻，為了滿足系統(tǒng)設(shè)計對發(fā)射頻率的要求，同時也為了擴大頻偏，故在調(diào)頻后加上一級倍頻，在發(fā)射之前用低通濾除因采用丙類功放產(chǎn)生的豐富的高次諧波分量。 圖3-1發(fā)射部分系統(tǒng)框圖 輸入選頻網(wǎng)絡(luò)輸入選頻網(wǎng)絡(luò)就是一個由電

23、感和電容元件組成的振蕩回路，它的主要作用就是選出需要的頻率分量并且濾除不需要的分量。由天線接收頻段的信號（頻率為30MHz左右），并和高頻放大器進行匹配，使得效果最佳。輸入選頻回路電路原理圖如圖3-2所示。圖3-2 輸入選頻網(wǎng)絡(luò)電路原理圖 FM解調(diào)電路圖3-3 FM解調(diào)電路原理圖如圖3-3 FM解調(diào)電路原理圖所示，多擲開關(guān)打到接收狀態(tài)，高頻信號經(jīng)天線接收，經(jīng)選頻回路選頻，耦合給由T1、C3、C4、C5、C6、Q1、R1、R2、R3、C2組成的FM解調(diào)電路解調(diào)出音頻信號。Q1高頻管的集電集到發(fā)射極接有C4正反饋電容，這個正反饋信號會使用電路產(chǎn)生高頻振蕩，同時，由于天線會接收到空中的電磁波，并通過

24、L加到T1，使得Q1能根據(jù)空間電磁破的變化而振蕩也發(fā)生變化，起到靈敏度極高的超再生檢波作用。 一級前置放大電路圖3-4 一級前置放大電路原理圖如圖3-4所示為一級前置放大電路原理圖，當多擲開關(guān)打到k2-3時，喇叭接收到語音信息后經(jīng)震動變成電信號，再經(jīng)過C8、Q2、R8、R9進行一級前置放大。 發(fā)射音頻調(diào)制電路圖3-5 音頻調(diào)制電路原理圖從圖3-5音頻調(diào)制電路原理圖中可以看出，當電路處于發(fā)射狀態(tài)時，聲音的振動信號經(jīng)喇叭變成微弱的電信號，經(jīng)過一級前置放大，再經(jīng)過OTL功率放大器將聲音信號放大，經(jīng)過功率放大器后的音頻信號經(jīng)Q1等元件組成的發(fā)射電路的供電，使發(fā)射電路發(fā)射的高頻振蕩信號隨聲音信號的改變而

25、改變，實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)制。3.2 接收部分電路的設(shè)計 接收部分電路的設(shè)計指標無線接收機的功能是在強干擾和噪聲存在的情況下能成功解調(diào)所需要的信號。接收功率是發(fā)射機與接收機之間的距離和周圍環(huán)境的函數(shù)。因此，接收機輸入端的射頻功率在各個地點都互不相同，可以從幾f w（飛瓦，即10-15W）到W（微瓦），這要求系統(tǒng)應(yīng)具有一個很大的動態(tài)范圍。除了考慮大的動態(tài)范圍和噪聲之外，接收機還需要考慮把成本降到最低和把功耗降到最小。綜合考慮權(quán)衡產(chǎn)品技術(shù)和經(jīng)濟因素之間的要求，成功地設(shè)計一個接收機系統(tǒng)非常具有挑戰(zhàn)性。（1）靈敏度接收機靈敏度是接收機系統(tǒng)的一個關(guān)鍵技術(shù)指標。靈敏度定義為：當接收機輸出端為解調(diào)提供了充分的信噪比S

26、N時，接收機可檢測到的最低可用信號功率。它反映了根據(jù)天線終端的功率或電壓而得到明確的信噪比或者一些更容易測量的等效參數(shù)。（2）選擇性選擇性定義為：在鄰近頻率強干擾和信道阻塞的情況下，接收機滿意提取所需信號的能力。在多數(shù)體系結(jié)構(gòu)中，中頻信道選擇濾波器的設(shè)計決定了接收機的選擇性。接收機應(yīng)該有足夠的線形性能去處理可接收的失真信號。如果接收機在頻率選擇和線形度上是不充分的，那么就會產(chǎn)生互調(diào)分量而降低所需信號的質(zhì)量。一般來說，失真度確定了接收機可處理的輸入信號的最大功率。（3）動態(tài)范圍動態(tài)范圍定義了接收機在檢測噪聲基值上的弱信號和處理無失真的最大信號的能力。用接收機輸入端的最大信號和最小信號的比定義接收

27、機的動態(tài)范圍。 接收部分電路的系統(tǒng)框圖如圖3-6所示為接收部分系統(tǒng)框圖，該電路主要由射頻輸入、FM解調(diào)、功放電路、喇叭等電路組成。 圖3-6 接收部分系統(tǒng)框圖 音頻電壓緩沖放大電路圖3-7 音頻電壓緩沖放大電路原理圖如圖3-7音頻電壓緩沖放大電路可知， 當多擲開關(guān)打到1上面時，電路接通，此時天線接收的信號經(jīng)選頻回路選頻再由解調(diào)電路解調(diào)出音頻信號，在通過R10、R5、R4進入Q2進行音頻電壓緩沖放大。 OTL功放電路雖然完成從射頻信號的接收到音頻信號解調(diào)的全過程。但是以上所有信號的傳輸和處理，都是以電壓信號的處理方式進行的，要得到聲訊信號，還必需將信號進行聲電轉(zhuǎn)換。前置放大器的輸出功率很小，電壓

28、幅度小、信號微弱，推動不了揚聲器，因此對前置放大器的輸出信號還要進行功率放大，以得到足夠的不失真輸出功率。圖3-8是OTL功放電路原理圖。圖3-8 OTL功放電路原理圖如圖3-8 OTL功放電路中可以看出，Q3、Q4、Q5組成OTL功率放大電路。超再生檢波出來的音頻信號通過R4、C9傳輸?shù)絈2進行前置放大，經(jīng)過前置放大后的信號就可以再經(jīng)Q3推動、Q4、Q5功率放大去推動SP揚聲器發(fā)出聲音了，這就是對講機的接收過程。通過調(diào)節(jié)T1的磁芯、C1、C3、C4還可以改變接收信號的頻率，當接收頻率剛好等于當?shù)貜V播電臺的頻率時，還可以當收音機用。當需要講話時，請接下“收”開關(guān)，這時，SP喇叭原本是接在輸出發(fā)

29、聲的，現(xiàn)在變成了當作話筒來拾取音頻信號了，SP的音圈隨著聲音的振動感應(yīng)出微弱的電信號經(jīng)過Q2放大，再經(jīng)過經(jīng)Q3推動、Q4、Q5功率放大后加到了Q1的集電集，Q1的集電極電壓會隨著聲音的變化而變化，經(jīng)過，導致了Q1的高頻振蕩信號幅射到空音的強弱也在隨聲音變化而變化，這時本機就相當于是一個小小的無線發(fā)射臺了。4 制作與調(diào)試4.1 整體電路調(diào)試在完成電路的排板、焊接、連線之后。先用萬用表檢查電路是否會有短路、虛焊、電源地，確定后開始調(diào)試。機芯分為四大部分制作，分別是輸入放大部分、高頻發(fā)射部分、無線接收部分、耳機放大部分。高頻電路分布參數(shù)的影響很大，因此無線收發(fā)兩塊必須制作印刷板。高頻部分按大面積地線

30、設(shè)計布線，以減少地線阻抗，電阻一律采用金屬膜臥式安裝，可減少分布參數(shù)。盡管貼片電路高頻性能極好，但不適合于手工制作，故我們?nèi)杂脗鹘y(tǒng)的電路元件進行組裝。高頻諧振回路的線圈是非標準元件，需要自制。電感量較大的采用10K型中周骨架繞制，配M4×8材料NXO-40的磁芯，繞8圈為1H，電感量與匝數(shù)的平方成正比，不同的電感量調(diào)整匝數(shù)即可實現(xiàn)。較小的電感采用空心脫胎線圈，電感量由下式計算： L=DN2/（45+102l/D）（H） 式4-1式中D為線圈直徑（cm），l為線圈長度（cm），N為線圈匝數(shù)。為了減少高頻無線電波對其它部件的干擾和其他干擾源對本系統(tǒng)的干擾，提高電磁兼容性能，必須進行適當?shù)?/p>

31、屏蔽。在實驗中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)之間的連線都能感應(yīng)很強的無線電波，甚至影響單片機系統(tǒng)的正常工作，所以在這些連線的輸入端加接適當?shù)母哳l旁路電容，并對線組套上抗干擾磁環(huán)，以抵抗高頻共模干擾。不僅高頻部分要屏蔽，話筒放大器的信號電壓很小，容易感應(yīng)50Hz交流聲，都需用銅皮制成屏蔽盒并良好接地。發(fā)射機、接收機系統(tǒng)分別進行調(diào)試。發(fā)射機：從前到后逐級進行，關(guān)鍵在于一是振蕩頻率和頻偏（調(diào)制度）的調(diào)試，二是高功放各諧振回路的調(diào)試，務(wù)必使輸出幅度調(diào)到最大（諧振）。接收機：集成電路的外圍器件幾乎無須調(diào)試，關(guān)鍵也是本振頻率點的確定，鑒頻曲線由外接回路確定，調(diào)整到38KHz中心頻率上。高放對靈敏度影響較大，輸入諧振回路必須根據(jù)

32、天線的分布參數(shù)而調(diào)整。兩個低頻放大器調(diào)整較為簡單，只要核定它們的增益即可。4.2 測試儀表EE3373B頻率計數(shù)器DA22-A超高頻毫伏計XJ1631函數(shù)信號發(fā)生器SX2172交流毫伏表SD4130自動調(diào)制度測試儀SG8150超高頻信號發(fā)生器62254A數(shù)字存儲示波器ZN4116失真度測試儀4.3 發(fā)射機測試測試儀表連接如圖4-1所示。圖4-1 發(fā)射機測試儀表連接圖如圖4-1發(fā)射機測試儀表連接圖，為了使阻抗匹配，三個儀表應(yīng)分別接入進行測試，毫伏計是高阻抗輸入，必須配以50歐的假負載。測得高頻輸出信號幅度為0.8 Vrms 算得負載為50歐的負載上的功率為16mW，滿足設(shè)計要求。測得發(fā)射頻率為3

33、3133±1KHz。當調(diào)制度測試儀測得頻偏為±5KHz時，調(diào)制信號線路輸入約100mVrms ,話筒輸入約為2 mVrms 。 4.4 接收機波形測試波形測試儀表連接如圖4-2所示。圖4-2 波形測試儀表連接圖調(diào)制信號分別取300Hz、1000Hz、3400Hz正弦波，從耳機插孔測得輸出幅度，并觀察波形，結(jié)果輸出波形無明顯失真。為了檢測數(shù)據(jù)傳送的正確性，在上面測試系統(tǒng)的調(diào)制輸入端加入1000Hz的TTL方波，測得模擬輸出波形和數(shù)據(jù)整形輸出波形，如圖4-3數(shù)據(jù)接收波形。圖中可見，數(shù)據(jù)整形器有一定的延時，但是這對我們的單工通信方式?jīng)]有任何影響。(a)整形前(b)整形后圖4-3

34、數(shù)據(jù)接收波形4.5 靈敏度及通信距離的測試首先對接收機靈敏度進行測試，測試方法如圖4-4。圖4-4 靈敏度測試靈敏度按20dB信噪比測量，信號發(fā)生器用1000Hz音頻信號內(nèi)調(diào)制到額定頻偏，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的射頻輸出電平，并用失真儀監(jiān)視接收機的輸出信號，降低射頻信號電平，使接收機輸出的信噪比降為20dB（10%失真度），此時的輸出電平為20dB信噪比靈敏度。實測靈敏度為3V。5 總結(jié)本設(shè)計制作完成了單工無線呼叫系統(tǒng)發(fā)射模塊和接收模塊的大部分要求，基本達到了課題規(guī)定的各項性能指標。通過對單工無線呼叫系統(tǒng)的研究和設(shè)計，學到了很多理論知識和實踐經(jīng)驗。一個完整的通信系統(tǒng)，發(fā)射部分主要實現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)輸入、數(shù)

35、據(jù)編碼和信號調(diào)制的功能；接收部分的核心是完成信號的接收、解調(diào)和譯碼的設(shè)計。應(yīng)用了硬件和軟件相結(jié)合的思想，提高了系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。設(shè)計大膽嘗試采用了許多大規(guī)模集成芯片，如MC145152、MC3363等，使系統(tǒng)的復雜性大大降低，同時提高了系統(tǒng)在工作過程中的精度和速度。使整個設(shè)計過程中的邏輯組織更加嚴謹，也使人們能夠?qū)υ撓到y(tǒng)的理解更加深入。但考慮到多方面的因數(shù)，大膽采用了分立元件設(shè)計電路，該電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、實用效果良好。單工無線呼叫系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)過程，是對通信技術(shù)研究的一種嘗試。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，無線通信技術(shù)將不斷地在更新?lián)Q代，這方面的研究還將會有更大的發(fā)展空間。本

36、次設(shè)計總結(jié)了以前這個方面研究的許多突出的優(yōu)點，同時也提出了自己的一些見解和方法。在本次設(shè)計的過程中，遇到了許多難以解決的問題，設(shè)計制作曾經(jīng)因此而間斷進行。但通過指導老師和同學的幫助，加上仔細分析后解決了各個疑點。我深刻地體會到共同協(xié)作和刻苦鉆研的重要性，提高了自己發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在設(shè)計的整個過程中，又全面復習了以往所學的專業(yè)知識，并更深一步的了解其中的知識在社會上是多么的有用。在原理圖的制作過程中，有進一步熟悉了protel軟件，培養(yǎng)了我繪圖的能力。電路板的設(shè)計中，我鍛煉了自己的動手能力，這在我獨立設(shè)計能力做了很好的培養(yǎng)，使我各方面的能力都有很大的提升。此次畢業(yè)設(shè)計又給了我很大的打擊，專業(yè)知識嚴重缺乏，就連一些最基礎(chǔ)的知識都隨時間而淡忘了，從中我總結(jié)出，知識的學習并