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文檔簡介
1、BA5RW:1、在了解單邊帶通信之前應(yīng)該首先了解一些音頻方面的知識(shí)。 人耳能聽到的聲音是機(jī)械波,很容易用換能裝置和電信號(hào)對(duì)應(yīng)聯(lián)系起來。頻率落在20赫茲到20千赫茲左右的信號(hào)是一般人耳能聽到的音頻范圍。低于20赫茲是次聲波,超過20千赫茲是超聲波。語音是由復(fù)雜的帶有豐富諧波的音頻信號(hào),不同諧波分量的組合構(gòu)成人的音色特點(diǎn),不見其人只聞其聲就能分辨熟人主要就是根據(jù)音色特征。事實(shí)上,在300赫茲到3千赫茲范圍內(nèi),就能基本反應(yīng)語音的內(nèi)容和音色特征,在利用電信號(hào)語音通信的系統(tǒng)只要能傳輸300到3000赫茲的帶寬就足夠了。所以話音通信的音頻帶寬一般規(guī)定為2。7K
2、C,從0開始也就是3KC,而一般中短波廣播要傳送音樂,規(guī)定為6KC音頻帶寬。2、了解了無線電波要傳送的音頻任務(wù)之后,我們?cè)倏纯礋o線電波是如何搭載音頻信號(hào)的。 兩個(gè)不同能量狀態(tài)或是具有方向(矢量)的物理量之間的循環(huán)變化都可以視做振動(dòng)(這是我個(gè)人根據(jù)自己的理解給振動(dòng)下的定義,希望朋友們拍磚。)所有的物理振動(dòng)都具有兩個(gè)可以觀測(cè)的物理量振幅和頻率。音頻和高頻無線電波在電路中都可以看做方向和幅度規(guī)律變化的振動(dòng)電信號(hào)交流電,這樣我們就能夠讓頻率較高的電信號(hào)的振幅或頻率的變化隨音頻信號(hào)而變化就能反應(yīng)音頻的變化信息,接收端再還原回來就實(shí)現(xiàn)了高頻對(duì)音頻的調(diào)制和解調(diào)的
3、過程。較高頻率的電信號(hào)我們就叫載波。 許多書籍說音頻不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送,而要靠無線電波來傳送,大多是模糊了機(jī)械音頻信號(hào)和電音頻信號(hào)的概念。實(shí)際上,在發(fā)射到空中之前,電路中的音頻信號(hào)和所謂的載波信號(hào)都是一樣的交流電信號(hào)只是頻率不同而已,只是從轉(zhuǎn)化成電磁波的換能角度來看,高頻的載波裝置輻射換能效率高而已。 了解了以上基本知識(shí),我們還能迅速理解什么是調(diào)幅、單邊帶和調(diào)頻的普及知識(shí)。在這兒一直強(qiáng)調(diào)普及知識(shí)一詞的原因是希望和專業(yè)上的分析解釋方法區(qū)分開。專業(yè)上一般沿用了研究物理振動(dòng)的數(shù)學(xué)分析方法,比如三角函數(shù)、復(fù)數(shù)甚
4、至高等數(shù)學(xué)方面的知識(shí),對(duì)于一般非專業(yè)的愛好者那是很乏味也很痛苦的事情。 高頻電信號(hào)的幅度變化隨音頻頻率變化,變化的幅度大小隨音頻幅度的變化的調(diào)制方法就叫調(diào)幅。調(diào)幅的過程是在非線性器件中進(jìn)行的,因?yàn)檫@個(gè)器件也可以看做是一個(gè)混頻器,用最簡單的數(shù)學(xué)分析方法來說明,就是會(huì)生成最基本的四個(gè)電信號(hào),原來的音頻Fm、載波F和它們的和差電信號(hào)F+Fm、 F-Fm。發(fā)射到空中的AM調(diào)幅信號(hào)一般包含頻率相近的載波F、F+Fm、F-Fm三個(gè)信號(hào),顯然,其中和差信號(hào)的音頻信息是一樣,依據(jù)以上知識(shí)可知道,AM話音占用了2X3KC=6KC、廣播則占用2X6=12KC
5、的帶寬,造成頻率資源和能量的浪費(fèi)。但AM的接收解調(diào)裝置可以最便宜,適合民用和普及。 載波在某固定頻率兩邊隨音頻變化而變化,變化的大小隨音頻的幅度而變化的調(diào)制方法,就叫調(diào)頻FM,當(dāng)然還有波的相位上的調(diào)制等也可以看做FM方式。FM的解調(diào)過程可以進(jìn)行限幅放大從而抑制干擾提取有用信號(hào),因此其抗干擾性能較好,缺點(diǎn)是解調(diào)電路復(fù)雜,占用頻帶寬,不過電路的復(fù)雜現(xiàn)在不是問題了,但資源浪費(fèi)是首要的問題,所以一般只用于傳播距離不遠(yuǎn)的頻段上,以提高頻率資源復(fù)用。短波上只有十米波以上才能用到。3、單邊帶調(diào)制 通過前面的預(yù)備知識(shí),
6、我們已經(jīng)了解AM信號(hào)有三種信號(hào)即F、F+Fm、F-Fm,其中音頻載波和差信號(hào)攜帶信息是一樣的,而載波不攜帶任何信息,載波和音頻的和信號(hào)頻率帶在頻率坐標(biāo)圖上顯然落在載波之上,稱上邊帶USB,差信號(hào)帶則落在載波之下稱下邊帶信號(hào)LSB。從節(jié)約空中能量提高信息搭載效率來看,只要發(fā)射上下邊帶一種即可,這就是單邊帶通信技術(shù)誕生的原因吧。BA6BF: 提到SSB就不得不談?wù)凙M,SSB從本質(zhì)上來說也是一種調(diào)幅信號(hào),它出自于調(diào)幅又區(qū)別于調(diào)幅。 調(diào)幅波是一個(gè)載波幅度跟隨調(diào)制音頻幅度變化而變化的調(diào)制方式。只有清楚的知道調(diào)幅
7、波的頻譜特征才能準(zhǔn)確的掌握SSB的產(chǎn)生方法,我覺得可以根據(jù)混頻的原理來說明調(diào)幅波的頻譜特征: 由于非線性元件的特點(diǎn),兩個(gè)不同頻率的信號(hào)頻率1和頻率2通過非線性元件會(huì)出現(xiàn)4個(gè)頻率:兩個(gè)頻率的和,兩個(gè)頻率的差,頻率1,頻率2。通常無線電通信要傳送的有用信號(hào)是音頻,假設(shè)要傳送的音頻有兩個(gè),500HZ和3KHZ,載波頻率為10MHZ,那這三個(gè)信號(hào)被同時(shí)送到調(diào)制器中后將產(chǎn)生7個(gè)頻率:10MHZ+500HZ=10.0005MHz;10MHZ+3KHZ=10.003MHZ;10MHZ-500HZ=9.9995MHZ;10MHZ-3KHZ=9.997MHZ10MH
8、Z500HZ3KHZ 在這些頻率當(dāng)中,我們把和頻率(10.0005MHZ,10.003MHZ)稱為上邊帶,簡稱USB;而把差頻率(9.9995MHZ,9.997MHZ)稱為下邊帶,簡稱LSB。這兩個(gè)邊帶都是比較高的頻率和10MHZ的載波頻率一樣很容易被發(fā)射出去,也只有這兩個(gè)邊帶的無線電信號(hào)包含著我們需要傳送的信息,而且這兩個(gè)邊帶中攜帶的信息完全一樣. 由于調(diào)幅波要發(fā)射出去3個(gè)頻率分量(載波,上邊帶,下邊帶),而且不攜帶有用信息(音頻)的載波在發(fā)射功率中又占了大部分功率份額.所以調(diào)幅波對(duì)電力的利用效率是比
9、較低的. 前面說過了,在調(diào)幅波頻譜中的上下兩個(gè)邊帶都含有相同的信息,而且載波并不含有有用信息。那么,只傳送一個(gè)邊帶也就可以完成信息的傳送,為了提高發(fā)射功率的效率,而把其中一個(gè)邊帶和載波都消除掉。這個(gè)過程就叫做單邊帶調(diào)制,而最終輸出的無線電信號(hào)就叫做單邊帶信號(hào)(SSB)。一、單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生: 幸好我們有一種調(diào)制器叫平衡調(diào)制器,它的特點(diǎn)是經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)只包含上邊帶和下邊帶頻率分量,而音頻和載波在調(diào)制器內(nèi)部就被消滅掉了。這樣在調(diào)制器的輸出端,我們就得到了兩個(gè)邊帶的頻率分量,這種含有兩個(gè)邊帶信號(hào)同時(shí)也沒有載波
10、分量的信號(hào),我們稱它為雙邊帶信號(hào),簡稱DSB。此時(shí),DSB也可以被直接發(fā)射出去,但是DSB信號(hào)中含有兩個(gè)邊帶的信號(hào),這兩個(gè)邊帶攜帶著兩個(gè)完全相同的信息,我們完全可以只發(fā)射其中的一個(gè)。這時(shí),我們用濾波器過濾掉其中的一個(gè)邊帶就可以得到單邊帶信號(hào)(LSB或者USB)。由于這兩個(gè)邊帶的頻率都是在很高的高頻波段,而且兩個(gè)邊帶的頻譜靠的很近。顯然只能靠Q值極高的機(jī)械濾波器或晶體濾波器才能很好的把其中一個(gè)邊帶濾除掉。二、單邊帶接收機(jī)的工作程式: 對(duì)于簡單的直接解調(diào)式單邊帶接收機(jī)來說(別告訴我你不知道什么是直接解調(diào)式接收機(jī),如果當(dāng)真不知道的話,你就別往下看了,把6
11、CR的PIXIE找出來看明白)。由于接收到的LSB或者USB信號(hào)中不包含載波信號(hào),所以必須在接收機(jī)里把缺失的載波補(bǔ)上(這個(gè)過程其實(shí)就是把SSB信號(hào)恢復(fù)成調(diào)幅波),否則就不能得到我們想要的有用信息。比如: 對(duì)于10.003MHZ的單音調(diào)制(指的調(diào)制信號(hào)只有3KHZ這一個(gè)頻率分量,實(shí)際的調(diào)制信號(hào)是3003KHZ的音頻頻帶分量)USB信號(hào)來說,它缺失的是10.000MHZ的載波,如果在接收機(jī)里不把這個(gè)10MHZ的載波補(bǔ)上的話,那對(duì)于檢波器來說,檢波器面對(duì)的將是一個(gè)10.003MHZ的單一頻率分量。如果在本地人為的產(chǎn)生一個(gè)10.000MHZ的頻率(對(duì)于直接
12、解調(diào)接收機(jī)來說,這個(gè)10.000MHZ就是本振頻率,或者稱為BFO),那么送入檢波器的將是兩個(gè)頻率分量:10.003MHZ10.000MHZ那么這兩個(gè)頻率經(jīng)過非線性檢波器將會(huì)產(chǎn)生4個(gè)頻率分量:10.003MHZ-10.000MHZ=3KHZ10.003MHZ+10.000MHZ=20.003KHZ10.003MHZ10.000MHZ 顯然我們需要的是第一個(gè)頻率分量10.003MHZ-10.000MHZ=3KHZ。其余的頻率分量因?yàn)槎际歉哳l信號(hào),使用簡單的低通濾波器就可以完全消除它。 上面的推導(dǎo)過程也同樣
13、適用于下邊帶(LSB),但是需要注意的一點(diǎn)就是由于上下邊帶處在頻譜上不同的位置,所以,對(duì)于10.003的下邊帶信號(hào)來說,它的載波點(diǎn)就在10.006MHZ。如果讀者頭腦比較清楚的話,應(yīng)該不難理解。三、超外差式單邊帶接收機(jī)的工作程式: 對(duì)于超外差接收機(jī)來說,就不能不談到頻譜倒置的問題,至于其他的變頻中放和普通的超外差原理上是一樣的,這里就不贅述了。 超外差接收機(jī)的工作程式有兩種,差頻變頻方式與和頻變頻方式。對(duì)于和頻變頻器產(chǎn)生的中頻來說,數(shù)學(xué)關(guān)系比較單純,它不會(huì)改變信號(hào)的特征。簡單的說,接收到的LSB信號(hào),經(jīng)
14、過和頻變頻器后產(chǎn)生的中頻仍然是LSB信號(hào)。 但是對(duì)于本振頻率高于接收頻率的差頻變頻方式的電路來說,情況就完全不同了。經(jīng)過差頻變頻器產(chǎn)生的中頻信號(hào)將是和接收到的信號(hào)邊帶相反的,即所謂的頻譜倒置。簡單的說,接收到的LSB信號(hào),經(jīng)過變頻后產(chǎn)生的中頻將是USB信號(hào)。那么在進(jìn)行單邊帶解調(diào)時(shí),就必須按照USB信號(hào)的特點(diǎn)來進(jìn)行選擇BFO的頻率才能正確解調(diào)出我們希望的有用信號(hào)。 如果讀者把前面的信號(hào)頻譜的段落都看明白了的話,應(yīng)該可以理解頻譜倒置的關(guān)系。BD7RC:在分析原理時(shí),可以設(shè):語音信號(hào)頻譜為03KHz;7.06
15、0MHz下邊帶信號(hào)頻譜為7.0607.057MHz;7.060MHz上邊帶信號(hào)頻譜為7.0607.063MHz;SSB的平衡調(diào)制、信號(hào)混頻可以簡單看做兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行加、減,得到和頻、差頻兩個(gè)信號(hào);常見的SSB晶體濾波器實(shí)際上只允許某段范圍的信號(hào)通過,一般帶寬為3KHz 下面這個(gè)圖是一個(gè)實(shí)際SSB發(fā)信機(jī)的原理框圖,收信機(jī)的原理分析只是這個(gè)過程的反方向,注意紅色的信號(hào)頻譜變化,注意它對(duì)應(yīng)的是上邊帶還是下邊帶: 當(dāng)晶體濾波器的濾波范圍是4.0003.997MHz時(shí),假設(shè)本振1頻率為4.000MHz、本振2為11
16、.0592MHz,則可以得到7.0592的上邊帶信號(hào)(波譜范圍為:7.05927.0622MHz) 當(dāng)以上電路條件不變,僅僅是本振1變?yōu)?.997MHz時(shí),可以得到7.0622的下邊帶信號(hào)(波譜范圍為:7.06227.0592MHz)以下為BH4RHP的分析: 設(shè)F1為第一次變頻(BFO),F(xiàn)2為第二次變頻,fl-fh為語音信號(hào)頻率(0-3K) 第一次變頻時(shí),和頻=F1+flF1+fh à是F1的USB 差頻= F1-flF1-fh àF1的LSB 第二次變頻時(shí):和頻=F2+(F1+ fl)F2+(F1+
17、 fh)à是F1+F2的USB 差頻= F2-(F1-fl)F2-(F1-fh)=F2-F1+fl F2-F1+fh à是F2-F1的USB 大家可以試試看,當(dāng)晶體濾波器的范圍變?yōu)?.0004.003MHz、而本振1分別變?yōu)?.000和4.003MHz時(shí),情況會(huì)怎么樣? 再想想,當(dāng)晶體濾波器的范圍為f1f2、而本振1分別變?yōu)閒1和f2時(shí),情況會(huì)怎么樣?這是一個(gè)很有趣的數(shù)字游戲,蘊(yùn)含著一些內(nèi)在規(guī)律,弄清楚了,對(duì)DIY絕對(duì)有好處!
18、; 對(duì)于一部SSB收發(fā)機(jī)而言,當(dāng)晶體濾波器的范圍為f1f2時(shí),本振1應(yīng)分別變?yōu)閒1和f2而不能改變,要改變收發(fā)頻率,一般僅僅需要改變本振2。 當(dāng)本振1分別在f1和f2變化時(shí),在同頻段內(nèi)可以得到上或下邊帶信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)的波譜范圍是一樣的,但分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)不同頻點(diǎn)的上/下邊帶。(看一下上面兩個(gè)圖的天線上面的括號(hào)內(nèi)的表述) 上面的分析是針對(duì)一次變頻的機(jī)器而言,二次或多次變頻的有所不同但分析方法基本相仿。BG6EC:平衡調(diào)制可以由平衡混頻器實(shí)現(xiàn)的。
19、160; 平衡混頻器的原理非常簡單,就是一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)線性乘法的器件或電路。如果學(xué)過高中數(shù)學(xué),肯定對(duì)三角函數(shù)中的積化和差公式有印象。cosA×cosB(cos(A+B)+cos(A-B)/2 根據(jù)這個(gè)公式可以清晰的看到,平衡混頻器使兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行線性乘法,其輸出信號(hào)就是輸入信號(hào)的和頻與差頻。 理想的平衡混頻器不會(huì)有其他輸出成分。但是很遺憾,這個(gè)世界上沒有完全符合理想模型的器件。任何實(shí)際的器件或電路都會(huì)有其他成分輸出。比如泄漏載波輸出。 漏
20、載的強(qiáng)度與具體電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試情況密切相關(guān)。一般具有平衡混頻器這樣結(jié)構(gòu)的器件或電路不作什么特殊處理應(yīng)該對(duì)載波輸出有10dB以上的抑制,稍作處理可以達(dá)到20dB以上的抑制(象專用的混頻器),經(jīng)過精心調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)4050dB的抑制。象SBL-1這樣的器件應(yīng)該至少可以實(shí)現(xiàn)40dB的抑制。一般應(yīng)用已經(jīng)無需額外的調(diào)整了。 載波抑制情況與具體的工作條件也是有關(guān)的,但絕對(duì)不是說“有調(diào)制信號(hào)時(shí),平衡電路才起逆制作用”。BA5RW: 一般采用晶體電容梯形邊帶濾波器的電路都好不到哪里去。帶內(nèi)波動(dòng)(通俗的講就是通帶內(nèi)的特
21、性不平坦引起的起伏變化)和邊沿的斜率是一對(duì)矛盾。通常意義上濾波器帶寬是指與峰值比較衰減到0。7倍之間的寬度,單邊帶的要求是2。1KC到2。7KC即可,這其實(shí)不難解決。但要保證邊沿特性的陡峭卻沒那么容易。比如去年我自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的AW03H手持QRP電路中采用的USB邊帶濾波器3DB(也就是對(duì)應(yīng)0。7倍峰值帶寬)帶寬是1。8KC到2。1KC之間(抽查),而40DB左右的帶寬在6KC到8KC之間,并且到了這一階段頻率較高的一邊呈緩慢下降的趨勢(shì),頻率較低的一邊則呈接近垂直狀態(tài),也接近一般單個(gè)晶體工作于等效LC并聯(lián)狀態(tài)的曲線形狀,這樣剛好適合平衡度不好的MC3361最大限度的克服載漏。
22、60; 比較理想的晶體濾波器的制作方法可能還是差接橋形晶體濾波器。但要定做晶體和電感不適合業(yè)余DIY。日本愛好者普遍使用10MC以上的晶體做串接梯形濾波器,我用12。8的試驗(yàn)過,曲線不錯(cuò),這種選用的理論根據(jù)估計(jì)和晶體自身帶寬的固有百分比有關(guān),比如低頻單個(gè)的帶寬窄,幾個(gè)串接后帶內(nèi)波動(dòng)大,10MC以上剛好等。但還有其他的應(yīng)用障礙因素,我沒有繼續(xù)做太多的實(shí)驗(yàn),已是題外話了。 以上是我個(gè)人的通用邊帶濾波器實(shí)驗(yàn)介紹,也希望其他愛好者能聊聊自己心得。關(guān)于LSB與USB的收信問題。 -SSB分為LSB與USB,若基頻為F,語音頻率為f,則L
23、SB為F-f,USB為F+f.但問題是,實(shí)際上電臺(tái)在LSB時(shí),無論設(shè)何頻率上,是收不到USB的??晌曳治龃_有這樣的可能: 設(shè)想收一個(gè)F-f的LSB信號(hào),可以將F-f看作:(F-2f)+f,即當(dāng)作USB信號(hào),此時(shí)電臺(tái)設(shè)到頻率為:(F-2f),且設(shè)為USB模式,則可以接到了!這個(gè)問題應(yīng)如何想才對(duì)???問題是這樣,語音音頻是一組頻率,不是一個(gè)單音頻信號(hào),所以你假設(shè)語音音頻是f這是錯(cuò)誤的.應(yīng)該假設(shè)語音音頻的范圍是20Hzf,也就是帶寬約等于f.這一組頻率你可以用一組函數(shù)來替代A=A(f1)+A(f2)+A(f3)+.其中的f1/f2/f3都是單音頻信號(hào),介于20Hz和最高頻率f之間回過頭來你用F+2f-
24、A來還原聲音,你會(huì)發(fā)現(xiàn)你收聽到的音頻信號(hào)的符號(hào)是與原始的聲音相反的所以如果在LSB模式收聽USB信號(hào),或者在USB模式收聽LSB信號(hào),聽到的是與真實(shí)聲音互補(bǔ)的信號(hào),無論怎樣調(diào)諧,都只能有一個(gè)單音頻被還原,整個(gè)帶寬上其它頻率信號(hào)都是反向的,不能還原成可以理解的語言.CW就不存在這個(gè)問題,因?yàn)榭梢哉J(rèn)為CW的"音頻信號(hào)"是1khz單音頻信號(hào),所以如果在7.023M上有一個(gè)CW信號(hào),無論使用7.022M還是使用7.024的拍頻信號(hào),都能還原出來一樣的滴滴答答的聲音來.所以CW模式?jīng)]有LCW和UCW這樣的說法的.但是如果在7.0235M上有一個(gè)QRM的CW信號(hào),那么你用7.022M與
25、使用7.024M做拍頻的效果就不一樣了,收聽到的QRM信號(hào)一個(gè)是500Hz的,一個(gè)是1.5KHz的.如果把上面的兩個(gè)CW信號(hào)理解成為SSB信號(hào)一組頻率中的兩個(gè),你就可以理解,LSB和USB模式接受到的語音是不同的,只有一種模式能夠還原成原始的聲音,另一種模式一定不行的.確實(shí)如你所說,都能進(jìn)入下級(jí),因?yàn)樵谶€原成為音頻之前,LSB和USB的載波信號(hào)是看不出任何差異的.只要帶寬合適,就都能被接收/放大/通過選頻/濾波.只不過其中承載信號(hào)的方式是不同的.超外差接收機(jī)的工作程式有兩種,差頻變頻方式與和頻變頻方式。對(duì)于和頻變頻器產(chǎn)生的中頻來說,數(shù)學(xué)關(guān)系比較單純,它不會(huì)改變信號(hào)的特征。簡單的說,接收到的LS
26、B信號(hào),經(jīng)過和頻變頻器后產(chǎn)生的中頻仍然是LSB信號(hào)。但是對(duì)于本振頻率高于接收頻率的差頻變頻方式的電路來說,情況就完全不同了。經(jīng)過差頻變頻器產(chǎn)生的中頻信號(hào)將是和接收到的信號(hào)邊帶相反的,即所謂的頻譜倒置。簡單的說,接收到的LSB信號(hào),經(jīng)過變頻后產(chǎn)生的中頻將是USB信號(hào)。那么在進(jìn)行單邊帶解調(diào)時(shí),就必須按照USB信號(hào)的特點(diǎn)來進(jìn)行選擇BFO的頻率才能正確解調(diào)出我們希望的有用信號(hào)。我是沒理解下面的一段:“但是對(duì)于本振頻率高于接收頻率的差頻變頻方式的電路來說,情況就完全不同了。經(jīng)過差頻變頻器產(chǎn)生的中頻信號(hào)將是和接收到的信號(hào)邊帶相反的,即所謂的頻譜倒置。簡單的說,接收到的LSB信號(hào),經(jīng)過變頻后產(chǎn)生的中頻將是U
27、SB信號(hào)。那么在進(jìn)行單邊帶解調(diào)時(shí),就必須按照USB信號(hào)的特點(diǎn)來進(jìn)行選擇BFO的頻率才能正確解調(diào)出我們希望的有用信號(hào)?!笔遣皇侵傅恼{(diào)本振時(shí)相反?要收LSB就要調(diào)成4.00080?如果讀者把前面的信號(hào)頻譜的段落都看明白了的話,應(yīng)該可以理解頻譜倒置的關(guān)系。我猜您沒弄明白我說的本振和BFO指的是什么吧?本振:指的是11.0592mhz的晶體產(chǎn)生的頻率。BFO:指的是4MHZ晶體產(chǎn)生的頻率。對(duì)于采用11.0592和4MHZ晶體組合方式產(chǎn)生7MHZ下邊帶(LSB),4MHZ的晶體頻率(BFO)要調(diào)整到3.998MHZ左右,如果要產(chǎn)生7MHZ上邊帶(USB),則4MHZ的晶體頻率(BFO)要調(diào)整為4.002
28、MHZ左右。是這樣的,上面的電感是讓起工作在下邊帶,電容是讓其工作在上邊帶,你的聲音發(fā)尖,是因?yàn)榻庹{(diào)出來的聲音頻率高,如果調(diào)磁芯不行,我建議你把電感線頭拆開,如果發(fā)尖,就多繞幾圈,聲音發(fā)悶,就減少幾圈,這是因?yàn)槔@制環(huán)境影響,和標(biāo)準(zhǔn)有差別!次方法100%管用,我做過這么多了,都這樣調(diào)的,很輕松!我們?cè)?兆如果 你接電感的情況下,受到的肯定是下邊帶,不會(huì)是上邊帶,上邊帶1%的人用,但是你也不一定回遇上!調(diào)試好后,如果能收到國內(nèi)的電臺(tái),那么是下邊帶無疑!能不能暫時(shí)將將頻率計(jì)丟開?我最初安裝套件的時(shí)候沒有用過頻率計(jì)。用一個(gè)很簡單實(shí)用的辦法:不用管4M的晶體工作在什么頻率,只要他接在電感一邊就行了,接收
29、到信號(hào)后,再調(diào)一調(diào)電感,使接收到的信號(hào)清晰就可以了。將這一步做好了,機(jī)器的接收部分就算是基本成功了。接收和發(fā)射都接在電感一邊。因?yàn)樵?M業(yè)余段工作,用不著上邊帶。所以不必考慮上邊帶的安裝,也就是說不用安裝電容。這樣是不是簡單了?一般來講,接收做好了,發(fā)射不需要太多的調(diào)整。您搞過AW03H,NE602原理和那是一樣的???好,做一道數(shù)學(xué)題:注意理解每一段帶標(biāo)號(hào)的話,哪段不知道就提問哪一段。1、設(shè)接收目標(biāo)信號(hào)為7。059MC/LSB信號(hào),這個(gè)LSB信號(hào)實(shí)際可用7。059-FS表達(dá)接收信號(hào)的頻譜特征,其中FS就是音頻信號(hào)在300到3KC之間。所謂下邊帶就是以載頻為中心減去音頻的那一系列頻率信號(hào)。2、為
30、分析方便現(xiàn)在設(shè)中頻為4MC,故變頻本振應(yīng)為7。059+4=11。059(MC)。接收第一道工序是用本振減接收目標(biāo)信號(hào):11。059-(7。059-FS)=11。059-7。059+FS=4+FS。注意羅,這個(gè)時(shí)候的中頻邊帶信號(hào)是以4MC為中心加音頻信號(hào),依據(jù)上下邊帶定義,成為4MC/USB信號(hào)了。這樣一來,3K帶寬的邊帶濾波器的中心頻率必需是4MC+1。5KC,簡單的說這個(gè)濾波器最低端只能通過4MC,最高端只能通過4MC+3KC的頻率。3、為了恢復(fù)音頻FS,此時(shí)恢復(fù)本振必需是4MC,得:(4MC+FS)-4MC=FS。我想您的理解可能栽在了恢復(fù)本振的取值上。業(yè)余制作的濾波器通帶具有很大的離散性
31、,所以不能用簡單的數(shù)值來考量,只能通過信號(hào)源或接收實(shí)際來調(diào)試,我在AW03H說明書中有詳細(xì)的應(yīng)用本機(jī)本振做信號(hào)源,用本機(jī)功放和1N60組成的簡單高頻電壓表做檢測(cè)的調(diào)試方法頻率計(jì)是不能用來調(diào)試單邊帶本振位置的,其中涉及分布參數(shù)對(duì)MC3361和NE602等本振外圍電路的影響看來你對(duì)機(jī)器的信號(hào)流程不是很清楚,IC里面包含振蕩和混頻的功能,線路圖上標(biāo)IC2是本振(VXO),IC1是差拍振蕩(BFO),這里BFO工作在下邊帶(3.99XX),本振是11MHZ,中頻是4MHZ,接收信號(hào)是7MHZ(因?yàn)橹粸榇蟾耪f明一下,就不用小數(shù)點(diǎn)了).接收的時(shí)候是信號(hào)經(jīng)過天線通過選頻Q1高放再送入IC2混頻的,11MHZ
32、-7MHZ=4MHZ,因?yàn)槭侨〔铑l,所以由于"頻譜倒置"的關(guān)系,原來接收到的LSB信號(hào)會(huì)變成USB,USB經(jīng)過4MHZ的晶體濾波器送到IC1與BFO混混就可混出語音信號(hào)了.發(fā)射時(shí)就是上面的逆過程,你按發(fā)射,繼電器就會(huì)吸合.這時(shí)后你的話音就送到了IC1與藏在里面的BFO混頻,產(chǎn)生的4MHZ的調(diào)制信號(hào)(USB)經(jīng)過晶體濾波器出來USB信號(hào),4MHZ USB信號(hào)再送到IC2和里面的本振信號(hào)混頻(11-4=7),由于是取差頻,因?yàn)?quot;頻譜倒置"的關(guān)系,原來的USB就變成 LSB射頻信號(hào),再送到后面放大再放大從天線出去啦.出去的當(dāng)然是LSB信號(hào)了.這里面那些邊帶轉(zhuǎn)換
33、是由于電路設(shè)計(jì)本身就需要這樣的,并不是人為加個(gè)開關(guān),接收時(shí)打到USB,發(fā)射時(shí)又要打到LSB. 這里:1.這種晶體濾波器其實(shí)是上下邊帶都可以通過的.2.通過設(shè)定BFO的頻率(3.99XX 4.00XX)就可以使整機(jī)工作在LSB或USB,你選擇了邊帶工作模式,接收到LSB信號(hào),發(fā)射出去就是LSB,接收到USB再發(fā)射出去的就是USB.3,BFO的上下邊帶工作,對(duì)應(yīng)的是你要收發(fā)的邊帶模式,不要和信號(hào)流程里的邊帶轉(zhuǎn)換搞混了.列位老師,小弟一知半解,班門弄斧實(shí)不該,不對(duì)之處請(qǐng)打擊得輕一點(diǎn). Variable-Frequency Oscillator 可變頻率振蕩器 做為電臺(tái)第一級(jí)變頻級(jí)本地振蕩器的可變頻率
34、振蕩器,是能決定發(fā)射頻率和接收頻率第一中頻的電路。BFO拍頻振蕩器,CW:Continuous Wave,等幅報(bào)調(diào)制方式HF:High Frequency,高頻頻段,也就是短波波段,無線電頻譜中330MHz的一段VSWR:Voltage Standing Wave Ratio,電壓駐波比VFO:Variable-Frequency Oscillator,變頻振蕩器,用于產(chǎn)生混頻電路需要的信號(hào)BFO:Beat-Frequency Oscillator,差頻振蕩器,用于產(chǎn)生差拍檢波需要的差拍信號(hào)IF:Intermediate Frequency,中頻RF:Radio Frequency,射頻,發(fā)射
35、電路AF:Audio Frequency,音頻DDS:Direct Digital Synthesis,直接數(shù)字合成,在寬頻帶范圍產(chǎn)生穩(wěn)定波形的技術(shù)一、 設(shè)計(jì)背景加入火腿行列已經(jīng)接近一年時(shí)間了,一直在玩U/V段手臺(tái),和本地HAM通聯(lián)。偶爾爬山的時(shí)候帶上八木DX一下,或者買一些鋁管、傳輸線在家做做天線,但通聯(lián)范圍也都有限。因?yàn)楦鞣N條件的限制,我也沒有時(shí)間和財(cái)力去搞EME、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā),更沒有精力去捕捉流星轉(zhuǎn)發(fā)、大氣波導(dǎo)或者E層轉(zhuǎn)發(fā)。因此,隨著時(shí)間的推移和知識(shí)的積累,對(duì)短波的興趣越來越大。年前在網(wǎng)上千挑萬選,終于選定了一款非常適合我的短波機(jī):IC-703+。但是給各個(gè)商家打電話的結(jié)果卻很是讓人鬧心:本
36、地的賣家全都沒有貨,需要預(yù)定,但是對(duì)預(yù)定的機(jī)器的參數(shù)完全不了解,DSP、濾波器、6m頻段一概不知;外地倒是有幾個(gè)賣家有現(xiàn)貨,但是同樣對(duì)技術(shù)參數(shù)完全不了解,所以根本不敢買。好不容易聯(lián)系到北京一家賣家比較專業(yè),可是因?yàn)榈搅四甑琢?,快遞公司都放假了,買不成!新年放假在家無聊,產(chǎn)生了很強(qiáng)烈的DIY短波機(jī)的念頭,一方面是因?yàn)闊o事可干,浪費(fèi)時(shí)間可惜,另一方面也想通過DIY學(xué)習(xí)更多的知識(shí),于是馬上行動(dòng),計(jì)劃利用假期,先進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)工作。年后賽格開門,就采購物料、打板,動(dòng)手制作。在網(wǎng)上查了一些資料,發(fā)現(xiàn)有好多HAM已經(jīng)DIY了很多種類的短波機(jī),甚至有套件出售。參考他們的電路和文章,我獲得了很多的啟示,慢慢感
37、覺到DIY一個(gè)全模式的短波機(jī)不是一個(gè)簡單的事情,于是決定從DIY最簡單的CW收發(fā)信機(jī)開始。二、硬件總體方案a)設(shè)計(jì)思路因?yàn)閿?shù)字電路比較容易設(shè)計(jì)和調(diào)試,所以設(shè)計(jì)中盡可能使用數(shù)字電路,非用模擬電路不可的地方才用模擬電路。硬件設(shè)計(jì)盡力考慮通用性和功能的可實(shí)現(xiàn)、可擴(kuò)展性,具體功能的實(shí)現(xiàn)盡量用軟件實(shí)現(xiàn)。改變DDS電路的型號(hào),可以產(chǎn)生高于160M的信號(hào),能夠有效覆蓋144MHz頻段,但是因?yàn)轭l段范圍太寬,對(duì)設(shè)計(jì)要求太高,所以本次DIY的短波機(jī)只考慮HF和6m頻段,硬件設(shè)計(jì)可能會(huì)覆蓋2m波段(試器件采購情況而定),暫不考慮70cm頻段。設(shè)計(jì)電腦接口是為了在6m/2m波段進(jìn)行EME或者衛(wèi)星通信的時(shí)候,可以自動(dòng)
38、進(jìn)行多普勒頻移計(jì)算和校準(zhǔn)的。為了避免干擾,所以中頻頻率要盡量在接受頻率范圍之外,如果二次變頻的話,勢(shì)必導(dǎo)致第一中頻不是固定的,例如30MHz以下波段的中頻設(shè)置為33Mhz,30MHz以上波段的中頻設(shè)置為10.7M,這就導(dǎo)致了中頻濾波電路很難設(shè)計(jì),無法兼顧兩個(gè)頻率。同樣的道理,也無法在不影響性能的前提下實(shí)現(xiàn)中頻轉(zhuǎn)移功能,所以當(dāng)前設(shè)計(jì)中只實(shí)現(xiàn)一次變頻,并且固定中頻為455KHz。b)模塊功能框圖二、 如上圖,從天線感應(yīng)出來的電信號(hào),經(jīng)過9018三極管高頻放大之后,注入到AD831混頻器中,在混頻器中與VFO產(chǎn)生的本振信號(hào)進(jìn)行混頻,調(diào)整本振的頻率,使之比要接收的頻率高455KHz?;祛l產(chǎn)生的兩個(gè)頻率
39、之和、差以及多次諧波,經(jīng)過455KHz的中頻濾波器之后,濾掉其它頻率,只剩下單純的455KHz中頻信號(hào)。中頻信號(hào)與BFO模塊產(chǎn)生的差拍信號(hào)一起輸入到SA614混頻器中進(jìn)行差拍檢波。調(diào)整BFO輸出頻率為456Khz,與中頻信號(hào)有1KHz的差頻,則經(jīng)過差拍檢波之后,得到包含1KHz音頻信號(hào)在內(nèi)的一組頻率,經(jīng)過音頻濾波之后(圖上未畫出),得到純正的1KHz音頻信號(hào)。音頻信號(hào)分成兩個(gè)分支,一個(gè)分支提供給LM567進(jìn)行載波檢測(cè),另一個(gè)分支經(jīng)過線性放大,經(jīng)過喇叭還原成聲音信號(hào)。LM567載波檢測(cè)的輸出信號(hào)既可以控制一個(gè)工作指示燈,也可以控制一個(gè)音頻信號(hào)發(fā)生器,產(chǎn)生音頻信號(hào),經(jīng)過放大輸入到喇叭。通過軟件的控
40、制,可以選擇使用差拍檢波產(chǎn)生的音頻信號(hào)還是使用音頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的音頻信號(hào)來驅(qū)動(dòng)喇叭。 再看發(fā)射部分,電鍵可以配置成為自動(dòng)模式和手動(dòng)模式,電鍵的按鍵信號(hào)經(jīng)由I/O引腳輸入到單片機(jī),單片機(jī)檢測(cè)到按鍵信號(hào)之后,一方面控制另外一個(gè)音頻信號(hào)發(fā)生器,產(chǎn)生與按鍵同步的音頻信號(hào)在喇叭中播放,另一方面控制DDS電路產(chǎn)生發(fā)射信號(hào),射頻信號(hào)經(jīng)過兩級(jí)放大之后,由天線輻射到空間。系統(tǒng)的收發(fā)轉(zhuǎn)換,有單片機(jī)控制電子開關(guān)控制,電子開關(guān)使用的是74VH*066電路。整個(gè)系統(tǒng)另外配有顯示屏、按鍵、電腦接口等附件,用于方便地設(shè)置和顯示各類數(shù)據(jù)信息。c)各模塊詳述i.高頻放大模塊第一混頻電路AD831要求輸入信號(hào)的強(qiáng)度要大于-10
41、dbm(LO是這樣的,RF未知),也就是說要達(dá)到1/10mW的功率,或者70mV的電壓,才能夠被識(shí)別。直接從天線上感應(yīng)出這么強(qiáng)的信號(hào)是非常困難的。為了提高接收靈敏度,在混頻前用9018高頻三極管做一級(jí)高頻放大。在可能的情況下,可以考慮在高頻放大模塊進(jìn)行簡單的選頻,對(duì)提高接收靈敏度應(yīng)該有很大好處。但是由于帶寬范圍太大,可能不好設(shè)計(jì)。如果針對(duì)不同頻段(7/14/21/28/50MHz)采用不同的選頻電路,可能又會(huì)導(dǎo)致電路過于臃腫。這將是設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。ii.本振模塊本振模塊VFO利用Analog Deveice公司的DDS電路來實(shí)現(xiàn),初步考慮使用AD9951,可以有效覆蓋144MHz頻段。利用單片
42、機(jī)通過串行接口對(duì)DDS芯片進(jìn)行控制,可以精確調(diào)整本振的輸出頻率。和VFO類似,BFO模塊也是利用DDS電路來實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)锽FO模塊只是為了差拍檢波器提供一個(gè)恒定頻率的信號(hào)來和中頻信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)音頻頻率差,所以BFO可以用比較廉價(jià)、帶寬不大的DDS電路就可以了,例如AD9850。發(fā)射電路的射頻信號(hào),也是由VFO模塊產(chǎn)生的,通過電子開關(guān)進(jìn)行切換。這里可能有一個(gè)麻煩,就是收發(fā)轉(zhuǎn)換都要通過單片機(jī)對(duì)VFO模塊進(jìn)行編程,來產(chǎn)生不同的頻率(即使是收發(fā)同頻,本振頻率和收/發(fā)頻率也有455KHz的頻差)。這種操作方式將帶來一定的時(shí)延,時(shí)延的大小視DDS芯片和單片機(jī)的性能而定,需要仔細(xì)計(jì)算出大致的時(shí)延,是否在可容忍
43、的范圍之內(nèi)。如果時(shí)延不能容忍,將不得不為發(fā)射電路單獨(dú)使用一個(gè)DDS電路,這樣的話,可以考慮將VFO、BFO以及發(fā)振蕩電路合起來,使用一個(gè)單芯片4路DSS芯片AD9959來實(shí)現(xiàn),這樣*的鐘振等器件的用量都可以節(jié)約,整體比較下來,成本會(huì)有所下降。iii.混頻模塊混頻使用的是非常成熟的AD831混頻電路,250MHz的帶寬足夠覆蓋HF和VHF業(yè)余頻段。AD831還內(nèi)置了一個(gè)輸出放大電路,保證混頻輸出的中頻信號(hào)有足夠的強(qiáng)度。iv.中頻濾波中頻濾波是一個(gè)很麻煩的部分,由于沒有辦法設(shè)計(jì)一個(gè)可編程的中頻濾波器,所以系統(tǒng)只能設(shè)計(jì)成一次變頻和固定中頻的,選用現(xiàn)成的中頻濾波器進(jìn)行中頻濾波。曾經(jīng)嘗試?yán)肞LL電路和
44、VXCO壓控晶振設(shè)計(jì)出可編程的中頻濾波器,具體思路是利用PLL電路來篩選混頻之后的中頻信號(hào),PLL的頻偏控制信號(hào)輸入到壓控晶振,形成負(fù)反饋來調(diào)整PLL的參考頻率,使得特定中頻信號(hào)附近很窄的一部分帶寬的信號(hào)才能夠被篩選出來。但是這種濾波電路有很大的限制:1)只能工作在CW模式,無法工作在SSB等有載波信號(hào)的模式;2)PLL電路的頻率設(shè)置受限于參考頻率和分頻寄存器的最大位數(shù),沒有DDS電路的頻率設(shè)置精細(xì);3)壓控晶振的調(diào)整范圍通常是100KHz,范圍太寬,要想得到很窄的帶寬,必須精確控制動(dòng)態(tài)電壓在一個(gè)很小的范圍,電路實(shí)現(xiàn)比較困難。由于以上原因,覺得這種想法離實(shí)用還有很大差距,所以暫時(shí)還是一次變頻、固定中頻,使用現(xiàn)成的中頻濾波器進(jìn)行中頻濾波。v.差拍檢波模塊差拍檢波的原理實(shí)際上還是混頻,通過差拍頻率和中頻頻率混合,利用其差頻產(chǎn)生音頻信號(hào)。本設(shè)計(jì)使用SA614A混頻器來實(shí)現(xiàn)差拍檢波功能,差拍頻率由BFO模塊提供,前面已經(jīng)敘述過,BFO也是由DDS電路實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)由SA602A混頻產(chǎn)生的混合信號(hào),經(jīng)過音頻濾波(圖上沒有畫出來)之后,得到比較純凈的1KHz單音信號(hào)
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