劉添順-12408200431-發(fā)射機

1、湖南工業(yè)大學課 程 設 計資 料 袋 計算機與通信 學院（系、部） 2014-2015 學年第 二 學期 課程名稱 移動通信 指導教師 陳衛(wèi)兵 職稱 教授 學生姓名 xxx 專業(yè)班級 通信1204 學號 xxx 題 目 發(fā)射機 成 績 起止日期2015年 6月24日 2015年 6月30日 目 錄 清 單序號材 料 名 稱資料數量備 注1課程設計任務書12課程設計說明書13課程設計圖紙張456湖南工業(yè)大學課程設計任務書2014 2015 學年第 2 學期 計算機與通信 學院 通信工程 專業(yè) 通信1204 班級 課程名稱： 移動通信 設計題目： 發(fā)射機 完成期限：自 2015 年 6月 24日至

2、2015 年 6月 30日共 1 周內容及任務一、設計的主要技術參數 使用專用集成電路設計一個發(fā)射機電路，要求每個頻點的頻帶寬度25 kHz。發(fā)送頻率范圍為49-49.475 MHz。二、設計任務主要內容：利用專用集成電路TH71221外加晶振和一些外圍電路組成發(fā)射機電路?？梢岳靡苿油ㄐ艑嶒炏渫瓿伞Ｖ饕蝿眨?、完成電路設計；2、完成電路實際搭建和實現；3、完成發(fā)射機的各項性能測試。三、設計工作量1周完成進度安排起止日期工作內容6月24日分組、任務分配、課題理解6月24日-6月27日功能分析、電路設計和實現6月27日-6月29日實驗驗證和測試6月30日總結、書寫實驗報告參考資料(1) 李建東

3、等. 移動通信.西安電子科技大學出版社.2006.7(2)吳偉陵.移動通信原理.電子工業(yè)出版社.2005.11(3)蔡濤等譯.無線通信原理與應用.電子工業(yè)出版社.2001.4 (4)及燕麗等.現代通信系統(tǒng).電子工業(yè)出版社.2002.6.指導教師（簽字）： 年 月 日系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日移動通信課程設計說明書 發(fā)射機起止日期： 2015年 6月24日 至 2015年 6月 30 日學生姓名xxx班級通信1204學號xxx成績指導教師(簽字)計算機與通信學院2014年 6月 30日課題名稱 發(fā)射機人 數5組 長同組人員 xxx 課題的主要內容和要求1、 設計目的使用專用集成電路設

4、計一個發(fā)射機電路，要求每個頻點的頻帶寬度25 kHz。發(fā)送頻率范圍為49-49.475 MHz。二、設計任務 主要內容：利用專用集成電路TH71221外加晶振和一些外圍電路組成發(fā)射機電路?？梢岳靡苿油ㄐ艑嶒炏渫瓿伞Ｖ饕蝿眨?、完成電路設計；2、完成電路實際搭建和實現；3、完成發(fā)射機的各項性能測試。三、設計工作量 1周完成具 體任務 1、先對有關課題指導書進行預習，然后搜集資料，進行功能分析及進行系統(tǒng)功能設計。 2、完成電路的設計。 3、實驗調試和測試。 4、總結、寫實驗報告時間安排與完成情況 6月24日 分組、任務分配、課題理解 6月24日-6月27日 功能分析、電路設計和實現 6月27日

5、-6月29日 實驗驗證和測試 6月30日 總結、書寫實驗報告 發(fā)射機1、引言 隨著人類的文明不斷進步，科學技術不斷的發(fā)展，人們之間的交流越來越多，相互交換 的信息也日益劇增， 要傳送的信息類型也是越來越多樣化?？萍嫉倪M步也使得通信的技術得 到了發(fā)展，特別是無線電波的使用，使我們的通信更加實時、高效。科技的快速發(fā)展，將使 人們的通信更方便快捷。隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，調頻發(fā)射機作為一種簡單的通信工具，由于它不需要中轉站和地面交換機站支持，就可以進行有效的移動通信，因此深受人們的歡迎。目前它廣泛的用于生產、保安、野外工程等領域的小范圍移動通信工程中。2、設計目的 1、了解調頻發(fā)射機電路

6、及特點； 2、測量發(fā)射頻率； 3、估測發(fā)射功率；3、設計內容1用通用數字頻率計測量發(fā)射信號頻率2用示波器估測發(fā)射信號功率4、基本器材 1、移動通信實驗系統(tǒng)一臺； 2、100M（或60M）雙蹤示波器一臺； 3、100M數字頻率計一臺。5、發(fā)射機設計原理（一）調頻發(fā)射機電路與調幅電路相比,調頻系統(tǒng)由于高頻振蕩輸出振幅不變, 因而具有較強的抗干擾能力與效率.所以在無線通信、廣播電視、遙控測量等方面有廣泛的應用。設載波信號uc(t)=Ucmcos(wc t)，調制信號u(t);通過FM調制，使得uc(t)頻率變化量與調制信號u(t)的大小成正比，即已調信號的瞬時角頻率w(t)=wc +kf * u(t

7、)，以下是發(fā)射機的總體設計圖，為圖1調頻信號變容二極管直接調頻電路調頻信號載波信號T5 圖1 為了得到20 個頻道的調頻發(fā)射信號，調頻發(fā)射機由鎖相調頻頻率合成器及功放PA級聯(lián)組成，如圖2所示. 圖2 多頻道調頻發(fā)射機框圖圖2中，鑒相器PD、環(huán)路濾波器LF、壓控振蕩器（調頻振蕩器）VCO 及程序分頻器÷N 等組成鎖相調制頻率合成器，VCO 輸出射頻信號由功放PA放大后經雙工器送往天線發(fā)射出去。發(fā)射機輸出信號頻率為fTx=N·fr ( 1 )CPU 改變程序分頻器的分頻比N，就改變了輸出頻率fTx。音頻調制信號um（正弦單音、話音、信令數據）在VCO 前端單點注入，與環(huán)路控制電

8、壓uc 相加后得到總控制電壓C u 去控制VCO 頻率。在載波跟蹤條件下，u 為直流，控制環(huán)路鎖定，使VCO 頻率等于式( 1 )所示額定值；um 無失真地加到VCO 輸入端，使VCO 輸出為調頻信號。由Q2射極輸出的VCO信號，送至Q1等組成的功放級放大后經帶通濾波器、雙工器FL2送往天線ANT1。帶通濾波器用于減小發(fā)射機的帶外輻射，降低對其它設備的干擾。具體電路圖見下圖3?？紤]到頻率穩(wěn)定度的因素，調頻電路采用克拉潑振蕩器和變容二極管直接調頻電路。電路的工作原理是：利用調制信號控制變容二極管的結電容，改變振蕩器振蕩回路的總電容，從而使調頻振蕩器輸出信號的頻率隨調制信號的變化而變化，即實現調頻

9、。調頻后的信號經過緩沖隔離、寬放和功放后通過天線發(fā)射出去。 圖3 原理圖（二）發(fā)射載波功率及頻率1載波功率標準測量方法是用射頻功率計進行測量，即將輸入阻抗為50且測量頻率及量程合適的功率計測量探頭接到發(fā)信機射頻輸出端進行測量。發(fā)射機天線測量點TP101 與數字頻率計測量電纜（或探頭）短接。發(fā)射機不內加音頻調制信號，測量出射頻輸出信號頻率。本實驗用示波器進行估測。按圖4連接系統(tǒng)，發(fā)射機不內加音頻調制信號。 圖4用示波器估測載波功率在天線匹配時，從雙工器ANT端向天線看去的阻抗為50，示波器測得射頻輸出電壓峰-峰值為Sp-p(V)，則發(fā)射載波功率P為( 2 )若估測用的示波器最高測量頻率為20MH

10、z或40MHz，低于46/49MHz時，測量到的射頻輸出幅度S´p-p將低于實際值Sp-p。則可事先由實驗老師用高頻毫伏表或高頻示波器進行校正，得到校正系數： ( 3 )將式( 3 )代入式( 2 )得 ( 4 )2載波頻率 圖5 發(fā)射機載波頻率測量方框按圖5連接測量系統(tǒng)。發(fā)射機天線測量點TP101與數字頻率計測量電纜（或探頭）短接。發(fā)射機不內加音頻調制信號，測量出射頻輸出信號頻率6、實驗步驟(一) 發(fā)射機載波功率估測1按單臺實驗儀配置實驗系統(tǒng)，并按圖4連接系統(tǒng)，BS發(fā)射機作為被測發(fā)射機。打開實驗系統(tǒng)電源。利用“前”或“后”鍵、“確認”鍵進入實驗操作界面。2按“+”或“-”鍵置BS發(fā)

11、射機工作在某一頻道。將W001左旋到底，使發(fā)射機不加音頻調制。按一下“PTT”鍵，BS發(fā)射機發(fā)射。 3用示波器在TP101端測得發(fā)射信號峰-峰值為Sp-p。4用實驗老師給出的示波器測量幅度校正系數K及測得的Sp-p，代入44式計算發(fā)射功率P。5重復2-4，測量并記錄20個信道的發(fā)射功率。實驗完畢再按一下“PTT”鍵，BS發(fā)射機關閉。提示：因發(fā)射信號頻率較高，使用示波器觀測信號幅度時所使用的示波器的帶寬最好較寬（100M或60M），示波器的探頭置×10檔，否則對被測信號衰減很大。(二) 發(fā)射載波頻率測量1按圖5連接系統(tǒng)，其余同本實驗（一）的1、2。2用通用數字頻率計在TP101端測得被

12、測發(fā)射機Tx-BS當前工作頻道發(fā)射信號的頻率。3重復步驟2，測量并記錄被測發(fā)射機Tx-BS在20個頻道上的發(fā)射信號頻率。實驗完畢再按一下“PTT”鍵，BS發(fā)射機關閉。7、實驗結果： 表1信道號頻率測試值截止頻率功率/w0137.47M46.02M200238.17M46.05M200338.92M46.07M200439.13M46.10M200539.37M46.15M200639.08M46.17M200739.27M46.19M200839.96M46.22M200938.32M46.25M201037.65M46.27M201136.84M46.30M201235.52M46.32M2

13、01334.34M46.35M201432.85M46.40M201529.16M46.42M201627.45M46.45M201724.63M46.47M201821.56M46.49M201918.02M46.52M202017.11M46.55M20 數據的分析：表1中可得隨著信道數的增大，頻率逐漸減小，功率不變，截止頻率在一定的范圍內變化，但是變化不大。 圖6第一個信道的波形 圖7 第二十個信道的波形備注：因為實驗中的波形變化不大，只選擇了電壓幅度最小的第一信道與電壓幅度最大的第二是個信道。8、實驗心得：通過此次課程設計，使我有機會把從書本上學到的理論知識運用到實踐中來，加深對移動通

14、信方面的知識理解，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但是我們怎能輕易放棄，經過組員之間的通力協(xié)作，還有老師的指導，一遍又一遍的測試，最終功夫不負有心人，終于找出了原因所在，圓滿完成了 這次任務。在這個過程中也暴露出了許多的問題，自己在這方面的知識儲備不足和動手經驗的缺乏。所以說課程設計誠然是一門不錯的專業(yè)課，對我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升起到了很大的作用，給我提供了一次非常好的動手實踐的機會。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。通過這次課程設計，讓我掌握了移動通信實驗系統(tǒng)，雙蹤示波器和數字頻率計等移動通信實驗儀器的使用。這次課程設計終于順利完成了，讓我明白要完成一件事情，決心和持之以恒是非常重要的，在今后社會的學習和生活中，做任何事情都不要輕言放棄，不能遇到問題就畏首畏尾，停滯不前，一定要的仔細發(fā)現問題所在，然后各個擊破，解決問題，只有這樣，才能成功