無線數(shù)傳電臺

1、無線數(shù)傳電臺折疊編輯本段簡介無線數(shù)傳電臺大致分為兩種，一種是傳統(tǒng)的模擬電臺，另一種為采用DSP技術(shù)的數(shù)字電臺，傳統(tǒng)的模擬電臺一般是射頻部分后面加調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號方式來傳輸數(shù)據(jù)，全部調(diào)制、解調(diào)、濾波和糾錯由模擬量處理完成，如果需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的任何其它處理，那么附加的部件、專用的芯片、或微處理機(jī)必須加到設(shè)計中。因為收發(fā)機(jī)相當(dāng)多的功能是在硬件中完成，任何校準(zhǔn)或無線電的調(diào)整必須在硬件級上進(jìn)行;例如，扭動一個螺絲調(diào)整或更換部件。又因為設(shè)計是以硬件為基礎(chǔ)的，因而它是一個固定的設(shè)計。這就是說，不改變硬件就不能改變功能和性能。芬蘭SATEL數(shù)傳電臺美國MDS數(shù)傳電臺這種模擬電臺大部分由調(diào)頻對講機(jī)或車載電

2、臺的基礎(chǔ)上加裝了一個低速率的調(diào)制解調(diào)芯片，所以嚴(yán)格來說只是一款話音電臺的改裝機(jī)，還不是真正意義上的專業(yè)的數(shù)傳電臺，其速率比較低，時延大，操作也不方便，但是因為價格比較低廉，在自來水監(jiān)控、遠(yuǎn)程抄表、水文檢測等實時性不高的地方有著廣泛應(yīng)用，而且占據(jù)數(shù)傳大部分市場，無線數(shù)傳電臺可與PLC,RTU,雨量計、液位計等數(shù)據(jù)終端相連接。芬蘭SATEL數(shù)傳電臺美國MDS數(shù)傳電臺隨著在最近的二十多來年集成電路的復(fù)雜性和集成度的飛速增加，開發(fā)出專用處理芯片器，它能實時或在線進(jìn)行數(shù)字信號處理（DSP技術(shù)），無線數(shù)傳電臺部分甚至全部采用數(shù)字處理技術(shù)技術(shù)，這些電臺通常被稱為數(shù)字電臺，隨著DSP技術(shù)廣泛應(yīng)用，技術(shù)成本和核

3、心器件降低能夠是大多數(shù)廠家所能接受，使其DSP技術(shù)進(jìn)入更多產(chǎn)品領(lǐng)域，相比較傳統(tǒng)的模擬電臺，數(shù)字電臺的數(shù)據(jù)信號處理允許很復(fù)雜的算法在實時中使用并可被嵌入產(chǎn)品內(nèi)，DSP相關(guān)的芯片是軟件控制的，在不改變硬件的情況下，可在系統(tǒng)內(nèi)改變它們的性能和/或任務(wù)。這意味著在產(chǎn)品售出后的升級或另增加的特性可加到產(chǎn)品上，不必把電臺返回到制造廠，從某種意義上來講，數(shù)字電臺控制精度更高，沒有與模擬量元件有關(guān)的誤差問題，功耗更低，實時性穩(wěn)定性更高，市場中占據(jù)大部分中高端用戶，比如鐵路場站調(diào)度、工業(yè)控制，GPS差分，遠(yuǎn)程測量測控等行業(yè)處于主流地位。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和高性能，低價格數(shù)字信號處理器正在使采用DSP技術(shù)的數(shù)字

4、電臺有著向全行業(yè)擴(kuò)展的蔓延的趨勢，不久將來大功耗、低速率、低精度模擬電臺將退出數(shù)傳市場，包括傳統(tǒng)的模擬對講和尋呼業(yè)務(wù)。隨著汽車電子、儀器儀表等行業(yè)的發(fā)展，另一種微功率數(shù)傳廣泛被人們接受，這種微功率數(shù)傳因為其價格低廉、使用方便在應(yīng)用領(lǐng)域取得了迅猛發(fā)展，這類技術(shù)的代表如Zigbee和CFDA，兩者均具有低功耗、高速率、自組網(wǎng)的特點，使用靈活方便未來發(fā)展不可限量，但是這種產(chǎn)品在長距離傳輸局限比較大，僅限于小范圍局部應(yīng)用。無論模擬電臺、數(shù)字電臺和微功率數(shù)傳，在市場的空間一直不是很大，一是傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)的每個節(jié)點的一次性造價較高，隨著GPRS和CDMA網(wǎng)絡(luò)的日漸成熟，資費(fèi)和終端日趨便宜，瓜分了部分

5、原有的數(shù)傳電臺的市場，在實時性要求不高、系統(tǒng)覆蓋范圍又大的系統(tǒng)中，如抄表系統(tǒng)，鐵路列控系統(tǒng)這一現(xiàn)象尤為突出;雖然SCADA系統(tǒng)的發(fā)展很快，但數(shù)傳電臺的市場并沒有得到響應(yīng)的提高，反而有所下降。二是數(shù)傳電臺不同于其它行業(yè)有明確的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)傳電臺的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ乓?guī)約、協(xié)議，至今尚沒有一個明確的、統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。造成大部分廠商產(chǎn)品自成體系、互不兼容，從而很難規(guī)?；瘧?yīng)用，影響了行業(yè)發(fā)展。以上這些值得數(shù)傳電臺的生產(chǎn)商、代理商就現(xiàn)在的數(shù)傳市場應(yīng)該去探討、去深思;也期待國家和行業(yè)聯(lián)盟去規(guī)范和支持，但我們也沒有必要悲觀，數(shù)傳做為通信行業(yè)最早的傳輸手段，仍然有著無法比擬的優(yōu)勢，比如移動性、時

6、延的穩(wěn)定和可靠性，在專網(wǎng)市場仍然有舉足輕重的地位和優(yōu)勢，正是數(shù)傳電臺不可替代性和優(yōu)勢使得國際上一些有遠(yuǎn)見數(shù)傳廠家針對市場現(xiàn)狀不斷創(chuàng)新發(fā)展，比如GEMDS剛剛發(fā)布的SD4、SD4系列數(shù)字電臺，將專業(yè)無線數(shù)字電臺提到一個新的高度，該系列電臺從寬帶前端射頻部分到數(shù)字信號處理部分全部采用先進(jìn)數(shù)字處理的技術(shù)，收信發(fā)信機(jī)采用軟件無線電的全數(shù)字硬件結(jié)構(gòu)，直接通過脈沖調(diào)制發(fā)送信號而無傳統(tǒng)的中頻處理單元，其產(chǎn)品設(shè)計也更綠色、更環(huán)保，在寬頻、收發(fā)精度控制和傳輸穩(wěn)定可靠性方面優(yōu)勢更明顯。這種新的軟件無線電臺將無線數(shù)傳帶到新的高度。也為無線數(shù)傳市場帶來了新的發(fā)展空間和活力;讓我們看到無線數(shù)傳依然春光無限。MDS數(shù)傳電

7、臺芬蘭SATEL數(shù)傳電容折疊編輯本段典型應(yīng)用電氣SCADA系統(tǒng)無人機(jī)系統(tǒng)電氣分布自動化交通控制系統(tǒng)石油/天然氣生產(chǎn)過程自動化工業(yè)自動化過程控制水處理折疊編輯本段一種無線數(shù)傳電臺的設(shè)計方案方案所介紹的全雙工數(shù)傳電臺主要采用頻分雙工下口口壬1。4及口丫DivisionDuplexing）工作方式。它主要由接收單元、激勵器單元、功放單元、控制單元、電源單元、基帶單元六部分組成。圖1數(shù)傳電臺結(jié)構(gòu)原理框圖折疊激勵器單元激勵單元完成射頻信號的調(diào)制和音頻信號的處理，即把要調(diào)制的話音、數(shù)據(jù)送到VC0調(diào)制并進(jìn)行電壓放大。它由話放處理、數(shù)字鎖相環(huán)、壓控振蕩器、電壓放大器、功率調(diào)整電路、電源電路組成。圖2所示是激勵

8、器單元的組成框圖。圖中，麥克風(fēng)送來的微弱信號首先送給話放處理電路，以進(jìn)行話音放大、濾波、預(yù)加重等信號處理，然后經(jīng)過電子開關(guān)送給壓控振蕩器進(jìn)行直接調(diào)頻，同時將基帶處理后的數(shù)字信號也經(jīng)過電子開關(guān)切換后送給壓控振蕩器進(jìn)行直接調(diào)頻。鎖相環(huán)路可選用快恢復(fù)二極管來提高鎖相環(huán)路的鎖定速度，環(huán)路濾波器可選用無源比例積分濾波器，VCO則采用模塊化設(shè)計。數(shù)字鎖相環(huán)芯片采用日本富士通的MB1504H集成電路芯片，該芯片集成化程度高、體積小，特別是其泵電源高達(dá)8V,可相對降低VCO的壓控靈敏度。為了減小發(fā)射機(jī)在較寬溫度范圍內(nèi)的頻率變化，建議采用溫補(bǔ)晶體振蕩器作基準(zhǔn)頻率。由于VCO輸出的信號較弱，只有數(shù)個毫瓦，故可經(jīng)過

9、功分后，將一路送給鑒相器與基準(zhǔn)頻率進(jìn)行比較，并產(chǎn)生誤差電壓以控制VCO的頻率至設(shè)定頻點，另一路送給電壓放大器，然后經(jīng)三級放大處理，使其能夠推動功放電路工作。圖2激勵器單元原理框圖考慮到一般需要外接蓄電池作為電源，激勵器電源輸入可采用7809三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，以提供較寬的電壓動態(tài)范圍。同時，也可采用多級LC濾波來改善穩(wěn)壓和降噪效果。折疊功放單元功放單元的主要任務(wù)是把激勵器送來的射頻信號經(jīng)功放模塊放大到44dBm，然后經(jīng)過低通濾波器濾除高次諧波后送給雙工器，最后通過天線發(fā)射出去。如果天線出現(xiàn)開路或短路，那么功率將反射回來，此時檢測電路將進(jìn)行檢波，然后比較放大，再送一個信號給MCU，由MCU控制相關(guān)電

10、路關(guān)斷功放，以達(dá)到保護(hù)功放模塊的目的。功放電路的組成如圖3所示。圖3功放單元組成框圖折疊接收機(jī)單元接收單元可完成射頻信號的解調(diào)和音頻信號的處理。它一般由濾波器、選擇回路、高放、雙平衡混頻器、一中放、二中放組成。其中二中放由二本振、二混頻、鑒相器、靜噪控制電路組成，混頻器中的一中頻為21.4MHz,二中頻為455KHz,混頻方式為外差式。當(dāng)射頻信號經(jīng)天線送到雙工器后，再經(jīng)過第一級帶通濾波器濾波,并經(jīng)限幅后將送給高放電路。然后進(jìn)入第二級帶通濾波器濾波,最后送給雙平衡混頻器混頻。限幅電路的作用是防止強(qiáng)干擾信號損壞高放前端組件。高放電路一般采用雙調(diào)諧回路和一級放大形式,輸入輸出回路均采用抽頭形式可使電

11、路匹配、增益兼顧。高放管可選用低噪聲管2SC3356,其特點是具有很低的噪聲和較高的功率增益。經(jīng)高放放大的信號再與壓控送來的第一本振信號經(jīng)過雙平衡混頻器進(jìn)行混頻。2SC3356是集成組件，特點是噪聲低，高次組合少。一為21.4MHz的信號經(jīng)過兩級中頻放大后，可送到中放集成電路TA31136FN，與20.945MHz晶體振蕩器產(chǎn)生的二本振進(jìn)行混頻，而混出的455kHz二中頻信號，則經(jīng)過455kHz陶瓷濾波器濾波后，通過二中放的5腳輸入。限幅放大器的輸出可在內(nèi)部直接驅(qū)動,并在外部通過相移線圈完成鑒頻,鑒頻輸出的音頻信號由9腳輸出。該信號一路經(jīng)電子開關(guān)送給去加重、濾波、放大后送給揚(yáng)聲器還原聲音。另一路經(jīng)過濾波后送給基帶信號處理器。圖4接收機(jī)單元原理框圖折疊電源設(shè)計通過系統(tǒng)電源可對外接直流電源進(jìn)行濾波、反極性保護(hù)等處理,然后輸出穩(wěn)定的電源電壓,同時,電源還必須進(jìn)行必要的短路和過流保護(hù)。系統(tǒng)電源可外接+12V直流電，然后通過反極性保護(hù)電路，來防止電源接反。再經(jīng)過多級LC濾波電路來濾除各種雜波和高低頻交流干擾后，送到電源繼電器，由繼電器控制面板電源開關(guān)，來開關(guān)整機(jī)電源。其電源電路的結(jié)構(gòu)原理圖如圖5所示。圖5系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)框圖折疊控制和基帶單元控制單元以ATMEGA64為核心來完成本機(jī)工作狀態(tài)的控制，包括收發(fā)信機(jī)的頻合數(shù)據(jù)，面板顯示器、鍵盤的控制，