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2012-11-18 19:26
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无线单工系统实现语音信号的发送与接收,英文短信的发送与接收两个任务。系统总体由发射部分与接收部分组成。发射部分包括语音信号的输入,放大与滤波,载频信号的产生,语音信号和数字信号的调制,功率放大与天线发射,还有编码电路,单片机控制电路以用键盘与显示电路。接收部分包括天线信号的放大与滤波,解调电路,语音的滤波电路与功率放大电路,数字业务的解码电路与显示。两大部分的结构如下图所示: 图2-1 发射部分结构 图 2-2 接收 部分结构 2.2 方案论证与比较 2.2.1 调制方案选择 方案一 : 采用调幅方式。调幅原理是使高频载波信号的幅度按调制信号的规律变化,解调则是从调幅信号中按其幅度变化的规律提出调制信号,调幅与解调的本质是信号的频谱搬移过程。可以用乘法器实现调幅与同步解调,也可以采用丙类放大器基极调幅或集电极调幅,使用二极管包络检波方法解调。如果采用这种方式,为了使电路简单易调,我们会选择乘法器调幅和二极管包络检波方案。 方案二 :采用调频方式。调频原理是使高频载波信号的瞬时频率按调制信号的规律变化,如此调制信号就加载到了高频载波信号上,再通过鉴频过程将调制信号分离出来。调频可以是直接调频或间接高频。直接调频相对调幅较简单,但鉴频电路相对较复杂。 考虑到调制稳定性与设计时间等因素,我们选择调频方式,使用压控振荡器和变容二极官产生约 35MHz 的载波信号,同时将调制信号控制变容二极管,如此就实现了调频,而且避免了调幅电路中通过三极管产生的谐波。 2.2.2 载波信号产生方案 如上所述,载波信号是通过振荡器产生的,而振荡器的选择有三种方式。 方案一 :采用泼拉克振荡器产生振荡信号。泼拉克振荡器是 常用的一种电容三点式振荡器 ( 图 2.3) ,电路简单,方便实用,但是这种振荡器 图 2 -3 泼拉克振荡器原理图 的频率稳定度很低,约为 10 -2 ~10 -3 。容易受外界的影响,如果使用该方案,需用 进行大量的探索性设计与调试,但效果未必比以下两种方案好。 方案二 :采用晶体振荡电路。这种电路的稳定性得益于晶振频率的高稳定度,可达到 10 -5 ~10 -6 。可以采用晶振的基频,也可以通过倍频器采用其泛音,使频率在 30~40MHz 之间。尽管晶振频率有较高的稳定度,但在 fc 附近有近 KHz 单位的波动。 方案三 : PP L 频率合成。采用锁相环 MC145152 和 VCO 电路进行频率合成,闭环控制, 反馈回路自动调整频率变动,便能得到精度和稳定度很高的频率信号,按照设计要求,调制 fc 在 30MHz~40MHz 之间。这种电路更简单,性能比上述的两种方案更好。因而我们选用本方案。原理框图如图2 .4 所示。 图 2-4 频率合成原理框图 2.2.3 鉴频电路方案 为了达到良好的鉴频效果,一般鉴频电路采用集成电路,集成电路调试简单,可以节省大量时间,而且还有混频,调谐指示,锁相与立体声解码等众多功能,因而也简化了电路设计,使系统性能更加稳定与优良。 方案一: 采用 CXA1019 作为接收机电路的核心 IC 。 CXA1019 是日本索尼公司研制的单片大规模接收机电路,它包含了 AM/FM 收音机从天线输入、高频放大、混频、本振到中频放大、检波直至低频(音频)功率放大的所有功能。除此之外,还具有调谐指示,电子音量控制等一些辅助功能。 方案二: 采用 CXA1238 作为接收机电路的核心 IC 。 CXA1238 是索尼公司在 20 世纪 80 年代后期正式推出的集调幅、调频、锁相环、立体声解码等电路为一体的 AM/FM 立体声收音集成电路。它的电源电压适应范围宽: 2 ~ 10V 范围内电路均能正常工作,且具有立体声和调谐指示 LED 驱动电路以及 FM 静噪功能等。 上述两种方案实现的功能基本相同,但 CXA1238 具有耗电小、调整简单等优点;且它的宽电压适应范围和立体声指示及静噪功能也是 CXA1019 所力所不能及的。故选用方案二。通过 CX1238 的信号通过 300~3400Hz 的带通滤波器,再经放大就可以驱动耳机了。