【正文】 ............................................................................................................ 22 結論 .......................................................................................................................................... 25 致謝 .......................................................................................................................................... 27 參考文獻 ................................................................................................................................... 28 蘭州工業(yè) 高等專科學校 第一章 緒論 1 第一章 緒論 課題研究的背景和意義 古時候的通信方式有蜂火臺、飛鴿傳書、驛站等等，主要的目地在于傳送軍事情報，其傳輸煤介主要是利用人力和物力來達成。直到 “電 ”問世后，才開始尋找通過使 用電來通信的可能性。 經(jīng)過人們的發(fā)展，在這兩百年內(nèi)獲得重大進步，尤其是配合電子元件的進步，使復雜、便利的通信系統(tǒng)得以實現(xiàn)，并成為日常生活中不可缺少的東西。在整個通信技術發(fā)展過程中，有些科學家作出了重要的突破性貢獻。例如 1864 年，馬克斯威爾 (Maxwell)導出電磁波理論，證明電磁波的存在，而赫茲 1887 年經(jīng)由實驗證明電磁波存在，這些進步使得無線通信變得可能也逐漸成真。另外，貝爾 (Bell)于 1875 年發(fā)明電話，使聲音可以直接傳遞，結合史卓格 (Strowger)在 1897 年發(fā)明的自動交換機，使得電話服務得以 順利成長。由于真空管于 1904 年問世，促使阿姆斯壯于 1918 年發(fā)明超外差無線電接收機，開啟無線電廣闊的應用大門。 在 1930 年前的通信發(fā)展主要是屬于類比通信的成長。在 1930 年以后，隨著數(shù)子通信、電腦及人造衛(wèi)星的產(chǎn)生，整體通信技術也朝向數(shù)子通信方向來發(fā)展，對人類生活的影響也更為加深。當然，這些進步也都基于電子原件由真空管、電晶體、集成電路 (Integrated Circuit， IC)及超大型集成電路 (Very Large Scale Integrated Circuit， VLSI)的長足進步，才能使通信 系統(tǒng)更具方便性及操控性。 隨著電腦技術、通信技術與娛樂的結合，大家都希望能夠更隨心所欲地使用科技，無線通信技術便逐漸獲得大家的青睞。大家都希望能夠透過無線通信技術，使自己不再局限于有線傳輸設備，進而擺脫掉上述的種種羈絆。無線通信技術主要就是利用無線電波取代傳統(tǒng)的傳輸線路 (例如：銅線，雙絞線、光纖等 )，通過適當?shù)募夹g，我們可以將低頻的信息加在高頻的載波之上，這就是我們所謂的調(diào)制（ Modulation），而相反地，自高頻的載波中將信息取出的技術，我們把它稱之為解調(diào) (Demodulation)，而這個可以用來發(fā)射 的高頻載波，便稱之為射頻 (簡稱 RF)。通過改變載波的波長、振幅、頻率，我們就可以利用載波來表示信息?；旧希鞣N通信系統(tǒng)的資訊傳送過程，以從甲地單向地傳到乙地為例，其流程大約如下 : ，以電的信號表現(xiàn)出來。 、編碼或調(diào)制后，依據(jù)各種傳輸煤介特性，將信息傳送到乙地。 ，經(jīng)解碼或解調(diào)。 課題研究的主要內(nèi)容 對講機與手機相比有許多獨特的地方。首先對講機不受網(wǎng)絡限制，在無線蜂窩網(wǎng)絡未覆蓋到的地方，對講機可以讓使用者相互溝通。其次是對講 機提供一對一，一對多的通話方式，一按就說，操作簡單，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，蘭州工業(yè) 高等?？茖W校 第一章 緒論 2 這些特點是非常重要的。第三是通話成本低，除了購機費用和電池耗電外，沒有其他成本，相比而言，手機還有通話費，月租費等。 對講機應用領域很廣，主要應用在公安、民航、運輸、水利、鐵路、制造、建筑、服務等行業(yè)，用于團體成員間的聯(lián)絡和指揮調(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。 從通信工作方式上，對講機分為單工通信工作的單工機和雙 工通信工作的雙工機。 本文主要內(nèi)容是設計單工機的基帶信號處理單元。 主要設計工作包括：發(fā)射端的麥克風語音信號放大電路，采樣和量化，以及接收端的數(shù)字信號接收、數(shù)模轉換、平滑濾波和功率放大，從而支持語音信號的基帶傳輸。 在設計中以英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 PROTEUS 和美國 Microchip 公司出版的單片機集成開發(fā)軟件MPLAB 為 設計 平臺，另外使用 MATLAB 軟件作輔助理論分析，還使用 PROTEL 99SE 軟件制作印刷電路板。 對講機的應用與概況 對講機通信在 1985 年以前是我國主要的專用無線通信系統(tǒng)，如今隨著公眾移動通信的發(fā)展已逐步形成為一個重要的專業(yè)通信市場?，F(xiàn)在，人們對對講機的認識達到空前的高度，對講機在國民經(jīng)濟各部門和人們生活各個領域的廣泛應用得到了充分的體現(xiàn)，已成為國家安全、公安警察、交通管理、石油化工、建筑施工、機械制造、賓館酒樓等部門重要的無線通信裝備。 對講機在國民經(jīng)濟中的地位與作用 不論是專業(yè)無線 通信對講機還是公眾低功率民用對講機，相對于公眾移動通信總體而言都是微不足道的，相對于整個移動通信市場來說也是很小的。對講機市場雖然只占公眾移動通信市場很小的份額，但由于目前我國國民經(jīng)濟中，各個行業(yè)已廣泛而大量地使用對講機通信，因此，對講機實際上已成為各個行業(yè)重要的無線通信裝備，從而顯示出對講機在國民經(jīng)濟中的重要地位。 對講機是一個有很強增長力的行業(yè) 由近十年來世界經(jīng)濟的發(fā)展可以看到，即使世界經(jīng)歷了金融危機，在此時期內(nèi)世界經(jīng)濟的各個重要領域，都受到了巨大的沖擊，但是移動通信包括專業(yè)無線通信和公眾低功率民 用對講機，在同一時期內(nèi)仍保持強勁的增長率，這說明移動通信有很強的增長力，而從這一角度來說，信息時代的 21 世紀是移動通信的世紀， 21 世紀的世界是移動通信世界。中國是 21 世紀移動通信最大的市場，也是世界上對講機最具發(fā)展前途的市場之一。 我國對講機產(chǎn)業(yè)的基本情況對講機產(chǎn)業(yè)是我國移動通信比較重要的一部分，產(chǎn)業(yè)布局呈現(xiàn)相應的比較明顯的區(qū)域性，主要制造企業(yè)大部分分布在東南沿海、珠三角一帶。近年來，我國對講機產(chǎn)業(yè)在通信產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的拉動下，超常規(guī)高速發(fā)展，僅深圳無線電通信制造企業(yè)就有近 200 家，無線電通信設備制造總產(chǎn) 值有 400 億元之巨，位居全國前列，是蘭州工業(yè) 高等?？茖W校 第一章 緒論 3 全國最重要的對講機生產(chǎn)基地，也是全球最多生產(chǎn)對講機企業(yè)基地之一，專業(yè)從事對講機生產(chǎn)的企業(yè)（包括外銷企業(yè)）就有四十多家。其中對講機品牌企業(yè) 10 余家，創(chuàng)造了國內(nèi)產(chǎn)量最大、在理論和實踐上位列世界前五名、服務全球用戶的對講機品牌，搶了洋品牌不少的飯碗。一批起點較高的 “中國造 ”已經(jīng)向美國、日本、歐盟等世界 80 多個國家和地區(qū)出口，出口貿(mào)易呈增長趨勢。 雖然我國成了僅次于美國、日本的第三大對講機生產(chǎn)國，但我國品牌機份額太低， “小企業(yè)太多了，而且多數(shù)小企業(yè)生產(chǎn)技術水平低，產(chǎn)品質量差，浪費 了資源。 ”與發(fā)達國家相比，還有很大差距，基本上屬于自由市場經(jīng)濟初期的無序發(fā)展。由于對講機行業(yè)的重復建設現(xiàn)象十分突出，因而大量設備制造廠家競相仿制、搶產(chǎn)熱點對講機的現(xiàn)象也隨之而來，進而經(jīng)常出現(xiàn)結構型過剩，市場競爭方式處于惡性價格戰(zhàn)等低水平狀態(tài)，遠遠滿足不了我國專業(yè)無線通信發(fā)展的需要，每年還要花大量的外匯進口專業(yè)無線通信設備。 市場前景及今后的發(fā)展趨勢 對講機家庭擁有量是反映一個國家公眾無線通信水平高低的綜合性指標，同時也是一個國家國民經(jīng)濟和科學技術發(fā)展水平的標志之一。對講機在美國、歐洲、韓國、新 加坡、香港、臺灣等地深受消費者的歡迎。美國從 1998 年開放民用對講機市場后，在超市里就可以買到對講機，其銷量以每年翻一番的速度增長， 2021 年銷量就達到 1000 萬臺，與手機的銷量處于同一個數(shù)量級。在德國、日本，大概有 30%的家庭擁有對講機，大概有 25%的法國家庭使用對講機。 2021 年我國手機用戶已經(jīng)達到 億，連續(xù)幾年的銷量都超過了2021 萬部。如果參照美國市場對講機和手機銷量的比例，可以認為我國對講機市場的潛力非常巨大，市場需求不會低于歐美國家及我國港臺等地。 國家為滿足社會公眾使用對講機的需求，對 400MHZ 低功率公眾民用對講機市場全面放開。設置和使用低功率公眾無線對講機，免收頻率占用費。低功率公眾對講機與手機相比，價格便宜，也不產(chǎn)生通話費用，可以很方便地實現(xiàn)一對一和一對多的通話；與室內(nèi)無繩電話比較，通話距離更遠，可達３公里。公眾民用對講機不僅讓個人通信更自由，而且可以表現(xiàn)自身獨特的性格。特別是隨著愈來愈多消費者生活水平的逐步提高，駕車遠行、登山、露營等外出休閑活動的機會和次數(shù)在逐漸增加，可以支持你在與同伴、家人及時聯(lián)絡溝通的公從低功率民用對講機的作用此時便凸現(xiàn)出來，從而使社會對公眾對講機的需求量急劇上 升。 我國現(xiàn)有的對講機無論技術水平還是生產(chǎn)能力，與國外產(chǎn)品比都不具備競爭能力。因此對講機的競爭對手來自國際方面。 國外公司對中國對講機市場早已饞涎欲滴，他們的產(chǎn)品及資本的大舉進入和滲透，已形成一種潮流。摩托羅拉公司 1987 年進入中國， 1992 年在天津注冊成立摩托羅拉（中國）電子有限公司，用世界領先的通訊技術生產(chǎn)手機、對講機等無線通信設備。市場占有率為世界第三的威泰克斯也將世界尖端的產(chǎn)品服務于中國社會，于 2021 年在蘇州工業(yè)園區(qū)設立了自己的工廠 ——威泰克斯通訊（蘇州）有限公司。全球民用對講機產(chǎn)銷巨頭豪發(fā)，用蘭州工業(yè) 高等專科學校 第一章 緒論 4 國 際通訊領域 20 年的資歷和品牌，在我國以 99 元的零售低價推出對講機培育民用對講機市場。 TEKK 也將眼光轉向了中國， 2021 年 3 月正式將制造基地從韓國搬到了深圳，從而開始了 TEKK 對講機在中國生產(chǎn)，服務中國用戶的歷程。南方貝爾也進入中國與深圳諾德實業(yè)有限公司合作開拓民用對講機市場。威泰克斯公司在蘇州獨資設立了自己的工廠后，形成了與摩托羅拉公司相抗衡的在中國生產(chǎn)對講機的雙架馬車，生產(chǎn)廣泛應用于作為社會基礎的警察、消防、救護、石油化工和民用的建筑施工、物業(yè)管理、酒店餐廳、商場學校等領域的無線對講機。 對講機市場的迅 猛發(fā)展，也從側面反映出我國國民經(jīng)濟有了高速發(fā)展。今天我國已是世界移動通信第一大國，但由于我國人口達 13 億之多，我國每百人擁有量仍處于較低水平，這一反差巨大的情況既說明我國在發(fā)展移動通信方面取得了巨大的成就，也預示了今后發(fā)展我國對講機方面有著廣闊的空間和美好的前景，隨著建筑業(yè)、交通業(yè)、石油化工等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對講機的需求量將越來越大，對講機市場容量將進一步擴大。我國對講機總的發(fā)展趨勢，將加速提高對講機產(chǎn)品的技術含量，朝著智能化、個性化、輕巧型的方向發(fā)展，朝著民用的方向發(fā)展。品牌的東西不僅好在 “形 ”，更在 “神 ”，而這種說不清楚的 “神 ”就是由設計水平?jīng)Q定的。因此，自主研發(fā)、科技創(chuàng)新把國內(nèi)的民用對講機市場培育起來，也是我國對講機制造業(yè)的一項重要任務，這樣自然就有了進一步提高和創(chuàng)新的基礎。 。 蘭州工業(yè)高等?？茖W校 第二章 無線對講機系統(tǒng) 5 第二章 無線對講機系統(tǒng) 無線對講機基帶信號處理單元結構 如圖 21 所示為單工無線對講機總體系統(tǒng)結構。它包括基帶信號處理單元和射頻信號處理單元兩部分。射頻部分可由專用芯片完成，本文只闡述基帶信號的數(shù)字傳輸設計，包括為射頻芯片發(fā)射部分提供語音數(shù)字輸入，從射頻芯片接收部分接收數(shù)字輸出并還原出語音信號。由于采用單工方式通信 ，在同一時刻只能單方向傳送信息。當 A 方按下發(fā)送按鍵時，發(fā)信機與天線相連接而處于發(fā)送狀態(tài)， B 方則應使天線與收信機相連接而處于接收狀態(tài)，構成由 A 到 B 的單向通信鏈路。要使信息反向傳送，則需要雙方改變原來的收發(fā)狀態(tài)?？紤]到 A， B 雙方的收發(fā)機完全相同，而本文不涉及射頻部分，為減少工作量，只設計一對收發(fā)機進行基帶通信，簡化后總體系統(tǒng)結構如圖 22 所示。 圖 21 單工無線對講機總體系統(tǒng)結構 圖 22 單工無線對講機基帶傳輸系統(tǒng)結構 基帶傳輸系統(tǒng) 基帶發(fā)送部分的構成