【正文】 降到 10W50W最大不超過 300W這就使諸多問題迎刃而解對于多徑干擾由于功率小了大部分反射波場強下降到不至于產(chǎn)生干涉的水平并且由于布點多部分多徑干擾區(qū)可能被互相掩蓋可以用同步補點的辦法消除陰影區(qū)小功率輻射易于規(guī)劃且提高頻譜利用率可方便組成單頻網(wǎng)滿足交通線上的無縫覆蓋保證駕乘 人員的不間斷接收場強不均勻度僅為 30dB 加上使用低高度垂直極化天線極大地減小對空輻射和根部近場輻射既節(jié)約能源又滿足電磁環(huán)境衛(wèi)生標準并可避免造成對航空頻段的干擾 13 設(shè)計思路 任何一個地區(qū)一個城市都需要有很多專業(yè)的服務(wù)及新聞宣傳如交通信息咨詢健康咨詢股市信息咨詢等廣播又是大眾最靈活的信息接受媒體這需要建立很多的廣播電臺而作為一個國家的頻率資源是嚴格控制和有限的因此小調(diào)頻廣播就成了未來廣播的另一種主要形式是廣播發(fā)展的其中一個方向是數(shù)字音頻廣播 DAB 網(wǎng)絡(luò)廣播的有力補充既節(jié)約了頻譜資源又實現(xiàn)了廣播功能 AT89S52 和調(diào)頻專用發(fā)射芯片 BH1415F 及數(shù)碼顯示設(shè)計了一套完整的無線調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計為可在 88MHz98MHz 范圍內(nèi)任意設(shè)置發(fā)射頻率并且可以預(yù)置頻道發(fā)射頻率通過單片機控制最小調(diào)整值為 01MHz 具有單聲道立體聲控制實現(xiàn)了語音信息的短距離無線傳輸可廣泛應(yīng)用于學(xué)校無線廣播電視現(xiàn)場導(dǎo)播汽車航行無線演說等場所 2 系統(tǒng)概述 21 系統(tǒng)功能要求 設(shè)計一個無線調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)實現(xiàn)語音信號的短距離傳輸由于語音業(yè)務(wù)對誤碼不敏感可以采用調(diào)頻方式發(fā)送信息設(shè)計中采用了 BH1415F 構(gòu)成音頻無線發(fā)射電路無線調(diào)頻發(fā)射器可以在 8898MHz 范圍內(nèi)任意設(shè)置發(fā)射頻率可以預(yù)置發(fā)射頻道發(fā)射頻率的最小調(diào)整值為 01MHz 具有單聲道立體聲控制發(fā)射距離在 2050米之間 語音信號采用調(diào)頻方式與調(diào)幅相比有利于改善輸出音頻信號的信噪比以保證語音業(yè)務(wù)的可靠傳輸下表是調(diào)幅和調(diào)頻的優(yōu)缺點比較 表 21 調(diào)幅和調(diào)頻優(yōu)缺點比較 調(diào)幅 AM 調(diào)頻 FM 優(yōu) 點 傳播距離遠覆蓋面大 電路相對簡單 1 傳送音頻頻帶較寬 100Hz5KHz 適宜于高保真音樂廣播 2 抗干擾性強內(nèi)設(shè)限幅器除去幅度干擾 3 應(yīng)用范圍廣用于多種信息傳遞 4 可實現(xiàn)立體聲廣播 缺 點 1 傳送音 頻頻帶窄 200Hz2500Hz 高音缺乏 2 傳播中易受干擾噪聲大 傳播衰減大覆蓋范圍小 22 系統(tǒng)組成 本設(shè)計由單片機鍵盤數(shù)碼顯示調(diào)頻發(fā)射調(diào)頻放大和電源模塊等六部分組成系統(tǒng)框圖如圖 21 所示通過操作鍵盤可以設(shè)置和更改發(fā)射的頻率單片機用于控制數(shù)碼管顯示對應(yīng)的發(fā)射頻率和發(fā)送頻率信號到調(diào)頻調(diào)制電路中調(diào)頻發(fā)射將輸入的音頻信號調(diào)制后通過載波發(fā)送出去數(shù)碼管用于顯示發(fā)射的頻率調(diào)頻放大將得到的調(diào)制信號進行放大電源模塊則為整個電路提供電源 3 方案論證與比較 31 無線調(diào)頻發(fā)射電路設(shè)計方案論證與選擇 方案 1 采用單片調(diào)頻發(fā)射集成電路組成芯片 MC2833 它可構(gòu)成發(fā)射高頻率信號的功率放大器電路由音頻放大器可變電抗器射頻振蕩器輸出緩沖器以及放大電路構(gòu)成由集成芯片 MC2833 組成的調(diào)頻發(fā)射機先將語音通過話筒變成音頻電壓信號送給音頻放大器進行音頻電壓放大此音頻電壓信號經(jīng)耦合電容送給可變電抗的輸入端腳 3 去控制可變電抗而由可變電抗以及電感晶體與高頻振蕩器組成調(diào)頻振蕩電路產(chǎn)生調(diào)頻波經(jīng)緩沖送給兩級二倍頻放大器電路實現(xiàn)基本框圖如圖31 所示但由于該芯片涉及到的諧振回路較多不易統(tǒng)調(diào)因而頻率不易控制導(dǎo)致信號不穩(wěn)定容易跑臺實現(xiàn)較為困難 方案 2 采用集成芯片 BA1404 及相關(guān)電路構(gòu)成它主要由前置音頻放大器立體聲調(diào)制器 FM 調(diào)制器及射頻放大器組成利用內(nèi)部參考電壓改變變?nèi)荻O管的電容值可實現(xiàn)發(fā)射頻率的調(diào)整圖 32 所示為電路框圖此電路可實現(xiàn)立體聲調(diào)頻發(fā)射典型調(diào)頻頻段為 75108MHz 振蕩頻率不易調(diào)整尤其是低端頻率實現(xiàn)困難難以實現(xiàn)要求頻段的調(diào)整 方案 3采用集成芯片 BH1415F及相關(guān)電路構(gòu)成 BH1415F是將預(yù)加重電路限幅電路低通濾波電路 LPF 一體化使音頻信號的質(zhì)量比分立元件的電路如BA1404NJM2035 等有很大改進此電路可實現(xiàn)立體聲調(diào)頻發(fā)射采 用了 MCU 數(shù)據(jù)直接頻率設(shè)定可設(shè)定 70120MHz 頻率由于采用了鎖相環(huán)鎖頻并與調(diào)頻發(fā)射電路一體化使發(fā)射的頻率非常穩(wěn)定并且可靠性好抗干擾能力強容易實現(xiàn)調(diào)頻的要求 綜上所述為了實現(xiàn)中心頻率的控制和系統(tǒng)設(shè)計的功能要求本設(shè)計選擇方案3 即采用集成芯片 BH1415F 及相關(guān)電路構(gòu)成音頻無線發(fā)射電路 32 壓控振蕩器方案論證與選擇 方案 1 采用分立元件構(gòu)成利用低噪聲場效應(yīng)管用單個變?nèi)荻O管直接接入振蕩回路作為壓控器件 圖 33 壓控振蕩電路 電路是電容三點式振蕩器如圖 33 所示該方法實現(xiàn)簡單但是調(diào)試困難而且輸出頻率不易靈 活控制 [5] 方案 2 采用壓控振蕩器和變?nèi)荻O管及一個 LC 諧振回路構(gòu)成變?nèi)荻O管壓控振蕩器只需要調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管兩端的電壓便可改變壓控振蕩的輸出頻率由于采用了集成芯片電路設(shè)計簡單系統(tǒng)可靠性高并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)可以使輸出頻率穩(wěn)定度進一步提高 綜上所述方案 2具有更優(yōu)良的特性和更簡單的電路構(gòu)成所以使用方案 2作為本次設(shè)計的方案 4 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 41 單片機控制電路 系統(tǒng)采用的微控制器是 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗高性能單片機AT89S52 它有 32 個外部雙向輸入輸出 IO 端口片內(nèi)含 8k bytes 的可重復(fù)編程的Flash 存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 RAM3個 16 位可編程定時計數(shù)器 1個全雙工串行通信口器件采用 ATMEL公司的高密度非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng) AT89S52 可以按照常規(guī)方法進行編程也可以在線編程其將通用的微處理器和 Flash存儲器結(jié)合在一起特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本 內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89S52 單片機包含中央處理器程序存儲器 ROM 數(shù)據(jù)存儲器 RAM 定時器計數(shù)器并行 IO口串行 IO口和中斷系統(tǒng)等幾大單元以及數(shù)據(jù) 總線地址總線和控制總線三大總線構(gòu)成圖 41 為單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 [13] 1 中央處理器 中央處理器 CPU 是整個單片機的核心部件能處理 8 位二進制數(shù)據(jù)或代碼CPU 負責(zé)控制指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作完成運算和控制輸入輸出功能等操作 2 程序存儲器 AT89S52 共有 8KB 個 E2PROM 用于存放用戶程序原始數(shù)據(jù)或表格 3 數(shù)據(jù)存儲器 RAM AT89S52 內(nèi)部有 128個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元它們是統(tǒng)一編址的專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)用戶只能訪問而不能用于存放用戶數(shù)據(jù) 所以用戶能使用的 RAM只有 128個可存放讀寫的數(shù)據(jù)運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表 圖 41 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 4 并行輸入輸出口 AT89S52 共有 4 組 8 位 IO 口 P0 P1P2 或 P3 用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸 5 串行輸入輸出口 AT89S52 內(nèi)置一個全雙工串行通信口用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器也可以當同步移位器使用 6 定時計數(shù)器 AT89S52 有三個 16 位的可編程定時計數(shù)器以實現(xiàn)定時或計數(shù)功能并以其定時或計數(shù)結(jié)果對單片機進行控制 7 中斷系統(tǒng) AT89S52 具 備較完善的中斷功能有兩個外中斷三個定時計數(shù)器中斷和一個串行中斷可滿足不同的控制要求并具有兩級的優(yōu)先級別選擇 引腳功能 圖 42 AT89S52 芯片引腳圖 1 電源和晶振 VCC 供電電壓 GND 接地 XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入 XTAL2 來自反向振蕩器的輸出 2 IO 口 ① P0 口 P0 口的字節(jié)地址為 80H 位地址為 80H～ 87HP0 口既可以作為通用 IO 口使用也可以作為單片機系統(tǒng)的地址數(shù)據(jù)線使用當作為輸出口使用時由于輸出電路是漏極開路必須外接上拉電阻才能有高電平輸出 ② P1 口 P1 口的字節(jié)地址為 90H 位地址為 90H～ 97HP1 口只能作為通用 IO 口使用當作為輸出口使用時已能對外提供推拉電流負載外電路無需再接上拉電阻當作為輸入口使用時應(yīng)先向其鎖存器寫入 1 使輸出驅(qū)動電路的 FET 截止 ③ P2 口 P2 口的字節(jié)地址為 0A0H 位地址為 0A0H～ 0A7HP2 口用于為系統(tǒng)提供高位地址但只作為地址線使用而不作為數(shù)據(jù)線使用此外 P2 口也可作為通用 IO 口使用 ④ P3 口 P3 口的字節(jié)地址為 0B0H 位地址為 0B0H～ 0B7HP3 口可以作為通用 IO 口使用但在實際應(yīng)用中它的第二功能信號更為重要 P3 口引腳的第二功能如下所示 P30 RXD 串行輸入口 P31 TXD 串行輸出口 P32 INT0 外部中斷 0 P33 INT1 外部中斷 1 P34 T0