【正文】 （D）等于二分之一碼元寬度（M）。這樣不斷調(diào)整采樣點(diǎn)，使每次此采樣時(shí)刻均位于碼元中心位置，跟隨其變化。，即找到正確的同步時(shí)鐘起始點(diǎn)。外同步法：是由發(fā)送端發(fā)送專門的同步信息，接收端把這個(gè)專門的同步信息檢測出來作為同步信號。如此便完成了1位原碼的曼徹斯特解碼。如果確定了波特率BaudRate，由于曼徹斯特碼編碼后其碼元速率為原碼的2倍，則定時(shí)時(shí)間為。DSP/MCU在通信系統(tǒng)中本來就負(fù)責(zé)基帶算法等于通信相關(guān)的工作。HDB3則克服了AMI連0多而無法提取同步信號的缺點(diǎn)。圖7 AMI碼、HDB3碼與NRZ碼的功率譜密度從圖7所給的功率譜中可看出，AMI碼的優(yōu)點(diǎn)是：沒有直流分量，且高、低頻成分少，能量集中在頻率為1/2的碼速處。檢查AMI碼的連0串情況，當(dāng)沒有4個(gè)以上連0串時(shí)，則這時(shí)的AMI碼就是HDB3碼；： 四個(gè)連0用取代節(jié)000V或B00V代替，當(dāng)兩個(gè)相鄰“V”碼中間有奇數(shù)個(gè)1時(shí)用000V，為偶數(shù)個(gè)1時(shí)用B00V。編碼規(guī)則之一是：“0”碼用“01”兩位碼表示，“1”碼用“10”兩位碼表示。6．編譯碼簡單，以降低通信延時(shí)和成本。數(shù)字通信系統(tǒng)中為了節(jié)省有限的頻帶資源，往往只傳送信碼，不單獨(dú)傳輸時(shí)鐘。自檢測試時(shí)，通信系統(tǒng)信號源給出的調(diào)頻信號，不經(jīng)過功率放大電路和天線，使用衰減器衰減后直接連入接收機(jī)，測試原理如圖16所示。 并聯(lián)雙調(diào)諧回路調(diào)諧回路采用并聯(lián)雙調(diào)諧形式，使用收音機(jī)中周做調(diào)諧回路，為了消除后級輸入電阻會(huì)影響濾波特性，所以采用一級運(yùn)放緩沖隔離，具體參數(shù)和電路如下圖所示：圖11 中頻濾波電路檢波輸出的信號經(jīng)過濾波之后，經(jīng)音頻功放集成電路SPY0030放大驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器[9]，SPY0030最大功率放大倍數(shù)為20倍。圖4 接收機(jī)系統(tǒng)框圖本設(shè)計(jì)主要由以下三部分組成：；，采用并聯(lián)雙調(diào)諧回路設(shè)計(jì)中頻濾波器，中心頻率465KHz，帶寬50KHz，同時(shí)保證有較高的矩形系數(shù)；、FSK信號消抖及控制電路。圖6功率放大電路采用什么原理達(dá)到什么目的，滿足輸出功率大于1W的指標(biāo)要求。功率級負(fù)責(zé)將電源提供的的能量轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的交流信號能量，使得載波具有足夠大的發(fā)射功率。 捕捉時(shí)間 邊帶噪聲第4章 天線的設(shè)計(jì)天線部分主要是設(shè)計(jì)和制作短波通信系統(tǒng)的發(fā)射和接收天線，30MHz點(diǎn)頻，帶寬1MHz，50歐姆端口。 寄生調(diào)頻實(shí)際調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)環(huán)路鎖定時(shí)有一定的鑒相紋波，此鑒相紋波是由在環(huán)路鎖定時(shí)，參考信號相位超前于反饋信號引起的。5V電源電路 布局與布線設(shè)計(jì)由于整個(gè)鎖相環(huán)系統(tǒng)工作于30MHz的較高頻率，因此系統(tǒng)的PCB中電源與地的布局尤為重要，處理不好會(huì)導(dǎo)致各種各樣的問題，比如系統(tǒng)不穩(wěn)定，鎖相環(huán)輸出寄生調(diào)頻比較嚴(yán)重等。5V電源供電，故本系統(tǒng)要設(shè)計(jì)177。由于是一相位超前因子，這種濾波器也可以改善環(huán)路的穩(wěn)定性。故提高環(huán)路增益可以減小環(huán)路的穩(wěn)態(tài)相差。從這個(gè)角度看，增大壓控靈敏度有助于增大環(huán)路增益，減小穩(wěn)態(tài)相差。環(huán)路的捕捉時(shí)間： （）其中，為鎖相環(huán)的固有頻差、為阻尼系數(shù)、為自然諧振頻率。 短波通信機(jī)的主要技術(shù)要求本課題是基于一個(gè)工作在短波段的通信系統(tǒng)的頻率合成器的研究，該通信機(jī)可實(shí)現(xiàn)一定距離的無線傳播。其信道傳輸碼采用曼徹斯特碼（編解碼及校驗(yàn)由MSP430單片機(jī)完成），數(shù)字調(diào)制采用2FSK調(diào)制（調(diào)制在鎖相環(huán)芯片MC145152上完成，解調(diào)在接收機(jī)芯片MC13135上完成），校驗(yàn)采用CRC校驗(yàn)。語音通信采用模擬調(diào)頻(FM)方式；數(shù)字通信采用2FSK調(diào)制方式，使用曼徹斯特碼作為其信道傳輸碼型。 短波通信技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 盡管當(dāng)前新型無線通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，短波這一最古老和傳統(tǒng)的通信方式仍然受到全世界的普遍重視，在衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信快速發(fā)展的今天，短波通信不僅沒有被淘汰，還在快速發(fā)展。其中，信號源部分采用鎖相頻率合成的方法實(shí)現(xiàn)基帶信號的調(diào)制，由于接收部分采用超外差的方式解調(diào)，信號源同時(shí)對其提供一個(gè)相應(yīng)的本振。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。其中能鎖定的輸入信號可以小于1mV，傳輸碼率：2kb/s。接收部分采用超外差的方式實(shí)現(xiàn)解調(diào)。尤其在軍事通信領(lǐng)域，衛(wèi)星易于被敵方摧毀，這己經(jīng)成為信息戰(zhàn)中的一個(gè)嚴(yán)重問題。 本文結(jié)構(gòu)本文首先介紹了該短波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的選題背景及研究背景，分析了設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案，然后分章節(jié)對該短波通信系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案、電磁兼容等方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述，最后給出短波通信系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果，并總結(jié)全文的工作。模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞信息的通信系統(tǒng)，其一般模型如圖3所示。所以理論上講，增大環(huán)路的參考頻率有利于減小環(huán)路的捕捉時(shí)間。工程上一般取左右，這里我們的設(shè)計(jì)中取阻尼系數(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)對壓控振蕩器在系統(tǒng)工作頻率范圍內(nèi)的控制。電路中，VCON為與環(huán)路濾波器的輸出接口，經(jīng)過10K的隔離電阻作用于變?nèi)荻O管SVC201，電感的取值為1uH，由于環(huán)路工作于30MHz頻點(diǎn)附近，故振蕩電路中的三極管采用高頻三極管9018，三極管參數(shù)的幅頻特性和相頻特性曲線如圖 所示。麥克風(fēng)輸入的語音信號處理電路如下：圖14 語音處理電路一般來說，語音信號的頻率范圍為300 Hz～3400 Hz，故麥克風(fēng)輸入的語音信號經(jīng)過第一級運(yùn)放的放大，后經(jīng)帶通濾波器進(jìn)行濾波，帶通濾波器的兩個(gè)截止頻率取300 Hz和3000 Hz左右，經(jīng)濾波后再經(jīng)運(yùn)放放大后耦合到壓控振蕩器的電壓控制端口。若電源的去耦沒做好，就會(huì)有50Hz或100Hz的電源紋波，該紋波會(huì)帶來寄生調(diào)頻從而影響調(diào)頻的性能，因此要在電源電路中做好去耦合。輸出到發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的輸出接口都用的SMA屏蔽頭以減小外界的干擾并減小輸出對前級的輻射，避免運(yùn)放發(fā)生自激振蕩。實(shí)際工程中往往是由所選定的電路決定，不易改動(dòng)，、也不能任意改變，所以普通的二階環(huán)有時(shí)難于滿足指標(biāo)要求，必須采取一定的措施。半波偶極子天線的系統(tǒng)框圖如下圖（）所示：，一個(gè)完整的偶極子天線由三個(gè)部分組成：天線振子、巴倫和匹配。圖？原理框圖根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，要達(dá)到50%的效率，只能選用甲乙類或者丙類功放。利用標(biāo)準(zhǔn)信號源（SUING TFG3150L）輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦波信號到高頻功放前級輸入電路，對高頻功放進(jìn)行測試，測試信號電平0～10dBm，～，測試結(jié)果如下：1　 有效輸出功率≤2W2　 HEXFET的功率增益約為8~10dB3　 輸出射頻信號的諧波抑制比約為26dB4　 輸出功率Po=2W時(shí)，整機(jī)的效率η≈40%5　 由于是線性功放，本機(jī)在其他頻段也可以工作，其他頻段下輸出功率與 與頻率的關(guān)系如圖？所示圖？為功率放大電路輸出信號，經(jīng)觀察信號無明顯失真，波形輸出穩(wěn)定。輸入端采用諧振回路實(shí)現(xiàn)選頻，同時(shí)使用電容阻抗變換，實(shí)現(xiàn)輸入阻抗匹配，天線輸出阻抗為75?，變換到MC13135混頻輸入阻抗4K?。圖14 音頻功率放大 2FSK消抖電路調(diào)頻信號經(jīng)過解調(diào)還原成基帶信號，數(shù)字和語音信號共用該信道，通過單片機(jī)控制信號的分流。在整個(gè)系統(tǒng)中處于頂層位置。與模擬通信相比，數(shù)字通信所占系統(tǒng)頻帶較大。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號；從高到低跳變表示“1”，從低到高跳變表示“0”[4]。AMI碼對應(yīng)的波形是具有正、負(fù)、零三種電平的脈沖序列。HDB3譯碼規(guī)則為:當(dāng)收到的符號序列中出現(xiàn)破壞點(diǎn)V，則斷定V符號及其前面的3個(gè)符號必是連0符號，從而恢復(fù)4個(gè)連0，再將所有1變?yōu)?1后便得到原消息代碼。而HDB3的特點(diǎn)是保留了AMI碼的優(yōu)點(diǎn)，克服了AMI連0多而無法提取同步信號的缺點(diǎn)。表1 傳輸碼的選擇碼型選擇原則NRZ曼徹斯特AMIHDB3不含直流，低頻分量少√√√便于提取定時(shí)信號√√所占頻帶寬度窄√√√能適應(yīng)于信息源的變化√√√√具有內(nèi)在檢錯(cuò)能力√√√編譯碼簡單√√√綜上所述并結(jié)合本課題的特點(diǎn)，我們選用曼徹斯特碼作為傳輸碼型，這樣既能夠比較簡單地實(shí)現(xiàn)信道編解碼和數(shù)字調(diào)制（2FSK），又能實(shí)現(xiàn)很好的同步，易于實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能指標(biāo)。綜合考慮系統(tǒng)的復(fù)雜程度、成本因素以及低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，我們選用第2種方案，即使用MCU平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)最高位為1時(shí)，則輸出I/O口在時(shí)間T內(nèi)輸出高，之后的時(shí)間T內(nèi)輸出為低；如果是最高為為0，則在時(shí)間T內(nèi)先是輸出低電平，之后的時(shí)間T內(nèi)輸出高電平，如此便完成了1bit的曼徹斯特編碼[7]。 同步同步是數(shù)字通信系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的問題[9]，通信系統(tǒng)是否可靠、接收靈敏度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，很大程度上依賴于同步技術(shù)的優(yōu)劣。接收端經(jīng)過2FSK解調(diào)后輸出的碼流中，采用自同步的方法實(shí)現(xiàn)位同步，并在位同步的基礎(chǔ)上完成幀同步。 捕獲過程是通過測量數(shù)據(jù)流中兩個(gè)跳變沿中間的時(shí)間寬度(W)，如果W等于碼元周期，便以第二個(gè)跳變沿為起始時(shí)刻，設(shè)置同步時(shí)鐘；如果W不等于碼元周期，則需要重新捕獲。每一個(gè)計(jì)數(shù)中點(diǎn)均為采樣時(shí)刻。根據(jù)MSP430有兩個(gè)16位捕獲/定時(shí)器Timer A和Timer B，可進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)和脈寬捕獲等功能。這樣有助于系統(tǒng)由捕捉態(tài)快速進(jìn)入跟蹤態(tài)，提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力。如果0SCOUNT8,則此時(shí)進(jìn)入準(zhǔn)同步狀態(tài)，但可以不進(jìn)行時(shí)鐘調(diào)整（本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是每次都需要時(shí)鐘調(diào)整）；如果SCOUNT=0，則進(jìn)入捕獲態(tài)，需要重新進(jìn)行位同步時(shí)鐘調(diào)整。同步跟蹤的瞬時(shí)最大誤差 (7)圖14 位同步跟蹤的誤差分析本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸格式為[8]：同步時(shí)鐘，即兩個(gè)字節(jié)0xFF經(jīng)過曼徹斯特編碼后，輸出波形為16個(gè)方波，便于進(jìn)行碼元速率（波特率）的測量和位同步的捕獲。單片機(jī)最開始將接收的碼元移入SYNC寄存器，并且判斷是否是同步頭0xF2。幀同步的方法主要有集中插入法和分集插入法。一種是由信道噪聲等原因引起的隨機(jī)誤碼。測試 1．基于理想信道的通信測試 發(fā)送的文本信息： 收到的文本信息： 結(jié)論：從收發(fā)情況看，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路可行，可完成數(shù)據(jù)傳輸和相應(yīng)的處理。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不發(fā)送信息時(shí)，在接收端也會(huì)接收到幅度比較大的噪聲信號，容易會(huì)引起單片機(jī)誤判為有信息要傳輸；且先發(fā)送出來的信息，在接收端解調(diào)出來時(shí)信噪比很差，直到較多信息發(fā)過來以后，信噪比會(huì)比較高。在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)與制作時(shí)，饒文貴老師給予了我很大的