【導(dǎo)讀】調(diào)頻收音機(jī)對講機(jī)的出現(xiàn)使無線通信技術(shù)更加廣泛的應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)之中。的教學(xué)模塊設(shè)計(jì)中掌握系列的無線通信實(shí)踐系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)無線通信的興趣，論文完成了系統(tǒng)的原理圖及PCB的設(shè)計(jì)。電磁兼容性，從元器件的布局及走線等方面來采取措施。論文設(shè)計(jì)了一款基于D1800的音頻信號處理硬件平臺，該平臺有接收電路，和發(fā)送電路為主。該系統(tǒng)第一級為振蕩兼放大電路，第二級為發(fā)射電路，調(diào)頻波

　　

【正文】 對于高頻和數(shù)字信號，屏蔽電纜兩端都接地 ； 低頻模擬信號用的屏蔽電纜，一端接地為好。 最后 要 用好去耦電 容 ， 好的高頻去耦電容可以去除高到 1GHZ 的高頻成份 ，陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好。設(shè)計(jì)印刷 電 路板時，每個集成電路的 電源，地之間都要加一個去耦電容。去耦電容有兩個作用：一方面是 本集成電路的蓄能電容，提供和吸收該集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電 路 ；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型 去耦電容為 的去耦電容 ， 有 5nH 分布電感，它的并行共振頻率大約在 7MHz 左右，也就是說對于 10MHz 以下的噪聲有較好的去耦作用，對 40MHz 以上的噪聲幾乎不起作用。 1uf， 10uf 電容，并行共振頻率在 20MHz 以上，去除高頻率噪聲的效果要好一些 ； 在電源進(jìn)入印刷板的地方和一個 1uf 或 10uf 的去高頻電容往往是有利的，即使是用電池供電 的系統(tǒng)也需要這種電容 ； 每 10 片左右的集成電路要加一片充放電電容，或稱為蓄放電容，電容大小可選 10uf。最好不用電解電容，電解電容是兩層溥膜卷起來的，這種卷起 18 來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感，最好使用膽電容或聚碳酸醞電容。去耦電容值的選取并不嚴(yán)格，可按 C=1/f 計(jì)算；即 10MHz 取 ，對微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)，取~ 之間都可以 [9]。 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì) 電子系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)既有硬件方面的任務(wù)也有軟件方面的任務(wù) ，軟件抗干擾措施雖然使用靈活、成本低廉，但增加了軟件編程工作量和 CPU 運(yùn)行時間，而且對于某些干擾也難以消除，因此在系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)時要有效的硬件抗干擾措施，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。一般采取的硬件抗干擾措施介紹如下： 1. 切斷來自電源的干擾 為了減小噪聲干擾，用到隔離變壓和低通濾波等去耦 措施。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在緊靠電源線進(jìn)入電路板處放置 10uF 的去耦電容來對電源進(jìn)行濾波，在電源輸入時就有效的濾掉雜波。另外，在每個器件的電源端放置約 uF 的去耦電容，隔斷來自板上的干擾。 2. 切斷來自過程通道的干擾 對于過程通道的 抗干擾措施，主要采取以下幾種： a) 模擬地和數(shù)字地分開，避免公共阻抗對模擬信號和數(shù)字信號產(chǎn)生耦合作用。 b) 長線傳輸?shù)淖杩蛊ヅ?。長線傳輸時，阻抗不匹配的傳輸會產(chǎn)生反射，使信號出現(xiàn)畸變、衰減，導(dǎo)致信號失真。為了對傳輸進(jìn)行阻抗匹配，一般要 排 阻。 c) 走線時，按照 45 度或者 135 度角拐彎，這樣可以較少高頻信號的反射或者相互之間的耦合。走線長度越短越好，信號線不能形成環(huán)路。 3. 抑制空間干擾 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采取的抑制空間干擾的主要措施有： a) 加大印刷板的間隔，加大導(dǎo)線間、元器件的間隔。如果干擾太大，可在導(dǎo)線之間添加地線等。 b) 系統(tǒng)中敏 感部件遠(yuǎn)離開關(guān)電源。 印刷電路板是電子系統(tǒng)中器件、信號線和電源線的高密度合體，印刷電路設(shè)計(jì)的好壞對系統(tǒng)的抗干擾能力影響很大。因此在布線時，盡量加寬電源、地線寬 19 度。本文所設(shè)計(jì)的電路板是 兩 層板， PCB 設(shè)計(jì)時地線和電源線的最佳寬度設(shè) 40mil，一般的數(shù)字信號線為 10mil。對 PCB 的設(shè)計(jì)可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路，即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用 [10]。如 圖 所示 ： 圖 PCB 整 體布局 本章小結(jié) 本章詳細(xì)論述了系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)方法。首先給出了系統(tǒng)的阻抗均衡模塊、 LC 振蕩電路、調(diào)制放大電路、收音接收電路的設(shè)計(jì)原理和電路圖。其次詳細(xì)介紹了 PCB 布局走線規(guī)則及系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)。本章是系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 20 圖 覆銅后的 PCB 第 4章 總結(jié)與展望 總結(jié) 在課題設(shè)計(jì)期間，本人獨(dú)立完成了此系統(tǒng)硬件的方案設(shè)計(jì)，硬件電路的構(gòu)架設(shè)計(jì)及功能模塊設(shè)計(jì) 。 本文詳細(xì)敘述了一種基于 D1800 的 無線通信 教學(xué)模塊 硬件系統(tǒng)，詳細(xì)概述了系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)思想和技術(shù)細(xì)節(jié)，在 此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)中各功能模塊的作用以及硬件的設(shè)計(jì)原理和方法。現(xiàn)對本文的主要工作和遇到的問題總結(jié)如下： 1. 介紹調(diào)頻收音機(jī)對講機(jī)的市場廣泛性，提出將其列為無線通信教學(xué)模塊的必要性和培養(yǎng)調(diào)頻收音機(jī)對講機(jī)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的緊迫性。 2. 分析系統(tǒng)硬件的特點(diǎn)和需求，在滿足系統(tǒng)需求的情況下采用最優(yōu)的硬件組合。在閱讀許多文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)要求、綜合成本、性能及實(shí)現(xiàn)周期等相關(guān)的因素，提出了一種解決方案。對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上完成了對主要芯片 的 選型和硬件電路的搭建。 3. 采用 Altium Designer D1800的無線通信 教學(xué) 模 21 塊 的 PCB板 設(shè)計(jì)。在 PCB板的設(shè)計(jì)中結(jié)合信號完整性分析理論，對電路的布局布線進(jìn)行優(yōu)化，確保了電路的可靠性和穩(wěn)定性 ， 并采取 了抑制干擾的方法。 展望 目前硬件部分的研究和設(shè)計(jì)已經(jīng)完成， 同時還完成了 PCB 板的調(diào)試以保證系統(tǒng)硬件的連接和功能正常，測試系統(tǒng)是否可運(yùn)行，驗(yàn)證硬件設(shè)計(jì)的正確性。 由于時間的緊迫，在整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中還有不足和有待于進(jìn)一步探討的地方，下一步工作的重點(diǎn)是： 1. 系統(tǒng)軟件的開發(fā)，使該處理板成為一個完整的可正常運(yùn)行的音頻處理系統(tǒng)，可以最大發(fā)揮出硬件平 臺的優(yōu)勢，改善整個系統(tǒng)。 2. 調(diào)頻收音機(jī)對講機(jī)無線通信系統(tǒng)全面納入高校教學(xué)模塊，正式成為高校教學(xué)素材。 電源電源電源 參考文獻(xiàn) [1] 洪治 ． 我國對講機(jī)市場現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J]． 中國無線電 ， 20xx， 1[1] ： 42– 69． [2] 童詩白 ， 華成英 ． 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京市： 高等教育出版社 ， 20xx． [3] 陳邦媛 ． 射頻通信電路 [M]．北京市： 科學(xué)出版社 ， 20xx． [4] 樊昌信 ， 曹麗娜 ． 通信原理 [M]．北京市： 國防工業(yè)出版社 ， 20xx． [5] 王興亮 ， 寇寶明 ． 數(shù)字通信原理與技術(shù) [M]． 西安 市： 西安電子科技出版社 ，20xx． [6] 張敬堂 ， 李紅波 ， 趙澤兵 ， 霍燕 ． 現(xiàn)代通信技術(shù) [M]． 北京市 ： 國防工業(yè)出版社 ， 20xx． [7] John G. Proakis． Digital Communications[M]． Beijing： Electronic Industry Press， 20xx． 22 [8] Theodore S. Rappaport ． Wireless Communications Principles and Practice[M]． Beijing： Electronic Industry Press， 1999． [9] 張義和 ． Altium Designer完全電路設(shè)計(jì)電路板篇 [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社 ，20xx． 1619． [10] T顧海洲，馬雙武 ． PCB電磁兼容技術(shù) [M]． 北京：清華大學(xué)出版社 ，20xx． 10220． 致 謝 將近一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將接近尾聲，在這段時間里我有了很大的收獲。在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活當(dāng)中，我學(xué)到了很多東西，但絕大多數(shù)都是書本上的，實(shí) 際應(yīng)用的機(jī)會卻很少，這次畢業(yè) 設(shè)計(jì)是我有史以來第一次自己用心去完成，并著手解決問題的學(xué)習(xí)過程 。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個將理論變成 實(shí)踐 的過程，由于時間的關(guān)系，我學(xué)到的東西很有限，在整個設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中還有很多東西 并沒有完全精通，需要在今后學(xué)習(xí)、工作過程當(dāng)中繼續(xù)鉆研。 首先，我要感謝我的指導(dǎo)教師 朱勇老師。朱 老師 敏捷 的工作 思維 和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)給我樹立了很好的榜樣，提供的軟硬件平臺使我能愉快并順利地完成這個課題，嚴(yán)格地 要求使我逐步養(yǎng)成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。尤其感謝朱 老師在百忙中抽出他寶貴的時間與我共同討論交流，幫助我在 設(shè)計(jì) 的入門階段少走了很多彎路。 在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我還得到了周圍很多同學(xué)朋友的熱心幫助。 他們給予的許多資料、信息以及寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在我最迷茫的時候給了最關(guān)鍵的啟發(fā)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利完成，他們功不可沒。在此 一并感謝。 同時，我還要感謝在學(xué)校里曾經(jīng)關(guān)懷和教育過我的各位師長。從他們的身上，我不僅學(xué)到了許多專業(yè)知識，也學(xué)到了許多做人的道理。此外，我還要感謝曾經(jīng)支持和鼓勵我的同學(xué)。 23 四年本科生活即將結(jié)束，回顧在校學(xué)習(xí)生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，感謝我的母校給予我的一切！感謝共同生活的同學(xué)和老師。最后我感謝我的父母和家人這么多年來來對我無私的鼓勵和支持。