【導讀】調頻收音機對講機的出現使無線通信技術更加廣泛的應用于實際系統(tǒng)之中。的教學模塊設計中掌握系列的無線通信實踐系統(tǒng)，激發(fā)學生學習無線通信的興趣，論文完成了系統(tǒng)的原理圖及PCB的設計。電磁兼容性，從元器件的布局及走線等方面來采取措施。論文設計了一款基于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，調頻波

　　

【正文】 對于高頻和數字信號，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。設計印刷 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門瞬間的充放電 路 ；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數字電路中典型 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 來的結構在高頻時表現為電感，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格，可按 C=1/f 計算；即 10MHz 取 ，對微控制器構成的系統(tǒng)，取~ 之間都可以 [9]。 系統(tǒng)抗干擾設計 電子系統(tǒng)的抗干擾設計既有硬件方面的任務也有軟件方面的任務 ，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)抗干擾設計時要有效的硬件抗干擾措施，保證系統(tǒng)運行的可靠性。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)的設計中，在緊靠電源線進入電路板處放置 10uF 的去耦電容來對電源進行濾波，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) 模擬地和數字地分開，避免公共阻抗對模擬信號和數字信號產生耦合作用。 b) 長線傳輸的阻抗匹配。長線傳輸時，阻抗不匹配的傳輸會產生反射，使信號出現畸變、衰減，導致信號失真。為了對傳輸進行阻抗匹配，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)設計中，采取的抑制空間干擾的主要措施有： a) 加大印刷板的間隔，加大導線間、元器件的間隔。如果干擾太大，可在導線之間添加地線等。 b) 系統(tǒng)中敏 感部件遠離開關電源。 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，印刷電路設計的好壞對系統(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。本文所設計的電路板是 兩 層板， PCB 設計時地線和電源線的最佳寬度設 40mil，一般的數字信號線為 10mil。對 PCB 的設計可用寬的地導線組成一個回路，即構成一個地網來使用 [10]。如 圖 所示 ： 圖 PCB 整 體布局 本章小結 本章詳細論述了系統(tǒng)的硬件電路的設計方法。首先給出了系統(tǒng)的阻抗均衡模塊、 LC 振蕩電路、調制放大電路、收音接收電路的設計原理和電路圖。其次詳細介紹了 PCB 布局走線規(guī)則及系統(tǒng)抗干擾設計。本章是系統(tǒng)的重點和難點。 20 圖 覆銅后的 PCB 第 4章 總結與展望 總結 在課題設計期間，本人獨立完成了此系統(tǒng)硬件的方案設計，硬件電路的構架設計及功能模塊設計 。 本文詳細敘述了一種基于 D1800 的 無線通信 教學模塊 硬件系統(tǒng)，詳細概述了系統(tǒng)的理論基礎、設計思想和技術細節(jié)，在 此基礎上，詳細介紹了所設計系統(tǒng)中各功能模塊的作用以及硬件的設計原理和方法?，F對本文的主要工作和遇到的問題總結如下： 1. 介紹調頻收音機對講機的市場廣泛性，提出將其列為無線通信教學模塊的必要性和培養(yǎng)調頻收音機對講機領域專業(yè)人才的緊迫性。 2. 分析系統(tǒng)硬件的特點和需求，在滿足系統(tǒng)需求的情況下采用最優(yōu)的硬件組合。在閱讀許多文獻的基礎上，根據系統(tǒng)要求、綜合成本、性能及實現周期等相關的因素，提出了一種解決方案。對系統(tǒng)的結構和功能進行分析，在此基礎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 模 21 塊 的 PCB板 設計。在 PCB板的設計中結合信號完整性分析理論，對電路的布局布線進行優(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計已經完成， 同時還完成了 PCB 板的調試以保證系統(tǒng)硬件的連接和功能正常，測試系統(tǒng)是否可運行，驗證硬件設計的正確性。 由于時間的緊迫，在整個系統(tǒng)設計過程中還有不足和有待于進一步探討的地方，下一步工作的重點是： 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. 調頻收音機對講機無線通信系統(tǒng)全面納入高校教學模塊，正式成為高校教學素材。 電源電源電源 參考文獻 [1] 洪治 ． 我國對講機市場現狀及發(fā)展趨勢 [J]． 中國無線電 ， 20xx， 1[1] ： 42– 69． [2] 童詩白 ， 華成英 ． 模擬電子技術基礎 [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 ． 數字通信原理與技術 [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 ． 現代通信技術 [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完全電路設計電路板篇 [M]． 機械工業(yè)出版社 ，20xx． 1619． [10] T顧海洲，馬雙武 ． PCB電磁兼容技術 [M]． 北京：清華大學出版社 ，20xx． 10220． 致 謝 將近一個學期的畢業(yè)設計即將接近尾聲，在這段時間里我有了很大的收獲。在大學四年的學習生活當中，我學到了很多東西，但絕大多數都是書本上的，實 際應用的機會卻很少，這次畢業(yè) 設計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習過程 。畢業(yè)設計是一個將理論變成 實踐 的過程，由于時間的關系，我學到的東西很有限，在整個設計的環(huán)節(jié)中還有很多東西 并沒有完全精通，需要在今后學習、工作過程當中繼續(xù)鉆研。 首先，我要感謝我的指導教師 朱勇老師。朱 老師 敏捷 的工作 思維 和嚴謹的工作作風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，嚴格地 要求使我逐步養(yǎng)成了良好的學習習慣。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 設計 的入門階段少走了很多彎路。 在整個畢業(yè)設計的過程中，我還得到了周圍很多同學朋友的熱心幫助。 他們給予的許多資料、信息以及寶貴的經驗，在我最迷茫的時候給了最關鍵的啟發(fā)。我的畢業(yè)設計能順利完成，他們功不可沒。在此 一并感謝。 同時，我還要感謝在學校里曾經關懷和教育過我的各位師長。從他們的身上，我不僅學到了許多專業(yè)知識，也學到了許多做人的道理。此外，我還要感謝曾經支持和鼓勵我的同學。 23 四年本科生活即將結束，回顧在校學習生活的點點滴滴，感謝我的母校給予我的一切！感謝共同生活的同學和老師。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。