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微功率電報(bào)收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)

2024-09-04 11:00本頁(yè)面
  

【正文】 while(1) { if(DQ==1)goto loop1。 while(1) { if(DQ==0)goto loop2。 DQ=1。 P2=0x00。}//主函數(shù),判定P1^4口的斷開和接通作為切換//void main(){ P0=0x00。}//void int1(void){ ad9850_reset_serial()。 }//void int0(void){ ad9850_reset_serial()。 }//移入始能; ad9850_fq_up=1。 ad9850_w_clk=1。i++) { ad9850_bit_data=(wi)amp。 for(i=0。 ad9850_w_clk=0。0x01。i8。 }//寫w1數(shù)據(jù); w=(y24)。 ad9850_w_clk=1。i++) { ad9850_bit_data=(wi)amp。 for(i=0。 ad9850_w_clk=0。0x01。i8。 }//寫w3數(shù)據(jù); w=(y8)。 ad9850_w_clk=1。i++) { ad9850_bit_data=(wi)amp。 for(i=0。 y=frequence。//適合125M晶振,控制字長(zhǎng)32位;//如果時(shí)鐘頻率不為180MHZ,修改該處的頻率值,單位MHz; frequence=frequence/1000000。 double x。}//向ad9850中寫命令與數(shù)據(jù)(串口)//void ad9850_wr_serial(unsigned char w0,double frequence){ unsigned char i,w。 ad9850_fq_up=1。 ad9850_w_clk=0。//w_clk信號(hào) ad9850_w_clk=0。 ad9850_rest=1。 ad9850_fq_up=0。 //;sbit ad9850_bit_data =P1^7。 //;sbit ad9850_fq_up =P2^1。源程序附錄B 源程序//程序// include include include sbit DQ =P1^4。謝謝! 附錄A大四就要畢業(yè),在這里我非常感謝信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院諸位老師四年來(lái)對(duì)我學(xué)習(xí)的諄諄教誨,傳授給了我專業(yè)知識(shí)。我的設(shè)計(jì)涉及到無(wú)線通信,設(shè)計(jì)以及調(diào)試過程較為復(fù)雜煩瑣,但是劉老師仍然細(xì)心地糾正我們?cè)O(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉恩博老師。本設(shè)計(jì)有很多錯(cuò)誤和疏漏,希望各位老師能夠批評(píng)和指正,使我能夠更深一步的學(xué)習(xí)。由于整個(gè)模塊的電路板都是自己腐蝕、焊接的,又沒有做外殼進(jìn)行裝飾,所以整體看起來(lái)不夠美觀。但是實(shí)際設(shè)計(jì)電路之后,存在很多問題,最后沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。在本設(shè)計(jì)中利用晶振作為本振,從理論上計(jì)算和分析后,制作電路板基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)想。 通過對(duì)無(wú)線收發(fā)電路的研究,發(fā)現(xiàn)了自己水平的很多不足,以前很多對(duì)高頻電路的理解的不正確性,使我在前期的設(shè)計(jì)中走了不少?gòu)澛?。在設(shè)計(jì)電路的過程中,由于使用Miltisim軟件進(jìn)行仿真,使在后來(lái)的電路搭建過程中有了仿真結(jié)果做引導(dǎo),減少了許多電路設(shè)計(jì)和調(diào)試的時(shí)間。 第五章 總結(jié)第五章 總結(jié)經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)試,由我獨(dú)立完成的微功率電報(bào)收發(fā)信機(jī),實(shí)現(xiàn)了一部分預(yù)期的目標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)室嘗試過多次,最終認(rèn)為接收較好的天線是將兩根10m長(zhǎng)的電線作天線,一根接天線一端,另一根接天線的另一端,二者向空中拉直,成45度角。其中n為自然數(shù)[26]。 根據(jù)電波傳輸理論,如圖46電波傳輸理論示意圖所示。所以測(cè)試應(yīng)在空曠地方,中間不能有障礙物或屏蔽物。216。 因本設(shè)計(jì)收發(fā)天線均采用拉桿天線或?qū)Ь€,為提高收發(fā)天線的增益,應(yīng)使拉桿天線的長(zhǎng)度等于10m或大于10m。 在發(fā)射機(jī)接50Ω假負(fù)載,其功率不大于20mW的情況下,盡量提高發(fā)射機(jī)天線輻射的有效功率Pt。根據(jù)單工無(wú)線傳輸距離公式 (式41)上式中,Pt為發(fā)射機(jī)天線端輻射的有效功率,Smin為接收機(jī)的最小檢測(cè)功率,Gt、Gr分別為發(fā)射機(jī)天線和接收機(jī)天線的增益,K值在發(fā)射頻率確定的情況下基本是一個(gè)常量。(4) 在該設(shè)計(jì)中,天線也是很重要的一項(xiàng),下面是關(guān)于盡量增加傳輸距離的分析。與老師的探討當(dāng)中,我發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)有一些小問題,可能會(huì)影響到高頻信號(hào)的發(fā)射,比如電路板上高頻工作區(qū)與低頻放大區(qū)相隔太近可能會(huì)產(chǎn)生影響,再有我沒有把幾個(gè)模塊整合到一個(gè)電路板上,導(dǎo)致各模塊間接線較長(zhǎng),信號(hào)會(huì)衰減,兩根信號(hào)線并排連接,交流信號(hào)會(huì)產(chǎn)生互感現(xiàn)象等。使用開關(guān)型混頻器,降低對(duì)本振雜散的要求[25]。一般地,車、船和飛機(jī)上的通信設(shè)備收發(fā)機(jī)都集成在一起。DDS的直接輸出信號(hào)作較高性能的接收機(jī)第一本振是不行的,原因是對(duì)接收性能要求,要避免因本振雜散在混頻器的倒易混頻下產(chǎn)生過大的的影響,DDS生產(chǎn)廠家給出的理想狀態(tài)下的輸出雜散就不低,只有通過多個(gè)帶通濾波器和開關(guān)型混頻器降低雜散的影響。這樣一來(lái),寬帶DDS雜散干擾信號(hào)被PLL環(huán)路濾波器濾除了,步進(jìn)小、電路簡(jiǎn)單、性能高。搜集相關(guān)文獻(xiàn),《電子技術(shù)》雜志的《一種基于DDS和PLL技術(shù)本振源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》一文指出,在非跳頻用途的高性能商品電臺(tái)或者高性能收信機(jī)中,似乎還沒見過用DDS的輸出直接作第一本振的,軍用高速跳頻用途的電臺(tái)只能用DDS的輸出直接作第一本振[23]。頻率穩(wěn)定性沒有晶振的高??赡軉栴}是AD9850產(chǎn)生的信號(hào)幅值太小,只占晶振的1/4,但作為功率要求不高的收發(fā)信機(jī),這個(gè)幅值是可以發(fā)出和收到的。作為發(fā)信機(jī),在檢驗(yàn)用的收信機(jī)上幾乎聽不到信號(hào)音。,本振為晶振時(shí)可以聽到較清晰的聲音,作為發(fā)射機(jī),在另一臺(tái)收信機(jī)上亦可收聽到清晰的信號(hào)。其作為本振源,在發(fā)射端測(cè)得波形如下。 ,產(chǎn)生的波形如下。在發(fā)射端測(cè)得波形如下。(3) 關(guān)于AD9850產(chǎn)生的信號(hào),其波形如下。經(jīng)檢查,電鍵插座中接地端和聲道端接在一起的,如果將3芯立體聲插頭接入,會(huì)導(dǎo)致直接接地端和聲道端直接短路,起不到接通和斷開的作用。后在9V電源輸入端并焊接一個(gè)103瓷片電容,至此接收基本正常。 解決辦法是在“SPEAKER”兩端焊接一個(gè)103瓷片電容后,仍無(wú)效。在設(shè)計(jì)以及調(diào)試的過程中遇到了很多問題,正是通過不斷的解決這些問題設(shè)計(jì)才能向前開展,才最終調(diào)試成功。在設(shè)計(jì)電路時(shí)并未考慮電源濾波的問題,但是當(dāng)焊接完成,接上9V變壓器電源之后,接收的電流聲很大,嚴(yán)重影響了收聽信號(hào)。同時(shí)將功放三極管偏置在非線性區(qū)域,將天線接收的信號(hào)與本振信號(hào)混頻,得到3Khz左右的音頻信號(hào),然后送到音頻功率放大器放大即可收聽?;竟ぷ髟硎牵寒?dāng)電鍵按下時(shí),功放電路作為功率放大器,將本振信號(hào)放大之后經(jīng)過濾波電路后經(jīng)天線發(fā)送出去。圖319 本設(shè)計(jì)中音頻功率放大圖 收發(fā)控制電路設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中,通過一個(gè)電鍵控制著單片機(jī)的頻率轉(zhuǎn)換和功放電路的工作狀態(tài)。圖318 LM386最少元件電路 本設(shè)計(jì)的音頻放大電路圖如下所示。在1腳和8腳之間增加一只外接電阻或電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至200。本設(shè)計(jì)中使用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器LM386。,混頻后取其差值3KHz,作為音頻信號(hào)。圖317 混頻器原理圖圖317中,C3和C4為藕合電容,起到隔離直流的作用。(二) 本設(shè)計(jì)中的混頻器本設(shè)計(jì)利用三極管作混頻電路,在三極管的基極和集電極分別輸入本地振蕩信號(hào)和射頻輸入信號(hào),產(chǎn)生的信號(hào)差,經(jīng)過三極管放大,然后在發(fā)射極選擇出所需要的頻率,電路如圖317。原理如圖316所示。一般是通過兩個(gè)頻率不同的信號(hào)進(jìn)行相乘,然后再通過濾波電路來(lái)完成變頻[21]。(四) 動(dòng)態(tài)范圍 接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍是指其最小可辨別的輸入信號(hào),與輸入最大信號(hào)時(shí)接收機(jī)不失真信號(hào)之間的功率差值,用dB表示。電路選擇信號(hào)能力的好壞,主要受濾波電路以前的諧振電路的影響。一般是這樣定義的:輸入端的信號(hào)功率對(duì)噪聲功率的比值SNR(i),與輸出端的信號(hào)功率對(duì)噪聲功率的比值SNB(o)。靈敏度主要是受到接收電路的噪聲的影響,所以接收機(jī)的性能參數(shù)中如何提高信噪比也是一個(gè)非常重要的方面,靈敏度是衡量一個(gè)接收機(jī)的接收信號(hào)能力大小的一個(gè)指標(biāo)。但本設(shè)計(jì)不需要檢波解調(diào)的過程,故本設(shè)計(jì)的無(wú)線接收電路主要包括:濾波電路、混頻器、發(fā)送/接收開關(guān)、音頻功率放大電路等幾個(gè)部分,通過混頻可直接將差拍信號(hào)(即音頻信號(hào))解調(diào)出來(lái),經(jīng)音頻放大后通過耳機(jī)可接聽。無(wú)線接收解調(diào)后的信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的一致性,是在無(wú)線發(fā)射系統(tǒng)中一個(gè)非常難設(shè)計(jì)的,也是衡量這個(gè)通信系統(tǒng)是否是高品質(zhì)的無(wú)線收發(fā)方案之一[20]。如上圖所示。圖315 π型低通濾波器設(shè)計(jì)L=L2*Z/(2πfc)≈,CC3=1/(2πfcZ)≈455pF。使用并聯(lián)輸入回路。終止頻率頻率fs是二次諧波,即14Khz,歸一化fs=14/7=。我把7MHz設(shè)為fc,允許有3dB的衰減。以這個(gè)為依據(jù),計(jì)算出我們所需要濾波器的特征阻抗和截止頻率,就可以完成我的設(shè)計(jì)。π型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的等效如下。需要設(shè)計(jì)L網(wǎng)絡(luò)既要濾波又要阻抗匹配。第一,C類放大器的輸出諧波很豐富,這些不需要的信號(hào)必須濾掉。把濾波器的阻抗從1Ω升高就需要小一點(diǎn)的C值,大一點(diǎn)的L值。為了使濾波器工作在我們需要的頻率和阻抗,元件值必須換算。n的值就是我們?cè)O(shè)計(jì)濾波器需要的階數(shù)能夠在fs提供需要的衰減需要的最少階數(shù)。計(jì)算歸一化的終止頻率=fs/fc(歸一化截止頻率時(shí)fc/fc=1)。設(shè)計(jì)巴特沃斯低通濾波器,需要知道f(c)(截止頻率),f(s)(終止頻率)及需要的衰減[19]。圖312和圖313是巴特沃斯型濾波器的截止頻率曲線圖。低通濾波器就是讓低于一定頻率的信號(hào)可以通過,而高于這個(gè)頻率的信號(hào)就會(huì)有很大的衰減;高通濾波器和低通濾波器的作用正好相反,就是高于一定頻率的信號(hào)可以通過,低于這個(gè)頻率的信號(hào),會(huì)被衰減掉;帶通濾波器就是只有一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)可以通過,其他的信號(hào)都會(huì)有很大的衰減[18]。這樣設(shè)計(jì)的濾波器由于沒有電阻又被稱為無(wú)損耗濾波器,輸入的功率在輸出端都變成了有用功率。按照濾波器的功能劃分,可分為高通、低通和帶通濾波器。其中電感和電阻并聯(lián)是為了去耦串聯(lián)阻抗,但是如果用磁珠去藕射頻扼流圈,作用會(huì)更加明顯。/(210)=160Ω。/(2PINRL)。本電路中沒有偏置電阻,因?yàn)檩斎胄盘?hào)僅在信號(hào)波峰使管子導(dǎo)電。C類放大效率高,能夠產(chǎn)生更多的功率,但信號(hào)卻嚴(yán)重失真,變成了一連串脈沖信號(hào),故此放大器只適用于不需要線性還原輸入信號(hào)的場(chǎng)合,如本設(shè)計(jì)的CW模式。(四) 本設(shè)計(jì)中的功率放大電路電路圖如圖311下所示圖311 功率放大器電路圖311是一個(gè)小功率C類放大器,C類功率放大器被設(shè)置成高增益開關(guān),此時(shí)小的輸入信號(hào)就可以讓管子迅速導(dǎo)電和關(guān)斷,減小了管子的功率損耗,PDISS=ICVCE。高頻功率放大器按照工作頻率的寬窄,可以分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。然而它的工作頻率很高,相對(duì)頻帶較窄,因此高頻功率放大器常常采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。要滿足上面的這種電壓和電流的相對(duì)關(guān)系,功率放大器最好工作在C類,或者D類,E類放大器狀態(tài)。其中A類放大器的效率最低,B類比A類的轉(zhuǎn)換效率要高,同理工作在C類,比A類B類都要高,晶體管集電極功率的公式為 (式35) 從上式中可以看出,如果增加的時(shí)候,降低,反之增加降低都可以使值降低。(三) 工作狀態(tài)的選擇問題由于要提高放大器的轉(zhuǎn)換效率,就要降低放大器的功率損耗,提高放大器的輸出功率。當(dāng)兩個(gè)阻抗數(shù)值一樣時(shí),即達(dá)到完全匹配,反射系數(shù)Γ等于0,駐波比為1。駐波比:
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