【正文】 主要是表示阻抗匹配的程度。)。 噪聲系數(shù)：輸入信噪比與輸出信噪比的比值。 輸出功率：功率放大器輸出功率的大小，單位為dBm。而高頻放大器工作在C、D、E類放大狀態(tài)，因此要采用非線性的分析方法進(jìn)行分析。高頻功率放大器后面跟濾波器，要求輸出功率高的同時(shí)要求放大器的效率比較高，所以一般工作在D類，E類工作狀態(tài)。高頻諧振功率放大器具有選頻作用，所以后面一般跟著帶通濾波器，帶寬相對低頻的放大器比較窄。首先是工作頻率和相對的帶寬要求差別比較大。高頻的功率放大器一般要滿足以下幾個(gè)要點(diǎn)：功率輸出要足夠大，效率要足夠的高，非線性失真小和頻率的帶寬要滿足設(shè)計(jì)的要求等[16]。在發(fā)射模塊中，振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩頻率一般都是比較小，所以要進(jìn)行有效的發(fā)送，一般要經(jīng)過前置的緩沖級，中間的放大級，和后級的功率輸出級這幾個(gè)部分。所以，放大器是高頻制作和實(shí)驗(yàn)的重心。 功率放大器的設(shè)計(jì)在接收機(jī)中接受到的弱信號后，用小信號放大器放大，然后我們用耳機(jī)或者喇叭就能聽得到聲音，或者放大到我們可以應(yīng)用的信號。本設(shè)計(jì)中晶振部分采用串聯(lián)了一個(gè)1N4148二極管，通過電鍵控制收發(fā)，可以控制二極管的電壓和電容，達(dá)到微調(diào)晶振頻率的目的。UR1=VccUR2=；R1=UR1/(10Ic/150)=27K(測試為達(dá)到最大輸出電壓增益，取47K)；理論上該振蕩器輸出功率20mW以上。設(shè)置靜態(tài)參考點(diǎn)：Ic=4mA(小功率),223。三極管9018參數(shù)：?T =400MHz；223。該電路的本振頻率由晶振決定，三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)由R1和R2決定。利用與晶振并聯(lián)的電容之間作為抽頭。是和晶體兩端并聯(lián)的外電路各電容的等效值，即根據(jù)產(chǎn)品要求的負(fù)載電容。具體電路如上圖所示，利用晶體的高Q和很低的C可以獲得很高的頻穩(wěn)度。收發(fā)時(shí)一直保持振蕩。～10?,而且成本低,可以大規(guī)模的生產(chǎn),所以能大規(guī)模的應(yīng)用。所以在現(xiàn)代的通信系統(tǒng)中,晶體振蕩器得到了很好的發(fā)展[15]。由于石英晶體串聯(lián)諧振的時(shí)候有很高的Q值,所以其組成的晶體振蕩器有很高的穩(wěn)定性。AD9850產(chǎn)生的信號如下所示：圖38 示波器顯示AD9850模塊產(chǎn)生的正弦波經(jīng)觀測，f=，Vpp=。//定義端口號sbit ad9850_w_clk=P2^2；//sbit ad9850_fq_up=P2^1；//sbit ad9850_rest=P2^0；//sbit ad9850_bit_data=P1^7；////P1為默認(rèn)的8位數(shù)據(jù)口//向ad9850中寫命令與數(shù)據(jù)(并口)void ad9850_wr_parrel(unsigned char w0，double frequence){ unsigned char w； long int y； double x；//計(jì)算頻率的HEX值 x=4294967295/125；//適合125M晶振 frequence=frequence/1000000； frequence=frequence*x； y=frequence；//寫w0數(shù)據(jù) w=w0； P1=w； //w0 ad9850_w_clk=1； ad9850_w_clk=0；//寫w1數(shù)據(jù) w=(y24)； P1=w； //w1 ad9850_w_clk=1； ad9850_w_clk=0；//寫w2數(shù)據(jù) w=(y16)； P1=w； //w2 ad9850_w_clk=1； ad9850_w_clk=0；//寫w3數(shù)據(jù)w=(y8)；P1=w； //w3ad9850_w_clk=1；ad9850_w_clk=0；//寫w4數(shù)據(jù)w=(y=0)；P1=w； //w4ad9850_w_clk=1；ad9850_w_clk=0；//移入始能ad9850_fq_up=1；ad9850_fq_up=0；}本設(shè)計(jì)中，AD9850模塊與單片機(jī)連接電路如下所示。、當(dāng)被占用時(shí)，WCLK和FQUD引腳也可與其它I/O腳相連，這時(shí)需要修改相應(yīng)的發(fā)送程序[24]。在其上升沿，AD9850接收與P1口相連的數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)備下一字節(jié)的發(fā)送，連續(xù)發(fā)送5個(gè)字節(jié)后，(FQUD)再次置高，以使AD9850根據(jù)剛輸入的控制字更改頻率和相位輸出。I/O方式的并行接口電路比較簡單，但占用單片機(jī)資源相對較多，圖37是I/O方式并行接口的電路圖，AD9850的數(shù)據(jù)線D0～D7與P1口相連，(10引腳)(11)引腳相連，所有的時(shí)序關(guān)系均可通過軟件控制實(shí)現(xiàn)。AD9850的參考時(shí)鐘頻率一般遠(yuǎn)高于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率(單片機(jī)AT89S51，一般使用12M晶振)，因此AD9850的復(fù)位(RESET)端可與單片機(jī)的復(fù)位端直接相連。在并行裝入方式中，通過8位總線D0—D7將數(shù)據(jù)輸入到寄存器，在WCLK的上升沿裝入8位數(shù)據(jù)，并把指針指向下一個(gè)輸入寄存器，在重復(fù)5次之后再在FQUD上升沿把40位數(shù)據(jù)從輸入寄存器裝入到頻率/相位數(shù)據(jù)寄存器(更新DDS輸出頻率和相位)，同時(shí)把地址指針復(fù)位到第一個(gè)輸入寄存器。AD9850有40位控制字，32位用于頻率控制(低32位)，5位用于相位控制，1位用于電源休眠(Powerdown)控制，2位用于選擇工作方式。將DAC的輸出經(jīng)低通濾波后接到AD9850內(nèi)部的高速比較器上即可直接輸出方波。AD9850采用32位的相位累加器將信號截?cái)喑?4位輸入到正弦查詢表，查詢表的輸出再被截?cái)喑?0位后輸入到DAC，DAC再輸出兩個(gè)互補(bǔ)的電流。每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)也回到初始位置，從而使整個(gè)DDS系統(tǒng)輸出一個(gè)正弦波。查詢表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號，然后驅(qū)動(dòng)DAC 輸出模擬量?！?60176。相位寄存器的輸出與相位控制字相加后可輸入到正弦查詢表地址上?？删幊藾DS系統(tǒng)的核心是相位累加器，由一個(gè)加法器和一個(gè)N位相位寄存器組成，這里N一般為32。AD9850內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下。a) AD9850振蕩電路設(shè)計(jì)采用DDS（直接數(shù)字頻率合成）?；痉糯笃?、選頻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)的正反饋[13]。在圖中，把高頻放大器和諧振網(wǎng)絡(luò)連起來，就是一個(gè)高頻諧振放大器，反饋網(wǎng)絡(luò)一般由反饋電感線圈和電容組成。圖33就是一種基本的正弦波調(diào)諧放大器，如果反饋的U(i)與U(o)等頻率，等相位，就可以使U(f)取U(o)的一部分，然后反饋到輸入端，代替圖中的U(i)，如圖34中所示的電路，就構(gòu)成了一個(gè)變壓器藕合的振蕩器。所以，正弦波振蕩器就是一種不需要外加信號，自動(dòng)將電路的直流分量轉(zhuǎn)換為交流分量的，并且交流分量頻率和幅度是穩(wěn)定的。(一) 放大器和振蕩器的關(guān)系從能量的分析方法，都是在放大電路中加選頻網(wǎng)絡(luò)，從選頻網(wǎng)絡(luò)中正反饋到放大器的輸入端，這樣就能夠把直流信號的能量轉(zhuǎn)換為交流信號的能量，供電路使用。而方波振蕩器主要在數(shù)字電路中使用，如數(shù)字電路中方波的脈沖調(diào)制、CPU、MCU等電路中的時(shí)鐘源，數(shù)字信號也是由方波的高低電平組成的。例如在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的高頻振蕩器；各種MCU、CPU中的時(shí)鐘信號；有些測量工具中的基準(zhǔn)信號，都是離不開振蕩器的。電路框圖如下。而因?yàn)檫@是接收和發(fā)送CW等幅正弦波，相當(dāng)于載波，故不需要檢波電路。本畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在借鑒前人的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)發(fā)射和接收時(shí)共用同一個(gè)電路，該電路既作為發(fā)射時(shí)的功率放大，又做接收時(shí)的混頻。圖31 本設(shè)計(jì)無線發(fā)射電路的框圖圖31為本設(shè)計(jì)所用發(fā)射機(jī)框圖。由于本設(shè)計(jì)為CW等幅電報(bào)收發(fā)信機(jī)，收發(fā)功率較小，電路結(jié)構(gòu)簡單。它包含了高頻信號產(chǎn)生、信號的放大、混頻、調(diào)制和解調(diào)電路。在超外差接收機(jī)中，將整個(gè)電路的增益分配到高頻放大器、中頻放大器和基帶放大器3個(gè)頻帶上，其中中頻放大器在較低的頻率上作窄帶高增益放大器比在射頻波段作高增益放大器要容易穩(wěn)定的多[11]。 中頻放大器是由多級的小信號放大器組成的，且?guī)в羞x頻作用的中心頻率穩(wěn)定的帶通放大器，中頻放大器常常帶有自動(dòng)增益控制的電路(AGC)。第一級帶通濾波器放在高頻放大器前面，有利于濾除外面的信號干擾，放在低噪聲放大器后面，有利于濾除低噪聲放大器產(chǎn)生的非線性干擾。 第一級BPF的中心頻率比較高，帶寬也比較寬，主要用于選擇頻帶。因?yàn)橐邮盏男盘栴l率f(C)會(huì)根據(jù)需要而變化，所以諧振放大器的中心頻率必須可調(diào)，所以有的時(shí)候還需要自動(dòng)頻率調(diào)節(jié)的電路。 高頻放大器是由一級或者幾級小信號諧振放大器組成的低噪聲放大器。f(L)?；祛l器的目的就是把接收到的信號變成我們方便處理的信號f(I)，一般取的都是差值f(I)=f(c)f(L)，所以這種接收方式稱為超外差接收。f(L)。圖29 超外差無線接收電路框圖混頻器是接收電路一個(gè)非常重要的部分。根據(jù)以上的分析，我們知道接收電路一般由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：接收天線、帶通濾波器、高頻功率放大器、混頻器、中頻放大器和檢波器等幾個(gè)部分構(gòu)成[11]。圖28 一般調(diào)幅方式的發(fā)射電路組成框圖 無線接收電路的基本結(jié)構(gòu)及原理 無線接收電路的作用就是把接收到的信號，還原成原來的調(diào)制信號。高頻功放的主要作用是把振蕩器輸出的載波進(jìn)一步放大，適合混頻器和輸入的信號進(jìn)行混頻。如果精確性要求高，可以用石英晶體振蕩器。主要由振蕩器、高頻功放、音頻功放、調(diào)制電路和發(fā)射天線幾部分構(gòu)成。所以，對于ASK的解調(diào)方式也有兩種方式：一種是非相干解調(diào)即包絡(luò)檢波法；另外一種是相干解調(diào)法即同步檢波法。圖26 ASK信號波形ASK信號的產(chǎn)生方式有兩種：一種是利用模擬乘法器，就是用數(shù)字信號和載波進(jìn)行相乘；第二種是利用鍵控的方法，利用基帶信號控制開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)調(diào)制。如圖26所示，當(dāng)s(t)=1時(shí)，輸出為高電平；s(t)=0時(shí)，輸出為低電平。即數(shù)字振幅調(diào)制ASK的基帶信號就是用矩形脈沖表示二進(jìn)制信息序列。數(shù)字調(diào)制根據(jù)調(diào)制的類型又分為振幅鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK) [10]。圖25 串聯(lián)型包絡(luò)檢波器電路及其輸出波形 ASK的調(diào)制與解調(diào)數(shù)字調(diào)制一般就是采用數(shù)字信號來控制載波的振幅、頻率和相位。包絡(luò)檢波解調(diào)效率高，解調(diào)器輸出近似為相干解調(diào)的2倍；解調(diào)電路簡單，特別是接收端不需要與發(fā)送端同頻同相位的載波信號，大大降低實(shí)現(xiàn)難度。 圖24 包絡(luò)檢波器一般模型 圖25為串聯(lián)型包絡(luò)檢波器的具體電路及輸出波形，電路由二極管D、電阻R和電容C組成。2) 包絡(luò)檢波由的波形可見，AM信號波形的包絡(luò)與輸入基帶信號成正比，故可以用包絡(luò)檢波的方法恢復(fù)原始調(diào)制信號[9]。圖23 相干解調(diào)原理框圖將已調(diào)信號乘上一個(gè)與調(diào)制器同頻同相的載波，得SAMtcosωct=Ao+mtcos2ωct=12Ao+m(t)+12Ao+m(t)cos2ωct(式23)由上式可知，只要用一個(gè)低通濾波器，就可以將與分離，無失真恢復(fù)出原始的調(diào)制 mot=12A0+m(t) (式24) 相干解調(diào)的關(guān)鍵是必須產(chǎn)生一個(gè)與調(diào)制器同頻同相位的載波。解調(diào)中的頻譜搬移同樣可用調(diào)制時(shí)的相乘運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)。AM信號的解調(diào)方法有兩種：相干解調(diào)和包絡(luò)檢波解調(diào)。調(diào)制過程的逆過程叫做解調(diào)[7]。由以上表達(dá)式可見，對于幅度調(diào)制信號，在波形上，它的幅度隨基帶信號規(guī)律而變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移。幅度調(diào)制器的一般模型如圖22所示。下面介紹最常見的模型信號AM和數(shù)字信號ASK的調(diào)制與解調(diào)。第二，數(shù)字信號適合遠(yuǎn)距離傳輸，因?yàn)閿?shù)字信號在中繼站中很容易去除噪音還原成原來的信號，所以可以提供高質(zhì)量的傳輸?，F(xiàn)在的通信技術(shù)中，一般都是采用數(shù)字信號調(diào)制技術(shù)。根據(jù)控制高頻載波方式的不同，如果載波為正弦波，那么可以分為幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。調(diào)制有很多種類，根據(jù)調(diào)制信號的不同可以分為數(shù)字調(diào)制和模擬調(diào)制。解調(diào)就是在接收端，用天線把天空中的電磁輻射，轉(zhuǎn)換為高頻振蕩信號，然后把高頻振蕩信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路，去掉載波還原成原來的基帶信號，這個(gè)過程稱為解調(diào)。調(diào)制即使用調(diào)制信號的幅度、相位或者頻率，隨著基帶信號的幅度改變而改變。基帶信號往往不能作為傳輸信號，因此必須把基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對基帶頻率而言頻率非常高的信號以適合于信道傳輸，這個(gè)信號叫做已調(diào)信號，而基帶信號叫做調(diào)制信號。那么就要把文字信息轉(zhuǎn)換成電信號或者光信號才可以