【正文】 及解調(diào)等功能，最終還原出基帶信號(hào)。圖3模擬通信系統(tǒng)的一般模型本課題模擬調(diào)制采用調(diào)頻方式（調(diào)制在鎖相環(huán)頻率合成器上完成，解調(diào)在接收機(jī)上完成） 短波通信機(jī)的通信系統(tǒng)框圖本課題研究一個(gè)工作在短波波段的通信系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)短距離無線通信為主要目的。因而選擇合適的信道傳輸碼，使用較為簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)同步，提高系統(tǒng)的信噪比以及降低誤碼率等是本課題需要解決的問題。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)。由圖1可見，數(shù)字通信涉及的技術(shù)問題很多，主要包括信源編碼與譯碼、信道編碼與譯碼、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、同步以及加密和解密等。全文組織結(jié)構(gòu)如下：第1章 緒論：短波語音數(shù)字通信系統(tǒng)介紹第2章 論述了系統(tǒng)模型、框圖及指標(biāo)第3章 詳細(xì)介紹了信號(hào)源的設(shè)計(jì)第4章 詳細(xì)論述了天線的設(shè)計(jì)第5章 詳細(xì)論述了功放的設(shè)計(jì)第6章 詳細(xì)論述了接收機(jī)的設(shè)計(jì)第7章 詳細(xì)介紹了微控制器的實(shí)現(xiàn)第8章 系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果及及總的結(jié)論；第9章 總結(jié)本文的主要工作。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)了較為良好的語音通信和穩(wěn)定可靠的數(shù)字傳輸。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。目前，它廣泛應(yīng)用于電報(bào)、電話、低速傳真通信和廣播等方面； 在軍事應(yīng)用、應(yīng)急求援和業(yè)余無線電等領(lǐng)域扮演著重要角色，發(fā)揮出巨大作用[2]。因此，由于具有不可替代的重要作用，短波通信重新引起了世界各國的高度重視，諸多機(jī)構(gòu)都在不遺余力地進(jìn)行研究。另外，并不是所有用戶都需要衛(wèi)星，都能得到衛(wèi)星提供的通信線路。 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。關(guān)鍵詞： 短波通信，鎖相頻率合成，HEXFET，巴倫，超外差，雙調(diào)諧回路AbstractKeywords: 第1章 緒 論 研究背景介紹 短波通信是利用波長(zhǎng)為100m～10ｍ，頻率為３MHz～30MHz的電磁波進(jìn)行的無線電通信，主要靠天波傳播，可經(jīng)電離層一次或數(shù)次反射，最遠(yuǎn)可傳上萬公里，廣泛用于語音、電報(bào)和數(shù)據(jù)傳輸。微控制器的功能包括控制數(shù)字和語音通信的切換，人機(jī)界面交互，信道搜索，以及對(duì)數(shù)字信號(hào)基于曼徹斯特碼的編碼與解碼、位同步與幀同步、CRC校驗(yàn)等。短波通信是天波傳播的，所以采用半波偶極子天線作為發(fā)射天線，環(huán)天線作為接收天線，并且采用變壓器式巴倫和單支節(jié)匹配法阻抗變換。其中，信號(hào)源部分采用鎖相頻率合成的方法實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)的調(diào)制，由于接收部分采用超外差的方式解調(diào)，信號(hào)源同時(shí)對(duì)其提供一個(gè)相應(yīng)的本振。該設(shè)計(jì)在對(duì)超外差式接收機(jī)研究的基礎(chǔ)上，突破了以往接收機(jī)帶寬限制，并應(yīng)用于短波通信系統(tǒng)中，具有使用價(jià)值。在短波通信系統(tǒng)中，射頻接收機(jī)位于無線通信系統(tǒng)的最前端，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響整個(gè)通信系統(tǒng)。本課題是對(duì)一個(gè)工作在短波段的通信系統(tǒng)的研究，該通信機(jī)可實(shí)現(xiàn)一定距離的無線傳播包括：語音傳輸（模擬）和短消息傳輸（數(shù)字），并且含有40個(gè)信道自由選擇。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。中南民族大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))學(xué)院： 電子信息工程學(xué)院 專業(yè)： 電子信息工程 年級(jí)： 2007 題目: 基于短波調(diào)頻通信機(jī)的鎖相環(huán)頻率合成器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 李 儼 學(xué)號(hào)：07071178指導(dǎo)教師： 尹建新 職稱: 副教授 2011年5月20日中南民族大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作者簽名： 年 月 日目 錄摘 要 IAbstract I第1章 緒 論 2 研究背景介紹 2 本文寫作目的 2 本文結(jié)構(gòu) 3第2章 系統(tǒng)模型、框圖及指標(biāo) 3 短波通信機(jī)的通信系統(tǒng)模型 3 3 4 短波通信機(jī)的通信系統(tǒng)框圖 5 短波通信機(jī)的主要技術(shù)要求 5第3章 信號(hào)源的設(shè)計(jì) 6 6 參考頻率選擇 6 截止頻率與阻尼系數(shù)選擇 7 壓控靈敏度 7 鑒相增益 8 環(huán)路增益與穩(wěn)態(tài)相差 8 頻率合成器硬件電路設(shè)計(jì) 9 壓控振蕩器設(shè)計(jì) 9 9 10 11 電磁兼容設(shè)計(jì) 12 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) 12 布局與布線設(shè)計(jì) 12 接口設(shè)計(jì) 14 主要指標(biāo)分析 15 鎖定范圍 15 寄生調(diào)頻 15 捕捉時(shí)間 16 邊帶噪聲 16第4章 天線的設(shè)計(jì) 16第5章 功放的設(shè)計(jì) 18 18 方案及框圖 18 硬件設(shè)計(jì) 19 21 22 本機(jī)的測(cè)試結(jié)果 23 單獨(dú)測(cè)試結(jié)果 23 與信號(hào)源部分連接測(cè)試結(jié)果 24第6章 接收機(jī)的設(shè)計(jì) 25 25 26 27 28 并聯(lián)雙調(diào)諧回路 28 29 2FSK消抖電路 29 30第7章 微控制器的實(shí)現(xiàn) 31 碼型的選擇 32 傳輸碼型選擇的原則 32 常用碼型的基本原理 33 曼徹斯特碼編解碼方案及實(shí)現(xiàn) 36 同步 37 37 43第8章 測(cè)試平臺(tái)及系統(tǒng)測(cè)試 46第9章 總結(jié) 51致 謝 52附錄 54摘 要隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信產(chǎn)品越來越普及。其中能鎖定的輸入信號(hào)可以小于1mV，傳輸碼率：2kb/s。如何在包含有噪聲的信號(hào)中解調(diào)出基帶信號(hào)是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，本系統(tǒng)基于超外差接收原理，采用窄帶調(diào)頻接收芯片MCl3135，中頻濾波器嘗試使用雙調(diào)諧回路取代傳統(tǒng)的陶瓷濾波器，其優(yōu)點(diǎn)是保證其選擇性的同時(shí)擴(kuò)大系統(tǒng)帶寬，可以滿足系統(tǒng)數(shù)字通信所需的帶寬，從而實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)的雙重通信。該系統(tǒng)硬件主要由信號(hào)源、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)天線等模塊組成。功放是短波通信系統(tǒng)中一個(gè)重要的部分，本系統(tǒng)以HEXFET做功率管取代傳統(tǒng)專用的射頻功率MOSFET來完成一個(gè)短波功率發(fā)射機(jī)。接收部分采用超外差的方式實(shí)現(xiàn)解調(diào)。最后在仿真及分析的基礎(chǔ)上，實(shí)際制作出實(shí)物，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，完成了基本的數(shù)據(jù)和語音通信，相應(yīng)的具體指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。長(zhǎng)期以來，由于短波通信的固有特點(diǎn)，短波無線電通信多年來一直被廣泛地用于政府、外交、氣象、商業(yè)等各個(gè)部門，用以傳送語言、文字、圖像、數(shù)據(jù)等信息；同時(shí)，它也是高空飛行和海上航行的必備通信方式；尤其在軍事部門，它始終是軍事指揮的重要手段之一。這是因?yàn)殡m然衛(wèi)星通信相對(duì)短波通信能為用戶提供寬得多的頻帶以及穩(wěn)定的高質(zhì)量通信線路，但事實(shí)上，它還不能從根本上取代短波無線電通信。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?！　?．短波通過直射波傳遞，也可以通過天波傳播，因而短波是唯一不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制約的遠(yuǎn)程通信手段；2．短波的抗毀能力和自主通信能力極高；3．短波能覆蓋到超短波覆蓋不到的地區(qū)，如山區(qū)、戈壁、海洋等地區(qū)；4．與衛(wèi)星通信相比，短波通信不用支付話費(fèi)，運(yùn)行成本低?！?　本文寫作目的~，該短波通信系統(tǒng)可進(jìn)行單工語音通信和短消息通信。本文對(duì)該短波通信系統(tǒng)的模擬傳輸和數(shù)字傳輸都做了詳細(xì)講述，采用所想頻率合成設(shè)計(jì)信號(hào)源，AB類放大器來設(shè)計(jì)射頻功放，采用超外差原理設(shè)計(jì)接收機(jī)，并設(shè)計(jì)了用于發(fā)射和接受的天線。 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(duì)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。第2章 系統(tǒng)模型、框圖及指標(biāo) 短波通信機(jī)的通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號(hào)來傳遞信息的通信系統(tǒng)，其一般模型如圖1所示[3]。圖1數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型本課題的通信系統(tǒng)是簡(jiǎn)化的數(shù)字通信模型，如圖2所示。圖2 本課題的數(shù)字通信系統(tǒng)模型該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于如何解決同步和誤碼的問題，這會(huì)直接影響到通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)。模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號(hào)來傳遞信息的通信系統(tǒng)，其一般模型如圖3所示。系統(tǒng)框如圖2所示。對(duì)于基帶信號(hào)，分為數(shù)字和語音信號(hào)，由于共用一個(gè)信道，采用微控制器進(jìn)行判定分流，若為語音信號(hào)則送個(gè)語音功率放大器處理，啟動(dòng)音響；若為數(shù)字信號(hào)，則由單片機(jī)進(jìn)行解碼。其實(shí)現(xiàn)的功能：1) 語音傳輸（模擬）2) 短消息傳輸（數(shù)字）為此提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)如下表所示，工作方式單工通信頻率范圍~信道帶寬50kHz模擬調(diào)制FM模擬信號(hào)帶寬300Hz~3400Hz數(shù)字調(diào)制2FSK信道數(shù)20 第3章 信號(hào)源的設(shè)計(jì) 參考頻率選擇 鎖相環(huán)系統(tǒng)中，參考頻率的選擇與環(huán)路濾波器截止頻率的選擇有很大關(guān)系。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。本振信號(hào)與載波的頻率變化范圍剛好為1MHz，又因?yàn)橄到y(tǒng)的信道數(shù)為信道間隔為25KHz，故參考頻率必須是信道間隔25KHz的約數(shù)，又因?yàn)橹蓄l465KHz不是25KHz的倍數(shù)，故不能用25KHz作為參考頻率，綜合以上幾個(gè)因素，采用5KHz作為系統(tǒng)的參考頻率。從環(huán)路的捕捉時(shí)間來看，環(huán)路截止頻率越低，環(huán)路的捕捉時(shí)間就越長(zhǎng)，環(huán)路的抗震性能就越低，環(huán)路的信道切換時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。從鎖相調(diào)頻的角度看，短波調(diào)頻通信機(jī)的語音信號(hào)的頻率范圍為300Hz～3400Hz，也就是調(diào)頻通信的基波頻率范圍為300Hz～3400Hz，鎖相環(huán)在調(diào)頻通信中工作于載波跟蹤狀態(tài)，其環(huán)路截止頻率必須遠(yuǎn)小于語音信號(hào)的最低頻率300Hz。工程上一般取左右，這里我們的設(shè)計(jì)中取阻尼系數(shù)。 壓控靈敏度 從環(huán)路的寄生調(diào)頻來看，若環(huán)路的壓控靈敏度過高，環(huán)路濾波器的輸出的壓控振蕩器的控制電壓上的噪聲對(duì)壓控振蕩器的作用就會(huì)很明顯，導(dǎo)