【正文】 滿足，則會破壞原始信號的恢復。包絡檢波器一般由半波或全波整流器和低通濾波器組成，如圖24所示。當RC滿足條件 (式25)時，包絡檢波器的輸出與輸入信號的包絡十分相近，即 (式26) 包絡檢波器輸出的信號中，通常含有頻率為的波紋，可由LPF濾除。故幾乎所有的調(diào)幅(AM)式接收機都采用這種電路。數(shù)字調(diào)制又稱為鍵控。其中ASK是用基帶信號控制正弦載波變化的數(shù)字調(diào)制，所以ASK調(diào)制容易實現(xiàn)，電路比較簡單。‘1’用矩形高電平表示，‘0’用低電平表示。調(diào)制的過程好像開關控制信號，所以又叫做開關調(diào)制，或者稱為振幅鍵控。圖27 ASK調(diào)制過程圖從上面的分析可以看出，ASK調(diào)制方式和模擬信號中的調(diào)幅方式有很大的相似之處。 無線收發(fā)電路的基本組成 無線發(fā)射電路的基本結(jié)構(gòu)及原理下面就是無線發(fā)射電路的框圖，圖28為一般的調(diào)幅發(fā)射電路。本地振蕩器的作用是提供穩(wěn)定的高頻載波，一般可以由LC振蕩電路實現(xiàn)。緩沖級的主要作用是：減少后面的電路對振蕩器的影響；增加振蕩電路的驅(qū)動電流等幾個方面。有的振蕩器振蕩頻率比較低，但是載波需要很高的振蕩頻率，而高頻率振蕩器又不容易設計，所以需要對原有的頻率進行倍頻，以適應載波的需求。一般情況下接收電路必須有以下特性：由于在接收電路端接收到的信號都很微弱，所以接收機必須有很大的增益；發(fā)射電路發(fā)射的調(diào)制信號頻率是固定的，接收的電路必須要有選擇性，接收已調(diào)的頻率差很小的信號；接收電路具有檢波功能，生成一個我們可以應用的信號。圖29就是一個超外差電路典型的接收電路框圖。它的作用是把高頻功放輸出的信號f(C)和來自本地振蕩器的信號f(L)進行相乘，然后輸出f(C)和f(L)的和或者差值，即f(I)=f(C)177。其中f(I)是一個固定值，稱之為中頻。本地振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩信號用來生成f(I)=f(C)177。由于f(I)直接影響到處理信號的穩(wěn)定性，而且其值是一個穩(wěn)定值，所以當f(C)改變的時候，f(L)必須相應的加以改變。它的作用是利用其本身的諧振網(wǎng)絡，把天線中的有用信號選擇出來，然后再進行放大。高頻放大器必須有很高的穩(wěn)定性，所以其增益不會太高，一般不會超過15dB。而第二級BPF的中心頻率比較低，因此帶寬也是比較窄，作用主要是選擇信道。由于帶通濾波器沒有放大作用，接入一級就會增加一級的衰減，所以設計濾波器的時候應該考慮到它的損耗作用。信號從天線接收到，要進行100dB～20OdB的功率放大才能進行檢波，為了放大器能穩(wěn)定的工作，避免放大器自激，放大器在一個頻帶內(nèi)通常不超過50～60dB。第三章 基于DDS的微功率電報收發(fā)信機設計第三章 基于DDS的微功率電報收發(fā)信機設計 無線收發(fā)電路總體設計在無線收發(fā)電路中，除了檢波電路和低頻放大電路外，大部分電路都是高頻信號電路。這些電路的構(gòu)成既有分立元件，也有集成元件；既有有源器件也有無源器件；既有線性電路也有非線性電路[12]。所以我的無線發(fā)射電路框圖如下，使用單片機編程控制AD9850信號發(fā)生器產(chǎn)生標準的正弦波本振信號或者由晶振與旁路電容構(gòu)成的克拉潑振蕩電路產(chǎn)生本振。從單片機輸出的本振信號(等幅正弦波)，當開關電路接通后，進入高頻功率放大器放大之后，通過濾波網(wǎng)絡濾除諧波，通過發(fā)射天線進行發(fā)射出去。沒有使用中頻放大和倍頻器。混頻電路的主要目的是將本振和接收的信號之間的差頻信號解調(diào)出來，這就是CW的音頻信號。圖32 本設計無線接收電路框圖石河子大學畢業(yè)設計論文 無線發(fā)射電路的設計 本振電路的設計振蕩器是任何通信系統(tǒng)的重要組成部分，是無線電接收機、電視機中的最常見的一個部件。在無線通信系統(tǒng)中，最常用的是正弦波振蕩器和方波振蕩器，正弦波主要在通信系統(tǒng)當載波使用。隨著技術(shù)發(fā)展，DDS(直接數(shù)字頻率合成)技術(shù)具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉(zhuǎn)換時間等優(yōu)點，在電子儀器和通信領域廣泛使用，成為其全數(shù)字化的關鍵技術(shù)?；驹砗头糯笃鞯慕涣鞣糯笫窍嗤摹Ｋ哉也ㄕ袷幤饕彩且环N反饋的放大器，只是反饋回路的頻率是穩(wěn)定的。圖35是一個反饋型振蕩器的基本方框圖，是由高頻放大器、諧振網(wǎng)絡和反饋回路構(gòu)成。諧振網(wǎng)絡諧振時，三極管的集電極等效為一個R(p)，根據(jù)電路圖反饋線圈同名端的連接可知，U(f)和U(o)是同相，所以該反饋是正反饋。 圖33 調(diào)諧放大器 圖34 反饋振蕩器圖35 反饋振蕩器的基本框圖(二)本設計中的本振電路在本設計中，采用兩種方案設計本振電路，一種是DDS直接數(shù)字頻率合成技術(shù)芯片AD9850，振蕩頻率由晶振決定。關于AD9850信號發(fā)生器的原理將在以下做介紹[14]。圖36 AD9850內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖AD9850內(nèi)含可編程DDS系統(tǒng)和高速比較器，可實現(xiàn)全數(shù)字編程控制的頻率合成。每來一個外部參考時鐘，相位寄存器便以步長M遞加。正弦查詢表包含一個正弦波周期的數(shù)字幅度信息，每一個地址對應正弦波中0176。范圍的一個相位點。相位寄存器每過2N/M個外部參考時鐘后返回到初始狀態(tài)一次，相應地輸入正弦查詢表。輸出的正弦波頻率fout=M*fc/2的N次方(fc為外部參考時鐘頻率)。DAC滿量程輸出電流通過一個外接電阻RSET調(diào)節(jié)。在125Mhz的時鐘下。這40位控制字可通過并行或串行方式輸入到AD9850。AD9850的復位(RESET)信號為高電平有效，且脈沖寬度不小于5個參考時鐘周期。單片機與AD9850的接口既可采用并行方式，也可采用串行方式，但為了充分發(fā)揮芯片的高速性能，應在單片機資源允許的情況下盡可能選擇并行方式。 圖37 I/O方式并行接口電路圖 將DDS控制字從高至低存放于30H至34H中，發(fā)送控制字的匯編程序如下： MOV R0， 05HMOV R1， 30H DD: MOV P1， R1 SETB CLR INC R1 DJNZ R0， DD SETB CLR END 在程序中，每將一字節(jié)的數(shù)據(jù)送到P1口后，(WCLK)置高。準備下一組發(fā)送。在本設計中使用C語言編程，控制函數(shù)的程序如下。其中串行模式下，AD9850的Q7，W_CLK,RESET,。b) 晶體振蕩器 我們常說的晶體振蕩器(CrystalosciUator),實際上是一個以石英晶體控制的振蕩器,一般都稱為晶體振蕩器。而且隨著現(xiàn)代通信的發(fā)展,各個頻道之間頻率帶寬的限制,信號的頻率漂移對發(fā)射和接受的影響,對振蕩器頻率穩(wěn)定系提高了要求,而晶體振蕩器正好能滿足這些要求。 石英晶體由于其固有的機械諧振頻率,所以具有穩(wěn)定的固有頻率,并且諧振時候會有很高的諧振值,在串聯(lián)的時候Q值會高達10179。圖39 克拉潑晶體振蕩器，與三極管9018構(gòu)成考必茲振蕩器的派生電路(克拉潑振蕩器)，晶振相當于電感。接收時有1mW左右的振蕩信號泄漏。fosc= (式31)是晶體作為介質(zhì)的靜態(tài)電容，一般為幾十pF，較大。在實際應用中一般需要加入微調(diào)電容用以微調(diào)回路的諧振頻率，保證電路工作在晶體外殼上所標注的標稱頻率上。這里取100pF～500pF都可，要求電源電壓9V時輸出功率20mW以上。此處的三極管只要是NPN型，放大倍數(shù)在100～200皆可，此處選9018三極管?！?0；NPN型通用；額壓：20V；Icm=60mA；小功率。=150，Uce==9=；Re=(VccUce)/Ic=()/=460，取標準值470；UR2=IcRe+Vbe=470+=。此外，若在晶振上串聯(lián)變?nèi)荻O管，可以構(gòu)成電壓控制型晶體振蕩器。該晶體振蕩器產(chǎn)生的信號如下如所示：圖310 示波器顯示晶體振蕩器產(chǎn)生的波形經(jīng)觀測，波形略有失真，f=，Vpp=。在發(fā)射機中，把信號用功率放大器放大，使得有足夠多的能量輸入天線，這樣才能傳播到更遠的距離。(一)功率放大器的基礎高頻放大器是無線電路中發(fā)射設備一個很重要的組成部分，如果信號能夠有效的進行遠距離發(fā)送和接受，在發(fā)射電路中一定要有足夠大的發(fā)射功率。只有這樣才能反饋到后面的天線輻射上去。在放大器的設計中，高頻放大器和低頻放大器設計要求有很大的差別。一般情況下，低頻放大器工作在20～20000hz的頻率上，頻率的帶寬相對比較寬，一般是用純電阻作為負載。其次，低頻功率放大器主要對輸出功率Po要求比較高，電路工作在B類，A類，或者AB類工作狀態(tài)。所以放大器的分析參數(shù)也有所不同，低頻放大器可以按照線性放大電路的分析方法進行分析和計算。(二)功率放大器的主要技術(shù)指標 功率放大器的主要技術(shù)指標包括：輸出功率、功率增益、噪聲系數(shù)、工作效率、互調(diào)失真、輸入/輸出電壓駐波比、工作電壓和電流等。 功率增益：功率放大器在正常工作狀態(tài)下，輸出功率與輸入功率的比值，單位為dB。通常放大器的噪聲系數(shù)(NF)由噪聲溫度(T)來表示 T=(NF1)T? (式32)其中T?為絕對溫度(290186。 工作效率：就是功率放大器所消耗的直流功率與功率放大器輸出功率的比值。例如電壓駐波比如下表示 VSWR=1+|Γ|1|Γ| (式33) Γ=ZZoZ+Zo (式34)Z為放大器輸出端阻抗，Z0為輸入端阻抗。這是一種理想的狀況，實際上總存在反射，所以駐波比總是大于1的。對于晶體管功率放大器，可根據(jù)晶體管集電極電流的導通角的不同，將功率放大器分為A類，B類，C類，D類，E類等不同的放大器。當導通的時間降低的時候，的值也會減少。由于功率放大器(特別是輸出級)都是大信號狀態(tài)下工作，所以放大器都是工作在非線性狀態(tài)，使放大器輸出的信號波形產(chǎn)生各種失真，尤其是非線性失真。通過選頻回路的濾波作用，從放大器輸出失真波形中，選出與輸入信號相同的頻率的基波分量，使輸出的信號波形幾乎不失真或者失真很小[16]。窄帶高頻功率放大器以調(diào)頻網(wǎng)絡作為輸出網(wǎng)絡，或者匹配網(wǎng)絡，所以稱為調(diào)諧式功率放大器，而寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或?qū)拵ヅ潆娐?。IC或者ICE大部分時間接近于零，管子只在幾分之一的信號周期內(nèi)有電流流過，在20%～30%甚至更小。為了產(chǎn)生有效的信號，需要把晶體振蕩器產(chǎn)生的輸出信號放大至少10倍，達到1/3W或1/4W左右，本設計中采用8050三極管，因為它的300Mhz的增益帶寬積和625mW的耗散功率[17]。C類功率放大器的功率增益為(VCCVE)178。在增益為10的情況下，假設發(fā)射極兩端電壓約為1V,那么RL=8178。集電極沒有使用電阻，而是使用高頻扼流圈給管子供電，高頻的輸出電路就是交流負載(高頻扼流圈的阻抗在7Mhz約為1000Ω，可以忽略)。 濾波電路的設計(一) 濾波器的基本概念濾波器就是可以濾除波動信號的電路，是無線通信系統(tǒng)中一個非常重要的部分。簡單的濾波器主要由數(shù)學理想化的電容和電感構(gòu)成。但是在實際的電路中，往往是有損耗的。(二) 巴特沃斯型低通濾波器的介紹 巴特沃斯型濾波器(Bttterworthfilter)有時也稱為瓦格納濾波器(Wagner filter)，是現(xiàn)代設計方法中比較著名的濾波器，因為它設計簡單，性能上沒有明顯的缺點，對構(gòu)成濾波器元件的Q值比較低，易于制作和達到設計性能，所以得到了廣泛應用。圖312 巴特沃斯型低通濾波器的衰減特性圖313 巴特沃斯型低通濾波器截止頻率附近的衰減特性巴特沃斯型濾波器的設計方法采用歸一化的方法，這個設計方法不需要掌握太多的理論知識，只要按照公式就可以設計出所需要的巴特沃斯型濾波器。歸一化的響應圖表和設計表是以H和F顯示元件值的，截止頻率為1，輸入、輸出阻抗為1(歸一化值是沒有單位的)。在巴特沃斯型低通濾波器在高于fc的過渡帶與阻帶的響應圖中，找到需要的衰減量和歸一化終止頻率的相交點，從該點垂直往下移動直到遇到響應線。根據(jù)n值和濾波器歸一化元件值表，選擇電路形式是并聯(lián)或串聯(lián)，用表中的值選定相應元件。把低通濾波器的f