【正文】 率的電壓控制及對載波的調(diào)頻調(diào)制；加入由頻率合成芯片、高速分頻器、運(yùn)算放大器和晶體振蕩器等組成的數(shù)字鎖相環(huán)路，使輸出頻率穩(wěn)定度達(dá)到與參考晶振同等水平；收音電路以超大規(guī)模AM/FM立體聲收音集成芯片為主體，用一個固定的電壓值控制振蕩器的振蕩頻率，使其接收頻率與發(fā)射頻率對應(yīng)。為了盡量增加傳輸距離和降低系統(tǒng)的波形失真，必須采取有效的措施。其工作原理是：載波振蕩器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的載波信號，數(shù)據(jù)進(jìn)入基帶信號放大與整形電路后與載波信號進(jìn)行幅度調(diào)制；調(diào)制后，功放級將調(diào)制后的信號的功率放大到所需發(fā)射的功率，再經(jīng)天線發(fā)射出去。它由三部分組成，即頻率合成器和FM波的緩沖放大器。方案選擇：本系統(tǒng)可以采取調(diào)幅體制或調(diào)頻體制。故本系統(tǒng)采用調(diào)頻體制，數(shù)據(jù)收發(fā)也采用2FSK方案。比如西勒振蕩電路。電路的振蕩頻率為，式中。 西勒振蕩電路方案二：采用晶體振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率，再用選頻網(wǎng)絡(luò)加放大器選出它的諧波實(shí)現(xiàn)倍頻。 晶振電路產(chǎn)生載波方框圖方案三：PLL頻率合成。故存在反饋，能得到精度和穩(wěn)定度很高的頻率信號，本題目要求發(fā)射頻率在30MHz~40MHz之間，選定35MHz作為載波信號。方案一和方案二的電路比方案三的電路簡單，但是其短期頻率穩(wěn)定度均只能達(dá)到102～103；而采用頻率合成法產(chǎn)生的高頻振蕩信號的頻率穩(wěn)定度接近晶振的頻率穩(wěn)定度，可達(dá)105～106；且失真度很小。（3）接收模塊的設(shè)計方案論證與選擇FM專業(yè)收音電路常采用大規(guī)模集成IC CXA101CXA1238等大規(guī)模集成芯片來實(shí)現(xiàn)。CXA1019是日本索尼公司研制的單片大規(guī)模接收機(jī)電路，它包含了AM/FM收音機(jī)從天線輸入、高頻放大、混頻、本振到中頻放大、檢波直至低頻（音頻）功率放大的所有功能。方案二：采用CXA1238作為接收機(jī)電路的核心IC。它的電源電壓適應(yīng)范圍寬：2～10V范圍內(nèi)電路均能正常工作，且具有立體聲和調(diào)諧指示LED驅(qū)動電路以及FM靜噪功能等。故選用方案二。（4）數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計方案論證與選擇無線半雙工多路數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)要求一點(diǎn)對多點(diǎn)傳送，且主站具有輪詢功能，同時增加數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；從主站輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后形成連串的數(shù)字信號，這就需要把這數(shù)字信號調(diào)制發(fā)射出去，并且在接收端應(yīng)把調(diào)制信號解調(diào)并加以識別顯示出來；發(fā)射部分預(yù)置從站號碼發(fā)送或群發(fā)，接收部分則只有相應(yīng)的臺號接收。ASK有乘法器實(shí)現(xiàn)法和鍵控法兩種實(shí)現(xiàn)方法，其數(shù)字信號與載頻為fc的余弦信號進(jìn)行混頻得到調(diào)制信號；振幅鍵控信號解調(diào)有兩種方法，即同步解調(diào)法和包絡(luò)解調(diào)法。低通濾波器用來抑制相乘器產(chǎn)生的高次諧波干擾，解調(diào)的相干載波用2cos2πfct。PT2262/2272是一對CMOS工藝制造的低功耗低價位帶地址、數(shù)據(jù)編碼/解碼功能，是目前在無線通訊電路中作地址編碼識別和數(shù)據(jù)傳輸最常用的芯片之一。在發(fā)射端，微控制器對PT2262的地址位進(jìn)行預(yù)置，同時輸入數(shù)據(jù)，通過微控制器進(jìn)行短信編碼后產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)去預(yù)置PT2262的數(shù)據(jù)位后，再調(diào)制發(fā)射出去；接收端，把接收到的信號進(jìn)行解調(diào)放大后，送至PT2272，解碼后在數(shù)據(jù)位產(chǎn)生對應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過微控制器進(jìn)行短信解碼后在液晶上顯示所發(fā)送的數(shù)據(jù)。（5）自動控制模塊的設(shè)計方案論證與選擇無線半雙工多路數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的自動控制部分直接關(guān)系到系統(tǒng) “智能化”與“自動化”的實(shí)現(xiàn)，其控制方案的擬定，考慮了以下兩個方面。由于FPGA具有強(qiáng)大的資源，使用方便靈活，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展，特別是結(jié)合了EDA，可以達(dá)到很高的效率。方案二：基于單片機(jī)技術(shù)的控制方案。它最主要的特點(diǎn)是其串行處理特性。FPGA將器件功能在一塊芯片上，相對于單片機(jī)外圍電路較少，集成度高。鑒于本設(shè)計中，僅單片機(jī)的資源已經(jīng)能滿足設(shè)計的需求，而FPGA的高速處理的優(yōu)勢在這里卻得不到充分體現(xiàn)；因此本設(shè)計的控制方案模塊擬選用上述基于單片機(jī)技術(shù)的方案二。（6）關(guān)于盡量增加傳輸距離的分析傳輸距離是無線半雙工多路數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的綜合性能指標(biāo)。要增大傳輸距離Rmax應(yīng)從如下幾個方面考慮：① 在發(fā)射機(jī)接75Ω假負(fù)載，其功率不大于10mW的情況下，盡量提高發(fā)射機(jī)天線輻射的有效功率Pt。為使天線輻射功率最大，使L與CL形成串聯(lián)諧振，抵消CL的作用。 發(fā)射部分阻抗匹配示意圖② 提高接收機(jī)靈敏度。故接收機(jī)采用超外差體制，并且對接收機(jī)要調(diào)準(zhǔn)，使接收機(jī)靈敏度最高。一方面使天線阻抗與接收機(jī)輸入阻抗匹配，同時加裝一個電感，使之與天線等效電容形成串聯(lián)諧振，接收機(jī)高放電路采用低阻抗輸入的共基電路。如果在天線輸入端再加一級低噪聲天線放大器，會提高接收機(jī)的靈敏度從而增加作用距離。為提高收發(fā)天線的增益，應(yīng)使拉桿天線的長度等于1m或略小于1m。⑤ 當(dāng)頻率為35MHz時，其傳輸特性按直線傳輸，如果中間有障礙物則會產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，對傳輸距離有很大的影響。⑥ 根據(jù)電波傳輸理論。其中n為自然數(shù)。該指標(biāo)的優(yōu)劣取決于接收和發(fā)射兩個分機(jī)。從發(fā)射機(jī)方面考慮，應(yīng)該注意以下： 調(diào)制器部分。其變?nèi)荻O管結(jié)電容，式中r為電容變化指數(shù)。 若變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路時，應(yīng)取電容變化指數(shù)r=1。 從接收機(jī)方面考慮，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： ① 鑒頻/鑒相器部分。廣電總局標(biāo)準(zhǔn)fmax為177。實(shí)際工作時應(yīng)使小于75KHz，這樣鑒頻/鑒相器引起的波形失真才會最小。從系統(tǒng)方面考慮：收發(fā)系統(tǒng)要調(diào)整正常，兩者的頻率要對準(zhǔn)，直流穩(wěn)壓電源紋波要小，還要防止外部干擾（特別是市電干擾）串入系統(tǒng)。其中發(fā)射部分的集成電路MC1648(壓控振蕩器）、MC145152（頻率合成器）、MC12022（雙模預(yù)置分頻器）、環(huán)路濾波器和晶振構(gòu)成鎖相環(huán)頻率合成器、數(shù)據(jù)編碼器、單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、LCD驅(qū)動。由于電路中既有數(shù)字電路又有高頻電路，需將高頻地和數(shù)字地分開以及高頻電路用金屬屏蔽隔離，以減小交叉調(diào)制等干擾。MC1648需要外接一個由電感和電容組成的并聯(lián)諧振回路。電源采用+5V的電壓，一對串聯(lián)變?nèi)荻O管背靠背與該諧振回路相連，調(diào)整加在變?nèi)荻O管上的電壓大小，使振蕩器的輸出頻率穩(wěn)定在35MHz。）的正弦振蕩電路。該芯片的5腳是自動增益控制電路（AGC）的反饋端。 VCO產(chǎn)生的振蕩頻率范圍和變?nèi)荻O管的壓容特性有關(guān)。方法為：從掃頻儀輸入0～300MHz的掃頻信號，同時用掃頻儀檢測該電路的諧振頻率。由于Cj是全部接入諧振回路，為減少波形非線性失真，取變?nèi)荻O管電容變化指數(shù)r=2。Rp3 變?nèi)荻O管特性測定電路 變?nèi)荻O管特性曲線 從CVD/U曲線上易見，～，CVD的變化近似線性，從25 pF~18 pF。 因此，取L=。因此可以加入自動相位控制環(huán)節(jié)，即鎖相環(huán)，來穩(wěn)定發(fā)射頻率。鎖相環(huán)電路MC145152是大規(guī)模集成鎖相環(huán)，集鑒相器、可編程分頻器、參考分頻器于一體，分頻器的分頻系數(shù)可由并行輸入的數(shù)據(jù)控制。R參考分頻器提供8種不同的分頻系數(shù)，對參考信號進(jìn)行分頻。本設(shè)計中，所以取RA0RA1RA2＝101時，即R＝1024，對晶振頻率進(jìn)行1024分頻。為使分頻系數(shù)連續(xù)可調(diào)，可編程分頻電路采用的是吞咽脈沖計數(shù)法，它由ECL（非飽和型邏輯電路）的高速分頻器MC12022及MC145152內(nèi)部的247。N減法計數(shù)器構(gòu)成。M為其控制端（從MC145152的9腳輸出，輸入MC12022的6腳）。247。A是可預(yù)置數(shù)的減法計數(shù)器，由并行輸入口分別預(yù)置6位的A值和10位的N值。fo為壓控振蕩的輸出頻率（即發(fā)射頻率）。A和247。A計數(shù)器計完A個預(yù)置數(shù)，M變?yōu)?；此時247。N計數(shù)器中還有N－A個數(shù)，它繼續(xù)計（N－A）P個輸入脈沖后，輸出一個脈沖到鑒相器PD。整個過程中輸入的脈沖數(shù)共有Q＝A（P＋1）+(NA)P=PN+A，也就是說，該吞咽脈沖計數(shù)器的總分頻系數(shù)為PN+A。為實(shí)現(xiàn)鎖相，必須有fo/（ PN+A）= fr。247。如果參考頻率fr＝10kHz，則輸出頻率fo＝（PN＋A）fr＝（64N＋A）10kHz。先令A(yù)＝0， 則N＝(fo/ fr－A）/P=（35106/10103）/64=。由此可得，即給MC145152的N9～N0和A5～A0口預(yù)置相應(yīng)的數(shù)值，這就實(shí)現(xiàn)了對發(fā)射頻率的控制。設(shè)兩個輸入信號分別為：其中 將兩信號相乘得到再經(jīng)過一個低通濾波器，取出其中的誤差信號，濾去其高頻成分，將其直流成分用來調(diào)整壓控振的輸出頻率。 功率放大電路設(shè)計。丙類功放的基極電壓VEE是利用發(fā)射極電流的直流分量IE0在射極電阻RE2上產(chǎn)生的壓降來提供的。利用諧振回路L2C2的選頻作用獲得輸出基波電壓υc電流ic1。集電極輸出功率 直流電源VCC供給的直流功率 集電極的效率 2SC1970 考慮到效率和功率，選擇導(dǎo)通角θ為經(jīng)驗值70176。要使發(fā)射機(jī)的輸出阻抗50Ω與天線匹配，必須加裝降阻匹配網(wǎng)絡(luò)，又因1m長天線呈容性阻抗，必須采用串聯(lián)諧振，使之天線輻射出去的功率最大。RR2為欲匹配的電阻值。R1=50Ω，經(jīng)M