通信电路实验讲课(3).ppt

1 通信电路实验讲课 三 2 通信电路专题实验50MHz FM FSK窄带集成无线收 发信机 3 一 实验系统简介整个系统分为两大部分 发射机和接收机 它几乎包含了通信电路原理课中所有的功能电路 如晶振 选频 混频 调频 鉴频 滤波 功放 锁相环路和频率合成等 是一套典型的调频收 发信装置 既可采用模拟信号调制 作为一般调频收发系统 也可采用数字信号调制 实现FSK数字通信 工作频率在50MHz左右 该系统选用Motorola生产的典型窄带收 发信机芯片 其中发射机芯片选用MC2833 接收机芯片为MC3362 4 二 发射机主要由MC2833芯片和调谐回路组成 1 性能指标MC2833是一个低功耗的单片调频发射机芯片 工作电压 2 5 9 0V 工作电流 典型值2 9mA 输出功率 10mW 电源电压9V 50负载 工作频率 最高144MHz芯片结构简单 片内有射频振荡器 缓冲器 可变电抗 麦克风放大器及两个备用晶体管 5 MC2833内部结构 返回 返回2 6 发射机框图 2 发射机工作原理 7 发射机可输入两种调制信号 模拟信号 语音或其他音频信号 和数字信号 采用晶体振荡器直接调频电路 经倍频 功放后输出 具体讲 引脚16 15 1 2 3 加上外围元件构成晶体调频振荡电路 晶体振荡频率为16MHz左右 为避免相互干扰 实验板上的晶体各不相同 振荡电压经内部缓冲放大后 由14脚输出经3倍频选频回路33p电容耦合13脚T2管基极 放大11脚输出选频回路8脚T1管基极 放大9脚输出 选频匹配回路天线 或50负载 8 方案考虑 晶体调频 中心频率稳定度高 频偏小 倍频 晶体频率低易做 便宜 扩大频偏 3 发射机调测 1 载波频率 功率 晶体频率的3倍频 主要调选频回路 微调电容 逐级调试 要求 Vcc 5V时 在50负载上输出大于1 6mw即 Vopp约800mV 9 H3 H4 H5处波形 10 H3波形 H3频谱 11 12 2 静态调制特性 动态不作 在3倍频上测 3 调制 收 发联机时加 模拟信号调制 用1KHz正弦信号 语音调制 用MIC加语音并通过限幅放大数字信号调制 1KHz方波 0 2V 实现FSK 调函数发生器offset旋钮与幅度旋钮实现0 2v2FSK带宽 B 基带信号带宽 f1 f2为FSK的两个频率 MC2833典型频偏值5KHz 13 三 接收机典型的二次变频超外差接收机 第一本振频率由锁相频率合成器提供 第二本振频率由10 245MHz晶体振荡电路产生 鉴频部分采用正交鉴频器 如果接收机收到的是FM信号 鉴频后可直接得到音频信号 如果接收到的是FSK信号 则鉴频后需经过数据整形电路后再输出 14 MC3362内部结构 15 50MHzFM接收机框图 陶瓷滤波器 16 1 原理框图与方案考虑 采用二次变频技术 两次混频 两个中频 好处 抗干扰能力强 灵敏度高 一中 频率可取高 抑制镜象频率干扰 二中 频率低 利于实现窄带 抑制噪声 提高接收机的灵敏度 灵敏度 在一定的输出信噪比下 接收机输入端所要求的最小有用信号功率 dBm 陶瓷滤波器 中心频率10 7MHz 带宽约200KHz 中心频率455KHz 带宽约8KHz 优点 不用调节 廉价 缺点 中心频率不太准 17 正交鉴相鉴频器 易集成 移相网络 相乘器 第一本振信号 采用吞脉冲双模可变分频器的锁相频率合成器 频率稳定度高 易改频 主要集成块 MC145152 并行输入锁相频率合成器 N 10位 A 6位 拨动开关预置 R分频比已设置2048 MC12016双模前置分频器 40 41 MC1458双运放 用于环路滤波器VCO MC3362片内加外围21 22脚上的LC回路组成 控制电压加23脚 18 吞脉冲可变分频器的锁相频率合成器 鉴相 VCO 低通 晶振 双模前置分频器 主计数器 辅助计数器 模式控制 参考分频器 1 0 频道选择 频道选择 返回 19 MC145152频率合成器芯片 并行码输入编程 20 MC145152频率合成器 1201640 41 Mc1458 N 10位 A 6位 R分频比2048 4 096MHz 21 第二本振由10 245MHz晶体振荡电路产生 频率稳定度高指示电路 方便调测 载波检测 有载波时指示灯亮PLL锁定指示 锁定时灯灭 2 接收机调测内容 1 测量10 7MHz陶瓷滤波器频率特性2 用逐点法测量第二中频陶瓷滤波器的频率特性 22 3 测量鉴频特性4 用频率计在LO监测孔处测量二本振信号频率 记录该频率值 5 锁相频率合成器 PLL FS 开环VCO压控特性测量 用频率计测量前置分频器输出频率6 整机调试 调测接收机灵敏度将接收机各单元电路之间连接起来 由SIGNAL端加入调频 FM 信号 正常情况 输入FM信号灵敏度为 量级 此时从AUDIO输出有解调后的调制信号 23 3 接收机调测的关键 灵敏度 在发射频率上测 注意所需要的本振频率一定要在VCO开环输出频率范围内 当Ve 0 5 5V变化时 即测VCO压控特性前 先估算本振频率 若不在其内 则调本振线圈 使频率满足要求 24 测准两个陶瓷滤波器的中心频率 KHz量级 鉴频器鉴频特性在上电压为2 3V 片本身决定 线性范围大 斜率大 注意一本振频率设置与发射机发射频率的关系 约10 7MHz 其中为二本振实际测量频率 10 245MHz 算出N A 25 四 收 发联调注意事项收 发频率对准 发射信号频谱落在接收机带宽之内 设置接收机带宽一定要考虑振荡器的频率稳定度本实验接收机带宽有谁决定 线性系统最窄的部分 455KHz陶瓷滤波器 约8KHz 信号带宽必须小于 4KHz 26 一本振频率最佳设置 方波调制时 一定要0 2V的方波信号正弦调制时IN端入 幅度450mv 在H2端看不失真 27 五 验收要求 发射机 1 发射机发射频率精确到kHz量级 2 发射功率 1 6mW 50 负载 即Vopp 800mV接收机 1 10 7MHz和455kHz两陶瓷滤波器的中心频率和3dB带宽2 接收机灵敏度 20uV 条件 F 1kHz f 1kHz S N out 1 联机 1 正弦信号调制 解调输出Vopp 200mV 输出波形不失真 在H2点处Vpp 900mV 2 0 2V方波调制 解调输出波形不失真 无误码 3 语音调制 解调后语音清晰 不失真 28 六 实验注意事项 1 收 发信机所用电源不同 按要求加 2 发射机调谐回路主要调微调电容 3 凡测频率时均需测至kHz量级 4 实验完毕需清点工具 整理好仪器 5 接收机部分